• 터널과지하공간
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• 제24권4호
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• pp.297-307
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• 2014

암반공동을 이용한 열에너지 저장은 대용량 저장이 가능하며 열저장매체를 선택할 수 있는 장점이 있다. 본 연구에서는 사일로 형태의 열저장공동이 지반 내 두 개 이상 배치될 때 공동 사이에 형성되는 암반 필라의 안정성에 대해 3차원 유한차분해석 프로그램인 $FLAC^{3D}$를 이용하여 분석하였으며, 저장된 열에너지로 인해 암반에 발생하는 열응력을 반영할 수 있도록 열-역학적 연계모델을 사용하였다. 해석 결과, 열에너지 장기 저장으로 인해 암반 필라에 작용하는 최대주응력이 상당량 증가하였으며, 필라 폭이 좁아질수록 근접한 열원 때문에 열응력 증가량도 커짐을 확인하였다. 필라 안정성에 영향을 미치는 주요인자로서 저장공동 간격, 측압계수, 심도를 선정하고 민감도 분석을 실시한 결과, 측압계수, 저장공동 간격, 심도 순서로 영향력이 크게 평가되었다. 저장공동 간격의 경우 동일한 크기의 공동 건설 시 필라 폭을 최소 저장공동 직경 이상 확보해야 할 것으로 판단되었다. 큰 규모의 저장공동 주변에 소규모 수직갱이 설치될 때는 최소한 저장공동 직경의 0.5배 이상 이격함으로써 크기 차이로 인해 수직갱에 응력이 집중되는 현상을 해소할 수 있었다. 또한 최대수평주응력 작용방향과 공동 중심을 잇는 축이 평행하도록 배치하여 저장공동에 의한 방패효과가 발휘될 수 있게 함으로써 현지응력이 공동 사이 암반 필라에 미치는 영향을 최소화할 수 있었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제17권6호
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• pp.931-938
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• 2005

RC 구조물이 해양 환경에 장기간 노출된 콘크리트 안의 철근은 해수에 포함된 염화물 이온의 침투에 의해 부식하게 된다. 염화물 이온에 의한 철근의 부식 피해는 매우 다양하기 때문에, 많은 연구들이 수행되어 왔다. 염화물 이온의 침투깊이를 쉽게 측정할 수 있는 질산은 변색법이 최근 많이 사용되고 있다. 그러나, 질산은 변색법의 특성이 완전히 파악되지 않은 채 사용되고 있는 실정이다. 그러므로 본 연구의 목적은 변색법의 적용성을 조사하는데 있다. 이러한 목적을 가지고 변색법의 메커니즘과 영향인자에 대하여 파악하고자 하였다. 변색법 실험 결과에 따르면, 콘크리트 할렬면에 질산은이 분무될 때, AgCl의 흰색반응과 AgOH의 갈색 반응, 두 반응이 발생한다. 또한, 반응 속도 상수비는 흰색 반응, 즉 AgCl이 3240배 빠르게 반응하는 것으로 나타났다. 변색 법을 콘크리트에 적용할 경우, 0.05N 이상의 질산은 용액을 분무하는 것이 바람직하다. 현장 콘크리트 구조물에 있어 변색법은 염화물을 평가하는데 유용한 방법이다. 변색 구간에서의 평균 염화물량 값은 콘크리트 단위중량 당 $0.9kg/m^3$으로 나타났다.

• 터널과지하공간
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• 제30권2호
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• pp.109-135
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• 2020

전 세계적으로 지하의 고심도화는 다양한 시설 개발의 목적으로 관심도가 높은 상황이다. 고심도 지하공간의 개발은 암반의 구조적 안정성이 바탕이 되어야 한다. 고심도 지하공간에서는 스폴링이 구조적 안정성에 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 스폴링을 예측하기 위해서 많은 연구자들은 터널 주변에서 발생하는 응력상태, 암반상태 및 암종에 따라 제안하였다. 또한, 현지에서 측정된 결과와 FLAC, EXAMINE, UDEC, Insight 2D, FRACOD 등의 컴퓨터 모델링을 이용하여 스폴링 해석 방법에 대한 검증이 수행되었다. 캐나다 URL(Underground Research Tunnel)에서는 스폴링 현상에 대한 정확한 예측을 위해 CWFS(Cohesion Weakening Frictional Strengthening)모델을 제안하고 이를 비교 분석하였다. CWFS 모델은 스폴링 현상을 예측하는데 신뢰도 높은 방법으로 확인되었다. 본 연구에서는 고심도 암반에서의 스폴링 발생에 대한 사례들을 분석하고 스폴링 발생조건과 CWFS 모델의 예측 결과를 비교하였다. 이를 통해 고심도 조건에서의 광주를 대상으로 스폴링 예측에 대한 적용성을 검토하고자 하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권4호
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• pp.161-167
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• 2007

본 연구에서는 수평하중을 받는 말뚝을 대상으로 응력상태에 따른 극한수평지지력의 변화추이를 분석하였으며, 이를 토대로 다양한 응력상태를 고려할 수 있는 극한수평지지력의 평가방법을 제안하였다. 이를 통해 기존의 수평지지력 평가방법에 있어 제한되었던 응력효과의 고려가 가능하게 되었으며, 지반조건 및 시공조건 등에 따른 지반응력 변화를 보다 효과적으로 반영할 수 있을 것으로 판단된다. 이를 위해 모래질 지반을 대상으로 모형토조에서 수행된 말뚝의 수평재하시험결과가 사용되었으며, 토조실험에는 다양한 범위의 응력상태가 고려되었다. 분석결과, 말뚝의 극한수평지지력은 수직응력 및 수평응력 모두에 영향을 받는 것으로 나타났으나, 수평응력에 따라 더욱 민감하게 변화하고 있음을 알 수 있었다. 극한수평지지지력이 발휘되는 변위량의 수준은 지반조건에 따라 달랐으며, 상대밀도가 50%범위에서는 상대변위량 14%내외, 86%내외에서는 18-25%정도의 상대변위량을 나타내었다. 본 연구결과에 근거하여 극한수평지지력 평가를 위한 수평토압보정계수가 제안되었으며, 제안된 평가법에 의한 예측치는 다양한 응력조건에 대해 실측치와 유사한 결과를 나타내었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제35권1호
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• pp.187-192
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• 2015

도시부 교차로의 설계는 지방부 교차로와 근본적으로 달라야하나, 현행 도시부 교차로 설계는 지방부 교차로 설계기준을 준용하고 있다. 이에 국내외 교차로 종단경사 관련기준 문헌고찰, 현장조사 및 비교분석 등의 연구를 통해 향후 도시부에 적용할 적정 교차로 종단경사를 제시하였다. 본 연구는 도시부 및 지방부 교차로의 차이점을 비교 분석하고, 국내외 교차로 종단경사 설계기준을 검토한 후 적정 설계기준(안)을 도출하였다. 도출된 설계기준(안)의 검증을 위해 현장조사를 시행하고 통계분석을 시행하여 설계기준을 정립하였다. 여러 지침들을 비교하여 분석한 결과 도시부 교차로 종단경사 기준은 2.5~3% 정도가 적절할 것으로 판단되고, 부득이한 경우 5%정도가 적정경사인 것으로 판단되었다. 이러한 결과를 검증하기 위해 현장조사를 시행한 결과 0.0부터 8.6까지 다양한 종단경사 데이터를 확보하였다. 통계검증을 위한 사고데이터를 추가로 수집하여 SPSS를 활용한 상관관계 분석을 시행하였다. 95% 유의수준으로 분석한 결과 정면충돌사고율과 차대차추돌사고율이 종단경사와 상관관계가 있는 것으로 나타났다. 따라서 교차로 사고건수를 줄이기 위해 해당 변수들의 영향을 최소화 하기위한 노력을 하여야 하고, 그러한 노력의 일환으로 적정 교차로 종단경사를 적용한 설계가 이루어져야 함을 확인 할 수 있었다. 따라서 도시부 교차로의 종단경사는 1~3%의 적정수준을 유지할 필요가 있고, 부득이한 경우에도 3~5%를 넘지 않도록 설계시 주의를 기울여야 한다.

• Composites Research
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• 제18권4호
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• pp.1-7
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• 2005

삽입된 광섬유 브래그 격자(fiber Bragg grating, FBG) 센서를 이용하여 수압시험 동안에 필라멘트 와인딩 된 복합재료 압력탱크의 실시간 구조 건전성 모니터링을 수행하였다. 일반적으로 압력탱크의 내부와 외부의 유한요소해석 결과는 변형률과 응력 모두 큰 차이를 보인다. 그러므로, 압력탱크의 건전성을 검증하기 위해서는 운용 중 탱크 내부의 변형률 값을 정확하게 측정해야 한다. 여러 광섬유 센서 중 FBG 센서는 변형률 게이지에 비해 구조물에 삽입이 용이하고 많은 수의 센서를 한 가닥의 광섬유에 파장 분할 다중화(wavelength division multiplexing, WDM) 기법을 통해 쉽게 다중화 할 수 있다. 본 연구에서는 다중화 된 FBG 센서를 삽입한 표준압력용기(standard testing and evaluation bottle, STEB)를 제작하고 수압시험을 수행하였다. 삽입된 센서의 생존율을 높이기 위해 격자 부분에 대한 보강법을 포함한 새로운 삽입 적용 기법을 고안하였다. 제작된 탱크에 대한 수압 시험을 통해 FBG 센서가 필라멘트 와인딩 된 복합재 압력탱크의 건전성 모니터링을 위해 성공적으로 삽입 적용될 수 있음을 확인하였다.

• 멤브레인
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• 제26권6호
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• pp.480-489
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• 2016

본 연구에서는, 전기방사법을 이용하여 산화철-산화그래핀($Fe_3O_4/GO$, metallic graphene oxide; MGO)이 도입된 PVdF/MGO 복합나노섬유(PMG)를 제조하였으며, 이를 활용하여 비소제거에 대한 특성 평가를 진행하였다. MGO의 경우 In-situ-wet chemical 방법으로 제조하였으며, FT-IR, XRD분석을 진행하여, 형태와 구조를 확인하였다. 나노섬유 분리막의 기계적 강도 개선을 위하여 열처리과정을 진행하였으며, 제조된 분리막의 우수한 기계적 강도 개선 효과를 확인할 수 있었다. 그러나, PMG 막의 경우, 도입된 MGO의 함량이 증가할수록 기계적 강도가 감소되는 경향성을 보여주었으며, 기공크기 분석결과로부터, $0.3{\sim}0.45{\mu}m$의 기공크기를 가진 다공성 분리막이 제조되었음을 확인할 수 있었다. 수처리용 분리막으로의 활용 가능성 조사를 위해, 수투과도 분석을 실시하였다. 특히, PMG2.0 샘플의 경우 0.3 bar 조건에서, PVdF 나노섬유막($91kg/m^2h$)에 비해 약 70% 향상된 결과값($153kg/m^2h$)을 나타내었다. 또한, 비소 흡착실험 결과로부터, PMG 막의 경우, 비소3가와 5가에 최대 81%, 68%의 높은 제거율을 보여주었으며, 흡착등온선 분석으로부터, 제조된 PMG 막의 경우 비소3가, 5가 모두 Freundlich 흡착거동을 따른다는 것을 확인하였다. 위 모든 결과로부터, PVdF/MGO 복합 나노섬유 분리막은 비소제거 및 수처리용 분리막으로 충분히 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 지질공학
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• 제27권3호
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• pp.233-244
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• 2017

주입액의 점성도와 응력상태에 따른 균열전파 특성을 분석하기 위해 실험실 규모의 수압파쇄시험을 실시하였다. 시험에 사용된 시료는 시멘트 몰탈을 사용하여 제작되었으며, 각 변의 길이가 20 cm인 정육면체 형태이다. 제작된 시료는 최대강도를 갖기 위해 수중에서 약 1달간 양생과정을 거쳤다. 독립적인 가압시스템을 가지고 있는 진삼축압축장치로 시료에 압력을 가하여, 실제의 지반에서 작용하는 원위치응력 상태를 재현하였다. 시추 환경 재현을 위해 시료에 소형 시추공을 천공한 후, 일정한 주입속도로 수압파쇄시험을 실시하였다. 수압파쇄시험 과정에서 시추공에 주입된 유체의 압력을 실시간으로 측정하였으며, 동시에 미소파괴음(AE) 신호를 측정하였다. 수압파쇄시험의 모든 과정이 끝난 후 생성된 균열의 형태를 육안으로 관찰하였다. 일차파쇄압력은 주입액의 점성도 증가에 따라 지수형태를 보이며 증가하였다. 수압파쇄시험으로 인해 생성된 균열의 형태는 최대주응력과 최소주응력의 차이인 편차응력의 크기에 따라 서로 다른 양상을 보였다. 낮은 편차응력의 조건에서는 단일의 균열이 아닌 다중 균열이 생성되거나, 균열 성장과정에서 방향이 휘어지는 경향을 보였고, 이에 반해 높은 편차응력의 조건에서 생성된 균열은 단일 면상의 균열이 발생하였다. AE 분석에서도 편차응력이 클수록 미세균열이 단일 면상으로 집중되어 발생되는 경향을 보였다. 이러한 연구결과는 수압파쇄 방법을 이용한 암반파쇄에서 편차응력이 클 때보다 작을 때 더 복잡한 균열이 발생된다는 것을 보여준다. 따라서 셰일가스를 개발할 때 생산량을 높이기 위해서는 복잡한 균열을 발생시킬 수 있는 편차응력이 작은 조건에서 수압파쇄가 적용되는 것이 효과적일 것으로 판단된다.

• 한국수산과학회지
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• 제23권4호
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• pp.267-279
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• 1990

한국 남해연안 및 서해남부연안은 겨울철 강한 북서 계절풍과 이에 동반된 냉기류 그리고 조석작용에 의해 수직혼합이 용이하며 이 혼합된 연안냉수는 그 형성 위치로부터 외해로 이동되어짐이 인공위성 열적외선 영상으로부터 쉽게 추적된다. 특히 이들 연안수들은 북서계절풍의 영향을 강하게 받아 서해남부연안수는 혹산도 부근에서 형성된 후 추자도 부근까지 남하하고 때때로 제주해협을 통과하여 남해로 유입된다. 남해 연안수는 주기 적인 북풍에 의하여 외해로 확장하는데, 확장형태에 따라 침강확장과 표류확장으로 구분할 수 있다. 침강확장은 남해연안수가 바람에 의하여 외해로 확장하는 동안 해수면에서 계속 냉각이 될 경우 밀도가 높아져 해저면으로 침강하면서 확장하는 경우이고, 냉각이 일어나지 않을 때는 표층에 떠서 외해로 확장된다. 이러한 확장형태에 따라 침강확장시는 그 연직적인 움직임이 난류수와 반시계방향의 혼합이 일어나고, 표류확장시는 시계방향의 혼합이 일어난다. 또한 남해연안수의 확장은 수온전선에도 영향을 미치는데, 침강확장시는 수온전선의 저층에서 급격한 수온변화가 나타나고 표류확장시는 표층에서 강한 변화가 나타난다. 화장형태에 따른 내부수온구조를 보면 침강확장시는 전층이 평균보다 낮게 나타나지만, 표류확장시는 표층에서만 평균보다 낮게 나타난다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제15권1호
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• pp.198-208
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• 2011

연약 점성지반 위에 상대적으로 낮은 하중의 구조물이 얹어질 때, 상부에 모래층을 두어 지지력을 증진시킬 수 있다. 이와같은 점토 위 모래층이 놓이는 조건에 대한 지지력 검증은 현장에서 평판재하시험 등을 통해 지지력 검증이 어렵기 때문에 설계단계에서부터 정확한 지지력 예측이 필요하다. 따라서, 본 연구는 점토 위 모래층이 놓이는 지반의 지지력 거동을 파악하기 위해 2차원 실내토조실험과 FEM 해석을 수행하였다. 주요 인자로 깊이비 H/B와 지지력비 $q_c/q_s$를 선정하여, 모래층 높이, 점토의 비배수전단강도 그리고 재하 폭을 변수로 하였다. 그 결과, 실내토조실험은 FEM 해석과 적합성이 상당히 높게 나타났다. 이론식과의 비교에 있어서 보다 최신 연구인 Okamura et al.(1998)의 메커니즘보다 관입전단 메커니즘과 그 유사성이 크게 나타났으며, 하중확산 메커니즘의 적용성을 위하여 등가하중확산각을 제시하였다. 또한, $q_c/q_s$에 대하여 무차원 단위의 한계깊이비 $H_f$의 선형 회귀식을 제안하였다.