• 제목/요약/키워드: Internal penetration

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Improved prediction of soil liquefaction susceptibility using ensemble learning algorithms

  • Satyam Tiwari;Sarat K. Das;Madhumita Mohanty;Prakhar
    • Geomechanics and Engineering
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    • 제37권5호
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    • pp.475-498
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    • 2024
  • The prediction of the susceptibility of soil to liquefaction using a limited set of parameters, particularly when dealing with highly unbalanced databases is a challenging problem. The current study focuses on different ensemble learning classification algorithms using highly unbalanced databases of results from in-situ tests; standard penetration test (SPT), shear wave velocity (Vs) test, and cone penetration test (CPT). The input parameters for these datasets consist of earthquake intensity parameters, strong ground motion parameters, and in-situ soil testing parameters. liquefaction index serving as the binary output parameter. After a rigorous comparison with existing literature, extreme gradient boosting (XGBoost), bagging, and random forest (RF) emerge as the most efficient models for liquefaction instance classification across different datasets. Notably, for SPT and Vs-based models, XGBoost exhibits superior performance, followed by Light gradient boosting machine (LightGBM) and Bagging, while for CPT-based models, Bagging ranks highest, followed by Gradient boosting and random forest, with CPT-based models demonstrating lower Gmean(error), rendering them preferable for soil liquefaction susceptibility prediction. Key parameters influencing model performance include internal friction angle of soil (ϕ) and percentage of fines less than 75 µ (F75) for SPT and Vs data and normalized average cone tip resistance (qc) and peak horizontal ground acceleration (amax) for CPT data. It was also observed that the addition of Vs measurement to SPT data increased the efficiency of the prediction in comparison to only SPT data. Furthermore, to enhance usability, a graphical user interface (GUI) for seamless classification operations based on provided input parameters was proposed.

콘크리트 벽의 비파괴검사를 위한 초광대역 레이더의 2차원 FDTD 시뮬레이션에서 안테나 모델링의 영향 (Effects of Antenna Modeling in 2-D FDTD Simulation of an Ultra-Wide Band Radar for Nondestructive Testing of a Concrete Wall)

  • 주정명;홍진영;신상진;김동현;오이석
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제24권1호
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    • pp.98-105
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    • 2013
  • 본 논문에서는 초광대역 벽 투과 레이더를 이용한 벽 내부 진단에 대한 유한차분 시간영역(finite-difference time-domain, FDTD) 시뮬레이션과 데이터 처리 기술에 대한 연구를 소개한다. 본 연구에서는 2차원 FDTD 기법을 이용하여 실제 측정과 유사한 조건으로 시뮬레이션을 수행하기 위해 우선 전파의 감쇄, 투과 특성, 해상도 등을 고려하여 0.3~7 GHz의 초광대역을 갖는 반대 극성 비발디 안테나(anti-podal vivaldi antenna)를 설계/제작하였다. 다음으로 제작된 안테나의 방사 패턴을 측정한 후 이것을 FDTD 시뮬레이션의 소스로 사용하여 콘크리트 벽 경계면과 벽 내부의 금속으로부터 반사된 데이터를 얻었다. 다음으로 이 데이터를 처리하고 레이더 영상을 생성하여 벽 내부를 관찰하였다. FDTD 시뮬레이션에서는 일반적으로 사용되고 있는 등방성 점 소스와 다항식으로 측정된 방사 패턴을 근사화하여 소스로 적용한 2가지 경우에 대해 비교하였으며, 그 결과, 안테나 패턴을 적용했을 경우 등방성 점 소스를 사용한 경우에 비해 최대 약 2.5 dB 높은 신호 대 잡음비를 얻을 수 있었다.

Influence of coarse particles on the physical properties and quick undrained shear strength of fine-grained soils

  • Park, Tae-Woong;Kim, Hyeong-Joo;Tanvir, Mohammad Taimur;Lee, Jang-Baek;Moon, Sung-Gil
    • Geomechanics and Engineering
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    • 제14권1호
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    • pp.99-105
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    • 2018
  • Soils are generally classified as fine-grained or coarse-grained depending on the percentage content of the primary constituents. In reality, soils are actually made up of mixed and composite constituents. Soils primarily classified as fine-grained, still consists of a range of coarse particles as secondary constituents in between 0% to 50%. A laboratory scale model test was conducted to investigate the influence of coarse particles on the physical (e.g., density, water content, and void ratio) and mechanical (e.g., quick undrained shear strength) properties of primarily classified fine-grained cohesive soils. Pure kaolinite clay and sand-mixed kaolinite soil (e.g., sand content: 10%, 20%, and 30%) having various water contents (60%, 65%, and 70%) were preconsolidated at different stress levels (0, 13, 17.5, 22 kPa). The quick undrained shear strength properties were determined using the conventional Static Cone Penetration Test (SCPT) method and the new Fall Cone Test (FCT) method. The corresponding void ratios and densities with respect to the quick undrained shear strength were also observed. Correlations of the physical properties and quick undrained shear strengths derived from the SCPT and FCT were also established. Comparison of results showed a significant relationship between the two methods. From the results of FCT and SCPT, there is a decreasing trend of quick undrained shear strength, strength increase ratio ($S_u/P_o$), and void ratio (e) as the sand content is increased. The quick undrained shear strength generally decreases with increased water content. For the same water content, increasing the sand content resulted to a decrease in quick undrained shear strength due to reduced adhesion, and also, resulted to an increase in density. Similarly, it is observed that the change in density is distinctively noticeable at sand content greater than 20%. However, for sand content lower than 10%, there is minimal change in density with respect to water content. In general, the results showed a decrease in quick undrained shear strength for soils with higher amounts of sand content. Therefore, as the soil adhesion is reduced, the cone penetration resistances of the FCT and SCPT reflects internal friction and density of sand in the total shear strength.

다량의 광물질 혼화재를 사용한 고강도 콘크리트의 내구성 평가 (Durability Assessment of High Strength Concrete with High Volume Mineral Admixture)

  • 백철우;김훈상;최성우;조현태;류득현
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제27권6호
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    • pp.641-649
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    • 2015
  • 본 연구는 선행연구에서 도출한 다량의 광물질 혼화재를 사용한 고강도 콘크리트(HVMAC)의 내구성을 3성분계 콘크리트(TBC)와 시멘트만 사용한 콘크리트(NC)에 대해서 비교 평가하고자 하였다. 내구성 평가 종류는 염화물 침투 저항성, 동결융해 저항성, 두가지 전처리 조건으로 비교 평가한 탄산화 저항성, 5% 황산($H_2SO_4$), 10% 황산나트륨($Na_2SO_4$) 및 10% 황산마그네슘($MgSO_4$) 용액을 선정하여 황산 및 황산염 저항성 평가를 수행하였다. HVMAC는 모든 재령에서 우수한 염화물 침투 저항성을 나타내었고, 동결융해에 대한 내구성 지수가 100%에 가까운 우수한 결과를 나타내었다. 탄산화 저항성 평가 결과, HVMAC가 TBC보다 저감효과가 있었으며, 양생기간을 증가시켰을 때 콘크리트 내부조직을 치밀하게 만들어 탄산화 저항성을 향상시켰다. 황산 및 황산염 저항성 평가에서 HVMAC가 가장 우수한 것으로 나타났다. 다량의 혼화재 적용에 따른 수산화칼슘 생성량과 $C_3A$가 적어 황산 및 황산염에 의한 열화가 저감된 효과로 강도 감소 및 질량 변화가 작게 나타난 것으로 확인되었다.

나노합성 무기질 폴리머계 표면처리제가 콘크리트의 내구성에 미치는 영향 (The Influence of Nano Synthesized Polymer Paint on Durability of Concrete)

  • 백종명;박용걸
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제20권1호
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    • pp.56-63
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    • 2016
  • 콘크리트 구조물의 내구성을 향상하기 위해 개발된 통기성이 개선된 나노합성 폴리머 표면처리제를 도포한 콘크리트의 내구성향상 효과를 평가하기 위해 내부 구조와 공극량을 측정하였으며, 염분침투, 탄산화, 동결융해 및 화학적 침식 저항성에 대한 실험을 진행하여 기존 표면처리제와 비교 분석하였다. 공극량과 내부 구조를 측정한 결과, 나노합성 폴리머 표면처리제를 도포한 콘크리트는 $0.3{\mu}m$ 이상의 공극과 $0.1{\mu}m$ 이하의 공극영역에서 세공량이 감소하는 경향을 보였으며, 전자현미경을 통한 촬영된 내부는 수화조직에 의해 치밀함을 보였다. 나노합성 폴리머 표면처리제를 도포한 콘크리트의 염분침투 깊이는 무도포 콘크리트에 비해 약 92% 이상, 수성 에폭시 표면처리제를 도포한 콘크리트보다도 약 70% 이상 감소하였다. 이는 탄산화, 동결융해 및 화학적 침식 저항성 실험에서도 비슷하게 나타났다. 특히 황산 5% 수용액에 침지 실험한 화학적 침식 저항성 실험에서는 침지 12일 이후 무도포 콘크리트와 수성 에폭시 표면처리제를 도포한 콘크리트에서 -4%의 중량감소를 보였지만, 나노합성 폴리머 표면처리제를 도포한 콘크리트는 -1.7%의 중량감소율을 보였으며, Tsivilis et al.에 의한 외관등급 조사법에서도 우수한 결과를 보였다.

A60급 갑판 관통 관의 방화성능 평가를 위한 과도 열전달 해석과 화재시험 (Transient Heat Transfer Analysis and Fire Test for Evaluation on Fire Resistance Performance of A60 Class Deck Penetration Piece)

  • 박우창;송창용
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제22권4호
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    • pp.1-9
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    • 2021
  • A60급 갑판 관통 관은 선박과 해양플랜트의 화재 발생 시 인명의 보호와 화염전파를 방지하기 위해 갑판 구획에 설치되는 방화 장치이다. A60급 갑판 관통 관이 새로 개발되거나 기존의 설계가 변경될 경우 국제해사기구의 화재시험절차 규정에 따라 A60급 갑판 관통 관의 방화성능을 검증하도록 요구하고 있다. 따라서, 본 논문에서는 신규 개발된 선박과 해양플랜트용 A60급 갑판 관통 관의 방화 설계의 적합성을 평가하기 위해 과도 열전달 해석을 수행하였고, 화재시험을 통해 해석결과의 타당성을 검증하였다. 또한 A60급 갑판 관통 관의 열전달 특성은 관의 직경, 내부형상 그리고 재질과 같은 설계 사양에 따라 비교하여 검토하였다. 과도 열전달 해석은 범용 유한요소법 소프트웨어인 ABAQUS/Implicit를 사용하여 수행하였으며, 해석결과의 검증을 위한 화재시험은 해사안전위원회에서 규정한 화재시험절차 코드에 따라 수행하였다. 본 연구에서 검토한 A60급 갑판 관통 관의 방화성능은 국제 해상안전규정을 만족하였고, 재질 사양의 설계가 중요한 것으로 나타났다. 최대 시험온도를 기준으로 SUS316L 재질의 측정온도는 S45C 재질보다 평균적으로 25% 낮게 나타났고, 이때 각 재질의 열전도계수와 비열의 차이는 각각 17%와 58%였다.

지하 투과 레이다 조사를 통한 부여 지역 금강변의 충적 대수층 내부 불균질성 파악 (Delineation of internal heterogeneities of Geum River point bar deposits in Buyeo area using GPR Data)

  • 이철우;김형수;이경주
    • 지구물리
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    • 제5권4호
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    • pp.337-344
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    • 2002
  • 지하수 인공 함양, 강변 여과 취수 방식 등 충적층 지하수의 효율적 이용을 위해서는 충적 대수층의 내부 구조 파악이 중요하다. 국내 충적층의 대부분은 하천 둔치 주변에서 하도의 수평 이동에 의해 형성된 경사 지층으로, 니질 박층이 협재함에 따라 충적 대수층의 내부 불균질성이 높아 인접한 취수 공간에서도 지하수괴의 이동 특성 및 화학적 특성이 달라질 수 있다. 본 연구는 이러한 불균질성을 밝히기 위하여 지하 투과 레이다 조사를 통한 부여 지역 금강변의 충적층에 대한 층서학적 분석을 시도하였다. 부여 군수리 지역의 충적층은 크게 상하 두 개의 지층으로 구분되며, 상부 수평층은 범람에 의해 형성된 것으로 수직 불균질성이 크고 수평 불균질성은 낮은 반면, 하부 경사층은 수평, 수직 불균질성이 모두 크다. 특히 하부 경사층 내에 발달한 하도곡은 인접한 충적층과 분리되어 이 층내의 수괴 이동은 제한적일 것이며, 지하수질의 특성 또한 크게 다를 것으로 판단된다. 본 연구는 충적 대수층에 대한 물리 화학적 특성의 정확한 해석을 위해서 지구물리학적 조사 방법을 통한 층서퇴적학적 해석이 선행되어야 함을 보며 준다.

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탈발(脫髮)에 관한 한의학(韓醫學) 문헌적(文獻的) 고찰(考察) (A Bibliographical Study of Oriental Medical Records on Alopecia)

  • 이영종
    • 대한한의학회지
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    • 제16권1호통권29호
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    • pp.141-159
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    • 1995
  • The causes and treatment of alopecia are concluded based on the records found successive oriental medicine in order to persuade new treatments for alopecia as following : 1. In the context of modern medical science male-dominated alopecia was referred as dok-rak(禿落), cho-dok(早禿), chon-dok(全禿), pal-ju-tal-bal, chu-bal-sun and pal-sun(髮癬) alternatively, while alopecia areata was refereed as yu-pung(油風), pan-dok(斑禿), kwi-ji-du and kwi-che-du(鬼剃頭). 2. The causes of alopecia is related with condition of Gi(vital energy) and Hyul(blood) in the twelve channels, such as weakening of vital energy in the conduits, condition of internal organs as heat in the lung, weak kidney or liver vitality, and eating habits such as severe ingestion of bitter taste or sweet taste food. Other distinct reasons are penetration of wind and dryness into a head due to weakening Gi and Hyul inside human body, flaring up of the asthenic fire due to excessive eatings, hard labour or psychological sufferings deficiency of blood, deficiency of vital essence of kidney, phlegm caused by dampness and heat, and stagnated blood. 3. According to demonstration of alopecia, the causes of alopecia areata are listed as internal wind due to heat of blood, deficiency of liver and kidney, blookage of channels and collaterals by stagnated blood, and causes of male-dominated alopecia are listed as wind dryness caused by heat of blood, dampness and heat, and heat, wind and dryness due to deficiency of blood.

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굴착사면의 안정해석과 보강설계법 (Stability Analysis and Reinforced Design Method of Excavation Slopes)

  • 강예묵;이달원;조재홍
    • 한국농공학회지
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    • 제38권5호
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    • pp.140-154
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    • 1996
  • In this study, displacement, deformation, and stability according to change of cohesion and internal friction angle were investigated through elasto-plastic method, finite-element method, and in-site experiment when excavating soft ground using sheet pile. The results of the study were as follows : 1. The horizontal displacement was 5.5% of the excavation depth by the elasto-plastic method and 3.9% of the excavation depth by the on-site experiment at the final excavation depth(GL-8.Om) on the condition of double stair strut after excavating GL-6.Om. 2. Relationships between cohesion(c) and internal friction angle $({\varphi})$ when safety factor to the penetration depth was 1.2 is shown in the following equations : (a) c= -O.0086$({\varphi})$+ O.3(D=3m) and (b) c=-0.00933$({\varphi})$+0.14(D=4m). 3. The results of elasto-plastic method and the experiment show that possible excavation depth was GL-6.Om after setting single stair strut in a short period in terms of possibility of carrying out on the condition of experimental site on the contrary general reinforcement method, setting double stair strut after excavating GL-4.0m. 4. After setting the strut, distribution of the horizontal displacement had concentrated on the excavation base and possible local failure which the shear strain caused decreased by the strut reinforced. 5. After setting strut, displacement of sheet pile was decreased by half, the limit of stable excavation depth of ground was GL-8.Om, and the maximum horizontal displacement at the GL-8.Om was 1.6% of excavation depth by the elasto-plastic method, 0.7% of excavation depth by the finite-element method.

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UWB-RF를 이용한 콘크리트 구조물의 내부 물체 검출 모니터링 시스템 (Internal Object Detection Monitoring System in Reinforced Concrete Structure using UWB-RF)

  • 박대혁;강의선
    • 디지털콘텐츠학회 논문지
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    • 제18권7호
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    • pp.1457-1464
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    • 2017
  • 본 논문에서는 UWB-RF를 이용하여 철근 콘크리트 구조물의 내부 물체 위치를 검출하고 모니터링 할 수 있는 시스템을 소개하고자 한다. 이 시스템은 콘크리트 내부 구조물의 변형을 매질에 대한 투과 특성 및 반사 특성을 이용하여 확인가능하며, 콘크리트 내부 구조물의 철근의 위치를 수치값으로 측정할 수 있다. 이 시스템의 성능을 검증하기 위해서 서로 다른 형태의 시편 3종에 대해서 콘크리트 내부 구성 상태를 분석하고, 구조물의 종류에 따라 측정되는 위치를 확인하기 위하여 구조물의 측정 거리 값을 소프트웨어로써 표현하였다. 그 결과 콘크리트 내에 구조물의 종류에 따라서 ${\pm}1{\sim}4mm$ 이내의 오차 내에서 측정할 수 있음을 확인하였다.