• 한국방재학회 논문집
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• 제9권5호
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• pp.79-86
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• 2009

최근 도심 구조물의 규모가 급격히 대형화됨에 따라 인접구조물이 존재하는 상태에서 대규모의 기초구조물의 설치를 위한 넓고 깊은 범위의 굴착이 빈번히 시행되고 있어 안전관리의 중요성이 크게 부각되고 있다. 시공 및 사용 중에 토류구조물의 안전성을 확보하기 위해서는 쏘일앵커, 쏘일네일 및 락앵커 등의 지반보강재에 작용하는 프리스트레스 하중(prestress force) 및 변형을 지속적이고 효과적으로 관측할 수 있는 방법이 필요하다. 그러나 현재 현장에서 주로 사용되는 전기저항식 로드셀과 스트레인게이지, 바이브레이팅 타입의 변형율계를 이용한 변형 및 장력의 측정은 센서 자체의 자기열화 특성 때문에 장기적인 모니터링에는 효과적이지 않을뿐더러 시험체 내부에서 다수의 측정점을 측정하기 위해서는 많은 스트레인게이지를 설치하기 위해 리드선의 공간이 크게 필요한 단점이 있다. FBG(Fiber Bragg Grating)센서는 스트레인게이지와 비교해서 매우 작은 직경을 가지며 전자기파에 의한 노이즈가 없고 내구성이 커서 장기적인 모니터링이 필요한 구조물에 매우 유용하게 사용될 수 있다. 본 연구에서는 7연 강연선의 센터 킹케이블에 FBG 센서를 내장한 스마트 텐던을 이용하여 토류구조물의 보강에 활용되고 있는 앵커와 주변 그라우트면의 하중전이 특성에 대한 일련의 실내실험 결과를 기술하였다. 연구결과 스마트 텐던은 기존의 스트레인 게이지 변형율계로는 마땅히 측정할 수 없던 7연 강연선과 그라우트면의 변형률을 매우 효과적으로 측정할 수 있을 뿐 아니라 하나의 선으로 여러 위치의 변형을 효과적으로 측정할 수 있어 지반보강재의 장력모니터링 뿐만 아니라 그라우트로 부착된 부분의 하중전이 특성을 효과적으로 파악할 수 있는 것으로 나타났다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제12권9호
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• pp.13-20
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• 2011

산지가 많은 우리나라는 도로 및 철도건설을 위해 사면을 형성하는 구간이 많고, 사계절의 뚜렷한 차이로 인해 해빙기에 암블록의 이완현상 발생과 연평균 강우량의 2/3 정도가 여름철에 집중 발생되는 기후특성이 있으며, 최근 기상이변에 따른 집중호우 등으로 낙석 및 산사태와 같은 도로절개면 붕괴사고가 잦은 편이며, 해마다 장마철이 되면 이와 관련된 사고소식을 매스컴을 통해 쉽게 접할 수 있다. 낙석 발생 시 인명과 재산 피해를 최소화하기 위하여 절개지에 대한 보강공법의 개발 및 현장 적용성에 대한 연구 등이 활발히 이루어지고 있지 않는 실정으로 이에 대한 연구의 필요성이 부각되고 있다. 특히 낙석방지망의 부분적 취약점(일체화가 되지 못함)으로 인해 낙석방지망이 충분한 지지능력을 발휘하지 못하는 문제가 발생됨에 따라 국내에서도 보다 높은 낙석에너지를 지지할 수 있는 낙석방지망에 대한 연구가 필요할 것으로 판단된다. 이에 본 연구에서는 낙석방지망의 대체재료로서 팽창메탈의 적용성을 실험적으로 검증하고, 그 특성에 관해 연구해 보고자 하였다. 시험결과 팽창메탈은 우수한 강도와 일체화된 재료특성으로 기존 PVC망에 비해 최대지지하중이 높게 나타났으며, 현장시험의 흡수가능에너지 또한 높게 나타나 낙석방지망의 대체재료로서 활용이 가능한 것으로 판단된다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제23권1호
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• pp.9-16
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• 2024

본 연구에서는 지중 구속압과 말뚝-지반 경계면 전단 특성의 관계를 평가하기 위하여 기존의 실험결과와 강도감소계수가 적용된 해석 결과를 비교하였다. 유한요소해석에서 말뚝-지반 경계면의 전단거동 모사는 강도감소계수를 적용하였다. 해석 결과, 세립분 함유율이 증가할수록 구속압의 영향이 낮아지면서 최대 인발저항력은 감소하였다. 이 해석결과의 경향은 기존 실험 결과와 유사한 것으로서, 경계면 강도감소계수가 적용된 유한요소해석 모델은 적절하게 모사된 것으로 평가되었다. 경계면 강도감소계수의 변화를 분석한 결과, 구속압 50kPa의 경우에는 세립분 함유율이 증가할수록 경계면 강도감소계수의 증가가 확연하게 나타난 반면에, 구속압이 100kPa 및 150kPa의 경우에는 그 증가폭이 낮은 것을 알 수 있었다. 따라서 말뚝-지반 경계면의 전단 거동을 평가하기 위한 유한요소해석은 구속압과 세립분 함유율이 고려되어야 한다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제12권4호
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• pp.157-178
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• 1996

기존의 보강토벽체에 주로 이용되어온 steel strict등 고강도 인장보강재는 주변 뒤채움흙에 비해 상대적으로 변형이 작기 때문에, 설계검토시 과강재 자체에서 유발되는 변형의 크기에 대해서는 크게 유의할 필요가 없었다. 그러나 비교적 저강도인 섬유보강재의 경우, 한계상태에서 예상되는 섬유보강재 자체의 변형량은 주변 뒤채움흙의 소성변형 유발에 필요시 되는 변형량을 종종 초과하게 되며, 이와같은 크기의 과도한 변형량은 보강토벽체 구조체 자체의 안정성 확보 측면에서 허용할 수 없는 경우가 대부분이다. 결국 보증토벽체 구조체의 전면부 발생변위에 대한 일반적인 허용조건을 충족하기 위해서는, 극한강도 보다 훨씬 작은 크기의 강도가 섬유보강재의 경우 발휘하는 것으로 보아야 할 것이며, 따라서 최종적인 구조체 안정검토를 위해서는 보강재 자체의 예상변형량에 대한 평가가 섬유보강재의 경우 특히 중요시 된다. 보강재의 인장응력 -변형률 관계는 강보강재의 경우 선형탄성거동으로 가정할 수 있으나, 섬 유보강재의 경우에는 일반적으로 비 선형거동을 나타낸다. 본 연구에서는 쌍곡선 함수를 이용하여 섬유보강재의 비선형 거동특성을 모델링하였으며,또한 뒤채움흙 다짐으로 인한 유발응력등을 고려하기 위해 Ehrlich SE Mitchell, Duncan등이 제안한 방법을 수정하여 섬유 보강토벽체의 안정 해석법을 제시하였다. 본 안정 해석법 에서는 침투수압의 영향 및 뒤채움흙의 구속효과에 따른 섬유보강재의 부분적인 상대강성 변화 등을 고려하였으며, 이를 토대로 깊이별 각 섬유보 강재의 최대인장력 및 변형량 등의 예측이 가능하다. 본 연구에서는 제시하리라 하는 안정해석법의 적용성을 위해, paraweb polyester fibre multicord, non-woven polyester 지오텍스타일 및 knitted polyester 지오그리드 등 3가지 종류 보강재의 인장응력-변형률 관계 실험결과를 회귀분석하여 쌍곡선 함수형태로 이와같은 섬유보 강재의 비선형거동을 모델링하였다. 또한 이를 토대로 한 븐 연구 해석법의 적합성 검토를 위해, Ho & Rowe가 제시한 유한요소해석결과 및 LCPC, FHWA등에서 시행한 시험결과와 깊이별 각 섬유보강재의 최대인장력,변형량 및 지점별 변형률 등에 대해서도 비교하였다. 아울러 섬유 보강재의 상대강성, 뒤채움흙의 깊이별 구속효과의 정도, 다짐정도 및 침투수압 등이 각 섬유보강재의 변형량 및 전체적인 변형형태 등에 미치는 영향을 종합적으로 분석하였다.

• Journal of Korean Neurosurgical Society
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• 제30권10호
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• pp.1210-1219
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• 2001

서 론 : 후방 경유 경추 융합을 위한 후관절 금속판 고정술은 외상성 및 퇴행성 불안정성의 치료에 효과적인 방법이다. 후관절 금속판 고정의 안정성은 여러 가지 인자에 의해 결정된다. 이중 하나가 나사못의 삽입깊이이다. 이 방법이 처음 소개될 때에는 양피질골성 삽입이 이용되었다. 외과의사의 관심은 어떻게 안전하면서 생역학적으로 강력한 고정을 얻느냐에 있다. 목 적 : 이 연구의 목적은 사체에서 단피질성과 양피질성 나사못 삽입술을 시행한 후 안전성, pull-out 강도, 방사선학적 특성을 분석하고 나사못의 삽입에 대한 교육 훈련의 수준에 따른 영향을 평가하는데 있다. 방 법 : 평균 나이 78.9세인 21구의 사체에 대하여, Magerl의 기술을 변형하여 C3-C6(n=168)까지 3.5mm AO 나사못을 양쪽 후관절에 삽입하였다. 수술중 방사선 사진영상은 사용되지 않았다. 오른 쪽(단피질성 삽입)은 14mm 나사못(11mm의 유효 길이)을 이용하고, 왼쪽은 양피질성 삽입을 시도하였다. 각 사체는 3개의 군으로 나누어 척추 수술 수련의 수준이 다른 받은 3명의 척추 외과 의사들(전임 강사, 임상 강사, 수석 레지던트)이 수술을 시행했다. 수술 후 경추를 떼어내어 나사못의 위치를 육안적으로 확인하고 방사선학적으로 안정성과 삽입 위치 (1,2,3)를 평가하였다. 척수, 후관절, 신경근과 척추 동맥에 대한 나사못의 위치를"만족할 만한","위험한", 그리고"직접적인 손상"으로 구분하였다. material testing machine을 이용하여 모든 나사못에 대해서 Pull-out 강도를 측정하였다. 결 과 : 대다수의 나사못(92.9%)은 만족할 만한 상태였다. 전예에서 척수에 대한 위험성은 없다. 오른 편(단피질성 : 14mm) 나사못의 98.9%는"만족할 만한"에 속했다. 그리고 왼쪽 편(양피질성)의 68.1%는"만족할 만한"에 속했다. 양피질성 나사못 군에서 5.8%의 척추 동맥에 대한 직접적인 손상이 있었고 신경근의 직접적인 손상 발생율은 17.4%였다. 반면에 단피질성 나사못 군에서는 이들에 대한 직접적인 손상은 없었다. 양피질성 나사못에서 보인"직접 손상"의 거의 대부분은 외과 의사의 경험 부족으로 발생하였다. 나사못의 안정성과 삽입 위치 사이에는 특별한 관련이 없었다. 모든 나사못의 pull-out 강도는 $542.0{\pm}296.6N$였다. 단피질성에 있어서의 pull-out 강도($519.0{\pm}289.9N$)와 양피질성($565.2{\pm}306N$) 나사못에는 아무런 통계학적으로 의미있는 차이점을 발견할 수 없었다(p>0.05). 나사못 삽입위치와 pull-out 강도 사이에는 의미있는 차이가 없었다. 결 론 : 이번 연구는 경추 후관절 나사못 고정술시 단피질성과 양피질성 나사못의 안정성과 효능을 집중적으로 알아보았다. 명백한 것은 14mm의 나사못(효과적인 길이는 11mm)이 보다 긴 양피질성 나사못 보다 손상의 위험이 훨씬 낮고 거의 동등한 pull-out강도를 갖는다는 것이다. 또한, 수술시 방사선 영상을 사용할 수 없을 때, 훈련과 축적된 경험에 의해 나사못 삽입의 정확성과 안전성이 향상될 수 있다.