• 제목/요약/키워드: Reinforced ground

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원전 구조물의 경년열화를 고려한 지진응답예측 기계학습 모델의 성능평가 (Performance Evaluation of Machine Learning Model for Seismic Response Prediction of Nuclear Power Plant Structures considering Aging deterioration)

  • 김현수;김유경;이소연;장준수
    • 한국공간구조학회논문집
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    • 제24권3호
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    • pp.43-51
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    • 2024
  • Dynamic responses of nuclear power plant structure subjected to earthquake loads should be carefully investigated for safety. Because nuclear power plant structure are usually constructed by material of reinforced concrete, the aging deterioration of R.C. have no small effect on structural behavior of nuclear power plant structure. Therefore, aging deterioration of R.C. nuclear power plant structure should be considered for exact prediction of seismic responses of the structure. In this study, a machine learning model for seismic response prediction of nuclear power plant structure was developed by considering aging deterioration. The OPR-1000 was selected as an example structure for numerical simulation. The OPR-1000 was originally designated as the Korean Standard Nuclear Power Plant (KSNP), and was re-designated as the OPR-1000 in 2005 for foreign sales. 500 artificial ground motions were generated based on site characteristics of Korea. Elastic modulus, damping ratio, poisson's ratio and density were selected to consider material property variation due to aging deterioration. Six machine learning algorithms such as, Decision Tree (DT), Random Forest (RF), Support Vector Machine (SVM), K-Nearest Neighbor (KNN), Artificial Neural Networks (ANN), eXtreme Gradient Boosting (XGBoost), were used t o construct seispic response prediction model. 13 intensity measures and 4 material properties were used input parameters of the training database. Performance evaluation was performed using metrics like root mean square error, mean square error, mean absolute error, and coefficient of determination. The optimization of hyperparameters was achieved through k-fold cross-validation and grid search techniques. The analysis results show that neural networks present good prediction performance considering aging deterioration.

단독주택 건물 그린리모델링에 따른 건물 에너지 성능과 운전비용 절감 효과 평가 (Energy Performance and Operating Cost Assessment for Implementing Green Remodeling Technologies in a Detached House)

  • 손병후;이수인;강재식
    • 한국지열·수열에너지학회논문집
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    • 제19권4호
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    • pp.27-38
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    • 2023
  • The Government the Republic of Korea is showing a lot of interest in net zero-energy buildings (NZEBs) to reduce energy consumption of buildings and to promote green growth policy in construction sector. The application of building passive technologies and renewable energies is essential to achieving NZEBs. Green remodeling reinforced the insulation of the exterior walls and roofs of the buildings and replaced high-efficiency windows and doors. In this study, the energy performance before and after green remodeling applied in a detached house was comparatively analyzed for baseline scenario and three different ones, ALT 1, ALT 2 and ALT 3. A building modeling and simulation software (DesignBuilder V7.0) with EnergyPlus (V9.4) calculation engine was used to calculate the energy demand and energy consumption for each scenario. Based on the calculation results of the building's energy demand for baseline, it was determined that the target building required more heating energy than cooling energy. The simulation results also showed that the implementation of building envelope performance improvement technologies (ALT 1) could notably decrease the heating energy consumption of the building. After the remodeling (ALT 1), the source energy consumption per unit floor area was assessed to be reduced by 65.2%, compared to prior remodeling of 338.7 kWh/m2 -y. Meanwhile, ALT 2 can achieve energy savings of 67.7% and ALT 3 can achieve savings of 73.1%. Following completion of the remodeling project, actual construction costs, and on-site measurements and verification results will be gathered and compared with the simulation results. Additionally, economic analysis including construction costs and payback period will be conducted using actual site data.

고로슬래그미분말이 혼입된 ECC(Engineered Cementitious Composite)의 개발 (Development of an ECC(Engineered Cementitious Composite) Designed with Ground Granulated Blast Furnace Slag)

  • 김윤용;김정수;하기주;김진근
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제18권1호
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    • pp.21-28
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    • 2006
  • 이 연구는 기존에 연구에 의하여 개발된 고인성 섬유복합 모르타르에 고로슬래그미분말을 혼입하여 연성과 강도 측면에서 보다 개선된 재료를 개발함에 목적이 있으며 이를 위해 고로슬래그미분말이 혼입한 배합에 대하여 섬유-모르타르 경계면의 마이크로역학(micromechanics)적 특성과 모르타르 매트릭스의 파괴역학(fracture mechanics)적 특성을 파악하였다. 고로슬래그미분말이 혼입된 배합의 경우에는 고로슬래그미분말을 혼입하지 않은 경우와 비교하여 화학적 부착은 큰 변화가 없지만 마찰부착은 10% 정도 증가하는 것을 알 수 있었다. 한편 모르타르트의 쐐기쪼갬실험을 통해 결정된 매트릭스의 파괴인성은 고로슬래그미분말을 혼입하지 않은 경우보다 파괴인성이 약간 증가하는 것을 알 수 있었다. 결정된 섬유-매트릭스 경계면의 마이크로역학적 특성과 모르타르의 파괴역학적 특성을 이용하여 안정상태 균열이론(steady-state cracking theory)을 배경으로 1축인장 하에서 인장변형률 경화거동을 하는 고인성 섬유복합 모르타르의 기본배합과 물-결합재비의 범위를 선정하였다. 개발된 재료는 1축 인장 하에서 변형률 경화 거동을 나타내었으며 변형률은 3.6%, 인장강도는 약 5.3MPa를 나타냈으며 이는 고로슬래그미분말을 혼입하지 않은 섬유복합 모르타르보다 뛰어난 인장 변형 성능과 놀은 인장 강도이다. 고로슬래그미분말을 혼입할 경우 마찰부착과 파괴인성이 증가하는 효과는 안정상태의 균열이론을 만족시키는 데에 오히려 장해 요인이 된다. 그러나 결과적으로는 이러한 단점을 극복하고 오히려 우수한 인장변형 성능을 나타내었다. 즉, 변형률 경화 거동으로 표현되는 높은 연성에는 악영향을 주지 않으면서 매트릭스의 강도를 향상시키는 효과를 나타낸 것이다. 이러한 우수한 수준의 성능을 보인 이유는 고로슬래그미분말을 혼입함으로써 유동성과 섬유의 분산성이 크게 증진되었기 때문인 것으로 사료된다.

통일 한국의 적정 군사력에 관한 연구 - 분쟁 시나리오와 상대적 균형전략을 중심으로 - (A Study on Appropriate Military Strength of Unified Korea (Focused on relative balance strategy and conflict scenario))

  • 홍봉기
    • 안보군사학연구
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    • 통권13호
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    • pp.687-738
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    • 2016
  • To prepare for the complicated international relationship regarding Korean Peninsula after reunification, this thesis started off with the awareness that Unified Korea should build its international posture and national security at an early stage by determining its appropriate military strength for independent defense and military strategies that Unified Korea should aim. The main theme of this thesis is 'The research on appropriate military strength of the Unified Korean military'. To derive appropriate military strength of Unified Korea, this research focuses on conflict scenario and relative balance strategy based on potential threats posed by neighboring countries, and this is the part that differentiates this research from other researches. First of all, the main objective of the research is to decide appropriate military strength for Unified Korea to secure defense sufficiency. For this, this research will decide efficient military strategy that Unified Korea should aim. Than by presuming the most possible military conflict scenario, this research will judge the most appropriate military strength for Unified Korea to overcome the dispute. Second, after deciding appropriate military strength, this research will suggest how to operate presumed military strength in each armed force. The result of this thesis is as in the following. First, Unified Korea should aim 'relative balance strategy'. 'Relative balance strategy' is a military strategy which Unified Korea can independently secure defense sufficiency by maintaining relative balance when conflicts occur between neighboring countries. This strategy deters conflicts in advance by relative balance of power in certain time and place. Even if conflict occurs inevitably, this strategy secures initiative. Second, when analyzing neighboring countries interest and strategic environment after unification, the possibility of all-out war will be low in the Korean Peninsula because no other nation wants the Korean Peninsula to be subordinated to one single country. Therefore appropriate military strength of the Unified Korean military would be enough when Unified Korea can achieve relative balance in regional war or limited war. Third, Northeast Asia is a region where economic power and military strength is concentrated. Despite increasing mutual cooperation in the region, conflicts and competition to expand each countries influence is inherent. Japan is constantly enhancing their military strength as they aim for normal statehood. China is modernizing their military strength as they aspire to become global central nation. Russia is also enhancing their military strength in order to hold on to their past glory of Soviet Union as a world power. As a result, both in quality and quantity, the gap between military strength of Unified Korea and each neighboring countries is enlarged at an alarming rate. Especially in the field of air-sea power, arms race is occurring between each nation. Therefore Unified Korea should be equipped with appropriate military strength in order to achieve relative balance with each threats posed by neighboring countries. Fourth, the most possible conflicts between Unified Korea and neighboring countries could be summarized into four, which are Dokdo territorial dispute with Japan, Leodo jurisdictional dispute with China, territorial dispute concerning northern part of the Korea Peninsula with China and disputes regarding marine resources and sea routes with Russia. Based on those conflict scenarios, appropriate military strength for Unified Korea is as in the following. When conflict occurs with Japan regarding Dokdo, Japan is expected to put JMSDF Escort Flotilla 3, one out of four of its Japan Maritime Self-Defense Force Escort Fleet, which is based in Maizuru and JMSDF Maizuru District. To counterbalance this military strength, Unified Korea needs one task fleet, comprised with three task flotilla. In case of jurisdictional conflict with China concerning Leodo, China is expected to dispatch its North Sea fleet, one out of three of its naval fleet, which is in charge of the Yellow Sea. To response to this military action, Unified Korea needs one task fleet, comprised with three task flotilla. In case of territorial dispute concerning northern part of the Korean Peninsula with China, it is estimated that out of seven Military Region troops, China will dispatch two Military Region troops, including three Army Groups from Shenyang Military Region, where it faces boarder with the Korean Peninsula. To handle with this military strength, Unified Korea needs six corps size ground force strength, including three corps of ground forces, two operational reserve corps(maneuver corps), and one strategic reserve corps(maneuver corps). When conflict occurs with Russia regarding marine resources and sea routes, Russia is expected to send a warfare group of a size that includes two destroyers, which is part of the Pacific Fleet. In order to balance this strength, Unified Korea naval power requires one warfare group including two destroyers. Fifth, management direction for the Unified Korean military is as in the following. Regarding the ground force management, it would be most efficient to deploy troops in the border area with china for regional and counter-amphibious defense. For the defense except the border line with china, the most efficient form of force management would be maintaining strategic reserve corps. The naval force should achieve relative balance with neighboring countries when there is maritime dispute and build 'task fleet' which can independently handle long-range maritime mission. Of the three 'task fleet', one task fleet should be deployed at Jeju base to prepare for Dokdo territorial dispute and Leodo jurisdictional dispute. Also in case of regional conflict with china, one task fleet should be positioned at Yellow Sea and for regional conflict with Japan and Russia, one task fleet should be deployed at East Sea. Realistically, Unified Korea cannot possess an air force equal to neither Japan nor China in quantity. Therefore, although Unified Korea's air force might be inferior in quantity, they should possess the systematic level which Japan or China has. For this Unified Korea should build air base in island areas like Jeju Island or Ullenong Island to increase combat radius. Also to block off infiltration of enemy attack plane, air force needs to build and manage air bases near coastal areas. For landing operation forces, Marine Corps should be managed in the size of two divisions. For island defense force, which is in charge of Jeju Island, Ulleung Island, Dokdo Island and five northwestern boarder island defenses, it should be in the size of one brigade. Also for standing international peace keeping operation, it requires one brigade. Therefore Marine Corps should be organized into three divisions. The result of the research yields a few policy implications when building appropriate military strength for Unified Korea. First, Unified Korea requires lower number of ground troops compared to that of current ROK(Republic of Korea) force. Second, air-sea forces should be drastically reinforced. Third, appropriate military strength of the Unified Korean military should be based on current ROK military system. Forth, building appropriate military strength for Unified Korea should start from today, not after reunification. Because of this, South Korea should build a military power that can simultaneously prepare for current North Korea's provocations and future threats from neighboring countries after reunification. The core of this research is to decide appropriate military strength for Unified Korea to realize relative balance that will ensure defense sufficiency from neighboring countries threats. In other words, this research should precisely be aware of threats posed by neighboring countries and decide minimum level of military strength that could realize relative balance in conflict situation. Moreover this research will show the path for building appropriate military strength in each armed force.

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신개발 내화재료에 피복된 철근콘크리트 터널라이닝의 내화성능평가 (Evaluation of fire-proofing performance of reinforced concrete tunnel lining coated by newly developed material)

  • 박해균;김장호
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제10권4호
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    • pp.329-336
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    • 2008
  • 도심지 생활 편의를 위한 효율적인 교통 네트워크가 요구되고 있다. 그러나 과밀한 교통 네트워크는 교통체증은 물론 지반환경에 좋지 않은 영향을 주고 있어 터널 및 지하공간에 대한 효율적인 사용과 개발이 요구된다. 지난 20년간 전세계에서 많은 터널 화재사고가 발생하였으며, 그 결과 인명 및 구조물 피해는 물론 경제적으로 큰 손실을 초래하였다. 산악터널의 경우에는 화재 발생에 따른 터널 라이닝의 손상이 터널 안전성에 큰 영향을 주지는 않을 것이다. 그러나, 쉴드터널, 침매터널, 개착터널의 콘크리트 라이닝은 구조부재로 사용되는 관계로 화재 발생이 터널 붕괴로 이어지는 위험성을 안고 있다. 본 연구의 목적은 새롭게 개발된 시멘트계 내화재료로 피복된 터널 철근 콘크리트 라이닝의 내화성능을 평가하기 위함이다. 콘크리트 라이닝 시편을 대상으로 독일의 RABT 내화곡선(최고온도 $1,200^{\circ}C$), 네델란드의 RWS 내화곡선(최고온도 $1,350^{\circ}C$)을 이용하여 실험을 실시하였으며, 그 결과 RABT 내화곡선 하에서는 30mm의 내화피복만으로도 우수한 내화성능을 확인할 수 있었다.

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내구성 설계 변수에 따른 최적 고로슬래그 미분말의 치환율 도출 (Derivation of Optimum GGBFS Replacement with Durability Design Parameters)

  • 장승엽;윤용식;권성준
    • 한국건설순환자원학회논문집
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    • 제6권1호
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    • pp.36-42
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    • 2018
  • 고로슬래그 미분말의 혼입은 염해에 노출된 콘크리트 구조물에 효과적인 염해 저항성을 나타내며 이로 인해 높은 내구수명을 확보할 수 있다. 본 연구에서는 피복두께, 표면염화물량, 임계염화물량, 슬래그 치환율 등의 내구성 설계인자들을 고려하여 내구수명을 평가하였으며, 목표내구수명에 따른 최적의 슬래그 치환율을 도출하였다. 표면염화물량은 3.16~3.38배의 영향을, 피복두께는 3.02~3.34배의 영향을 나타내어 내구수명에 가장 영향을 많이 미치는 인자로 평가되었으며, 임계염화물량은 1.53~1.57배 수준으로 물-결합재 비에 따라 큰 차이를 보이지 않았다. 100년의 목표내구수명에 대해 표면염화물량이 $18.0kg/m^3$의 매우 혹독한 조건에서는 피복두께를 70mm 이상, 물-결합재 비를 0.37 수준으로 낮추어야 치환율 42% 이상이 요구되었으며, $13.0kg/m^3$에서는 35% 이상의 슬래그 치환율이 요구되었다. 합리적인 내구성 설계를 위해서는 명확한 환경조건의 설정과 임계염화물량이 정의되어야 하며, 국내의 임계염화물량 기준은 매우 엄격한 조건임을 알 수 있다.

대규모 절개사면에 설치된 억지말뚝의 거동 (The Behavior of Stabilizing Piles installed in a Large-Scale Cut Slope)

  • 송영석;홍원표
    • 지질공학
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    • 제19권2호
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    • pp.191-203
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    • 2009
  • 본 연구에서는 대규모 절개사면에서 억지말뚝의 효과를 확인하고, 사면과 억지말뚝의 거동을 조사하였다. 먼저, 사면의 절토공사시 경사계를 이용하여 사면지반의 거동을 조사하였다. 계측결과 사면지반의 수평변위는 점차적으로 증가하고, 사면활동면의 발생위치에서 급격히 감소하는 것으로 나타났다. 이를 통하여 사면활동깊이의 예측이 가능하였다. 사면활동면의 예측을 통하여 억지말뚝의 설계와 시공이 수행되었다. 그리고 억지말뚝으로 보강된 절개사면에 대하여 각종 계측시스템을 적용하여 억지말뚝의 거동을 조사하였다. 계측결과 억지말뚝의 수평변위는 켄틸레버보의 변형형상과 유사하게 발생되었으며, 말뚝두부의 철근콘크리트보의 설치로 인하여 두부의 수평변위 억제효과를 확인할 수 있다. 억지말뚝의 최대휨응력이 발생되는 깊이는 대상지반의 상부토사층이 존재하는 깊이와 유사한 것으로 나타났다. 또한, 쏘일네일링 시공을 위한 억지말뚝 전면부 사면굴착시 억지말뚝의 수평변위가 증가함을 알 수 있다. 본 연구를 통하여 대규모 절개사면에 대하여 억지말뚝의 적용성 및 효과를 확인할 수 있다.

통신 항법용 다중대역 안테나 내장 스킨구조의 지상시험평가 (Ground Test & Evaluation of Conformal Load-bearing Antenna Structure for Communication and Navigation)

  • 김민성;박찬익;조창민;전승문
    • 한국항공우주학회지
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    • 제41권11호
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    • pp.891-899
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    • 2013
  • 본 논문에서는 전투기 주구조물에 적용할 수 있는 안테나 내장 스킨구조(CLAS)의 새로운 시험평가 절차를 제시하였다. 대수 주기 패치형 안테나를 통신항법용 다중대역 안테나로 설계하였다. 탄소/유리 섬유 강화 적층 복합재(CFRP/GFRP)를 공력하중을 지지하기 위한 구조로 사용하고 안테나 성능 향상을 위해 하니컴 층을 적층하였다. 여러 재질로 구성된 다층구조의 안테나 내장 스킨구조를 고온의 오븐에서 경화하였다. 내장된 안테나의 이득, 전압 정재파비, 방사패턴을 0.15GHz~2GHz 주파수 범위에서 무반향 챔버시설을 이용하여 측정하였다. 안테나 내장 스킨구조의 구조강도를 평가하기 위하여 인장, 전단, 피로, 충격 하중을 부가하는 구조시험을 수행하였다. 각각의 구조시험 후에 안테나 성능시험을 수행하여 초기 값과 비교하므로써 구조시험이 안테나에 미치는 영향을 확인하였다. 새로 개발한 안테나 내장 스킨구조 시험평가 절차를 통신항법용 CLAS에 적용하여 설계개선이 필요한 점을 발견하였다.

무기질 혼화재가 염수침지한 콘크리트의 염화물 확산에 미치는 영향에 관한 연구 (A Study of the Effect of Mineral Admixtures on the Chloride Diffusion of the Concrete Immersed in Chloride Solution)

  • 김동석;유재강;박상준;원철;김영진
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제17권5호
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    • pp.679-686
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    • 2005
  • 해양에 건설되는 철근콘크리트 구조물은 외부의 염화물 확산에 의한 철근부식이 구조물의 내구성과 관련하여 가장 큰 성능저하 요인이 된다. 이에 본 연구에서는 각종 혼화재를 사용한 콘크리트의 장기염수침지시험에 의해 혼화재 종류, 치환율 및 양생기간이 콘크리트의 염화물 확산에 미치는 영향에 대한 실험적 연구를 수행하였다. 연구 결과, 무기질 혼화재를 사용한 콘크리트의 염화물 침투깊이와 염화물 확산계수는 혼화재 치환율이 증가할수록 감소되어, 무기질 혼화재는 염화물 침투저항성 개선에 효과적인 것으로 나타났으며, 염화물 확산계수 저감에는 W/B의 저감보다는 사용 혼화재의 종류 및 치환율의 선정이 더 중요한 것으로 나타났다. 염화물 구속능은 MK>Plain>SF>BS>FA의 순으로, Meta-Kaolin이 가장 우수한 것으로 나타났다. 모든 배합에서 염화물 확산은 양생기간의 영향을 받는 것으로 나타났으나, 장기재령으로 갈수록 그 영향은 감소하였다. 따라서, 염해 측면에서 양생재령 7알 이후의 거푸집 탈형 시기는 크게 고려하지 않아도 좋을 것으로 판단된다.

콘크리트 상부에서 전기비저항 탐사 적용 및 지구통계학적 복합 해석 (Application of DC Resistivity Survey from Upper Portion of Concrete and Geostatistical Integrated Analysis)

  • 이희순;오석훈;정호준;노명근;지윤수;안태규;송성호;용환호
    • 한국지구과학회지
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    • 제35권1호
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    • pp.29-40
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    • 2014
  • 콘크리트 도로 하부의 이상대를 찾기 위해 전기비저항 탐사를 수행하였다. 콘크리트의 접지저항효과를 줄이기 위해 전기전도성이 좋은 매질과 평판 전극을 이용하였다. 전기비저항 탐사 결과를 분석하고 같은 장소에서 수행한 지하투과레이더 탐사, 충격응답기법, 다중채널 표면파 탐사 결과와 비교하였다. 전기비저항 탐사 결과는 함몰과 포장 구간에서 높은 비저항 분포를 보였으며, 지하투과레이더 탐사 결과는 보강으로 인한 형태를 보였다. 또한 충격응답기법과 전기비저항 탐사 결과의 비교를 통하여 보강 구간에서의 높은 동적강성도가 높은 비저항 분포의 원인임을 확인하였다. 동일한 장소에서 수행한 전기비저항 탐사와 다중채널 표면파 탐사 결과를 공동 크리깅한 결과, 지구통계학적 복합 해석이 각 지구물리 탐사결과에 대한 개별적인 분석보다 더 명확하게 이상대를 확인 할 수 있었다. 이 연구는 지구물리 탐사에 기초한 의사결정 과정에서 지구통계학을 이용한 복합 해석 결과의 활용 가능성을 제시한다.