• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제21권1호
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• pp.31-48
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• 2019

인공동결공법(artificial ground freezing method)은 연약지반 및 도심지에서의 지하구조물 시공에 적합한 차수 및 지반보강 공법이다. 인공동결공법은 동결관(freezing pipe)을 지중에 매설한 후 냉매(refregerant)를 순환시켜 대상 지반에 차수벽 및 지지체의 역할을 수행하는 동결벽체(frozen wall)를 형성한다. 그러나 간극수의 동결에 따른 간극수의 부피팽창은 지반의 변형을 야기시킬 수 있고, 시공완료 후 동결토의 융해에 따른 지반의 소성변형 및 입자의 재배치 등은 지반의 역학적 특성을 변화시킨다. 본 논문에서는 인공동결공법에 따른 해성 점토지반(marine clay)의 동결속도를 평가하기 위하여 인공동결공법 현장실증시험을 수행하였다. 현장실증시험은 지중에 3.2 m 깊이로 매설된 동결관 1공 내로 초저온 냉매인 액화질소를 순환시키는 방법으로 수행되었다. 또한, 원지반과 인공동결공법에 의해 동결/융해된 지반에 대한 피에조 콘 관입시험(piezo cone penetration test, CPTu) 및 공내재하시험(lateral load test, LLT)을 수행함으로써 동결/융해(freezing-thawing)에 따른 해성 점토지반의 강도 및 강성 특성의 변화를 평가하였다. 시험결과, 부피가 약 $2.12m^3$인 원기둥 모양의 동결체를 형성하는데 총 3.5일이 동안 약 11.9 ton의 액화질소가 소요되었다. 동결/융해에 따른 지반의 강도 및 강성 저하는 각각 48.5%, 22.7%로 산정되었다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제46권4호
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• pp.4-23
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• 2013

공주 송산리 고분군(公州 宋山里 古墳群)은 7기의 무덤으로 구성되어 있으며, 그 중 7호분인 무령왕릉(武寧王陵)은 1971년에 5호분과 6호분의 배수로 공사 중 발견된 전축분이다. 당시 발굴조사는 무덤의 입구와 현실 내부의 측량조사, 유물수습을 중심으로 이루어졌다. 봉토부 조사에서 호석의 일부 잔존상황과 석회혼합토층을 확인하였으나 봉토를 더 깊이 제거하여 전축분의 외형구조까지는 조사하지 않았다. 발굴조사 후 6호분과 7호분에서 벽돌 손상, 습기와 곰팡이로 인한 벽화 손상이 발견되었다. 그 원인을 규명하기 위해 공주대학교가 1996년부터 1997년까지 물리탐사를 포함하여 송산리 고분군에 대한 종합 정밀조사를 실시한 바 있다. 그 결과를 바탕으로 1999년에 보수공사가 이루어지고 문화재보존을 목적으로 5, 6, 7호분은 영구 보존 조치되어 현재 일반인의 출입을 금하고 있는 상태이다. 이번 연구의 목적은 송산리 고분군 5, 6, 7호분의 지표 위에서 3차원 전기비저항 탐사, GPR 탐사를 실시하여 보수공사 이후의 지하의 상태를 파악하고 무령왕릉의 내부에서 GPR 탐사를 실시하여 전축분의 벽체의 두께와 외형적 구조를 파악하는 데 있다. 지표에서의 탐사결과, 3기의 고분 주변의 토양은 $5{\sim}90{\Omega}m$ 의 낮은 전기비저항 값을 나타내고 있어 토양이 갖는 함수율이 보수공사 이전처럼 여전히 높은 것으로 나타났다. 또한 GPR 탐사결과, 무령왕릉 현실의 벽체 축조방식은 약 35cm 길이의 벽전을 길이방향으로 두 장 잇댄(2B 벽돌쌓기) 약 70cm 두께임을 알 수 있었다. 반면 연도부는 약 80cm 두께로 측정되어 현실의 벽체와 같은 두 겹 구조에 눈썹아치가 복합된 구조로 추정된다. 그리고 천장의 외형은 내부의 모양과 같은 아치 구조임을 탐사결과를 통하여 추정할 수 있었다.

• 한국전통조경학회지
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• 제36권4호
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• pp.58-69
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• 2018

본 연구는 다양한 유적지 공간에서의 경관계획 및 시공기준에 대해 조경 분야에 적용 가능한 구체적 경관계획과 시공기준을 살펴보았으며, 이에 도출된 결과는 다음과 같다. 첫째, 유적지의 유형은 보존상태 및 처리기법에 따라 분류되는데 보존 상태에 따른 분류는 건조물이나 구조물 등 지상에 노출된 유적과 매장문화재와 같이 지하에 매장된 유적, 유적에 대한 기록이나 명성이 전해져 오고 있으나 장소만 남은 유적 등으로 구분된다. 전시 처리기법에 따른 분류는 유적 주변을 격리하는 폐쇄와 유적 지상에서 관람할 수 있는 관통, 별도의 보호시설을 유적 위에 설치하는 중첩 등의 기법들로 분류되었다. 둘째, 유적지 관람 전시를 위한 조경계획의 원칙을 수립해보면, 유적을 구성하는 항목으로 영역의 구분, 유적의 표면처리, 수목식재, 시설물 설치 등으로 구분된다. 유적은 원형의 공간이 아닐 경우 구성요소간의 소재를 달리하여 공간을 구분하는 영역의 구분이 필요하다. 유구의 보존이 필요할 경우 복토가 바람직하며, 이를 위해서는 잔디나 관목류 등을 사용하는 것이 효율적으로 판단된다. 수목의 식재는 공간의 성격에 따라 도입을 검토해야 한다. 시설물은 유적의 영역과 성격에 따라 경관에 미치는 영향과 유적의 추가 발굴 등을 검토하여 신중한 접근이 요구된다. 셋째, 유적지 공간에서의 조경시공 원칙을 살펴본 결과 도출된 정비방법은 현상보존, 보호시설 설치, 복토, 수복, 복원, 이전, 재현 등으로 분류되었다. 현상보존은 제한적인 조경계획이 필수적이며, 기존 유적의 원형에 영향을 미치지 않아야 한다. 보호시설은 유적의 보호를 위해 불가피할 경우 설치되어야 하며, 복토가 이루어질 경우 유적을 훼손할 수 있는 수목을 제거하고 성토 후 토사유실방지를 위해 표면처리가 요구된다. 수복은 원형에 대한 단서를 근거로 원형보존에 준하는 조경계획의 수립이 이루어져야 한다. 이전은 기존 유적의 외부공간과 유사한 환경을 조성하기 위한 조경계획이 필요하며, 본래 유적의 가치나 장소성을 부각할 수 있어야 한다. 재현은 현재 사라진 유적에 대해 과거의 경관과 분위기를 살릴 수 있는 조경계획이 수립되어야 한다. 넷째, 조경 분야는 발굴유적의 보존 및 전시효과 상승을 동시에 만족시킬 수 있는 분야로서 과거의 흔적을 보호하고 오늘날 폐허의 장소에 생기를 부여하기 위해 구체적 방안의 모색이 요구되며, 유적의 기능과 가치를 살린 유적지 공원 조성, 연계콘텐츠의 형상화 등이 대안으로 제시될 수 있다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제15권4호
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• pp.99-112
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• 1999

막장 전방에 파쇄대 등의 불연속면이 존재할 경우, 이를 미리 예측하지 못한채로 굴진을 하게 되면 파쇄대로 인해 터널 굴진에 따라 발생된 종방향 아칭에 영향을 주어 막장면 전방에 응력이 집중하게 된다. 터널 및 지하공간의 설계시에는 불확실한 설계요소를 과다하게 내포하고 있으므로 경제적이고 안정성이 확보된 터널 시공을 위해서는 터널 막장면에서의 정확한 계측으로 막장 전방의 파쇄대를 예측하여 터널 지보체계에 신속히 대비함이 필요하다. 최근의 연구결과에 의하면 3차원 절대변위계측에 의해 터널의 시공 시 굴진에 따라 지반의 강도차이로 인해 발생된 종방향 변위의 변화를 측정하여 막장 전방의 불연속면을 미리 예측할 수 있다고 하였다. 본 연구는 혼합법을 사용한 3차원 수치해석으로부터 얻어지는 변위로부터 L/C (천단부의 종방향 변위[L]와 천단부의 침하량[C]의 비 )와 S/C (측벽의 수평방향 변위[S]와 천단부의 침하량[C]의 비), (Ll-Lr)/C (좌측벽의 종방향변위[Ll]와 우측벽의 종방향변위[Lr]의 차와 천단부의 침하량[C]의 비), 평사투영법을 중심으로 지반에 파쇄대가 존재할 경우에 대해 여러 가지 초기 지중응력조건에서 터널 굴착에 따른 3차원 절대 변위를 분석하여 그 존재를 예측할 수 있는 기법을 제시하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제15권1호
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• pp.99-112
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• 1999

국내에서 계측된 92개의 측압계수를 이용하여 심도에 따른 측압계수의 경향을 분석하고 Hoek & Brown이 정의한 측압계수의 범위와 비교하였다. 국내의 측압계수는 1이상이 84%로 대부분의 경우 수평응력이 연직응력보다 크게 나타났다. 지반의 침식. 퇴적 및 암반 풍화. 횡압력에 의한 측압계수의 변화를 분석하기 위해 탄소성 이론을 적용하고 그 결과를 유한요소해석과 비교하였다. 측압계수는 지표 침식과 횡압력이 크고 암질이 양호할수록 증가하였고 퇴적의 경우에 감소하였다. 본 연구를 통하여 여러 지질작용이 측압계수에 미치는 영향을 파악할 수 있었고, 특히 지하공동의 굴착 심도인 천부 암반에서의 측압계수 변화를 파악할 수 있었다. 다층 역전파 학습 알고리즘을 적용한 인공신경망을 이용하여 측압계수 예측 전문가 시스템을 개발하였다. 학습률, 모멘텀 상수 그리고 은닉층 노드수를 고려하여 실측치와 상관계수 0.996 이상의 매우 높은 추론율을 보이는 모델을 선정하였다 학습에서 제외한 9개 계측자료로 이 모델을 검증한 결과, 추론오차의 평균은 20%였으며 상관계수도 0.95 이상으로 측압계수를 예측하는데 있어 높은 신뢰성을 보였다.

• 터널과지하공간
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• 제18권6호
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• pp.491-502
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• 2008

터널 주위에 다른 구조물이 인접하여 건설될 때 터널의 구조적인 안정성을 확보하기 위해서는 주변 지반의 일정범위를 원상태로 보전하여야 하며, 이와 같은 범위를 터널의 안전영역이라고 한다. 터널 교차지역에서 새로운 터널이 건설될 때 기존터널의 안정성을 확보하기 위한 주요 요인은 터널간 이격거리, 새로운 터널의 규모 및 굴착방법, 터널 주변지반의 조건, 기존터널의 라이닝 구조와 건전도 등이며, 새로운 터널이 기존터널의 상부에 근접하여 교차하는 경우 기존터널은 새로운 터널 방향으로 기존터널 상부에서 변형이 발생하고, 기존터널 주변지반의 아칭효과 손상, 그리고 새로운 터널에서의 활하중의 영향 등을 받게 된다. 반면에 새로운 터널이 기존터널 하부에서 굴착되는 경우 기존터널은 침하의 영향을 받게 된다. 본 연구는 새로운 터널이 기존터널의 하부에서 굴착될 때 수치해석을 통하여 안전영역을 평가하였으며, 모형실험을 통하여 지반의 거동특성을 파악하였다. 모형실험과 수치해석에 의하여 토압의 변화, 지반변위 및 내공변위를 상호 비교하였으며, 유사한 경향을 보이고 있다.

• 터널과지하공간
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• 제13권4호
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• pp.279-286
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• 2003

최근의 터널설계에 있어서 지보패턴 선정시 전기비저항탐사 결과를 효과적으로 황용하기 위하여 전기비 저항 역산결과와 암반분류와의 상관관계를 도출해 내고자 하는 시도가 이루어지고 있다. 그러나 전기비저항탐사결과를 고려한 예상지보패턴과 실제로 시공된 지보패턴 결과를 비교한 연구는 찾아보기 힘들다. 본 연구에서는 실제 터널굴진 상태에서 막장관찰에 기초한 암반분류 및 지보패턴 선정과 시공 전 수행한 전기비저항 탐사자료를 비교함으로씨 전기비저항 탐사 결과가 어느 정도의 신뢰도로 이용될 수 있는가를 살펴보고자 한다. 전기비저항 자료와 암반분류의 정량적인 상관성을 얻기 위하여 암반분류값으로 RMR(Rock mass rating)을 기본으로, RCR(rock condition rating), N(Rock mass number), Q-system 등을 이용하였다. 전기비저항탐사는 공간적 해상도가 낮기 때문에 후처리 과정으로 크리깅 기법을 사용하여 해상도를 향상시키고자 하였다. 상관도 분석 결과, 2차원 전기비저항탐사결과는 정성적인 경향을 살펴보는데 적합한 것으로 나타났다 3차원 전기비저항탐사 결과와의 상관관계는 매우 높은 것으로 나타나 신뢰도 높은 암반분류에 적용 가능하리라 예상된다.

• 지구물리
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• 제6권3호
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• pp.139-153
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• 2003

고고학적 발굴에 있어 지하정보는 매우 중요한 요소로서 지하정보를 얻기 위한 방법으로서 지구물리학적 탐사방법이 많이 적용되고 있다 본 연구는 경상북도 경주시 감포읍 양북면 대본리 앞 바다에 위치한 문무대왕 수중릉에서 측량을 비롯한 각종 지구물리탐사 및 지질공학적 조사결과에 관한 것으로서 물리탐사방법의 고고학적 조사 발굴분야에의 적용 가능성을 확인하고자 수행하였다 대왕암은 크게 개의 화강암으로 이루어진 바위섬으로 이루어져 있으며 크기는 東西 35.0m, 南北 약 36.0m이며, 높이는 최대 약 5.30m이다. 대왕암 내부의 공동에는 巨石이 하나 있으며, 최대 수심 약 1.5m를 거의 일정하게 유지하며, 물에 잠겨 있다. 거석은 東西 최대 2.47m, 南北, 최대 3.75m, 높이는 최대 약 1.35m의 크리를 갖는 타원체형이며, 무게는 약 20ton이다. 바위섬 내부의 공동은 암반에 자연적으로 발달 형성된 절리 및 틈새를 인위적으로 정 등을 사용하여 이미 어느 정도 있던 공간을 확장한 것으로 판단되며 절리 및 측량결과로 볼 때 거석은 대왕암에 발달한 절리에 의한 암반블록을 다듬은 것으로 판단된다. GPR 탐사결과 거석하부의 암반에는 주변의 대왕암과 같이 절리가 잘 발달하여 있고 인공구조물 혹은 석 함 등을 묻기 위한 공동을 발견할 수 없었다 한편 전자유도 탐사결과도 구조물 특히 철제 유구 등에 의한 반응을 찾을 수 없었다 이상과 같은 관찰 및 조사결과를 토대로 대왕암과 거석은 바위섬의 자연상태를 최대한 유지하면서 인위적으로 조성된 것으로 판단되며, 巨石하부에서 장골흔적을 발견할 수 없었더. 巨石은 뼈를 바다에 뿌린 제단과 같은 구실을 한 것으로 판단된다.

• 터널과지하공간
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• 제17권5호
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• pp.389-410
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• 2007

불연속면의 빈도가 높지 않은 견고한 암반의 경우 굴착시 공동 주변 영역에서의 파괴나 변형 특성은 형성되어 있는 초기응력 조건과 강도 특성에 절대적인 영향을 받는다. 과도한 초기응력장은 굴착 공동 주변에 점진적이고 국부적인 취성파괴를 유발시킴으로서 시공의 안정성과 경제성을 확보하는데 장애요인으로 작용할 수 있다. 이 논문에서는 응력 수준과 터널형상에 따른 공동 주변의 취성파괴 거동 특성을 파악하기 위해 축소된 터널 시험체를 이용한 이축압축시험과 입자 결합모델을 이용한 개별요소법의 일종인 $PFC^{2D}$ 해석에 의한 연구를 수행하였다. 실내 이축압축시험을 통해 취성파괴의 발생 영역과 형태 면에서 실제 암반 공동 주변에서 발생된 파괴 특성과 유사한 파괴 거동을 모사할 수 있었다. 모형시험체에 대한 이축압축시험 결과 최소 주응력 방향의 공동 단면 곡선부에서는 균열이 표면에서 개시된 후 내부로 진행되어 국부적인 노치형 파괴영역이 형성되었다. 이에 비해 모서리와 직선부의 경우 공벽 표면과 내부에서 발생된 균열들의 상호 연결, 결합에 의해 대규모의 노치형 분리면이 유도되고 곡선부에 비해 큰 파괴영역이 형성되는 것으로 조사되었다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제31권6호
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• pp.40-46
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• 2017

대도심지의 교통 체증 문제로 발생되는 경제적 손실의 해결방안으로 대심도 지하도로 개발이 국내외적으로 대두되고 있으며, 이 중 일부는 시공성 및 경제성이 뛰어난 복층터널로 계획되고 있다. 그러나 복층터널은 하나의 굴착단면에 중간 슬래브를 설치하여 상 하행선으로 사용하는 특수한 구조로 인해 일반 터널보다 층고가 낮게 설치되어 터널내에서 발생되는 화재사고 및 환기 문제에 대해 비교적 취약하다. 따라서, 복층터널의 방재적 약점을 극복하기 위해서는 복층터널에 최적화된 방재 설비구축 연구가 국내에서도 체계적으로 수행되어야 한다. 본 연구에서는 복층터널 화재 안전성 향상을 위해 화재발생시 초기 화재 진압 및 확산 방지가 가능한 자동모니터 소화설비를 개발하였으며, 차량화재 진압 실험을 통해 성능시험을 수행하였다. 그 결과로부터 30 m 거리의 차량내부화재 및 10 m 거리의 엔진룸 화재에 대해 화재 확산 방지 및 진압 효과를 확인하였다.