• 제목/요약/키워드: reinforcement method

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정부의 R&D 지원과 벤처기업의 스톡옵션제도 활용이 벤처기업의 혁신성과에 미치는 영향 (The Impact of the Government's R&D Support and the Introduction of Stock Options by Venture Companies on the Innovation Achievement of Venture Companies)

  • 김호현;박형준
    • 벤처혁신연구
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    • 제7권1호
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    • pp.17-39
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    • 2024
  • 본 연구는 정부의 R&D 지원과 벤처기업의 스톡옵션제도 활용이 벤처기업의 혁신, 즉 혁신역량 및 혁신성과에 미치는 영향을 분석하고자 하였다. 이를 위해 국내 벤처확인기업을 대상으로 진행된 벤처기업정밀실태조사 자료를 활용해 부분최소제곱 구조방정식모델링(PLS-SEM) 방법으로 실증분석을 실시하였다. 분석 결과, 정부 R&D 지원의 수혜 여부는 벤처기업의 혁신역량 강화에 정(+)의 영향을 미치는 것으로 나타났으며, R&D 지원은 벤처기업의 혁신성과에도 정(+)의 영향을 미치는 것으로 나타났다. 또한 벤처기업의 스톡옵션제도 활용은 기업의 혁신역량 강화에 정(+)의 영향을 미치고, 벤처기업의 혁신성과에도 정(+)의 영향을 미치는 것으로 나타났다. 벤처기업의 혁신역량은 정부의 R&D 지원 및 벤처기업의 스톡옵션제도 활용과 기업의 혁신성과 사이를 유의하게 매개하는 것으로 나타났다. 이러한 분석결과들은 벤처기업의 혁신에 있어서 정부의 R&D 지원과 스톡옵션 제도의 활용이 의미있는 역할을 할 수 있음을 보여주며, 아울러 혁신의 프로세스에서 벤처기업의 혁신역량이 중요한 의미가 있음을 보여준다. 따라서 벤처기업에 대한 R&D 지원의 기조를 꾸준히 이어나가면서 동시에 기업의 역량강화를 지원하는 다면적 정책수단을 투입할 필요가 있으며, 스톡옵션제도의 활성화를 위한 법적·제도적 정비와 정책적 지원이 지속적으로 이루어질 필요가 있을 것으로 보인다.

활성화된 플라이애쉬 혼입콘크리트의 철근부식거동에 관한 전기화학적 연구 (Electrochemical Studies on the Corrosion Performance of Steel Embeded in Activated Fly Ash Blended Concrete)

  • 송하원;이창홍;이근주;벨루사라스와티
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제12권6호
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    • pp.97-108
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    • 2008
  • 시멘트 대체 재료로서 플라이애쉬의 사용은 시멘트 생산비용을 절감시키는 효과를 창출하였다. 반면에 플라이애쉬 혼입콘크리트는 OPC에 비해 상대적으로 긴 양생시간과 초기강도의 발현 저하를 들 수 있어 이의 해결을 위해 물리적 방법, 온도 및 화학적 방법 등과 같은 다양한 활성화 기술의 적용을 통하여 플라이애쉬 혼입 콘크리트의 수화를 가속시킬 수 있고, 콘크리트의 부식 저항성을 향상시킬 수가 있다. 본 연구에서는 10~40%의 치환률을 가진 활성화된 플라이애쉬 시편을 통해 개방 회로형 전위측정(Open circuit potential measurement)을 수행하였고, 투수시험, 급속염화물침투시험 및 SEM(Scanning electron microscopy)촬영을 통해 OPC 콘크리트와 비교 분석 하였다. 또한, 치환률의 임계범위 20~30%의 경우에 있어서 활성화된 플라이애쉬를 사용한 콘크리트가 열화저항성에 있어서 개선효과가 나타나고 있음을 확인하였다. 또한 플라이애쉬를 화학적으로 활성화시킨 경우가 본 연구에서 수행된 다른 활성화 방법들에 비해 더욱 좋은 결과를 나타나고 있음도 확인하였다.

유도초음파를 이용한 강관보강다단 그라우팅의 건전도 평가 (Integrity evaluation of grouting in umbrella arch methods by using guided ultrasonic waves)

  • 홍영호;유정동;변용훈;장현익;유병철;이종섭
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제15권3호
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    • pp.187-199
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    • 2013
  • 강관보강다단 그라우팅은 터널공사에 널리 적용되는 공법으로, 터널지반의 안정성 증대 및 차수효과를 얻을 수 있다. 본 연구의 목적은 유도초음파를 이용한 강관보강다단 그라우팅의 건전도 평가 기법을 제시하고, 현장 적용성을 평가하는 것이다. 강관의 그라우팅 충진률에 따른 주파수 변화를 파악하기 위해 실내실험 (자유구속조건 및 지중근입조건)을 수행하였으며, 건전도 평가시스템의 현장 적용성을 검증하기 위해 현장실험을 수행하였다. 강관의 두부를 해머로 타격하여 유도초음파가 발생되며, 발생된 유도초음파는 선단에서 반사되어 두부로 되돌아 온다. 반사된 유도초음파는 두부에 설치된 AE센서에 의해 수신된다. 강관보강다단 그라우팅의 건전도 평가 모델은 충진률 25 %, 50 %, 75 %, 100 %로 제작되었으며, 자유구속조건 및 지중근입조건의 실내실험으로 수행되었다. 신호처리를 위해 고속 푸리에 변환과 웨이브렛 변환을 수행하였다. 실내실험 결과, 유도초음파의 전파속도 변화는 크지 않았으나, 그라우팅 충진률에 따른 주 주파수의 변화가 뚜렷하게 나타났다. 강관보강다단 그라우팅의 충진률이 증가할수록 반사파의 주 주파수의 크기가 감소했다. 현장실험은 이미 설치된 강관보강다단 그라우팅에 대해 수행되었으며, 실내실험과 동일한 기법으로 분석하였다. 현장 조건의 실험체에서도 유도초음파의 반사파를 쉽게 수집할 수 있었으며, 이에 대한 주파수 영역에 대한 분석도 가능했다. 본 연구의 결과는 유도초음파를 이용한 주파수 분석 기법은 강관보강다단 그라우팅 건전도 평가에 효과적인 방법이 될 수 있음을 보여준다.

메타버시티 앱을 이용한 동영상 강의 만족도 조사 (Satisfaction Survey on Video Lectures using the Metaversity App)

  • 박정규;전병규;정경환
    • 한국방사선학회논문지
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    • 제18권2호
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    • pp.101-108
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    • 2024
  • 최근 메타버스 기술이 다양한 분야에서 중요한 화두로 떠오르고 있다. 메타버스는 현실 세계와 유사한 사회적, 경제적 활동이 가능한 3차원의 가상공간을 의미한다. 2023년 9월부터 12월까지 본 대학 방사선학과에서 메타버시티 앱을 적용하여 수업한 3학년 재학생 235명 중 설문에 참여한 200명을 그 대상으로 메타버시티 앱을 적용 시 학생의 호응도와 만족도 차이를 분석하였다. 첫째, VOD 시청 방법으로 만족하는 방식은 메타버시티 앱을 통한 시청, LMS를 통한 시청의 순이었다. 둘째, '나는 휴일 보강은 온라인 영상이 적절하다고 생각한다.' 가 4.35±0.60으로 가장 높은 점수를 보였으며, '나는 대면수업과 온라인 수업이 병행되었으면 한다.'는 4.25±0.87이었으며, '나는 메타버시티 앱을 통해 잘 시청하였다.'는 4.10±0.30, '수업에서 메타버시티 앱을 통한 VOD 시청은 적절하게 사용되었다.'는 3.99±0.75로 가장 낮게 나타났다. 또한 수업 방법의 호응도는 유의한 차이가 없었다(p>0.05). 셋째, 메타버시티 앱을 이용한 VOD 시청의 만족도로 '메타버시티 앱을 적용하니 흥미롭고 재미가 있었다.'가 4.24±0.88로 가장 높은 점수를 보였으며, '적극적인 메타버시티 앱을 활용하기 위해서는 보다 나은 개선이 필요하다.'가 4.00±0.45로, '메타버시티 앱이 다른 원격수업에서도 시행되었으면 한다.'가 3.77±0.88로 나타났다. '기존 LMS 방식보다 메타버시티 앱을 통한 VOD 수업이 낫다.'가 3.44±0.66으로 나타났다. 또한 나이, 성별에 따른 수업에 대한 만족도는 유의한 차이는 없었다(p>0.05). 메타버시티 앱에 대한 호응도와 만족도의 상관관계는 0.601이며, 이는 매우 유의한 것으로 나타났다(p>0.001). 본 연구의 제한점으로 메타버시티 앱을 활용한 교육 만족도를 조사하였으나, 지도하는 교수자와 학생과 상호 작용 만족도는 조사 하지 못하였으며, 차후 교수자의 메타버시티 앱을 활용한 수업의 만족도 연구가 진행되어야 할 것이다. 원격수업을 대비하기 위한 메타버시티 앱을 수업에 적용하기 위해서는 대학에서 행정적 및 제도적 지원과 지속적인 주목을 하여야 할 것이다.

축소모형시험을 통한 공동이 근접터널 굴착에 미치는 영향평가 (Influence of the Existing Cavern on the Stability of Adjacent Tunnel Excavation by Small-Scale Model Tests)

  • 정민철;황정순;김종섭;김승욱;백승철
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제15권12호
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    • pp.117-128
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    • 2014
  • 일반적으로 기존 터널이나 공동 등에 근접하여 터널을 시공하는 경우에 기존 공동과 터널간의 간섭이 발생하며 이로 인한 영향을 최소화하기 위하여 이격거리를 터널의 폭 이상으로 유지하도록 일부시방서 등에 권고안이 제시되어 있는 상태이다. 이와같이 공동이나 구조물 등에 근접한 터널은 지반 상태 및 공동의 크기, 보조공법 등을 고려하여 결정하여야 하며, 지반이 연약한 상태에서는 근접도에 따라 민감한 반응을 나타내고 변형량도 크게 나타나므로 지반조건을 고려한 터널계획이 이루어져야 한다. 설계단계에서 공동이 터널의 안정성에 미치는 영향을 검토하기 위해 현장측정, 수치해석, 모형시험 등의 방법이 고려될 수 있으며, 이 중에서 모형시험(Scaled model test)은 결과를 가시적으로 나타낼 수 있을 뿐 아니라, 수치해석과 비교를 통해 거동을 보다 상세하고 현실적으로 예측 가능하다는 장점이 있다. 본 연구에서는 공동에 인접하여 터널 굴착이 이루어지는 경우, 계획단계에서 실제 거동을 예측하기 위한 모형시험 방법과 시험 시 고려사항들에 대해 고찰하고 실제 시험 결과와 수치해석 결과의 비교를 통해 제안된 기법의 적정성을 평가하였다. 또한 터널 굴착 시 터널 주변에 분포하는 공동의 이격거리에 따른 영향이 적절히 반영되는지 여부를 파악하기 위해 공동과 터널간 이격거리를 0.25D, 0.50D, 1.00D, Network 상태 분포 시로 가정한 일련의 모형시험을 수행하였으며, 공동이 없는 조건과 비교하여 제안된 방법의 적정성을 확인하였다. 추가적으로 축소모형시험 결과의 타당성 검증을 위한 목적으로 시험조건을 반영한 수치해석을 수행하였으며, 수치해석 결과와 모형시험 결과의 비교 검증을 수행하였다. 모형시험 및 수치해석 결과 이격거리 1.0D는 공동과 터널이 독립적인 거동을 보이는 한계거리로 평가되었다.

17세기 이후 장흥 보림사(長興 寶林寺)의 경관요소 해석 (Interpretation of Landscape Elements in Borimsa Temple after 17th Century)

  • 김규원;심우경
    • 한국전통조경학회지
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    • 제33권1호
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    • pp.110-118
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    • 2015
  • 구산선문 중 가지산문 장흥 보림사는 문화 생태경관적으로 중요한 위치에 있는데도 조경분야의 연구가 부족하다. 본 연구로 17세기 이후 장흥 보림사 경관요소의 변화를 고찰하여 그 가치를 새롭게 인식하고 조경사적 위치를 확인하고자 하였다. 본 연구는 전남 장흥 보림사 일원의 경관요소에 대해 현장답사와 사적기(事蹟記), 중창기, 1928년 후지시마 가이지로(藤島亥治郞)의 보림사 실측도, 조선고적도보(朝鮮古蹟圖譜) 등의 관련 고문헌과 보림사정밀지표조사보고서, 국가기록원 및 전남 장흥의 과거 사진자료를 통해 경내 건축물과 지당, 사찰림 등의 경관요소의 변화를 고찰해보고자 하였으며 연구의 결론은 다음과 같다. 첫째, 보림사의 입지는 보조선사탑비의 내용을 통해 풍수적으로 길지에 위치함을 알 수 있으며 십육나한상과 천불로 비보하려했음을 알 수 있었다. 중국의 남화선사와 비교했을 때, 주변의 환경구성은 비슷하지만 단을 쌓아 건물을 배치한 것은 차이점으로 보였다. 둘째, 보림사의 건축경관은 일제강점기와 한국전쟁을 거치고 현재까지 경관의 변화가 이어지고 있는 상태이므로 과거 경관자료 아카이브 구축 등의 조치가 필요하다고 판단되었다. 셋째, 보림사의 지당은 보림사사적기의 내용으로 보아 가장자리에 돌을 쌓아 만든 부정형이었을 것으로 판단되며 중창기의 내용을 통해 지당의 이름을 용천(湧泉)으로 추정해볼 수 있다. 또한 현재의 경관은 과거의 사진과 비교해보았을 때 경내 지반사업으로 인한 지표의 상승으로 변형을 가져온 것으로 보였다. 넷째, 보조선사탑비와 보림사사적기에 언급되고 있는 장생표주(長生標柱)는 한국전쟁 이전 사진자료에서 나타난 대웅보전 앞의 마른 향나무로 추측하고 있으나 도갑사의 국장생과 황장생을 참고하였을 때 석비형으로 추정되었다. 또한 보림사 중창기에 나타난 홍살문은 병자호란이후 승군의 충성에 대한 사액으로 세워진 것으로 확인되었다. 다섯째, 보림사 중창기에서 보림사의 연못 조성 등 사찰경관요소 조성 시 풍수지리를 고려하였음을 알 수 있었으며 또한 소나무, 보리수, 감나무의 식재기록이 나타나고 있었다. 여섯째, 차나무림은 정약용의 구증구포법 전수와 초의선사의 보림백모차, 이유원의 가오고략 등 관련 문헌을 통해 통일신라부터 시작된 선차일여의 다맥을 이어오고 있음이 확인되었다. 일곱째, 비자나무림은 관련 고문헌을 통해 비자가 국가의 제사와 의료약품으로 쓰였고 항공사진 및 보호림 지정구역의 위치를 통해 비자림이 내화수림대의 역할도 하는 것으로 확인되었다.

시간에 따른 강도변화를 고려한 암반사면의 풍화민감특성 분석 (Weathering Sensitivity Characterization for Rock Slope, Considering Time Dependent Strength Changes)

  • 이정상;배성호;유영일;오정배;이두화;박준영
    • 터널과지하공간
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    • 제16권2호
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    • pp.109-134
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    • 2006
  • 암반(암석)은 생성시와는 다른 온도 압력조건, 대기와 지하수 및 강우 등의 영향으로 풍화작용을 겪게된다. 풍화작용은 암석을 구성하는 조암광물의 화학적 성질을 변화시키며, 불연속면을 따른 물리, 화학적 제반특성에 영향을 준다. 암석이 풍화작용을 겪게 되면 암석(암반)의 물성이 저하되는 현상이 나타나 이로 인한 사면의 파괴, 지하수의 유출, 암종간의 차별풍화로 인한 문제가 발생하기도 한다. 따라서, 대규모 사면 절개시에는 현재의 풍화특성을 분석하여 풍화상태가 앞으로 어떻게 진행될 것인지 예측하고, 이 결과를 토대로 비탈면 보호 및 보강공법에 기준을 판단하는 것이 요구된다. 이러한 요구에 부응하기 위해 기존의 여러 건설사업의 설계단계에서 화학적 풍화속도와 암석의 다른 특성들을 종합하여 분석하는 화학적 풍화민감도 분석 기법이 적용되어 왔다. 그러나 기존의 화학적 풍화민감도 분석은 본래 암반이 아닌 토양의 풍화에 대해 개발된 기법이며 고려되어야 할 변수들의 수가 많고 그 관계가 복잡하며, 공학적 시간단계별로 암반사면의 풍화민감특성을 적용하는데 한계가 있다. 또한, 기존의 방법은 주로 등방성이 강한 화강암질 암석에 특성분석 기법을 적용하여 퇴적암과 같이 이방성이 강한 암반에 적용하기 어려운 문제도 있다. 풍화지형을 연구하는 지형학자들의 연구(Oguchi et al., 1994; Sunamura, 1996; Norwick and Dexter, 2002)에서 시간에 따라 진행되는 풍화에 의한 암석의 강도저하는 음지수 함수의 형태를 나타내는 것을 제안되었다. 이 관계를 공학적으로 적용하면, 풍화에 작용하는 여러 요인들의 결과를 강도저하로 표현할 수 있으며, 강도라는 암석의 물성을 설명함으로써 공학적으로 의미가 있는 결과를 도출할 수 있다. 따라서, 이 연구에서는 전술한 관계에 의해 풍화진행 시간에 따른 암석의 강도특성 변화를 고려하여 퇴적암에 특화시킨 풍화민감특성 분석을 암반사면의 풍화민감특성을 설명하고 설계에 직접적으로 적용할 수 있는 방법으로 제안한다.

N-3 지방산 결핍이 혈청 및 신경조직의 지방산 조성에 미치는 영향 (Effect of n-3 fatty acid deficiency on fatty acid compositions of nervous system in rats reared by artificial method.)

  • 임선영
    • 생명과학회지
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    • 제17권5호
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    • pp.634-640
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    • 2007
  • 인공사육시스템으로 사육된 n-3 지방산이 결핍된 군 및 n-3지방산이 적절히 함유된 군과 대조군으로 엄마쥐가 직접 수유하여 사육시킨 군의 혈장, 뇌 및 망막의 지방산 조성을 비교 검토한 결과, 혈장의 총 단일불포화지방산은 n-3 지방산 결핍군에서 n-3지방산 적절군과 대조군에 비해 증가하였으나 총 n-3 지방산의 경우에는 n-3 지방산 결핍군에서 94%로 감소하였다. N-6 지방산 계얼 중에서 22:4n-6와 DPAn-6 함량은 n-3 지방산 결핍군에서 n-3 지방산 적절군과 대조군에 비해 유의적으로 증가하였으나 22:5n-3과 DHA의 함량은 94%로 감소하였다(P<0.05). 뇌의 지방산 조성의 경우, 총 포화지방산 함량에는 유의적 차이가 없었으나, n-3 지방산 결핍군과 비교했을 때 n-3 지방산 적절군과 대조군보다 총 n-3 지방산의 함량이 유의적으로 높았다(P<0.05). 뇌의 DHA 함량의 경우, n-3 지방산 결핍군은 n-3 지방산 적절군과 대조군에 비해 그 함량이 58-61% 감소하였고 반면 n-6 계열인 DPAn-6의 함량은 상당히 증가하였음을 살펴 볼 수가 있었다(P<0.05). 망막의 총 포화지방산의 경우 n-3지방산 적절군에서 가장 낮은 수준을 나타내었고 총 단일불포화 지방산에서는 대조군에서의 함량이 가장 낮았다. 총 n-6 지방산과 그 중에서 22:4n-6와 DPAn-6의 함량은 n-3 지방산 결핍군에서 n-3 지방산 적절군과 대조군에 비해 유의적으로 증가하였으나 22:5n-3, DHA와 총 n-3 지방산의 함량은 상당히 감소하였음을 살펴 볼 수가 있었다(P<0.05). 이상의 결과로부터 뇌의 지방산 조성, 특히 감소된 DHA 함량과 증가된 DPAn-6 함량은 해마 신경조직의 신경돌기 성장과 뇌 기능에 악영향을 끼치므로 적절한 양의 DHA 함량의 유지가 뇌 기능 항상성에 필수적이라고 사료된다.례하여 증가하지 않았고 오히려 감소하는 경향이 나타났다. 4.본 연구에서는 용담댐 유역에 대한 BASINS/HSPF의 적용성을 검증하였으며, 현재 오염총량계산에 있어서 원단위방법에 의한 오염부하량산정의 개선필요성이 제기되고 있는 상황에서 BASINS/HSPF를 이용한 오염부하량 산정에 대한 적극적인 검토가 필요하다고 판단된다.반된다면, 수준별 수업의 효과가 극대화될 수 있다고 본다.수 있는 가능성을 포함하고 있었다. 또한 유입수량의 부족과 현재 수질개선을 위해 적용하고 있는 수중폭기시설등의 물리적인 영향도 직 ${\cdot}$ 간접적으로 작용하였을 것으로 추정되었다 따라서 향후 이에 대한 중장기적인 모니터링이 필요하였고 유역과 저수지의 통합적인 수질관리계획 이 요구되었다.group으로, 용존산소량, 전기전도도, pH, 인산염이 정점 3, 4, 5에서 같은 group으로 묶였다.유의적인 CAT 활성 증가효과가 나타났고, 간조직의 시토졸 1획분에서는 대조군 대비 15${\sim}$27%의 CAT 활성 증가효과가 인정되었다. 이상의 결과에서 목초액의 장기간 투여는 간조직 중의 활성산소의 억제효과뿐만 아니라 방어시스템으로서 활성산소 제거효소의 역할도 충실히 수행하여 노화를 효과적으로 예방하고 억제할 수 있을 것으로 기대된다.\sim502^{\circ}C)$의 온도범위(溫度範圍)에서 분해(分解)되며 공기중(空氣中)에서는 $750\sim935^{\circ}F$ 범위(範圍)에서 분해(分解)한다.첫째, 무엇보다 아동이 성장기임을 고려하여 지속적인 모니터링과 함께 아동들의 식이, 운동습관 및 비만과 관련된 행동의 변화가 생활 가운데 근본적으로 일어날 수 있어야 한다. 둘째, 체중 조절 프로그램은 식이 및 운동 지도와 아울러 긍정적 강화(positive reinforcement)

쏘일네일 보강 비탈면의 전체 안정성에 대한 국내외 설계기준 비교 (Comparison of Domestic and Foreign Design Standards for Overall Stability of Soil Nailed Slopes)

  • 김태원;유광호
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제20권6호
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    • pp.5-13
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    • 2019
  • 쏘일네일링 벽체의 설계기법은 허용응력설계법에서 한계상태설계법으로 변화하고 있으며, 현재 대부분의 국가에서는 한계상태설계법을 적용하나 한국과 홍콩 등에서는 아직까지 허용응력설계법을 주로 사용하고 있다. 본 연구에서는 네 가지 대표적인 쏘일네일링 벽체의 설계기법인 미국의 FHWA(2015), 프랑스의 Clouterre(1991), 영국의 CIRIA(2005), 홍콩의 Geoguide 7(2008)과 국내기준인 비탈면 보강공법 설계기준(KDS 11 70 15 : 2016)의 비교를 수행하여, 현재 실무에 적용되고 있는 설계지침의 적정성을 고찰하였다. 각 기준들에 의한 설계결과의 비교를 위해 영국 CIRIA에 제시된 표준단면 및 현장재하시험이 수행된 쏘일네일링 벽체단면을 대상으로 분석을 시행하였으며, 각 설계기법의 보수적인 정도를 알 수 있는 지표인 CDR(Capacity-to-Demand Ratio)을 이용하여 국외 설계기준들과 국내기준의 차이를 비교하였다. 분석 결과, CIRIA 표준단면의 경우 국내기준에 의한 안정성 검토 방법이 가장 보수적(CDR=0.78)이며, 프랑스의 Clouterre(CDR=0.99, 1.09), 홍콩의 Geoguide 7(CDR=1.13, 0.97), 미국의 FHWA(CDR=1.09, 1.07) 및 영국의 CIRIA(CDR=1.40, 1.16)의 순서인 것으로 분석되었다. 한편, 현장재하시험이 시행된 쏘일네일링 벽체에 대한 검토결과는 홍콩의 Geoguide 7(CDR=0.66, 0.72)와 미국의 FHWA(CDR=0.73, 0.72) 순서가 바뀌었을 뿐 나머지는 동일한 결과를 보였다. 또한, 두 가지 case 동일하게 미국의 FHWA, 프랑스의 Clouterre와 홍콩의 Geoguide 7는 차이가 미미하나, 국내기준은 안정측설계의 경향이 크고 영국의 CIRIA는 경우에 따라 불안정측 설계의 경향이 큰 것으로 분석되었다.

의료영상 분석과 유한요소법을 통한 추체 성형술의 다양한 인자들에 대한 생체 역학적 효과 분석 (A Biomechanical Study on the Various Factors of Vertebroplasty Using Image Analysis and Finite Element Analysis)

  • 전봉재;권순영;이창섭;탁계래;이권용;이성재
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제25권3호
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    • pp.171-182
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    • 2004
  • 본 연구에서는 의료 영상과 유한요소 해석을 이용하여 골절된 척추체의 치료를 위해 골 시멘트를 주입하는 추체 성형술(vertebroplasty)에 영향을 미치는 여러 인자들에 대해 생체 역학적으로 분석하여 평가하고자 하였다. 의료 영상을 통해 구현된 모델들은 분석하고자 하는 인자에 대하여 크게 단분절과 다분절 유한요소 모델의 2 가지 형태로 구분하였다. 단분절 유한요소 모델을 통해 골다공증의 정도, 주입된 골 시멘트의 양, 골 시멘트의 주입량 및 환자에게 주입된 골 시멘트 양의 적절성을 평가하였으며, 골 시멘트의 주입이 척추체의 구조적 안정성에 미치는 효과를 분석하기 위하여 척추체 상종판에 수직 압축하중을 가하여 이때의 최대 수진 변위량을 분석하였다. 또한 단분절 척추체의 강성도(stiffness) 값을 산출한 뒤, 정상 상태의 척추체의 강성도 값으로 정규화 하였다. 다분절 유한요소 모델의 경우, 압박 골절 상태를 적용하여 척추 만곡의 변화가 인체에 미치는 영향을 분석하기 위하여 골절의 정도를 3 가지로 구현하였으며, 모델의 최상부에 압축 하중을 가한 후의 척추 만곡의 변화 정도를 분석하였다. 추체 성형술에 대한 다양한 인자들에 대한 분석 결과, 추체 성형술을 통해 환자의 골밀도가 상대적으로 높은 경우(BMD 50mg/$m\ell$이상)와 환자의 척추체 망상골 부피의 약 15%에 해당하는 골 시멘트 주입 시 가장 큰 척추체의 구조적 안정성의 증가 효과를 가져올 것으로 예측되었다. 또한 척추 골절이 미치는 영향에 대한 분석 결과, -2.8$^{\circ}$의 정상적인 후만곡을 가지는 T12∼L2 운동 분절이 골절의 모델링 후 약 9∼17$^{\circ}$의 큰 전만곡을 가지게 되었으며 이러한 척추 만곡의 변화는 동일한 하중 하에서 급격한 척추 만곡의 변화를 야기하는 것으로 나타났다. 또한 골절의 정도가 심할수록 척추 변형은 더욱 크게 증가하는 것으로 나타났다. 이러한 연구 결과들로부터, 전반적으로 추체 성형술은 골 시멘트의 주입량 또는 골밀도에 상관없이 약화된 척추체의 자체의 구조적 안정성의 증가 효과를 가져왔으며 골절로 인해 추체의 높이가 손상되었을 경우 이를 회복하는 것이 중요한 인자의 하나임을 나타내는 결과로 사료되어진다.