PURPOSES : In this study, high-viscosity grout for increasing ground stiffness is developed using industrial byproducts. METHODS : Based on literature review, the viscosity and viscosity expression time of domestic and foreign anti-washout admixture underwater were evaluated. In addition, grout was prepared by mixing 5% to 40% of fly ash (FA) in a standard mixture. Flow, setting time, and compressive strength tests were conducted to evaluate the quality of the grout. RESULTS : Experimental results show that the viscosity required is 35,000 to 40,000 cps, whereas the viscosity expression time required exceeds 300 min. As the amount of FA used for grouting increases, the physical and mechanical performances deteriorate. The strength of a test specimen manufactured underwater is lower than that of a test specimen manufactured under air, and the decrease on day 28 is lower than that on day 3. The FA applied to the grout should be less than 20%. CONCLUSIONS : Although industrial byproducts, which exhibit high viscosity, offer excellent mechanical performance and are thus suitable as a solidifying agent for strengthening grout, their application in the field must be evaluated.

최근 들어 한반도에 중규모의 지진이 연속해서 발생함에 따라 중앙정부와 지방자치단체에서는 지진방재 대책을 새로이 마련하고 있다. 지진재해 분석에서 가장 핵심적인 정보는 지질과 지반정보로 여러 관계기관에서 관련자료를 수 집하고 DB를 구축하고 있다. 하지만, 실제 이러한 정보들을 지자체의 지진방재 대책 수립에 이용하고자 할 때는 여러 문제점이 발생하고 있다. 지질정보의 경우, 소축척 지질도는 개략적으로 표현이 되어 세부적인 특징을 보여주기가 어렵 고, 대축척 지질도는 도폭 간의 경계에서 암상이 불일치하거나 구조선의 연장이 불분명하다. 지반정보의 경우, 디지털화 가 이루어지지 않고 사장된 정보들이 다수 존재한다. 이러한 문제를 해결하기 위해 지진방재 대책의 기초단위인 지방자 치단체 단계에서의 지질·지반정보관리 정책방안을 제시하였다. 첫째, 이미 생산되었거나 생산될 지질정보와 지반정보를 보다 효율적이고 전문적으로 이용하기 위하여 산학연 기술연계 방안이 필요하다. 둘째, 많은 지질과 지반정보가 축적될 수 있도록 자치법규 제정 및 개정이 요구된다. 셋째, 지질·지반정보의 질적 향상을 위하여 전문가시스템 도입방안이 마 련되어야 한다. 넷째, 효율적인 정보의 관리를 위하여 전담부서 신설과 예산지원 확대가 필요하다.

PURPOSES : The purpose of this study is to present a cross section suitable for low-traffic road pavement considering the environmental characteristics of Vietnam. METHODS : The behavior of the pavement with respect to the axial load was numerically analyzed using the nonlinear finite element method. The elastic-plastic material model was applied to material properties such as subgrade, sub-base layer, and base layer, and whether the material yielded was determined. In order to evaluate the adequacy of the cross section of the Vietnamese low-traffic pavement, it was compared with the KPRP Lv 3 road pavement section. And it was compared with the newly proposed MAST composite Pavement. The design life of each pavement section was calculated using the results obtained from the pavement structural analysis. RESULTS : The cross section of the Vietnamese low-traffic road pavement, KPRP lv3, MAST composite Type1 road pavement did not satisfy the design criteria for fatigue cracking and rutting. MAST composite Type2 was analyzed considering CTAB having 100mm and 150mm thickness and compressive strength of 5MPa, 10MPa, 15MPa and 20MPa, and all of them satisfied the design criteria. CONCLUSIONS : The low-traffic road pavement section in Vietnam currently used is judged to be inappropriate, and the MAST Composite type 2 proposed in this study is evaluated as an appropriate alternative. Further studies such as field application are needed in the future.

전역 최적화 문제의 해를 유전 알고리즘을 사용하여 얻어 완전파형역산을 수행하고 층상 반무한체의 물성치를 추정하는 기법을 제안한다. 조화 수직 하중이 작용하는 층상 반무한체의 동적 응답을 측정하고, 이를 추정 물성치를 사용하여 계산된 응답과 비교한다. 응답의 추정치는 mid-point integrated finite element와 perfectly matched discrete layer를 사용하여 구성된 thin-layer model로부터 얻는다. 전역 최적화 문제의 목적 함수는 응답의 관측치와 추정치의 차이에 대한 L2-norm으로 계산된다. 유전 알고리즘을 사용하여 전역 최적화 문제의 해를 구하여 완전파형역산을 수행한다. 제안된 기법을 기본 진동 모드 뿐만이 아니라 고차 진동 모드도 우세한 다양한 층상 반무한 매질에 적용하여, 측정치가 잡음을 포함하지 않는 경우와 포함하는 경우 모두에 대해서 제안된 완전파형역산 기법은 층상 반무한체의 재료 특성을 추정하는데 적합함을 확인할 수 있다.

신재생에너지 신규설비 보급이 매년 꾸준히 증가하고 있으며, 그중 개발 확장성이 풍부하고 생산유발계수가 큰 해상풍력 시장이 급성장하고 있다. 특히 서남해 권역은 최고 수준의 해상풍력 잠재량을 보유하고 있으며, 관련 프로젝트들이 추진 중이다. 본 연구는 점토층 지반에 효과적인 해상풍력 하부구조물의 개발에 있어 EUROCODE에 의한 구조물의 설계 절차를 제시하고 구조 안전성을 고찰하여 관련 기술 분야에 이바지함을 목표로 한다. 선행연구에서는 풍력발전기 용량이 5MW급을 주요 대상으로 하였으나, 서남해 해상 풍력발전기 시장의 기술 추세에 부합하는 발전 용량 8MW급을 연구 모델로 선정하였다. 이에 본 연구에서는 서남해 지질 조건에 부합하는 하부구조물을 개발하고, 구조 안전성을 유한요소법을 활용하여 검증하였다. 초기 설계안에서 일부 구간을 보강하여 구조 안전성을 확보하였다. 본 연구 결과를 기반으로 하여, 향후 다양한 형태의 하부구조물에 대한 구조 안전성 평가가 가능하며, 전문화된 구조 설계 및 평가 기준을 확립하였다.

According to several seismic design standards, a ground motion time history should be selected similar to the design response spectrum, or a ground motion time history should be modified by matching procedure to the design response spectrum through the time-domain method. For the response spectrum matching procedure, appropriate seed ground motions need to be selected to maintain recorded earthquake accelerogram characteristics. However, there are no specific criteria for selecting the seed ground motions for applying this methodology. In this study, the characteristics of ground motion time histories between seed motions and spectral matched motions were compared. Intensity measures used in the design were compared, and their change by spectral matching procedure was quantified. In addition, the seed ground motion sets were determined according to the response spectrum shape, and these sets analyzed the response of nonlinear and equivalent linear single degrees of freedom systems to present the seed motion selection conditions for spectral matching. As a result, several considerations for applying the time domain spectral matching method were presented.

The seismic deformation method is conventionally used as a seismic design for a multi-utility tunnel in Korea. In the seismic deformation method, the soil ground’s natural period is one of the most critical factors for calculating the ground displacement using cosine functions. Correction factors for the natural period and shear wave velocity have been used to consider the non-linearity of dynamic soil properties. However, the correction factors have been issued because the correction factors have not been sufficiently studied to consider Korea’s regional conditions. This paper aims to evaluate the natural periods for the seismic deformation method considering Korea’s ground conditions. Ground response analysis was performed using seven real earthquake records on twelve sites with different soil conditions where actual multi-utility tunnels are installed. As a result, natural periods of the sites were analyzed and new correction factors were proposed according to seismic performance and Korea’s regional conditions.

2004년 5월 29일 발생한 울진해역지진(Mw 5.1)과 관련된 대기 인프라사운드 신호가 철원(진앙 거리 321 km) 및 대전(256 km) 관측소에 기록되었다. 신호의 지속시간은 수 분 이상이며, 음원 방향을 지시하는 후방-방위각은 28 o 이상의 큰 변화를 보였다. 역-투사 방법과 신호 감쇄 보정 결과, 인프라사운드 신호는 삼척-울진-포항까지 연결되는 약 4,600 km2 면적의 지반운동으로 발생하였으며, 음원 최대 크기(BSP)는 11.1 Pa로 계산되었다. 이 결과는 최대지반가속 도(PGA) 자료로 계산한 음원 최대 크기(PSP)와도 부합하고 있으며, 지진 발생 당시 인프라사운드 신호 탐지를 가능케 했던 최소 지반운동은 ~3.0 cm s−2 이상으로 확인되었다. 울진해역지진이 비록 동해 해역에서 발생하였지만, 진앙과 가 까운 강원도 남부-경상북도의 고지대를 따라 전파한 표면파의 지반운동으로 회절 인프라사운드가 효과적으로 발생한 것으로 해석된다. 인프라사운드 관측을 통한 원거리 지진 지반운동 특성 추정 방법은 지진관측망이 설치되어 있지 않거나 관측소 수가 적은 지역을 대상으로 활용이 가능할 것이다.

유연한 지반에 놓인 액체저장탱크의 지진 거동은 유체-구조물-지반 상호작용에 의해 복잡하게 나타나므로, 이 시스템의 지진응답 과 피해를 정확하게 예측하기 위해서는 이를 엄밀히 고려하여야 한다. 이 연구에서는 유체-구조물-지반 상호작용을 엄밀히 고려하여 유연한 지반에 놓인 직사각형 액체저장탱크의 지진응답 해석을 수행하고 그 응답 특성을 분석하고자 한다. 이를 위해 지진하중 작용 시 발생하는 유체의 동수압력 및 지반과 구조물 간의 상호작용력을 유한요소 기법을 사용하여 산정한다. 이때, 반무한 지반에서의 에너지 방사를 고려하기 위해 mid-point integrated finite element와 점성 감쇠기를 사용하여 지반 원역의 거동을 모사한다. 이와 같이 산정된 동수압력과 지반-구조물 상호작용력을 구조물의 유한요소에 작용시킨다. 자유장 해석을 통하여 입사 지진파에 의한 유효 지진력을 산정한다. 유연한 지반에 놓인 직사각형 액체저장탱크의 지진응답 해석을 통하여 지반-구조물 상호작용의 효과로 인해 시스템 응답의 변화가 다양하게 나타남을 확인할 수 있다. 그러므로, 유연한 지반에 놓인 직사각형 액체저장탱크의 내진설계를 수행하거나 내진성능을 검토할 때는 유체-구조물-지반 상호작용을 엄밀히 고려하여야 할 것이다.

본 연구는 아파트 조경공간에 다층식재기법을 적용하기 위한 기초단계 연구로서, 교목중심의 단층구조 식재지역에 관목이 건강하게 생육할 수 있는 최적의 식재지반을 선정하는 것을 목적으로 하였다. 2019년 5월부터 10월까지 농촌진흥청 국립원예특작과학원 시험포장에서 실험을 실시하였다. 식재지반은 멀칭재, 원예용 상토, 바텀애시, 현장 토를 활용해 8가지 처리구 6반복 조성하였다. 실험식물은 아파트 조경용 관목으로 선호도가 높은 장미 (Rosa hybrid ‘Barkarole’)와 수국 (Hydrangea macrophylla ‘Nikko Blue’) 으로 선정하였다. 토양재료의 화학성은 농촌진흥청 토양 화학분석 기준에 따라 분석하였으며, 처리구 간 유의성은 SAS7.1을 활용해 Two-way ANOVA 분석을 실시하였다. 식재지반별 장미와 수국의 초장, 분지수, 엽장, 엽폭, 피복 면적의 변화를 분석하였다. 분석결과 장미는 “원예용 상토 20 cm” 조합과 “멀칭 3 cm, 원예용 상토 20 cm, 바텀애쉬 10 cm”의 조합에서 생장이 우수한 것으로 나타났다 (p<0.05). 그중 “원예용 상토 20 cm”에서는 초장 102.2±5.8 cm, 분지수 5.5±0.6개, 엽장 10.9±1.0 cm, 엽폭 6.2±0.5 cm, 피복면적 4077.1±416.6 cm2로 우수한 것으로 나타났다 (p<0.05). 수국은 “멀칭 3 cm, 원예용 상토 20 cm”, “원예용 상토 20 cm” 조합과 “원예용 상토 20 cm, 바텀애쉬 10 cm”의 조합에 서 생장이 우수한 것으로 나타났다. 초장 43.6±2.1 cm, 분지수 4.9±0.8개, 엽장 7.2±0.5 cm, 엽폭 4.3±0.3 cm, 피복면적 344.5±43.2 cm2인 “원예용 상토 20 cm”의 조합에서 생장이 우수하였다. 본 연구는 통해 아파트 다층식재를 위해서는 최소 20 cm 이상 경운한 뒤에 육성토양층에 원예용상토를 충전하여 식재할 것은 제안하였다. 이러한 기준은 향후 아파트 화단 리모델링 사업에 활용될 것으로 기대된다.

최근 간척지를 활용한 대규모 수출 원예 단지에 대한 수요가 증대되고 있고, 대규모 시설원예 단지 조성을 위한 현안 중에 하나는 경량 온실용 기초 설계 기준을 확립하는 것이다. 이를 위해 연약지반 기초 보강 방법에 관한 사전 연구들을 검토 하였다. 대상 공법으로는 스파이럴, 나무, 쇄석 다짐 말뚝(팽이) 및 PF 공법이며, 성능 검증을 위해 인발저항력, 지내력, 침하량 측정 등의 시험이 수행되었다. 인발저항력은 동일한 직경에서 근입 깊이가 증가할수록 저항력이 상승하는 것을 확인 할 수 있었다. 스파이럴과 나무 말뚝 기초의 성능을 비교하자면, 유사한 근입비와 마찰 면적을 갖는 기준에 대하여 스파이럴 말뚝의 인발저항력 0.8kN, 나무 말뚝은 인발저항력 1.1kN로 근소하게 나무 말뚝의 성능이 우수하다고 판단되었다. 추가적으로, 일정 근입비(L/D)의 범 위에서의 직경 변화에 따른 인발저항력을 비교하였다. 근입 비 10~12.1 범위에서는 직경 250mm구간, 근입비 14.6~16.7 범위에서의 직경 300mm구간에서 급격한 상승 값을 보였으며, 근입비 범위에 따라 인발저항력 증가 폭이 다르게 나타나는 것을 확인하였다. 지반 지내력 검토를 위한 재하시험 결과의 경우, 상이한 보강 방법, 직경, 관입 깊이 등의 영향으로 단순 비교하는 것에 한계가 있지만, 나무 말뚝 105kN/m2, 팽이 말뚝 826kN/m2, PF방법 300kN/m2 수준의 최대 허용지지력을 보였다. 위 조건의 경우에, 팽이 말뚝, PF방법, 나무 말뚝 순으로 높은 지내력을 나타냈다. 간척지 기초 시공공법 타당성 검토를 위하여, 일부 국한된 시험 조건하에 인발저항력, 허용지지력, 침하량 측정 등 시험 평가 결과를 비교 검토하였다. 기초 보강 방법 별 일관성있는 경향을 파악하는데 한계가 있었지만, 풍속 40m/s에서 온실에서 받는 인발력이 20kN수준이고(Yu 등, 2012), ’97 한국형 유리온실 표준설계도에 명시된 온실의 기초 지내력 기준이 50kN/m2인 점을 고려한다면 지내력 105kN/m2 ~ 826kN/m2 범위의 기초보강 공법인 팽이, 나무말뚝 및 PF방법 모두 간척지 온실 기초에 적용하기 충분한 공법으로 간주 된다. 장기 침하량 모니터링 및 기초 보강 방법 별 수렴성과 재현성이 확보된 실증 데이터 보완을 통해, 온실 유형별 구조안정성과 경제성을 동시에 만족시킬 수 있는 기초 방식 선정과 설계 가이드 라인 제시가 가능할 것이라고 판단된다.

본 논문은 모노파일 풍력 지지구조물에 대한 공진 안전성 평가에서 여러 말뚝-구조물 상호작용(PSI) 모델을 사용하여 고유진동수를 비교하였다. PSI 재현을 위한 유한요소모델은 기저 스프링 모델, 분산 스프링 모델, 3차원 고체-쉘 모델을 사용하였다. PSI 모델이 고유주파수에 미치는 영향을 분석하기 위해 기저 스프링과 분산 스프링 모델 적용을 위한 강성행렬 산정법과 Winkler 보 모델을 각각 논문에 나타내고 이들 모델로부터 도출된 서로 다른 기하 및 지반조건을 갖는 모노파일의 고유진동수를 조사하였다. 해석 결과는 또한 3차원 고체-쉘 모델의 고유진동수와도 비교되었다. 해석결과는 소구경 모노파일이 견고한 지반 및 암반에 관입된 경우 각 해석모델로부터 얻어진 고유진동수의 차이가 거의 없음을 보여준다. 반면 연약 지반에 설치된 대구경 모노파일에 대해 분산 스프링 모델은 고유진동수를 과대평가할 수 있다. 따라서 고유진동수 평가 시 구조물 규모와 지반 조건을 고려해 적합한 PSI모델이 적용되어야 한다.

액체저장탱크의 지진 거동은 유체-구조물 상호작용에 의해 복잡하게 나타나므로, 이 시스템의 지진응답과 피해를 정확하게 예측 하기 위해서는 이를 엄밀히 고려하여야 한다. 이 연구에서는 유체-구조물 상호작용을 엄밀히 고려하여 양방향 수평 지반운동이 작용 하는 직사각형 액체저장탱크의 지진응답 해석을 수행하고 그 응답 특성을 분석하고자 한다. 이를 위해 지진하중 작용 시 발생하는 유체 동수압을 유한요소 기법을 사용하여 산정하고, 이 동수압을 구조물의 유한 요소에 작용하여 전체 시스템의 동적 거동을 모사한다. 예제 직사각형 액체저장탱크의 지진응답 해석을 통하여 대상 시스템의 동적 거동은 양방향 수평 지반운동이 작용하는 방위각에 의해 유의미한 영향을 받음을 확인할 수 있다. 그러므로 직사각형 액체저장탱크의 내진설계를 수행하거나 내진성능을 검토할 때는 이러한 특성을 고려하여야 할 것이다.

The stochastic point-source model has been widely used in generating artificial ground motions, which can be used to develop a ground motion prediction equation and to evaluate the seismic risk of structures. This model mainly consists of three different functions representing source, path, and site effects. The path effect is used to emulate decay in ground motion in accordance with distance from the source. In the stochastic point-source model, the path attenuation effect is taken into account by using the geometrical attenuation effect and the inelastic attenuation effect. The aim of this study is to develop accurate equations of ground motion attenuation in the Korean peninsula. In this study, attenuation was estimated and validated by using a stochastic point source model and observed ground motion recordings for the Korean peninsula.

이 논문에서는 수직방향 지진입력에 의한 지반-구조물 상호작용 효과가 기초 종류에 따라 LNG 저장탱크의 지진응답에 미치는 효과를 분석하였다. 이를 위하여 직경 71m인 LNG 탱크와 기반암 위 점토지반의 깊이가 30m인 지반조건을 고려하였다. 그리고 기초형식으로 네 가지(얕은 기초, 말뚝지지 전면기초, 말뚝기초(지표면 접촉식, 부유식)를 고려하였다. 지반의 비선형성은 자유장 지반에 대하여 등가선형화기법으로 고려되었다. 또한, 말뚝기초의 시공과정에서 발생하는 동다짐 효과에 대해서도 분석하였다. SSI 해석을 위하여 진동수영역 해석프로그램인 KIESSI-3D를 이용하였다. 지반-구조물 상호작용 해 석을 통해 LNG 저장탱크의 외조 벽체 쉘의 응력을 구하였다. 해석결과로부터 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다: (1) 얕은 기초에서 외조탱크의 수직응력은 SSI 효과로 인하여 고정기초응답 보다 작았다. (2) 말뚝으로 지지된 기초에서 말뚝으로 인해 기초의 수직강성이 커지고 방사감쇠가 작아질 수 있기 때문에 SSI 응답이 고정기초응답 보다 커질 수 있다. (3) 동다짐 효과는 수직지진에 의한 LNG 저장탱크의 응답에 미치는 영향이 매우 작았다.