공간정보(GIS)를 활용한 비탈면 관리 연구 동향

황범식,김한샘,도종남 한국지반환경공학회 2024 지반환경 Vol.25 No.1

세립분 함유량이 동결 사질토의 파괴특성에 미치는 영향

황범식,조완제,Hwang, Bumsik,Cho, Wanjei 한국지반공학회 2020 한국지반공학회논문집 Vol.36 No.3

동토의 세립분 함유량에 따른 파괴특성을 파악하기 위해 -10℃의 온도에서 다양한 세립분 함유량과 초기 노치(notch)의 위치를 조정한 직사각형 공시체를 제작하여 Three-point bending 시험을 수행하였다. 시험결과를 바탕으로 동토의 mode I 파괴인성(fracture toughness)을 산정하였으며, 하중-변형 곡선의 최대점까지의 fracture energy를 산정하여 동토의 mixed-mode(mode I + II) 파괴특성을 파악하였다. 시험결과, 최대하중 및 mode I 파괴인성은 세립분 함유량 10%까지 증가하다가 15%에서 다시 감소하는 경향을 나타내었다. 또한, 노치의 위치가 공시체 중심에서 멀어질수록 mode II 하중의 증가로 인해 균열이 진행하는데 필요한 fracture enenrgy가 증가하는 것으로 나타났으며, 세립분 함유량이 증가할수록 mode II 하중의 증가비율 또한 증가하는 것으로 나타났다. In this research, three-point bending tests were performed using a rectangular frozen specimen with various fine contents and notch offset distance from the center of the specimen to investigate the fracture characteristic of the frozen sand. Based on the test results, mode I fracture toughness was calculated, and mixed-mode (mode I + II) fracture characteristics were investigated using the fracture energy which was calculated until the maximum point of the load-displacement curve. As the fine contents increase, the peak load and mode I fracture toughness increase until 10% fine contents. Furthermore, as the notch offset distance increases, the fracture energy required for crack start also increases due to the increase in mode II load at the crack tip.

세립분 함량을 고려한 동결 사질토의 장기변형 예측 모델 평가

황범식,채덕호,조완제 대한토목학회 2017 대한토목학회논문집 Vol.37 No.1

Many countries are interested in the development of the Antarctic area because of the abundant resources and living things of high research value. Korea completed the second Antarctic research station in 2014 and spurring the development of the Antarctic area by constructing runway for the airplanes and a third Antarctic research station. However, frozen soils, unlike typical soils, are sensitive to creep behavior due to the influence of ice and unfrozen water. The creep tests for evaluating creep behaviors on the frozen soils require expensive laboratory equipments and large amount of time. Thus, various empirical models had been developed to describe the unconfined compressive creep behavior of frozen soils. In this study, new analytical creep model on frozen sands was proposed by modifying Ting's Tertiary creep model with a new parameter considering fine contents. Thus, the unconfined compressive creep tests were conducted with the frozen specimens of dense Jumoonjin sand with fine contents of 0, 5, 10 and 15% under various loads at -5°C, -10°C and -15°C. Consequently, the modified Tertiary creep model with a new parameter for fine contents are not enough for the description of the acutal creep behavior of the frozen sand and new framework should be developed. 남극 대륙은 연구가치가 높은 다양한 생명체들과 풍부한 자원이 매장되어 있어 세계의 많은 국가들이 남극 개발에 관심을 가지고 있다. 우리나라는 2014년 제2의 남극과학기지인 장보고 과학기지를 준공한데 이어 남극 활주로 건설과 제3의 남극 과학기지 건설을 준비하며 남극 개발에 박차를 가하는 중이다. 하지만 동토의 경우 일반적인 흙과는 달리 얼음과 부동수분의 영향으로 시간에 따른 변형이 크게 나타나기 때문에 크리프변형 특성을 파악할 필요가 있다. 그러나 크리프 변형 특성을 파악하기 위한 시험의 경우 많은 비용과 시간이 소모되기 때문에 예전부터 동토의 크리프 거동을 추정할 수 있는 모델에 대한 연구들이 많이 진행되어 왔으며, 본 연구에서는 동결 사질토의 함빙비를 고려한 장기변형 모델인 Ting의 Tertiary creep model의 모델 도출 방법에 세립분 함량을 고려할 수 있는 계수를 추가하여 다양한 흙에 적용할 수 있는 크리프 모델을 제안하고자 하였다. 이를 위해 세립분 함량이 0, 5, 10, 15%인 동결 시료로 -5, -10, -15°C의 온도에서 일축 크리프 시험을 수행하였고, 시험 결과를 바탕으로 세립분 함량을 고려한 장기변형 예측 모델을 제안하였다. 그 결과, Tertiary creep model의 모델 도출 방법만을 사용하여 세립분 함량을 고려한 장기변형 예측 모델을 제안하는 것은 무리가 있는 것으로 판단되어 동토의 크리프 변형을 고려하기 위한 새로운 개념의 모델이 필요할 것으로 판단된다.

극한지 개발을 위한 동결 사질토의 파괴특성 분석

황범식 ( Hwang Bum-sik ),반호기 ( Ban Ho-ki ),조완제 ( Cho Wan-jei ) 한국구조물진단유지관리공학회 2021 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.25 No.2

최근 전 지구적인 환경 및 자원문제에 대한 해결책으로 극한지 개발에 대한 관심이 증대되고 있다. 극한지 개발을 위해서는 동토의 역학적 특성과 함께 지형적 특성에 대한 이해가 필요하며, 특히 Ice wedge가 형성된 지반에 구조물을 건설할 경우 다양한 공학적인 문제들이 발생될 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해서는 동토의 파괴특성에 대해 파악할 필요가 있으나, 세계적으로 이와 관련된 연구는 거의 수행되지 않은 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 동결 사질토의 파괴특성 파악을 위해 다양한 시험조건에서 실험적, 해석적 연구를 수행하였다.

유한요소해석을 통한 동결 사질토의 파괴 특성 연구

황범식(Hwang, Bum-Sik),반호기(Ban, Ho-Ki),이상래(Lee, Sang-Rae),조완제(Cho, Wan-Jei) 한국지반신소재학회 2022 한국지반신소재학회 학술발표회 Vol.2022 No.3

동결 사질토의 모드 의존적 파괴특성

황범식(Bumsik Hwang),김낙영(Nagyoung Kim),조완제(Wanjei Cho) 한국지반환경공학회 2021 한국지반환경공학회 학술발표회논문집 Vol.2021 No.10

중ㆍ고등학교 정보보호 현황 분석 및 개선 방안 연구

황범식 ( Berm-sik Hwang ),신승중 ( Seung-jung Shin ),류대현 ( Dae-hyun Ryu ) 한국정보처리학회 2009 한국정보처리학회 학술대회논문집 Vol.16 No.1

1996년 7월 교육정보화촉진계획의 입안으로부터 시작한 교육정보화사업은 많은 긍정적인 성과를 거두고 있지만 전산망이 인터넷과 연결되면서 역기능도 점차 증가하고 있다. 전산망 관리자 및 보안전문가 없이 교사가 관리하는 학교 전산망의 경우 보안에 취약해 전산망의 정상적 운용 및 개인정보보호가 위협받고 있다. 본 연구에서는 학교전산망의 정보보안 취약점을 개선하기 위해 정보보호 현황 분석하여 개선방안을 모색해 보고자 한다.

동결 온도에서 다짐효과에 관한 실험적 연구

황범식(Bumsik Hwang),채덕호(Deokho Chae),김영석(Youngseok Kim),조완제(Wanjei Cho) 한국지반환경공학회 2015 한국지반환경공학회논문집 Vol.16 No.1

우리나라는 사계절이 뚜렷하며 여름에는 고온다습한 무더운 날씨를 보이고 겨울에는 혹한의 날씨가 지속된다. 이러한 계절적 특성을 고려하여 국내 토공 분야에서는 많은 연구들이 있었으나 대부분의 연구가 지반의 동결.융해에 초점을 맞추어 이루어졌다. 이러한 연구들은 시공 당시의 기온에 따른 지반특성을 반영하지 못하였으며 상온에서 다져진 지반을 대상으로 실시되었다. 그러나 동절기 다짐의 경우 상온에서의 다짐과는 다른 지반상태를 나타낼 것으로 예상되며, 그에 따른 동결.융해로 인한 강도 및 변형특성 또한 다르게 나타날 것으로 판단되나 이를 고려한 연구는 아직까지 전무한 상황이다. 따라서 본 연구에서는 -3℃와 -8℃에서 주문진 표준사에 카올리나이트를 0%, 5%, 10%, 15%의 중량비로 혼합하여 다짐시험을 실시하였으며, 상온(18℃)에서의 다짐곡선과 비교하여 온도 및 세립분 함량에 따른 다짐 효과를 살펴보았다. 시험 결과, 동결 온도에서 다짐 시 최대건조단위중량이 감소하는 경향을 보였으며, -8℃ 이하에서 다짐 시공 시 시방서의 다짐기준을 만족하지 못하는 것으로 나타났다. Korea has four distinct seasons, showing hot and humidity in summer and cold weather lasted in winter. Domestic research on earth work has been developed according to the seasonal characteristics, and most of research topics have focused on the effect of freezing-thawing on the performance of geo-materials. However, the previous research was performed on the ground compacted at room temperature and therefore, the effect of the sub-zero temperature at the time of construction was not fully investigated. The ground characteristics compacted at freezing temperature can be different from those at room temperature and show different characteristics of strength and deformation caused by freezing and thawing. Therefore, the compaction tests on sandy materials were conducted under various temperature at -3℃ and -8℃ with various fine contents of 0%, 5%, 10% and 15% in weight fraction. The effectiveness of soil compaction at below-freezing temperatures were compared with the compaction at room temperature at 18℃ in terms of the maximum dry unit weight and optimum water contents. Based on the test results, the maximum dry unit weight tends to decrease with the freezing temperature and the relative compaction at -8℃ can not be satisfied with general specification standard.

첨단기술을 활용한 시설물 유지관리의 현재

도종남,황범식,김낙영 한국터널지하공간학회 2023 자연, 터널 그리고 지하공간 Vol.25 No.1

액상화 평가를 위한 지층심도DB 구축 방안

강병주,황범식,김한샘,조완제 한국지반환경공학회 2019 한국지반환경공학회논문집 Vol.20 No.3

The liquefaction is a phenomenon that the effective stress becomes zero due to the rapidly accumulated excess pore water pressure when a strong load acts on the ground for a short period of time, such as an earthquake or pile driving, resulting in the loss of the shear strength of the ground. Since the Geongju and Pohang earthquake, liquefaction brought increasing domestic attention. This liquefaction can be assessed mainly through the semi-empirical procedures proposed by Seed and Idriss (1982) and the liquefaction risk based on the penetration resistance obtained from borehole DB and SPT. However, the geotechnical information data obtained by the in-situ tests or boring information fundamentally have an issue of the representative of the target area. Therefore, this study sought to construct a ground information database by classifying and reviewing the ground information required for liquefaction assessment, and tried to solve the representative problem of the soil layer that is subject to liquefaction evaluation by performing spatial interpolation using GIS. 액상화란 느슨한 사질토 지반에서 지진과 같은 큰 진동하중이 발생하여 과잉간극수압이 급격히 증가해 전단강도를 상실하는 현상으로 국내 포항에서 발생한 액상화 현상과 더불어 그 관심이 증가하고 있는 추세이다. 이러한 액상화 평가는 주로 Seed and Idriss(1982)가 제시한 반경험적 방법을 통해 수행할 수 있으며 시추공 DB와 SPT에서 얻어진 관입저항력을 기초로 액상화 위험을 평가할 수 있지만 획득된 시추공 DB는 일정 구역을 대표하지 못하는 문제를 내재하고 있다. 따라서 본 연구는 액상화 평가의 필요한 지반정보를 분류 및 검토하여 지반정보의 DB구축방안을 모색하고 지리정보시스템(GIS)을 활용하여 공간보간을 수행해 액상화 평가 대상이 되는 지층의 대표성 문제를 해소하고자 하였다. 액상화 발생이 예상되는 지층의 두께를 정의하는 방안에 따라 세 가지 지층심도DB구축 방안을 제시하였고 교차검증을 통해 제시한 구축방안의 정밀도를 비교, 분석하여 액상화 평가에 적합한 지층심도DB구축 방안을 제시하였다.