권호 표지

대한토목학회논문집 (KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research) (KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research)

대한토목학회 (Korean Society of Civil Engeneers)

  • 격월간
  • /
  • 1015-6348(pISSN)
  • /
  • 2799-9629(eISSN)

Aim & Scope

The Journal of the Korean Society of Civil Engineers (KSCE) is a bimonthly journal, founded in December 1981, for the publication of peer-reviewed papers devoted to research and development for a wide range of civil engineering fields. A list of topics considered to be in the scope of the journal are structural, nuclear, hydro, coastal and harbor, environmental, geo-technical and tunnel, transportation and highway, surveying and geospatial information, and railroad engineering. Also included in the journal are construction management, urban planning, and information technology. State-of-the-art papers are welcome and original work of multidisciplinary aspects on analysis, experiment and design will be considered for publication. For both readers and authors, all the submitted papers will be considered for accelerated review and publication.

https://journal.ksce.or.kr/ KSCI KCI

제14권1호

  1. 곽호경 1
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    본 논문은 철근콘크리트와 프리스트레스트 콘크리트 보의 시간의존적 거동해석에 관한 내용으로 재령-보정 유효 탄생계수법에 토대를 두고 단면 내 힘의 평형관계와 변형의 Compatibility 조건을 사용한 반복해석을 통해 부재의 거동을 파악하였다. 콘크리트의 전 단면이 유효하고 부재가 선형 탄생체로 거동하며 강재의 효과는 단지 환산단면적 개념에 따라 해석시 강성만으로 보정되는 기존의 해석방법과는 달리 모든 재료가 고유의 성질을 유지할 수 있도록 함께 고려하며 균열의 영향도 동시에 고려함으로써 모든 하중조건에서 보다 정확한 결과를 얻을 수 있도록 하였다. 특히 예제해석을 통해 시간에 따른 각 재료의 응력 재분배, 장기처짐의 발생 등 시간의존적 거동에 영향을 미치는 여러 인자의 비교 검토와 균열의 영향분석을 하였으며 설계시 보다 정확하고 합리적으로 이들의 효과를 고려할 수 있도록 하였다.
  2. 김태남 13
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    동적(動的) 해석(解析)에 널리 사용되는 Mode Superposition Method(MSM)에 있어서 몇개의 모우드를 포함하여 해석(解析) 하느냐 하는 문제는 공학적(工學的) 판단에 의지할 수 밖에 없는 문제이다. 합리적(合理的)이고 알맞은 모우드수를 결정(決定)하기란 어려운 과제이고, 또 대단히 중요(重要)한 문제이다. 이러한 문제점을 보완할 수 있는 한 방법으로 Mode Acceleration Method(MAM)가 발표(發表)되었으나 주파수(周波數) 영역(領域)에서는 그 수식(數式)이 너무 복잡(複雜)하고, 까다로와서 또 다른 단점(短點)이 대두되었다. 본(本) 연구(硏究)에서는 이 단점을 극복할 수 있는 실용적(實用的)으로 간편화된 Advanced Mode Acceleration Method(AMAM)을 유도하였다. 예제(例題) 해석(解析)을 통하여 AMAM이 MSM 및 MAM보다 우수한 해법(解法)이 됨을 입증할 수 있었다.
  3. 박춘혁;양승현;한채익;박찬교 21
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    본(本) 논문(論文)은 사장교(斜張橋)를 대상(對象)으로 하여 전체구조를 몇개의 부분구조계로 나눈 후 유한요소법(有限要素法)을 이용하여 각각 해석하고, 그 결과(結果)를 중량(重量)하여 전체구조의 단면력(斷面力) 및 변위량(變位量)을 구하는 구조분할(構造分割) 해석방법(解析方法)에 대하여 논하였다. 해석방법은 응력형(應力型) 구조분할(構造分割) 해석방법(解析方法)과 변위형(變位型) 구조분할(構造分割) 해석방법(解析方法)이 있는데, 두 방법중(方法中)에서 적절한 방법을 선택하여 구조물(構造物)을 해석(解析)할 수 있다. 이 해석방법을 사용하면 컴퓨터의 기억용량(記憶容量)을 절감시켜, 복잡한 다중(多重)케이블 사장교(斜張橋)도 개인용(個人用) 컴퓨터를 사용하여 해석(解析)이 가능하며, 그 결과(結果)는 전체를 분할하지 않고 해석한 결과(結果)와 일치(一致)하여 본(本) 해석(解析) 기법(技法)의 신뢰성(信賴性)을 입증할 수 있다.
  4. 임종균;박문호;김진규 29
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    본 연구는 축대칭 충구조체의 복합이론 및 유한요소해석 프로그램의 개발에 목적이었다. 연구대상인 축대칭 층구조체는 회전축에 수직으로 층을 이루고 있으며 선형, 탄성, 작은변형 및 축대칭 하중조건의 제한을 두었다. 개발된 복합이론은 multiscale의 방식을 사용하여 비균등질 층구조체를 등가 균등질로 취급할 수 있도록 하였으며 이 과정에서 주 변수들의 연속성만을 필요로 하였다. 그결과 종전에 시용되어온 비교적 복잡한 이론들과는 달리 $C_o$ 연속의 유한요소 프로그램의 개발이 가능하였으며 4 node isoparametric 요소를 사용하였다. 본 연구의 복합이론은 선형조건에 제한하였으나, 본 연구에서 제안한 multiscale 해석법을 이용하면 교량용 받침에 대한 연성재료의 비선형거동의 해석도 가능하게된다. 본 연구에서의 복합이론 및 유한요소해석의 타당함을 보이기위하여 두가지 하중조건 하에서 축대칭 층구조체를 해석하여 기존의 복합이론 및 이산화해석의 결과치와 비교하였다.
  5. 임종균;박문호;김진규 39
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    본 연구는 3차원 층구조체의 복합이론 및 유한요소해석 프로그램의 개발에 목적이 있다. 3차원 층구조체는 선형, 탄성, 등방성의 작은 변위에 제한을 두었으며, 변위를 나타내기 위하여 global 좌표축외에 local 좌표축을 사용하는 multiscale 의 방법을 이용하였다. 유한요소법의 적용시 요구되는 주종속 변수들은 $C_o$ 연속성을 만족하도록 택하여 해석하였으며 그결과 해석이 아주 간편하였으며 계산과정이 매우 경제적이었다. 지금까지 개발되어온 대개의 복합이론은 중첩의 원리를 사용하여 비선형 해석에는 쉽게 적용될 수 없었으나 본 연구에서 개발한 복합이론은 비선형해석에 용이하게 적용할 수 있다. 본 연구에서 개발된 복합이론의 정당성과 사용성을 입증하기 위하여 2차원 및 3차원의 탄성받침을 해석하여 이산화해석의 결과치와 비교, 검토하였다.
  6. 이재석;강영진 49
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    본 논문에서는 평면 PC 사장교의 시장교의 각 단계를 고려할 뿐 아니라 재료의 비선형성은 물론 기하학적 비선형도 고려하는 해석방법을 제시했다. 재료의 시간의존적 특성들로는 콘크리트의 크리프, 건조수축, 강도증가와 PC 강재 및 케이블의 이완을 고려했다. 시공중의 각 단계를 표현하기 위해 시공명령어를 정의하여 임의의 해석단계마다 하중과 경계조건의 변화, 구조계의 변화와 가설장비의 이동을 고려했다. 본 해석방법을 실제적인 PC 사장교의 해석에 적용하여 시공의 진행에 따른 PC 사장교의 비선형거동 및 응력과 변형의 변화를 검토했고 또한 시공단계를 고려한 해석에 있어서 재료의 시간의존적 특성이 끼치는 영향을 검토했다.
  7. 전귀현 63
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    본 연구에서는 다경간 연속교의 내진해석시 가동받침의 마찰을 고려할 수 있는 비선형 동적해석 방법을 제시하고 가동받침의 마찰계수에 따른 연속교의 내진응답을 고찰하였다. 연구결과 국내와 같은 소규모 설계지진시에는 가동받침의 마찰은 마찰계수가 작더라도 에너지 감쇠에 의한 상부구조의 변위감소와 마찰력에 의한 상부구조의 관성력의 각 하부구조로 분배에있어 상당한 효과가 있음을 알 수 있었다. 또한 이러한 가동받침의 마찰효과는 마찰계수가 클수록, 입력지진의 규모가 작을수록 커짐을 보였다. 따라서 경간수가 많고 상부구조의 중량이 큰 다경간 연속교에 있어서 가동반침의 마찰계수를 적절히 사용함으로써 중소규모 설계지진 작용시 상부구조의 수평변위를 조절할 수 있고 상부구조의 교축방향 관성력을 각 하부구조로 분배하는 효과에 의해 경제성과 전체교량의 내진 안전성을 확보할 수 있다.
  8. 박찬민;강영진 71
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    시공단계를 고려한 곡선변단면 프리스트레스트 콘크리트 박스거더교량의 해석을 수행하였다. 곡선변단면 박스요소를 사용하며 시공순서에 따른 구조계의 변화, 크리이프, 건조수축과 릴렉세이션 등의 효과를 고려하였다. 사용되는 단면형상은 양쪽에 캔틸레버를 갖는 직사각형 1실 박스단변이며 부재축은 평면상의 곡선으로 단면제원은 부재축을 따라 변할 수 있다. 각 요소는 3절점으로 구성되며 각 절점은 단면 찌그러짐과 ?을 포함하는 8자유도를 가진다. 본 연구에서 여러가지 경우의 예를 해석, 비교하였으며 실제교량에의 적용 가능성을 입증하였다.
  9. 김우범 83
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    뒤틀림을 받는 손상 관형 단면의 강도 및 거동을 파악하기 위한 효율적인 해석기법을 제시하였다. 단면의 뒤틀림을 고려키 위하여 유한요소 해석법을 이용하였으며 부재의 유한요소 해석시 발생하는 국부 불안정에 의한 하중-변형 응답의 발산 문제를 해결하기 위하여 손상부위만에 대하여 유한요소해석을 수행, 모멘트-곡률 관계를 일반화하여 이를 부재해석의 입력자료로 제공하였다. 광범위한 실용판형 부재를 포함하는 데이타베이스를 구축하여 이에 대한 복회귀분석을 수행, 일반화된 모멘트-곡률관계식을 제시하여 연구의 실용성을 제고 하였다.
  10. 김문영 93
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    본(本) 논문(論文)에서는 내부(內部)힌지가 있는 평면(平面) 뼈대구조(構造)의 기하학적(幾何學的)인 비선형(非線型)을 수행하기 위한 두 가지 해석방법(解析方法) 즉, 유한분절법(有限分節法)과 유한요소법(有限要素法)을 제시한다. 유한분절법(有限分節法)의 경우에는 내부(內部)힌지에 대한 경계조건(境界條件)이 고려된 평형방정식(平衡方程式)과 힘-변위(變位) 관계식(關係式)을 직접(直接) 적분(積分)하여 엄밀한 접선강도(接線剛度) 매트릭스를 유도한다. 유한요소법(有限要素法)의 경우에는 내부(內部)힌지와 전단변형(剪斷變形)의 영향이 고려된 Hermitian 다항식(多項式)을 형상함수(形狀凾數)로 사용하여 탄성(彈性) 및 기하학적(幾何學的)인 강도(剛度)매트릭스를 산정한다. 제시된 이론(理論)의 정확성(正確性)과 타당성(妥當性)을 입증(立證)하기 위하여, 선택된 예제(例題)의 해석결과(解析結果)를 제시한다.
  11. 김문영;유순재;이명재 105
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    평면(平面)뼈대 구조물(構造物)에 대해 기하학적(幾何學的)인 비선형성(非線形性)과 소성(塑性)힌지의 개념(槪念)을 이용한 재료(材料)의 비선형성(非線形性)이 동시에 고려될 수 있도록 한 유한요소이론(有限要素理論) 및 해석방법(解析方法)을 제시한다. 단면(斷面)은 길이방향으로 일정하고, 구형(矩形) 및 I형(形) 단면(斷面)을 갖는 것으로 가정한다. 휨모멘트와 축방향력(軸方向力)의 결합된 효과를 고려한 한계함수(限界凾數) 사용하여 평면(平面)뼈대부재(部材)의 탄소성(彈塑性) 강도(剛度)매트릭스를 유도(誘導)한다. 변위증분법(變位增分法)을 적용하여 탄소성해석(彈塑性解析)에 의한 뼈대 구조물(構造物)의 극한거동(極限擧動)을 추적한다. 예제(例題)들을 통하여 다른 문헌(文獻)의 결과(結果)와 본(本) 연구(硏究)에 의한 결과(結果)를 비교(比較) 분석(分析)함으로써 제시된 이론(理論)의 정당성(正當性) 입증(立證)한다.
  12. 신영식;서진국 119
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    본 연구에서는 기존의 구조적 프로그래밍 방법의 단점들을 개선한 새로운 객체지향 프로그래밍기법으로 구조물의 정적해석과 자유진동해석이 가능한 PC용 $C^{{+}{+}}$ 구조해석 프로그램을 개발하였다. 객체지향 프로그램은 기존의 구조적 프로그램에 비하여 프로그램의 재사용성 및 확장성이 뛰어나므로 프로그램의 수정과 개발이 용이하고 다양한 지능과 메뉴선택을 제공하며 소프트웨어의 개발시간과 프로그램의 크기를 줄일 수 있다. 본 연구에서 개발한 객체지향 자유진동해석 프로그램은 벡터 및 행렬의 연산을 수행하는 VECTOR 및 MATRIX클래스, 뼈대 구조물의 자유진동해석을 위한 STRU클래스 및 사용자 환경을 위한 GUI클래스로 구성되며 모든 프로그램은 객체지향 언어인 $C^{{+}{+}}$로 작성되었다. 여러가지 예제해석을 통하여 본 연구에서 개발된 객체지향 $C^{{+}{+}}$ 자유진동해석 프르그램의 효율성과 타당성을 검증하였다.
  13. 전경수;이길성 131
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    특성곡선을 고려한 세가지 연산자 분리방법을 오염원의 종확산 문제에 적용하여, 그 결과를 Eulerian 기법들의 계산결과와 비교하였다. 연산자 분리방법의 이송방정식에 대한 수치 기법들로는 generalized upwind, two-point fourth-order 및 sixth-order Holly-Preissmann 기법들을 각각 적용하였으며, 확산 방정식에 대한 수치기법으로는 Crank-Nicholson 기법을 적용하였다. Holly-Preissmann 기법을 사용하는 연산자 분리방법들이 Eulerian 기법들에 비하여 매우 정확한 계산결과를 나타내었다. Eulerian 기법들의 경우에는 이송항의 근사방법으로서 중앙차분을 취하는 기법들은 수치진동을, 후방차분을 취하는 기법들은 수치분산을 각각 보였으며, 이러한 현상들은 종확산계수의 값이 작을수록 더욱 뚜렷하게 나타났다.
  14. 정용태;최인호;송재우 143
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    평균수심을 고려하여 유도된 만곡부의 횡단면형은 횡방향 하상경사가 0.1보다 클 때 선형관계식은 내측안에서 0 혹은 부(-)수심을 갖고, 지수관계식은 횡단면의 외측안에서 과도한 수심을 갖게 되어 비정상적인 하상형을 나타내므로, 두 관계식을 이용하여 실제하천에 적용할 수 있는 식을 제시하기 위하여 외측안은 선형관계식을 내측안은 지수관계식을 적용하여 횡방향 하상형에 관한 새로운 식을 제시하였다. 또한 위상지체 및 폭-수심비의 영향을 고려한 횡방향 하상경사를 구할 수 있는 새로운 방법을 제시하였다. 본 모형을 시용하여 실험실수로 및 자연수로부터 실측자료를 분석한 결과, 제시된 식에 의하여 계산된 값은 실측값과 비교적 잘 일치하였다.
  15. 한승희;강준목 151
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    지상사진측량은 최근 GIS구축을 위한 자료의 수집으로부터 각종 첨단산업분야에 그 응용이 증대되고 있다. 특히 정밀기계부품 또는 모의실험을 위한 모형제작시, 사진측량기법을 이용하여 다량의 3차원 수치 데이타를 균일한 정확도로 신속, 정확하게 획득할 수 있고 또한 이를 모델링에 이용할 수 있기 때문이다. 본 연구에서는 모의실험을 위한 선박모형을 monitoring하기 위해 신속하게 촬영할 수 있는 다중사진기 시스템을 구성하고 정확도 해석은 물론 network 형성을 위해 촬영기법, 기준점 수 및 배치, 미지점, 수렴촬영, 스트림 조합에 대한 오차를 분석, 이를 적용 선박모형에 대한 각 단면형상과 3차원 monitoring을 실시하였다. 연구결과, 정밀모형선박의 전면(全面)에 대한 모니터링을 통하여 개발한 다중사진기시스템의 효용성을 입증할 수 있었으며 pass point를 배치하여 3차원 데이타를 기대정확도로 얻을 수 있었으므로 구조물의 정밀해석은 물론 순간변형측정의 가능성을 제시할 수 있었다.
  16. 양인태;김흥규 161
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    육역과는 달리 환경변화가 심한 수역에 관한 현상을 파악하는 기존의 재래적 환경감지기법은 막대한 장비, 인력, 시간, 경비 등에 의해 수시로 변화하는 현상을 쉽게 파악하지 못하고 있으므로 좀 더 경제적이면서 효율적인 환경인자 추출기법이 요구된다. 따라서 광역성, 신속성, 동시성이 있는 원격탐사 기법을 이용한 수역에서의 환경관리기법에 대한 연구가 요구되고, 그 연구의 일환으로써 Landsat Thematic Mapper(TM) 자료를 이용하여 지상실측값과 Digital Number(DN) 사이의 상관관계를 규명하고, 경험식과 희귀모델을 이용한 수질환경인자 추출기법의 한 모텔을 제시하였다.
  17. 김수일;정상섬;정성용 171
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    본 연구에서는 연약지반에 시공한 단독말뚝에서 발생하는 주변마찰력과 이로 인해 유발되는 축하중 해석방법을 개발하고 해석결과를 유한요소해석 프로그램에 의한 예측결과 및 현장 실험값과 비교 분석하였다. 이때 말뚝과 지반의 접촉면에 국부파괴가 발생하는 경우(slip case)와 발생하지 않는 경우(no slip case)에 대해 고려하였다. 본 연구에서 말뚝의 지지층은 암반인 경우를 고려하였고 해석모형의 물성으로는 말뚝, 연약 지반, 암반층에 대하여 모두 일반적인 값들을 적용하였다. 해석결과를 유한요소해석 및 현장 실측값과 비교 분석한 결과, 말뚝에 발생하는 주면마찰력은 압밀도가 커짐에 따라 증가하며, 주면마찰력에 의해 유발되는 축하중은 압밀이 완료되는 시기에 최대의 값을 갖는다는 결론을 얻었다. 또한 복잡한 2차원 또는 3차원 비선형 거동 해석외에 간단한 1차원 압밀 이론을 적용한 해석 역시 비교적 정확한 결과를 얻을 수 있음을 알았다.
  18. 배상근 179
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    모든 설계는 정보가 불완전하고 또 불확실성 하에서 이루어지고 있어 재난을 초래할 수도 있다. 구조물 설계시에도 현행 결정론적인 설계방법은 구조물의 안전정도나 신뢰도를 나타내지 못하고 있다. 설계시 모든 사항들은 신뢰도 해석에 근거해 결정하는 것이 바람직하다. 토질에 있어서는 다른 구조재의 성질보다 불확실성이 더 크기 때문에 더 큰 문제를 내포하고 있어 신뢰도 해석에 의거한 설계방법의 연구가 절실한 형편이다. 주동토압에 관계되는 구조물의 신뢰도 해석이나 설계의 과정을 단순화할 수 있도록 확률변수의 수를 줄여 토질의 기본정수로부터 계산되는 토압을 하나의 확률변수로 간주하고 토압의 변동계수 및 분포형태를 구할 필요가 있다. 모의실험을 사용하여 사질토의 Rankine 주동토압들을 계산, 통계처리하고 중선형회귀법을 통해 기본 토질정수와 토압의 변동계수의 관계를 구할 수 있는 회귀식들을 제시하였고 각 기본 토질정수들이 토압의 변동계수에 미치는 영향을 분석하였으며 Pearson system을 이용하여 토압의 분포를 분석한 결과, 기본 토질정수들이 정규분포일 때 토압은 베타분포로 간주해도 무난할 것으로 나타났다.
  19. 윤여원 195
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    본 연구에서는 모래의 전단파괴 포락선의 곡률특성을 구명하고 전단강도와 Been과 Jefferies가 제시한 상태정수간의 매개변수관계를 밝히기 위하여 많은 압밀배수삼축시험의 결과를 분석하였다. 통상적인 삼축시험에서 시료의 단면적 변화와 멤브레인의 영향에 대한 수정은 특히 한계상태를 결정하는데 중요하다고 할 수 있다. 실험결과로부터 전단강도를 밀도와 응력수준의 함수로 표현하는 모델을 제시하였고 모래의 전단파괴포락선의 곡률특성과 상태정수와 전단강도정수간의 관계를 밝혔다.
  20. 구본효;나경준;이진후;홍성완 203
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    현재 국내에서 사용중인 흙의 다짐관리 방법에는 실험실내에서 시행하는 흙의 다짐 시험 (KSF 2312)과 함수량시험(KSF 2306), 현장에서 모래치환법에 의한 흙의 단위중량 시험 방법 (KSF 2311)이 었다. 이러한 시험방법들은 소요시간이 길고 작업이 번잡하므로 최근과 같이 빠른 사공속도가 요구되는 대규모 토공관리에는 부적합하며 측정자의 개인오차 등으로 인한 신뢰성도 낮다. 최근 대부분의 외국에서는 방사성 동위원소(RI)를 이용한 흙의 밀도/함수량 측정계기를 성토시공관리에 이용하고 있으나 국내에서는 이에 대한 기초연구의 부족 등의 이유로 건설분야에서의 RI계기 이용이 제한되어 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 국내 토질 기술자들에게 RI계기를 소개하고 RI계기를 보다 효율적이고 안전하게 사용할 수 있도록 RI계기에 대한 기초연구를 실시하였다. 이를 위해 우선적으로 RI계기의 검증연구와 현장 적용성에 대한 검토를 실시한 후, 국내 토질에 적합한 교정식을 도출하였다.
  21. 정진섭;송용선;김찬기 217
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    Lade의 Double surface와 Single surface 구성모델의 변형을 예측의 정도를 비교평가하기 위하여 백마강모래로 두 구성식의 토질매개변수를 다수 구하고 각 변수의 통계치를 분석하였다. 이 통계치를 이용하여 일반함수의 변동계수를 산정하는 1계근사법으로 두 구성모델의 변형율에 대한 변동계수를 해석하였다. 그 결과 각 토질매개변수의 결정에는 Single surface 구성모델의 변수가 Double surface 구성모델의 변수보다 변동계수가 작게 나타나므로 매개변수결정에 일관성이 있는 반면 확률론으로 해석한 축 변형율의 변동계수는 Double surface 구성모텔에서 안정된 값을 나타내고 있으며, 체적 변형율에서는 두 구성모델 모두 안정된 해석결과를 보인다. 이는 두 구성모델의 특성을 비교한 다른 연구 결과와 일치하는 경향으로서 확률론에 의한 구성식의 평가가 효과적인 수단임을 알 수 있었다.
  22. 조재현 231
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    본 연구에서는 하천본류의 유량과 수질, 하수처리장 유입수량과 유입수질을 확률변수로 두고, 취수 문제와 수중보에 의한 재포기현상을 포함하는 추계학적 하천수질관리모형을 개발하였다. Streeter-Phelps식을 이용해서 각 구간 하천수질의 기대값과 분산을 계산하는 확률모형을 만들고, 최적화문제의 확률적 제약식은 chance constrained 방법을 이용해서 확정적 제약식으로 변환한다. 목적함수는 지역내 하수처리장의 년간처리비용으로 두었다. 건설비용함수와 유지관리비함수는 처리효율과 처리용량의 함수인 비선형의 단일식으로 유도되었다. 최적화문제는 비선형계획법으로 해를 구하였다. 본 모형을 한강하류부에 적용한 결과 서울시내 4개 하수처리장에서 2차처리를 하고, 지천유입수의 BOD부하량이 현재와 같을 때, 1996년 DO수질기준을 만족하는 신뢰도는 50% 정도였다. 그리고 탄천, 중량천, 안양천의 BOD부하량을 현재보다 50% 감소시켰을 때 1996년 DO수질기준을 만족하는 신뢰도는 60% 이상이었다. 따라서 한강하류부의 수질보전을 위해서는 유입지천의 수질개선과 2차처리 이상의 하수처리가 요구된다.