권호 표지

KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research (대한토목학회논문집)

Korean Society of Civil Engeneers (KSCE)

  • Bimonthly
  • /
  • 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

Volume 42 Issue 5

  1. Lee, Sang Hyeon;An, Lee-Sak;Park, Yeun Chul;Kim, Ho-Kyung 599
    https://doi.org/10.12652/Ksce.2022.42.5.0599 PDF KSCI
    공용 중 강교량의 피로 평가에 활용할 수 있는 현장계측 데이터에는 대표적으로 변형률 계측과 Brigde Weight-In-motion (BWIM)이 있다. AASHTO The Manual For Bridge Evaluation에 따라, 대상 교량에서 계측된 데이터로부터 피로 상세에 가해지는 유효응력범위 및 반복응력 횟수를 추정할 수 있다. 추정된 유효응력범위와 반복응력 횟수를 통해 피로 손상 누적에 의한 신뢰도분석을 수행할 수 있다. 하지만 현장계측 데이터로부터 유효응력범위 및 응력범위 반복횟수를 추정하는 절차가 평가규정에 구체적으로 제시되어 있지 않고, 계측 데이터의 종류 또는 처리방법에 따른 피로 평가결과의 차이를 정량적으로 비교한 연구는 아직 미비한 실정이다. 본 연구에서는 공용 중 교량에서 동시에 계측한 변형률계 및 BWIM 데이터를 활용하여 피로 신뢰도평가를 수행하여, 활용되는 현장계측 데이터의 종류에 따른 평가결과의 차이에 대해 정량적으로 검토하였다. 이때, BWIM 데이터를 활용한 피로 신뢰도평가 시 구조해석모델의 정밀성이 평가결과에 미치는 영향을 검토하기 위해 평가 대상 교량의 뼈대요소 해석모델과 Shell-Solid 해석모델을 구축하였다. 또한, BWIM 데이터로부터 유효응력범위와 반복응력 횟수를 추정하기 위한 두 종류의 데이터 처리 방법을 정의하였으며, 이로 인한 피로 신뢰도 차이 역시 검토하였다.
  2. Lee, Gyeong-Bok;Lee, Sang-Moon;Jung, Woo-Young 607
    https://doi.org/10.12652/Ksce.2022.42.5.0607 PDF KSCI
    전 세계적으로 이상 기후 및 자연재난 등으로 인하여 철근콘크리트 구조물의 부식 및 열화 현상이 빈번히 발생됨에 따라 구조물의 노후화가 가속화되고 있다. 건설 분야에서는 이러한 내하력 저하에 대응하기 위하여 최근 저 중량 고강도 재료 장점을 가진 유리섬유 복합재료(GFRP)를 활용하여 많은 노후 구조물에 대하여 보수·보강을 수행하고 있다. 본 연구에서는 유리섬유에 비하여 보다 경제적이고 친환경적인 바잘트 섬유 복합재료(BFRP)를 활용하여 콘크리트 압축부재의 내진보강을 위한 횡구속 효과를 더욱 효과적으로 제공할 수 있는 보강재를 개발하고 그 성능을 평가하였다. 실험 시 고려된 주요 변수로는 바잘트섬유 복합재료(BFRP) 시공 시 적용되는 함침 수지의 양생 온도와 대상 콘크리트 압축부재의 재료 특성을 고려하였다. 콘크리트 압축부재의 재료 특성에 따른 횡구속 보강효과를 조사하기 위하여 본 연구에서는 일반 콘크리트와 섬유 보강을 통하여 내구성능이 개선된 콘크리트 시험체를 각각 제작하여 성능을 평가하였다. 그 결과, 일반 콘크리트의 경우 3.15배, 섬유 보강 콘크리트의 경우 약 3.72배의 보강 효과가 나타났으며 압축부재 내구특성 개선에 따른 보강 효과의 차이는 크지 않음을 알 수 있었다. 마지막으로 GFRP 압축부재 보강재에 대한 선행연구 결과를 통하여 바잘트 보강 복합재료의 성능을 비교한 결과 BFRP 보강재의 횡구속 보강효과가 상대적으로 약 1.18배 GFRP 보강재에 비하여 성능이 우수한 것으로 나타났다.
  3. Ryu, Jae Hee;Kim, Ji Eun;Lee, Jin-Young;Park, Kyung-Woon;Kim, Tae-Woong 617
    https://doi.org/10.12652/Ksce.2022.42.5.0617 PDF KSCI
    우리나라는 기상관측 이래 연평균 강수량과 변동성은 점진적으로 증가하는 추세이고, 지역 간 편차가 크다. 또한, 최근의 이상기후로 인하여 재해에 대한 위험도가 증가되고 있는 실정이다. 풍수해의 피해는 주로 하천주변에서 발생하기 때문에 하천기본계획을 수립하기 위해서는 우선적으로 적정한 설계빈도를 결정하는 과정이 반드시 필요하다. 본 연구에서는 설계빈도 결정에 대한 기존 방법론을 분석하여 문제점 및 개선 방향에 대해 제시하였다. 충청남도에 위치한 지방하천 중 자료구축이 가능한 하천인 413개소를 대상으로, 7개의 평가인자(유역면적, 형상계수, 하도경사, 수계차수, 배수영향 구간, 이상강우 발생빈도, 시가화 침수면적)를 선정하고, 베이지안 추론을 통해 가중치를 산정하였다. 그 결과, 이상강우 발생빈도 및 시가화 침수면적의 가중치가 각각 18로 가장 크게 산정되어, 하천 설계빈도 결정에 큰 영향을 미치는 것으로 판단된다. 이러한 가중치를 통해 설계 빈도를 추정한 결과, 기수립 설계빈도보다 본 연구에서 추정된 설계빈도가 증가하는 하천은 255개이고 감소하는 하천은 158개로 나타났다.
  4. Yang, Zhipeng;Jung, Yong 627
    https://doi.org/10.12652/Ksce.2022.42.5.0627 PDF KSCI
    다양한 크기 유역에 대한 극한 홍수 규모 산정은 대규모 하천유량 자료를 필요로 한다. 하지만, 중소규모 유역의 경우 관측 지점의 부족으로 인해 하천유량 자료가 부족하다. 본 연구는 하천 유량 확장방법(Streamflow Propagation Method: SPM)과 비홍수량(specific flood distribution) 분석법을 적용하여 측정값이 없는 중소 규모 유역에 대한 하천유량 자료를 생성하여 극한 홍수 규모의 범위를 평가하고 일반화를 시도하였다. 이를 위해 충주댐(CJD), 섬진댐(SJD), 안동댐(ADD)의 미계측 중소규모 유역을 연구지역으로 선정하였다. 비홍수량의 범위는 유역의 크기가 증가함에 따라 감소하였으며 같은 크기 유역의 경우 유역의 크기와 지형에 따라서 비홍수량의 범위가 다양해질 수 있음을 보였다. 비홍수량의 최대와 최소치의 경향성을 비교하기 위해 다양한 포락선(Creager-, Kovacs-, and Francou-Rodier Envelop Curves; and Korean Specific Flood Method)을 활용하였는데, Creager곡선이 비홍수량 규모 대표성을 잘 나타내었다. 하지만, 3개 유역 자료를 통합 후 만들어낸 일반화 포락선식의 경우 Creager 폭락선보다 정확한 대표성을 나타내었다.
  5. Shim, Kyu Tae;Cho, Byung Sun;Kim, Kyu Han 639
    https://doi.org/10.12652/Ksce.2022.42.5.0639 PDF KSCI
    대규모 표사이동으로 인해 침·퇴적이 발생되는 해안에서는 시간이력에 따라 그 현상이 가속화되는 경향이 있기 때문에 적절하고도 시급한 대책을 강구하는 것이 중요하다. 해안침식의 대책방안 중 환경친화적 대책으로 알려진 양빈공법의 경우 입경의 크기에 따라 침식양상이 변화되므로 적정 입경의 크기, 범위 등에 대해 결정하기 위해서는 면밀한 검토가 필요하다. 본 연구에서는 양빈사의 입경변화와 부분양빈의 적용, 파랑과 바람이 공존하는 조건 등을 변수로 설정하였을 때 발생되는 지형변화의 특성을 검토하고자 하였다. 이러한 요인들은 수치모형실험에서 해석하기 어려운 부분이 존재하기 때문에 수리모형실험을 통해 정성적인 해석을 수행하거나 양빈수행 이후에 현장모니터링 등을 통해 그 효과를 검토하게 된다. 하지만 실험과 모니터링 등은 제반사항이 발생되기 때문에 다양한 조건에 대한 예측 연구에는 어려움이 존재한다. 본 논문에서는 빅데이터의 활용을 통한 머신러닝 기법을 이용하여 침·퇴적 경향을 재현함으로써 발생 가능한 현상에 대해 예측함과 동시에 머신러닝 기법의 적용성을 검토하고자 하였다. 학습데이터는 수리모형실험결과를 이용하였으며 연구결과 머신러닝을 이용한 지형변화는 단기예측의 경우 기존연구와 유사한 경향을 보이는 것으로 나타났으나 세굴 및 모래톱의 형성 등에서는 다소 차이가 존재하는 것을 확인할 수 있었다.
  6. Jeong, Se Hwa;Chung, Jin Wook;Yim, Yu Rim;Sung, Ki June 651
    https://doi.org/10.12652/Ksce.2022.42.5.0651 PDF KSCI
    전 세계적으로 기후변화에 대응하기 위해 탄소중립 달성을 위한 전략 중 하나인 생태계와 생태자원을 활용하여 탄소를 저감하는 자연기반해법 방안에 관한 연구들이 진행되고 있다. 본 연구에서는 생태계서비스 기반의 평가 모델인 InVEST Carbon, Coastal Blue Carbon 모델을 이용하여 부산 연안 육역과 연안 해역을 대상으로 탄소저장량 추정 및 경제적 가치 평가를 진행하였다. 연구 결과 부산 연안 육역은 부산 전체 육역과 비교하여 단위면적당 탄소저장량이 적으며, 현재 추진 중이거나 계획된 개발이 완료되면 탄소저장량은 더 감소할 것으로 나타났다. 연안 해역은 육역과 비교해 탄소저장량이 적은 것으로 나타났지만, 향후 생태자원을 활용하는 자연기반해법의 잠재성은 크다. 하지만 공유수면 매립과 같은 개발 행위로 탄소저장량이 많은 중요 서식지에 영향을 줄 경우, 탄소저장량의 감소를 초래하며 이러한 부정적인 영향이 장기적으로 지속될 수 있는 것으로 나타났다. 따라서 부산 연안역의 지속가능한 관리를 위하여 탄소저장량을 고려한 생태계서비스 기반의 관리 전략이 필요하다.
  7. Yu, Jeong Whon;Hur, Kyum;Ryu, In Gon;Jeon, Gyo Seok 659
    https://doi.org/10.12652/Ksce.2022.42.5.0659 PDF KSCI
    최근 주차문제는 구도심의 주택지역에서만이 아니라 계획도시인 신도시의 점포겸용 단독주택지, 근린생활시설, 상업지역 주변 등에서 반복적으로 발생하고 있다. 본 연구는 이러한 주차문제를 신도시 지구계획 단계에서 검토하여 신도시 건설 전에 주차문제를 최소화하는 전략을 수립하고자 하였다. 주차문제는 공급기반과 운영기반으로 구분할 수 있으며, 원인에 따른 해결전략을 공급 및 운영측면에서 검토하여 효과성과 적용용이성의 정도에 따라 해결전략 적용 절차를 제안하였다. 본 연구에서는 주차문제 검토 단위를 보다 세분화하는 PAZ (Parking Analysis Zone)를 분석 기초 단위로 제안하였으며, 하남 교산지구 토지이용계획을 기본으로 공급기반 주차난 우려지역을 검토하고, 하남 교산지구에 맞게 수립된 적용 절차에 따라 해당 PAZ별 주차난 해결방안을 제시하였다.
  8. Han, Jae Duk;Kim, Donghee;Kim, Sungkon 671
    https://doi.org/10.12652/Ksce.2022.42.5.0671 PDF KSCI
    국내 탄약 시험장과 군의 포탄 사격 훈련장은 잦은 사격과 폭발 실험으로 인해 충격파와 파편 등의 유해인자가 발생한다. 이에 따라 지역 주민의 민원이 급증하고 있으며 근접한 시설물과 인명피해의 위험이 크다. 최근 건설된 탄약 시험장은 부지확보 제한에 따라 반경 300 m 이내의 좁은 지역에서 화포 사격 및 로켓 추진기관 연소시험 시설을 구축하였으나 적절한 방호구조물이 없어 시설물 피해가 누적되고 있다. 따라서 본 연구에서는 화포 사격 및 로켓추진기관 실험 간 발생하는 소음, 진동, 충격파, 열 효과 등 유해인자에 대한 정량적 데이터를 측정하고 폭발 압력 특성을 분석하여 탄약 시험장의 강재 방호구조물 적용 연구를 수행하였다.
  9. Jeon, Byung Ju;Isah, Muritala Adebayo;Kim, Hyun Bee;Lee, Yang Gyu;Kim, Byung Soo 681
    https://doi.org/10.12652/Ksce.2022.42.5.0681 PDF KSCI
    최근의 연구에 의하면 국내 대부분의 건설사는 리스크 관리를 효과적으로 하고 있지 못하며, 리스크 관리 시스템의 개선이 필요한 것으로 판단된다. 또한 리스크 관련 연구도 대부분 거시적인 관점에서의 리스크를 다루고 있으며 프로젝트 시공단계에서의 공정리스크를 다룬 연구는 거의 없는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 공정리스크 중 흙막이공에서 발생할 수 있는 리스크 요인의 분석 및 분류를 통해 리스크 대응 방안을 제시하고자 하였다. 이를 위하여 리스크 전문가를 대상으로 워크숍을 실시하여 아파트 흙막이공 시공 중에 발생할 수 있는 리스크를 식별 및 분석하였다. 연구 결과 95 % 신뢰구간에서 49.7억 원의 절감이 가능할 것으로 예상되었으며, 최대 발생 가능한 비용은 150억 원에서 100억 원가량으로 줄어들었다. 리스크 저감 비율 기준으로 별다른 투입비용 없이 리스크를 저감할 수 있는 리스크, 리스크 대응 시 효과가 큰 리스크와 효과가 미미한 리스크로 구분하여 나타났다. 따라서 본 연구에서 제시한 유형들과 리스크 요인들을 지침으로 삼아 현장 여건에 맞는 적절한 대응 전략을 갖추고 체계적으로 대응할 경우 프로젝트를 성공적으로 운영하는 데 도움이 될 것으로 기대한다.
  10. Kim, Yonggun;Park, Suyeul;Kim, Seok 689
    https://doi.org/10.12652/Ksce.2022.42.5.0689 PDF KSCI
    최근 다양한 산업에서 첨단기술의 적용으로 높은 생산성 향상을 이루고 있지만 건설산업의 경우 생산성 향상이 비교적 낮게 조사되어, 이를 극복하기 위한 첨단기술 연구가 빠르게 진행되고 있다. 여러 첨단기술 중 3차원 스캔 기술은 실제 대상물을 손쉽게 디지털화 할 수 있다는 점에서 건설현장의 3차원 디지털 지형 모델 생성을 위한 기술로 널리 활용되고 있다. 특히 3차원 디지털 지형 모델은 토공 중장비의 자동제어 및 가이던스 등과 같은 건설 자동화의 기초자료가 될 수 있어 지형 스캔데이터의 높은 품질이 요구되고 있다. 3차원 디지털 지형 모델의 품질은 3D 스캐너의 성능 및 취득환경뿐 아니라 지형 스캔데이터 취득 후 3차원 디지털 지형 모델 생성을 위한 전처리 과정인 노이즈제거, 정합 및 병합과정 등 또한 많은 영향을 끼치고 있어, 지형 스캔데이터 처리의 성능 증진이 필요할 것으로 보인다. 본 연구에서는 3차원 디지털 지형 모델 생성을 위한 전처리 과정 중 정합과정에서 발생하는 지형 스캔데이터의 밀도 불균일 문제를 해결하고자 한다. 이를 위해 본 연구에서 개발한 정합 후처리 기술인 '픽셀기반 점군비교 알고리즘'을 제시하였으며, 실제 토공현장에서 취득한 지형 스캔데이터를 활용해 개발한 알고리즘의 성능검증을 수행하여 지형 스캔데이터 정합 후 불균일 문제의 개선 가능성을 검증하고 밀도 별 지형 스캔데이터에 대한 알고리즘의 최적 파라미터를 제시하였다.
  11. Lee, Heonchang;Lee, Jeongryun;Ahn, Byeonghoon 701
    https://doi.org/10.12652/Ksce.2022.42.5.0701 PDF KSCI
    본 연구는 대형화되는 건설프로젝트의 성과 달성을 위해 체계적으로 프로젝트 관리를 할 수 있는 PMC의 중요성과 도입의 필요성을 증명하는 연구이다. 이를 위해 구조방정식 모형(SEM) 분석을 통하여 PMC의 역할과 건설프로젝트 성과와의 관계를 분석하여 PMC의 필요성 및 프로젝트 성공의 중요한 요인인 인적자원역량 중 PM리더십과 팀 구성원 역량이 건설프로젝트 성과에 미치는 영향을 파악하였다. 연구결과, PMC는 인적자원역량과 건설프로젝트 성과에 유의미한 영향을 미쳤고, 인적자원역량 또한 건설프로젝트 성과에 유의미한 영향을 미친다는 것을 알 수 있다. 이에 본 연구는 국내 대형 건설프로젝트에 PMC를 도입하고 PM리더십과 팀 구성원 역량을 강화한다면 건설프로젝트를 성공적으로 완공할 수 있음을 시사한다.
  12. Yum, Sang-Guk;Park, Young-Jun 711
    https://doi.org/10.12652/Ksce.2022.42.5.0711 PDF KSCI
    2019년 발생한 코로나라는 팬데믹 영향의 장기화로 인해 사람들 간 접촉을 하지 않고도 생활이 가능한 비대면 활동의 중요성이 증대되면서 우리사회는 본격적인 언택트(untact) 시대로 진입하게 되었다. 언택트 시대는 우리의 일상생활뿐만 아니라 산업사회를 디지털화로 재편하는 거대한 구조적 변화를 초래하는데 영향을 미쳤는데, 그 중심의 핵심기술에 디지털트윈(digital twin)이 있다고 해도 과언이 아니다. 디지털트윈은 4차 산업혁명에 접목되고 있는 다양한 기술력을 융합하여 현실세계를 가상의 디지털 세계에 그대로 재현해내는 기술로, 다양한 산업 공정 전반에 관여하여 산업 사회에서의 혁신을 선도하고 있다. 그러나 디지털트윈이 갖는 구조적 한계 및 환경적 제약으로 인해 동 기술은 모든 산업 제반에 걸쳐 적극적으로 활용되고 있지는 않다. 특히 건축 및 시설물 분야는 일상에서 건물의 주기적 관리가 요구되고 재난 발생 시 인명피해와도 직결되는 분야이기 때문에 디지털트윈의 접목 필요성이 더욱 제기되고 있는 분야지만 현실적으로 직면한 사항들이 디지털트윈의 적용에 있어 장애물로 작용하고 있다. 따라서 본 논문에서는 이러한 문제점에 착안하여 건축물 시설안전대응분야에서 디지털트윈 기술의 적용 필요성을 제시하고, 그로 인해 창출 가능한 기대효과를 기술함으로 디지털트윈의 적극적 활용을 강조한다. 더불어 디지털트윈이 현재 직면한 문제를 극복하고 향후 지속발전가능성이 높음을 시사하여 디지털트윈의 수요 창출을 견인하도록 연계짓는다.
  13. Kang, Youn Won;Kim, Jong Gu 723
    https://doi.org/10.12652/Ksce.2022.42.5.0723 PDF KSCI
    도시생활의 거점이며, 생활의 활력과 다양성을 제공하는 도시의 상업가로의 생동감은 도시 전체의 활기 및 지역 경제 활성화에 큰 영향을 미친다. 상업가로가 활성화 되었다는 것은 보행 활성화와 관계가 있는데, 보행이라는 것은 단순한 이동 행위를 넘어 주변 환경과 폭넓은 상호작용을 하기에 생활의 질과 밀접한 관계가 있다. 이 생활의 질은 '리버빌리티(살기 좋음)'로 이어진다. 상업가로의 보행활성화를 위하여 리버빌리티 요소를 도출하고 상업가로 활성화에 있어 가장 중요하고 효과적인 것이 무엇일지 우선순위를 분석하였다. 그 결과 장소성의 세부 지표인 그 자체의 분위기, 목적성을 나타내는 항목이 우선순위가 높게 나왔고, 접근성에 속한 세부 지표가 후순위로 나옴을 알 수 있었다. 상업가로의 리버빌리티를 높이기 위해서는 그 공간의 장소성을 높이는 것을 우선으로 하고, 이로 인해 방문객의 방문 횟수와 머무르는 시간 등이 늘어남에 따라 보행이 활성화 된다면 지역 전체의 활력으로까지 확장될 수 있다.
  14. Lee, Hyun-Woong;Kim, Si-Gon;Lim, Kwang-Kyun 729
    https://doi.org/10.12652/Ksce.2022.42.5.0729 PDF KSCI
    본 연구는 야간 근무 도시철도승무원을 대상으로 직무스트레스와 수면장애가 낮 시간대 졸음에 미치는 영향을 분석하였다. 분석결과 낮 시간대 졸음 지수는 타 근무시간대 보다 높게 측정되어 졸음 정도가 심한 것으로 나타났다. 이후 일반적으로 수면장애 및 스트레스 완화에 도움이 된다고 알려진 아로마에센셜 오일을 야간근무 근무자들에게 처치하여 스트레스와 자율신경계에 미치는 효과를 검증하였다. 아로마테라피를 처치 받은 실험군은 아무것도 처치하지 않은 대조군과 비교하여 스트레스의 감소, 자율신경계의 전체 활성도가 개선되는 것으로 나타났다. 본 연구는 도시철도승무원의 야간근무가 스트레스 증가와 자율신경계에 부정적으로 영향을 미치며, 이를 완화하기 위하여 아로마테라피 처치가 좋은 대안이 될 수 있음을 입증하였다. 본 연구를 통하여 야간 근무자들의 스트레스를 완화시켜 잠재적인 안전사고 예방에도 도움이 될 것으로 기대된다.
  15. Park, Jae-Min;Hong, Sungchul;Shin, Hyu-Soung 741
    https://doi.org/10.12652/Ksce.2022.42.5.0741 PDF KSCI
    달 영구음영지역에 얼음 형태의 물이 발견되면서 주요 우주국들은 로버 중심의 현장 탐사를 준비 중이다. 달 영구음영지역은 극지역 크레이터의 중심부로 태양광이 직접 도달하지 않지만, 크레이터 벽면으로부터 반사되는 태양광으로 인해 일정 수준의 저조도 환경이 유지되는 것으로 예상된다. 본 연구에서는 달 영구음영지역의 조도와 지형환경을 모사한 실내 테스트베드를 구축하여 모의 지형영상을 촬영하였다. 모의 영상을 대상으로 저조도 영상강화 기법(CLAHE, Dehaze, RetinexNet, GLADNet)을 적용하여 밝기값과 색상복원 효과를 분석하였고, 특징점 추출 및 정합 기법(SIFT, SURF, ORB, AKAZE)의 성능 향상을 분석하였다. 실험 결과 GLADNet과 Dehaze 영상 순으로 저조도 환경에 강인한 시인성 개선 효과를 보여주었다. 반면 특징점 검출 및 정합 기법은 Dehaze와 GLADNet 영상 순으로 성능이 향상됨을 확인하였고, 특히 ORB와 AKAZE의 성능이 크게 개선되었다. 달 탐사에서 로버 탑재 카메라는 3차원 지형정보구축과 지질학적 조사에 활용된다. 따라서 GLADNet은 토양 성분과 암석 종류 판별에 유용하고, Dehaze는 로버의 주행과 함께 3차원 지형정보 구축에 적합할 것으로 판단된다.