기계식 이음 PE관의 응답변위법 기반 내진성능평가 요령

박동순,DongSoon Park 한국구조물진단유지관리공학회 2023 한국구조물진단유지관리공학회 논문집 Vol.27 No.4

The seismic performance of buried PE pipes is reported to be favorable due to their exceptional elongation capacity at break. Although a seismic performance evaluation procedure based on the response displacement method has been summarized in Korea for fusion-bonded PE pipes, there is currently no procedure available for mechanically jointed PE pipes. This article aims to present a seismic performance evaluation procedure based on the response displacement method specifically designed for mechanically jointed PE pipes in Korea. When employing the mechanical joining method for PE pipes, it is recommended to adhere to the evaluation procedure established for segment-type pipes. This involves assessing the stress induced by the pipe, the expansion and contraction strain of the joint, and the bending angle of the pipe joint. Furthermore, the coefficient of inhomogeneity of the soil, which is necessary for estimating the axial strain of the ground, is introduced. Additionally, a computation method for determining lateral displacement and reconsolidation settlement in soil susceptible to liquefaction is proposed. As a result of the sensitivity analysis considering the typical soil condition in Korea, the mechanically jointed PE pipe with a certain quality was shown to have good structural seismic safety when soil liquefaction was not considered. This procedure serves as a valuable tool for seismic design and evaluating the seismic performance of mechanically joined buried PE pipes, which are primarily utilized for connecting small-diameter pipes.

드론 Photogrammetry 기반 댐 안전점검의 생산성 향상 효과 분석

박동순 ( Park Dongsoon ),이지은 ( Lee Jieun ) 한국구조물진단유지관리공학회 2024 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.28 No.1

디지털 트윈 댐 안전관리를 위한 다양한 연구적 접근

박동순(Park, DongSoon),김태민(Kim, Taemin),유호준(You, Hojun) 대한토목학회 2022 대한토목학회 학술대회 Vol.2022 No.10

디지털 트윈 유역 물관리를 위한 댐 하류 하천 드론 및 LiDAR 현실 모델링

박동순(Park, DongSoon),김태민(Kim, Taemin),이정용(Lee, Jung-Yong) 대한토목학회 2021 대한토목학회 학술대회 Vol.2021 No.10

K-water컨소시엄은 국가인프라 지능정보화 사업의 일환으로 섬진강 유역에 대한 디지털 트윈 유역 물관리 플랫폼 선도사업을 추진하고 있다. 본 사업은 섬진강 댐‧하천 유역에 대하여 고정밀도 3D 공간정보화, 실시간 물관리 데이터 연계, AI 지능화 분석, 사면 안전성 평가, 홍수 분석 시뮬레이션, 드론 제약사항 조사 체계 구축 등으로 데이터 기반 똑똑한 물관리를 구현하기 위해 착수하였다. 디지털 트윈 플랫폼을 위해서는 댐하류 하천 제방, 교량 등 인프라에 대한 공간정보 현실 모델링이 필수적이다. 본 논문에서는 섬진강 본류 약 173 km에 대하여 항공기 대신 헬기를 활용한 고정밀 LiDAR 측량 성과를 요약 제시하였다. 또한 섬진강 하천의 주요 교량 79개소에 대한 드론 Photogrammetry 성과와 디지털 트윈 플랫폼 탑재를 위한 3D 모델 경량화에 대해 논의하였다. 이에 더하여 하천의 본류와 지류가 합류되는 취약지 제방 3개소에 대한 드론 3D 모델링을 수행하고 그 결과에 대해 논의하였다. 결론적으로 디지털 트윈 유역 물관리 플랫폼 구축을 위한 드론 및 LiDAR 현실 모델링은 기존의 지상 측량 또는 항공측량 방식에 비해 정밀도와 정확도 측면에서 매우 유용함을 확인하였다. 다만 원시 데이터 취득과 디지털 트윈 시각화를 위한 모델 경량화 과정에 기술적인 노하우 축적이 필요하였으며, 몇가지 시사점에 대해 본 논문에 토의사항으로 제시하였다.

노후 저수지 제체의 침투그라우팅 보강기술

박동순 ( Dongsoon Park ),김완영 ( Wanyoung Kim ) 한국농공학회 2019 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2019 No.-

노후 저수지 제체 안전관리의 가장 핵심적인 부분은 저수된 물의 통제 불가능한 유출이나 누수가 없도록 차수능을 확보하는 차수존 또는 코어층에 있다. 만약 노후 저수지 제체에 국부적 또는 전반적인 열화가 발생하여 내적침식과 파이핑의 위험이 인지되었다면, 제체에 대한 보수보강을 수행하여야 한다. 제체의 열화 또는 잠재적 위해성을 개선하기 위해서는 다양한 방법들이 적용 가능할 수 있으나, 저수위의 강하를 동반하는 상류사면의 개선공법은 많은 경우 현실성이 떨어진다. 따라서 안전과 직결되는 노후 저수지 제체의 차수에 있어 가장 중요한 성능개선 영역은 제체 마루에서의 코어재 개량이라 할 수 있다. 열화된 제체의 그라우팅 공법은 일반적인 댐 기초나 가물막이 그라우팅과는 상당히 다른 설계 개념이 필요하다. 본 연구에서는 K-water에서 그간 기존 제체의 코어층 개량을 위해 시행한 저압 침투그라우팅 공법에 대한 이해와 절차, 공법의 유의 사항 등을 기술적으로 정립하였다. 실제 열화현상이 발견된 제체에 대한 그라우팅 보강사례들을 기술 분석하여 정리하였다. 또한 적용 제체에 대한 그라우팅 공법의 개요, 적용기준, 절차, 수량 등을 비교 분석하였다. 이러한 유형 중에는 댐마루 싱크홀과 강우 시 하류사면의 부분 활동, 하류사면의 누수 및 습윤대 형성의 직접적인 위해성이 발견된 경우와, 댐체 내 직접조사를 통해 위해성을 조기 진단한 경우가 포함된다. 현재 침투그라우팅 공법으로 보강된 제체는 외적인 특이사항 없이 전반적으로 안전한 상태로 관리되고 있어, 침투그라우팅 공법의 효용성을 확인할 수 있다. 다만, 그라우팅 보강 공사 이후로 시간의 경과에 따라 정상 침투 상태에서 그라우트 재료의 열화 가능성에 대해서는 별도의 연구가 필요하다. 과거의 보수보강 이력을 가진 댐은 댐 안전관리 측면에서 본질적인 위해성의 인자를 보유하고 있으므로, 지속적인 모니터링과 댐 안전에 대한 진단이 필요하다 하겠다.

UAV Photogrammetry 기반 중동제 하천 제방의 안전점검

박동순 ( Park Dongsoon ),유호준 ( You Hojun ),이지은 ( Lee Ji-eun ) 한국구조물진단유지관리공학회 2023 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.27 No.1

대규모 방재 시설의 3차원 디지털 모델의 활용성 실증을 위하여 상주보 직하류에 위치한 하천 제방인 중동제에 UAV Photogrammetry 기술을 적용하여 안전점검을 수행하였다. UAV 매핑을 위해 April Tag를 활용한 지상기준점 측량을 수행 하였다. 후처리를 통해 3D Mesh 모델 생성, 정사영상 및 DSM을 통한 공간정보와 프로파일 분석을 수행하였다. UAV 광학 영상과 함께 열화상 영상도 획득하여 3D 디지털 모델을 구현하고 제방의 외관상태조사를 정량적으로 진행하였다. Photogrammetry 기반의 중동제 하천 제방 3D 디지털 모델 분석 결과, 제체는 안정한 것으로 판단되었다. UAV Photogrammetry는 기존 인력조사 위주의 하천 제방 안전점검에 비해 인력과 시간, 데이터 신뢰도 측면에서 보다 우수한 것으로 판단되었다. 또한 준공도면과의 횡단, 종단 선형 비교와 관심지점의 표고 측량 등에 매우 유용함을 확인하였다.

Gaussian Splatting 기술을 활용한 토목 시설물 3D 디지털 시각화

박동순 ( Park Dongsoon ),강민우 ( Kang Min-woo ) 한국구조물진단유지관리공학회 2024 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.28 No.1

Observations from Centrifuge Modeling for Cement-treated Clay Slopes

Park, DongSoon(박동순) 대한토목학회 2012 대한토목학회 학술대회 Vol.2012 No.10

노후 코어형 필댐의 잠재 위해성 유형 분류

박동순 ( Dongsoon Park ),오제헌 ( Je Heon Oh ) 대한지질공학회 2016 지질공학 Vol.26 No.2

최근 국내 필댐 및 저수지의 노후화가 급속도로 진행되고 있으며, 이에 따른 제체의 손상이나 붕괴사고가 잇따르고 있다. 그 러나 필댐의 핵심적인 차수기능을 담당하는 코어층에 대한 열화와 잠재 위해성 분류에 대한 연구는 거의 미진한 실정이다. 본 연구에서는 노후화가 진행 중인 13개 기존 코어형 필댐에 대해(준공 후 경과년수 9-52년, 댐 높이 22-67 m), 무수보링에 의한 코어층 시추 지반조사와 표준관입시험, 2D 및 3D 전기비저항탐사, 물성·역학시험을 수행하여 공학적 기반의 잠재적 위해성 유형을 국내 최초로 분류, 제시하였다. 중심코어층에 대한 무수보링 시추 지반조사 결과, 코어재 잠재 위해성 유형을 국부적 포 화대, 신속한 공내수 유입, 조립질 혼재 코어재, 상대적 저 강성의 네 종류로 분류하였다. 코어형 필댐의 잠재 위해성 유형 중 국부적 포화대 유형은 코어존 내 유로의 성장 및 발달에 의한 내적침식의 가능성이 존재하므로 가장 위험한 위해성으로 분류 되었으며, 코어재의 열화 등급에 따라 적절한 차수능 회복을 위한 보수보강이 필요한 것으로 판단되었다. 그 외 세 가지 위해 성 유형은 즉각적인 조치보다는 지속적인 모니터링과 정기 검사의 강화가 필요할 것으로 검토되었다. 본 연구대상 댐의 분석 결과, 준공 후 경과년수와 댐 코어재의 열화 양상과는 상관성이 크게 없는 것으로 나타났다. 본 연구 결과는 코어형 필댐의 노 후화에 따른 댐의 안전관리와 성능개선에 있어 유용한 자료로 활용 가능할 것으로 판단된다. As greater numbers of fill dams and reservoirs become old, the risks of damage or embankment collapse increases. However, few studies have considered the deterioration and hazard classification of the internal core layers of fill dams. This study reports the results of geotechnical investigations of 13 earth-cored fill dams in Korea, based on no-water borehole drilling, Standard Penetration Test, and 2D and 3D electrical resistivity surveys along with in situ and laboratory testing. High-capacity no water boring minimized core layer disturbance while providing continuous core sample recovery. The results allow the classification of potential hazards related to the existing core layers based on both visual inspection of the recovered samples and the results of engineering surveys and tests. Four types of potential hazard are classified: locally fluidized core with a high water content, rapid water inflow to a borehole, cores with granular materials, and relatively low stiffness of core. Among these, the locally fluidized core is the most critical hazard that requires remedial action because it is related to the potential internal flow path and internal erosion. The other three hazard types are of medium importance and require careful monitoring and regular inspection. Of note, there was no correlation between age and core deterioration. The results are expected to aid the safe management and potential upgrading of aging cored fill dams.

Photogrammetry를 위한 드론 임무비행 영향인자 고찰

박동순(Park, DongSoon),김태민(Kim, Taemin),소인호(Soh, Inho) 한국방송·미디어공학회 2021 한국방송공학회 학술발표대회 논문집 Vol.2021 No.11

드론 Photogrammetry는 높은 기술적 활용가치가 있는 기술로서, 결과물로 생성하는 3D 디지털 공간정보 모델이 시설물의 비육안 안전점검 및 진단에 활용될 수 있을 뿐만 아니라 디지털 트윈 구축을 위한 가장 기초적이고 핵심적인 수치 데이터를 제공하기 때문이다. 본 연구에서는 드론 Photogrammetry의 적정 품질을 구현하기 위한 임무비행의 다양한 영향인자에 대해 고찰하였다. K-water연구원 누수탐사실습장을 대상으로 드론 사진 촬영 시 비행고도, 비행속도, 중첩도, 카메라 Pitch각의 영향에 대해 연구를 수행하였다. 본 연구에서 비행시간에 영향을 미치는 인자로서 비행고도, 중첩도, 비행속도의 순으로 중요도가 있음을 알 수 있었다. 드론 임무 비행 시 후처리 결과에 가장 큰 영향을 미치는 인자는 중첩도로 나타났다. 중첩도 60% 임무비행은 3D 모델의 geometry 왜곡이 큰 편으로 나타났다. 비행 고도는 GSD (Ground Sampling Distance)와 직접 연계되므로 중요하며, 낮은 고도일수록 높은 품질의 모델링이 가능하다. April Tag를 통한 지상기준점 자동 패턴 인식 기능은 후처리 과정에서 시간 절약이 가능하여 유용하였다. 비행속도에 의한 결과물의 품질은 큰 차이가 없었으나, 수직 구조물의 모서리 부분에 다소 차이가 있었다. 짐벌 Pitch각도에 의한 정사영상 품질의 차이는 크지 않았으나 수직구조물과 평면적 구조물에 따라 각기 다른 촬영각도를 적용하는 것이 바람직하다. 본 연구성과는 향후 보다 다양한 환경에서의 데이터 수집을 통해 최적 디지털 현실 모델링에 기여할 것으로 판단된다.