다수의 요인이 매설관 주변의 토압 분포에 영향을 미치며, 여기에는 관의 형상, 크기 및 강성, 매설 깊이, 그리고 주변 토양의 강성이 포함된다. 또한 어느 정도까지는 관이 토양 아치 효과의 이점을 얻을 수 있는데, 이는 덮개토 및 상재하중 압력이 관 상부(crown)에서 인접 토양에 의해 지지될 수 있는 현상을 의미한다. 그 결과, 매설관은 인접 토양으로 전이되지 않는 하중의 부분만을 지지하면 된다. 본 논문은 다양한 환경 조건, 예를 들어 하중 작용, 포화도 수준, 그리고 공극의 존재에 따른 매설 콘크리트관 주변의 토압 분포와 균열 전파에 대한 수치적 조사를 제시한다. 이를 위해 유한요소 소프트웨어를 사용하고 사용자 정의 서브루틴을 적용하여 되메우기 재료(backfill materials)에 대한 비선형 탄소성 모델을 구현하였다. 콘크리트관의 재료 특이적 거동, 즉 토압 분포와 균열 전파를 검토하기 위해 세 가지 서로 다른 되메우기 재료와 두 가지 서로 다른 원지반 토양을 선정하였다. 각 되메우기 재료에 대해 하중 유형, 지하수 및 공극의 영향을 조사하였다. 이러한 시뮬레이션 결과는 다양한 환경 조건에서의 압력 재분배 및 매설 콘크리트관 거동에 관해 유용한 정보를 제공한다.

염화물과 가열 와이어를 사용하는 기존 제설 기술은 도로 및 주변 구조물의 내구성 저하, 그리고 높은 작업 인력 요구와 유지보수 비용과 같은 한계가 있다. 따라서 본 연구에서는 이러한 한계를 극복하기 위해 탄소나노튜브(CNT)를 이용한 제설 효율을 평가하고자 실내 실험, 수치해석, 그리고 현장 시험을 수행하였다. 실내 실험에서는 CNT를 콘크리트 시편의 중앙에 삽입한 뒤, 냉동(냉장) 챔버를 이용하여 시편의 주변 및 내부 온도를 각각 -10 °C로 유지하면서 60 °C까지 가열하였다. 또한 실내 실험 결과를 바탕으로 열전도율을 고려한 수치해석을 수행하였다. 계산 결과를 활용하여 현장 시험을 실시하였고, 가열 요소의 열전도 성능을 평가하였다. 그 결과 가열 요소들 사이의 표면 온도가 0 °C를 초과하는 것으로 나타났다. 더 나아가 실내 실험을 통해 효과적인 열적 중첩을 위해 가열 요소의 유효 가열 거리는 20–30 cm이어야 함을 확인하였다. 또한 수치해석 결과에 따르면 가열 요소의 온도와 실험 시간을 증가시키면 유효 가열 거리가 100 cm까지 확대되었다. 현장 시험 결과, 가열 요소(100 cm) 사이에서 62 cm 깊이의 눈이 용융되는 것으로 나타나 제설 가능성을 검증하였다.