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.

본 연구의 목적은 생애주기평가를 사용하여 건설 단계에서 발생하는 주요 폐기물을 식별하는 데 있다. 이를 위해 손실률 및 중량 환산을 이용하여 건설 단계에서 발생한 폐기물의 양을 추정하였다. 주요 건설 폐기물은 지구온난화잠재력, 비생물적 고갈잠재력, 산성화잠재력, 부영양화잠재력, 오존층고갈잠재력, 광화학적 오존생성잠재력 등 여섯 가지 포괄적 환경영향 범주를 사용하여 평가하였다. 분석 결과, 콘크리트, 철근, 시멘트, 폴리스티렌 패널, 콘크리트 블록의 5가지 주요 건설 폐기물이 모든 6개 환경영향 범주에서 95% 컷오프 기준을 종합적으로 충족하는 것으로 나타났다. 환경영향 특성화 평가 결과에 따르면, 자원고갈을 제외한 모든 환경영향 범주에서 콘크리트, 콘크리트 블록, 시멘트 폐기물이 기여 수준의 70% 이상을 차지하였다. 단열재는 총 폐기물 발생량의 1%에 불과했으나, 환경영향 평가에서 가장 높은 기여 수준을 갖는 것으로 확인되었다.

건설 재료와 관련된 환경 문제를 해결하기 위해 건설 산업은 탄소 배출을 줄이기 위한 상당한 노력을 기울여 왔다. 그러나 건설 재료는 탄소 배출 이외에도 여러 환경 문제를 야기하므로, 환경영향 범주에 대한 포괄적인 분석이 요구된다. 본 연구는 도로 프로젝트에 대해 생애주기평가(life cycle assessment, LCA) 기법을 적용하여 생산 단계에서 각 건설 재료의 주요 환경영향 범주를 규명하는 것을 목적으로 한다. 생애주기 영향평가(life cycle impact assessment, LCIA) 방법론을 검토함으로써, 비생물자원 고갈잠재력(abiotic depletion potential, ADP), 오존층 고갈잠재력, 광화학적 산화물 생성잠재력, 산성화잠재력, 부영양화잠재력, 생태독성잠재력, 인체독성잠재력 및 지구온난화잠재력(global warming potential, GWP)을 영향 범주로 정의하였다. 도로 건설 재료의 영향 범주를 정의하기 위해 다수의 도로 프로젝트에서 주요 환경 오염물질을 분석하였고, 13가지 주요 건설 재료에 대한 영향 범주를 필수 영향 범주로 선정하였다. 이들 재료는 LCA 관점에서 영향 범주에 80% 이상 기여하였다. 각 재료가 99% 이상 기여한 영향 범주를, 향후 도로 프로젝트의 LCIA에 활용하기 위한 기초 데이터를 제공하기 위한 특화 영향 범주로 제안하였다.

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.

본 연구의 목적은 생애주기평가를 사용하여 건설 단계에서 발생하는 주요 폐기물을 식별하는 데 있다. 이를 위해 손실률 및 중량 환산을 이용하여 건설 단계에서 발생한 폐기물의 양을 추정하였다. 주요 건설 폐기물은 지구온난화잠재력, 비생물적 고갈잠재력, 산성화잠재력, 부영양화잠재력, 오존층고갈잠재력, 광화학적 오존생성잠재력 등 여섯 가지 포괄적 환경영향 범주를 사용하여 평가하였다. 분석 결과, 콘크리트, 철근, 시멘트, 폴리스티렌 패널, 콘크리트 블록의 5가지 주요 건설 폐기물이 모든 6개 환경영향 범주에서 95% 컷오프 기준을 종합적으로 충족하는 것으로 나타났다. 환경영향 특성화 평가 결과에 따르면, 자원고갈을 제외한 모든 환경영향 범주에서 콘크리트, 콘크리트 블록, 시멘트 폐기물이 기여 수준의 70% 이상을 차지하였다. 단열재는 총 폐기물 발생량의 1%에 불과했으나, 환경영향 평가에서 가장 높은 기여 수준을 갖는 것으로 확인되었다.

건설 재료와 관련된 환경 문제를 해결하기 위해 건설 산업은 탄소 배출을 줄이기 위한 상당한 노력을 기울여 왔다. 그러나 건설 재료는 탄소 배출 이외에도 여러 환경 문제를 야기하므로, 환경영향 범주에 대한 포괄적인 분석이 요구된다. 본 연구는 도로 프로젝트에 대해 생애주기평가(life cycle assessment, LCA) 기법을 적용하여 생산 단계에서 각 건설 재료의 주요 환경영향 범주를 규명하는 것을 목적으로 한다. 생애주기 영향평가(life cycle impact assessment, LCIA) 방법론을 검토함으로써, 비생물자원 고갈잠재력(abiotic depletion potential, ADP), 오존층 고갈잠재력, 광화학적 산화물 생성잠재력, 산성화잠재력, 부영양화잠재력, 생태독성잠재력, 인체독성잠재력 및 지구온난화잠재력(global warming potential, GWP)을 영향 범주로 정의하였다. 도로 건설 재료의 영향 범주를 정의하기 위해 다수의 도로 프로젝트에서 주요 환경 오염물질을 분석하였고, 13가지 주요 건설 재료에 대한 영향 범주를 필수 영향 범주로 선정하였다. 이들 재료는 LCA 관점에서 영향 범주에 80% 이상 기여하였다. 각 재료가 99% 이상 기여한 영향 범주를, 향후 도로 프로젝트의 LCIA에 활용하기 위한 기초 데이터를 제공하기 위한 특화 영향 범주로 제안하였다.

본 연구는 전과정평가(LCA)를 기반으로 재활용 및 부산물 골재의 제조·생산이 환경에 미칠 잠재적 영향을 비교하고, 이들이 콘크리트의 골재로 사용될 때의 환경적 영향 및 비용을 평가하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해 전과정목록(Life Cycle Inventory) 데이터베이스의 정보를 활용하여 자연사, 천연 자갈, 재활용 골재, 슬래그 골재, 바텀애시(bottom ash) 골재, 폐유리(waste glass) 골재의 제조·생산에 따른 여섯 가지 잠재적 환경 영향(즉, 비생물자원 고갈 잠재력, 지구온난화 잠재력, 오존층 고갈 잠재력, 산성화 잠재력, 광화학적 오존 생성 잠재력, 부영양화 잠재력)을 비교하였다. 또한 설계 강도 24 MPa의 콘크리트에서, 이러한 골재를 사용하여 잔골재와 굵은 골재의 30%를 각각 대체할 때의 환경 영향과 비용을 추가로 평가하였다. 슬래그 골재를 잔골재로 사용하거나 바텀애시 골재를 굵은 골재로 사용한 콘크리트의 환경적 영향은 자연 골재를 포함한 콘크리트보다 낮았다. 그러나 바텀애시 골재를 잔골재로 사용한 콘크리트는 상대적으로 높은 환경적 영향을 나타냈다. 이러한 환경적 영향에 근거하여 환경 비용은 5.88~8.79 USD/m3 범위로 확인되었다.

근로자는 다양한 유해 요인에 노출되어 있으므로 작업 전 안전교육은 필수적이다. 그러나 기존의 교육 방법은 근로자가 학습하고 이해하는 데 도움이 되는 방식으로 정보를 효과적으로 전달하지 못하는 경우가 많으며, 그 결과 직무 수행이 저조해지고 안전 규정 준수도 부족해진다. 본 연구는 훈련 자료의 배치 순서와 구성에 대한 근로자의 인지 특성을 검토함으로써 안전교육을 구조화하는 새로운 접근을 탐색한다. 건설 근로자 660명을 대상으로 교육 회상 실험을 수행하여 훈련 자료 설계가 내용 기억에 미치는 영향을 평가하였다. 그 결과, 교육 내용을 실제 작업 순서에 따라 구성한 경우 무작위 순서로 조직한 경우보다 평균 회상 횟수가 유의하게 더 높았다. 또한 실행 기준과 안전 기준을 분리하는 것이 두 기준을 통합했을 때보다 더 나은 회상을 이끌었다. 이러한 결과는 훈련 자료를 근로자의 인지 처리 양상에 맞추는 것이 중요함을 보여준다. 본 연구는 작업 전 안전교육을 개선하기 위한 근거 기반 지침을 제공함으로써 이론과 실무 모두에 기여한다. 제안된 방법은 효과적인 훈련 자료를 개발할 자원이 부족한 중소 건설업체에 대한 실질적인 해결책을 제공한다.

다중 아치 터널에서는 인접한 터널의 굴착으로 인해 주 터널의 콘크리트 라이닝과 측벽에 작용하는 암반 하중이 증가하는 점이 핵심이며, 이는 설계 단계에서 반드시 고려되어야 한다. 따라서 본 연구는 암반 질량 분류, 지반 상재하중, 시공 단계를 고려하여 2차원 수치해석을 통해 다중 아치 터널의 암반 하중을 추정한다. 암반 하중은 안전율과 응력 변수라는 두 가지 기준을 사용하여 추정한다. 안전율을 암반 질량 3등급(III)에 적용하면 암반 하중이 과소평가된다. 그러나 응력 변수 방법은 상재하중이 증가함에 따라 합리적인 암반 하중을 보여준다. 특히 얕은 터널에서는 암반 하중이 상재하중과 같게 추정되며, 깊은 터널에서는 터널 폭의 약 0.7배로 추정된다. 또한 인접 터널의 굴착 완료 단계에서 역해석을 통해 균열 유발 암반 하중을 계산하였으며, 그로부터 암반 하중 높이와 암반 질량의 변형계수 사이의 관계를 도출하였다. 따라서 다중 아치 터널의 암반 하중을 정확하게 추정하기 위해서는 보다 경제적이면서도 현실적인 설계를 강조하며, 이는 성능기반 터널 설계 과정에서 반드시 다루어져야 한다.