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연구과제명 기후변화 적응형 기반시설물 상세 핵심기술 개발 
성명 정상섬  소속 연세대학교 
E-mail soj9081@yonsei.ac.kr 
연구실명 기초시스템연구실  연구실홈페이지 http://www.geossil.com/ 
구분 제 2 총괄   

최종목표 및 과제구성

  • 이상 기온 변동, 강수량 증대, 해수면 상승 등으로 대변되는 기후변화 현상은 사회기반시설 전반에 걸쳐 안전성 및 사용성 측면에서 치명적인 영향을 끼치며, 특히, 최근 폭우, 폭설 및 슈퍼태풍 등과 같은 극한기후 발생이 증가함에 따라 국가 주요 기반 시설의 손상 및 파괴빈도가 급증하고 있으며, 이에 적절히 대처할 수 있는 핵심 요소기술 개발이 요구됨.

  • 본 총괄과제에서는 지속가능한 적응형 사회기반시설 구축을 위해, 핵심기술로 간주되는 5개 사회기반기술 분야를 선정하였으며, 각 세부분야에서는 다음과 같은 기술을 개발하고자 함.
    1. 기후변화에 따른 사면구조물 재해 적응기술
    2. 기후변화 적응형 지반구조물 설계 기술
    3. 극한기후 적응형 Multi-climate 콘크리트 기술
    4. 풍하중 및 유수압 저감을 위한 사회기반시설의 슬림화 기술
    5. 물순환 향상을 위한 적응형 도로포장 기술략 최적화 기술을 개발함

연구내용

  • 1세부과제: 기후변화를 고려한 사면구조물의 위험도 평가 및 사면재해 적응기술 개발
    • 지역적 강우특성 및 온도변화에 따른 불포화 풍화토 사면의 특성 정량화 사면 해석기법 개발
    • 시간개념이 도입된 사면 위험도 평가기술 및 상시모니터링을 통한 사면재해 관리시스템 개발

  • 2세부과제: 기후변화 시나리오 기반의 지반구조물 설계 기술 개발 
    • 지반역학적 특성과 기후변화에 따른 지반구조물 수치모델 개발 및 수위에 따른 성능평가 모델 개발
    • 해일 및 파랑에 따른 지반구조물의 안정성평가 및 확산 침투를 기반으로 한 지반의 염해평가 기술 개발

  • 3세부과제: 기후환경영향을 고려한 Multi-climate 콘크리트 구조물의 성능중심설계 시스템 개발 
    • 기후변화와에 따른 콘크리트 구조물의 설계기법 개발 및 기후환경영향 평가기술 개발
    • 기후변화 요소에 따른 콘크리트 구조물의 재료-구조-유지관리의 통합적 성능중심설계기법 개발

  • 4세부과제: 비선형비탄성 해석기법 기반 풍하중·유수압 저감형 사회기반시설 슬림화 설계기술 개발 
    • 비선형비탄성 정적해석알고리즘 개발 및 사회기반시설의 슬림화 설계지침 개발
    • 비선형비탄성 동적해석알고리즘 개발 및 동적하중에 대한 사회기반시설의 슬림화 기술 개발

  • 5세부과제: 투수성 도로포장 기술개발 및 물관리 시스템 개선을 통한 도심지 물순환향상 기술 개발 
    • 강우·온도특성에 따른 투수성 포장의 수분저항성 기술개발 및 투수계수에 따른 배수능력 평가 기술개발
    • 투수성재료의 미끄럼 저항성 평가 및 도심지 투수화 관련 Stormwater management 모델개발·검증

연구과제 추진방법 및 추진체계

  • 본 총괄과제에는 5개의 세부과제로 구성되어 있으며 세부책임자의 전문분야는 사면안정, 지반, 콘크리트, 구조 및 도로 공학 등 사회기반시설 분야의 전문가로 구성되어 있으며, 핵심요소기술 개발을 통해 각 세부과제 간의 상호 보완적인 연구개발 과정과 결과를 공유함으로써 융합적인 연구 결과를 도출하고자 함.



                                          <연구의 추진체계 및 연계성 (제 2 총괄)>

세부과제간의 연관성

  • 제 2 총괄 과제에서는 기후변화에 대한 사회기반시설의 적응기술 구축을 위하여, 광범위한 기반기술 분야 중, 기후변화의 영향성 및 파급효과가 큰 핵심 요소기술 연구 분야를 선택하여 집중적으로 연구하고자 함.

  • 기후변화 적응형 사회기반시설물의 핵심기술은 사면․지반구조, 콘크리트, 구조해석, 도로기술이며, 제 1 총괄과제에서 도출된 기후변화 시나리오를 토대로 적응형 엔지니어링 파라미터를 각 기술개발에 적용함.

  • 기후변화에 따른 강우강도 및 지속시간, 극한기온, 지하수위 변동, 풍속 등의 직·간접적인 영향에 대한 이론적 접근뿐만 아니라 실험과 실증연구를 통해 개발된 핵심요소기술의 실용 및 적용성을 향상시키고자 함.

  • 목표된 5개의 핵심 요소기술의 실용화 및 적용성 향상은 제 1 총괄 3 세부과제에서 추진되는 선제적 적응전략 및 경제성 기반의 평가기술을 통해 유기적인 설계 적용성을 확보하고자 하며, 전반적인 사회기반시설물의 기후변화 적응전략에 확장하여 GIT4CC 연구센터의 중추적인 기술 분야로 정착시키고자 함.

기대효과

  •  활용방안

    • 적응형 설계기술을 통해 해외건설시장의 다변화를 도모하며, 설계 및 시공기술 발전의 기초자료로 활용됨.
    • 연구개발 과정에서 기후변화 관련 원천기술을 확보함으로써 본 연구에 포함되어 있지 않은 시회기반시설분야와 타 산업분야의 기후변화 적응기술을 개발할 수 있는 기초자료로 활용됨.

  • 기대성과
    • 학문적 측면
      • 연구개발 과정에서 기후변화-사회기반시설의 융합형 명품인재를 배출하고 표준화된 결과물을 개발함으로써 모범적인 연구텐터가 창출될 것으로 기대

    • 경제적, 기술·산업적 측면 
      • 기후변화에 취약한 사회기반시설물에 대한 적응기술을 개발하여 자연재해 복구비용의 절감효과 기대
      • GIT4CC 연구센터의 기술이전 성과를 통해 국가 기술경쟁력을 확보하고, 해당 해외 건설시장에 있어 기술적 우위를 바탕으로 선점적 위치를 확보
      • 국내 산업에 근간이 되는 사회기반시설의 설계 기술력 향상뿐만 아니라 기후 변화 영향을 피해갈 수 없는 기계, 전기, 전자, IT융합분야에 모티브가 되어 기후변화 적응형 차세대 기술개발 산업이 활발해 질것으로 기대
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