구조/지반트랙

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개요
구조 및 지반 트랙은 도로, 교량, 댐, 방파제, 터널, 건축물, 항만, 지하 공동구 등 다양한 사회간접자본 기반시설이 지진, 태풍, 폭우, 폭설, 테러 등 자연적 혹은 인위적 위험요소에 대하여 신뢰할 수 있는 안전성과 100년을 내다볼 수 있는 내구성을 가질 수 있도록, 설계, 시공 및 모니터링을 할 수 있는 제반 연구와 교육에 중점을 둔다.

이를 위해 KAIST 건설 및 환경공학과 구조 및 지반 트랙의 교과과정에서는 건축 및 지반구조물의 수치해석, 에너지 하베스팅, 첨단 건설재료 개발, 지하구조물, 지구물리탐사, Geo-centrifuge 등 다양한 연구 분야에 대한 심도 깊은 사고력과 폭넓은 지식을 제공하기 위한 노력을 경주하고 있다.

본 트랙에서는 스마트 관련 기술을 국내 건설분야에 도입, 이를 스마트 구조 기술, 지능형 구조물 건전도 모니터링 및 제어 기술 등 다양한 연구분야로 확대 발전시킬 수 있는 맞춤형 고급인력을 양성하고자 한다. 또한 Bio-Inspired System 기술, 스마트 복합건설재료 및 시스템 기술 등 새로운 기술개발과 스마트 기술의 체계화를 통한 구조물의 개조/보강/관리 기술의 일관시스템 구축을 위한 미래형 건설전문인력을 양성할 계획이다.



주요 교육 및 연구분야
스마트 구조 기술을 이용한 구조체 거동의 지능형 모니터링 및 제어(예, 구조 상태 모니터링 / 비파괴 평가, 구조 제어)
새로이 부상하는 기술(예: 나노 테크놀로지와 바이오 테크놀로지)을 이용한 스마트 건축 자재의 개발
안전 사회 달성과 삶의 질 향상을 위한 구조와 재료에 대한 혁신적인 연구 수행
건조 수축, 자생 수축, 차동 수축 등과 같은 응력 예측과 고층건물과 긴 스팬의 다리 구조물에의 응용
열응력, 콘크리이트 열속성, 양생 초기 콘크리트의 강도획득과정 예측 연구
콘크리트의 양생 초기 속성의 정량화 기술 개발과 이미지 프로세싱을 이용한 측정 및 시스템 분석
구조물 파괴 상태와 다양한 사회적 인프라 시설들의 총체적 구조 안전성을 점검할 수 있는 첨단검사시스템
다양한 종류의 구조 시스템 결함을 검색할 수 있는 비파괴 검사 알고리즘 및 세부적 기술과 장비 개발
원심모형시험기를 이용한 현장지반 시뮬레이션
지반구조물의 모니터링 및 유지보수를 위한 스마트 IT 기술 기반 연구
수치해석, 현장실험, 실내실험 및 원심모형 모델링의 상호연계연구를 통한 합리적 연구개발
지반 에너지와 환경문제를 위한 녹색기술연구
도시특성을 고려한 도심지 토사재해 예측 및 방어시설 개발


소속 연구실
콘크리트 연구실
건설 분야의 대표적인 구조재료인 콘크리트의 재료적 성능 개선과 그 역학적 특성 규명, 철근콘크리트 구조해석 등을 다루고 있으며, 특히 새로운 구조재료의 개발과 재료역학 분야에 관심을 집중시키고 있다.

구조설계 연구실(SDL)
교량을 포함한 구조물의 해석/설계/시공과 관련된 연구를 수행하며, 구조물의 정확한 거동파악을 통해 구조시스템을 분석하고 이를 토대로 보다 경제적이고 효과적인 구조설계의 구축방안을 제시한다.

구조해석 및 건설재료 연구실
대표적인 공학재료인 복합재료의 해석과 거동분석을 위한 해석모델 개발과 함께 콘크리트의 경량화, 고강도화, 전자파차폐성능 확보 등의 고성능, 고기능화를 위한 재료적 성능개선 및 역학적 특성을 연구하고 있다. 또한, 노후화된 구조물의 보수/보강을 위한 신공법을 개발하며 구조거동 실험을 수행하고 있다.

스마트구조 및 시스템 연구실(SSS)
교량, 항공기, 기계시스템 등과 같은 구조 시스템의 건전성을 평가하기 위한 구조물 건전도 모니터링 및 비파괴 검사 기법을 개발한다. 또한 효율적인 검사를 위한 신호처리 기법 및 센서 시스템의 개발에 대하여도 연구한다.

구조제어 및 지능형 시스템 연구실
MR유체/앨라스토머와 같은 스마트 재료와 전자기유도 변환기와 같은 에너지 추수기법을 기반으로 하는 스마트 진동제어 시스템을 개발한다. 또한 무선 센서 네트워크, 압전센서/액츄에이터와 같은 첨단 계측/구동 기술을 사회 기반 시설물에 응용하는 연구를 수행한다.

첨단응용역학 연구실(AAML)
다양한 수치해석 방법을 이용하여 구조 및 재료의 거동을 해석하는 연구를 하고 있다. 유한요소법을 이용한 Lamb wave 어레이 시스템과 생성되는 파동을 연구하고, 충격과 열 순환시 전자회로의 기계적 신뢰성을 분석하며, 효율적인 수치해석을 위하여 프로그램의 병렬화를 구현한다. 또한 Thin film blistering에 대한 나노 스케일의 수치해석 연구, 충격과 폭발 하중으로 인한 충격에서의 재료 및 구조물의 파괴성향 분석, Peridynamics 등의 연구활동을 하고 있다.

지반공학 연구실(GEL)
지반구조물의 거동을 수치해석적 접근 방법으로 해결하고자 지반의 역학적 거동을 표현할 수 있는 응력-변형률 관계와 여러 수치해석 방법들에 대한 연구를 수행하며 이러한 이론적인 해석방법의 신뢰성을 높이기 위하여 여러 가지 실내 및 현장시험을 병행한다. 연구대상 지반은 주로 연약지반과 풍화토지반이며 산사태 및 지열에너지 활용에 관한 연구를 수행한다.

지반동역학 연구실(SDL)
지반의 동적물성치를 얻기 위한 실내 및 현장시험 기법, 해양구조물의 기초 및 앵커 설계, 지반구조물의 내진설계기법을 연구한다. 세계적 수준의 지반원심모형실험기와 진동대를 사용하여 지진 및 홍수 등 자연재해와 인위재해를 모사하고 지반구조물의 안전성 평가와 성능개선을 위한 모형시험 기법을 연구한다.

지반시스템 연구실
신공간창출을 위한 터널과 같은 지하구조물의 효과적인 굴착 및 개발을 위해서 안정성 수치해석, 터널전방예측, 숏크리트 건전성 평가 및 워터젯을 이용한 암반굴착 관련 신기술을 개발하고 있다. 에너지 지반공학 관련 매탄 하이드레이트 생산기법 개발 및 안정성 분석, 신개념 이산화탄소 지중저장 기법개발 및 거동파악, 고준위 핵폐기물 지하처분 등에 대한 연구를 수행하고 있다. 또한 지구물리탐사기법을 이용하여 다양한 지반공학관련 문제들을 해결하기 위하여 노력하고 있다.

지반에너지 연구실(AGEL)
흙 및 암반의 지구물리, 화학 및 토양미생물학적 현상에 대한 근본적 이해를 바탕으로 사회에서 필요로 하는 지식을 생산하고 공학적 기술을 개발하고자 연구 중이다. 특히 최근 가스 하이드레이트 생산, 이산화탄소 저장, 미생물을 이용한 지반개량, 지구물리탐사기법의 활용, 오일회수증진 기법, 지반구조물을 이용한 에너지 재활용 등에 대해 연구를 수행하고 있다.


트랙관련 교과목
전공필수 교과목
구분 2학년 3학년

재료역학I (홍정욱)
토질역학 및 실험I (권태혁)
환경과학 및 공학 (이우진)
교통공학개론 (여화수)

추천교과목(학부) - 구조/지반 트랙
전공 필수(4과목)를 제외한 총 11개의 전공 과목 중에서 각 트랙별 추천 교과목 중 최소 7개를 수강하고, 나머지 4과목은 타 트랙 전공에서 수강할 수 있도록 권장함.
구분 2학년 3학년 4학년

구조해석 (곽효경)
기초공학 (김동수)
철근콘크리트 재료 및 실험 (이행기)
지반동역학 (김동수)
 

가을

재료역학II (윤정방)
토질역학 및 실험II (이승래)
암반역학 (조계춘)
구조동역학 및 실험 (정형조)
철근콘크리트 구조설계 (김진근)
 
* 기타과목
2학년 봄 - 공간 및 구조물의 진화(김진근)
4학년 봄 - 구조공학개론 및 실험(손훈), 지반공학설계(조계춘)
4학년 가을 - 프리스트레스트 콘크리트(곽효경), 에너지지반공학(권태혁)