alt


김 성 희
Distinguished Faculty Scholar
College of Engineering
University of Georgia(UGA)
(kims@uga.edu)

                      


지반 공학은 토질 역학 및 암반 역학의 원리를 사용하여 토질 및 암반재료의 물리적 화학적 특성을 결정하여, 지반 구조물의 안정성 평가, 해석 및 설계하는 학문이다. 우리나라에서는 주로 기초, 사면안정, 연약지반, 터널, 암반, 및 불포화지반과 같은 분야가 지반공학의 주분야로 인식된다.


교통지반이라는 용어는 우리나라에서 다소 생소하게 느껴질수 있는 지반공학의 한 분야이다. 사실, 교통지반은, 지반공학과 도로공학 사이에서 그 경계가 모호하다. 교통지반은 도로의 하부구조와 포장기초(pavement foundation)를 연구하는 분야이기 때문에, 혹자는 지반공학이 아닌 도로공학의 일부로 여기기도 한다. 그러나 필자의 견해로, 교통지반은 Terzaghi, Peck, and Mesri(1996)가  이미 설명했듯이, 토질역학을 토대로 토질 재료의 물리적, 화학적 특성 및 거동을 연구하는 지반공학의 한 분야로 보는 것이 마땅하다고 생각하며, 이를 뒷받침하듯 미국에서는 Transportation Geotechnic이라는 명칭과 함께 지반공학의 연장선 임을 명시한다. 최근들어 한국에서 빈번히 발생하고 있는 도로함몰현상(싱크홀이라고도 불려짐)은 교통지반의 한 파손 형태이며, 이를 계기로 교통지반에 대한 관심이 대두되었으며, 현재까지 이를 예측 방지하기 위한 연구가 활발하다.


미국 조지아주 Athens에 위치한 The University of Georgia(UGA) 교통지반 연구팀은 이러한 교통지반 및 지반신소재 관련연구를  조지아 도로 교통국(Georgia Department of Transportation)과 함께 전문적으로 수행해 왔다. UGA 교통지반 연구팀은 도로하부구조에서 골재 및 흙의 물리적(physical), 그리고 형태학적(morphological) 특성이 설계탄성계수(resilient modulus)와 영구변형(permanent deformation)에 어떠한 영향을 미치는지 검토하였고, 반복하중 삼축시험(repeated load triaxial test)과 입상재료의 이미지 분석을 통해 설계 탄성계수의 데이터베이스를 구축하였다. 이렇게 구축된 데이터베이스는 현재 조지아 도로 교통국에서 도로설계시 사용되어지고 있다. 


alt

         

이 뿐만 아니라, UGA 교통지반 연구팀은 Geogrid와 Geotextile과 같은 지반신소재가 교통지반에 사용되어질 경우 어떠한 효과가 있는지를, 조지아 도로 교통국, Tensar International, Royal Tencate, 그리고 조지아 주 내의 타 대학교(Georgia Tech) 등과의 공동연구를 통하여 밝혀냈으며, 이를 위해 대규모 실험 장비를 설계 구축하였다(사진 2 참조). 이 연구를 통하여, 지반 신소재의 효과와 이용가치, 건설시 고려할 설계 요소 및 흙의 종류와 다짐 상태에 따른 지반신소재의 종류와 타설위치등을 연구 발표한바 있다.


alt

         

최근에는 도로함몰 현상을 사전에 방지하고 교통지반의 품질을 유지관리하기 위하여 Ground Penetrating Radar (GPR)을 이용한 노상토의 다짐상태와 함수비를 예측하는 시스템을 구축하였으며, 연속적인 모니터링을 통한 데이터 축적과 Machine Learning을 이용한 모델을 개발하여 실제 현장 탐사에 응용하고 있다 (사진 3 참조).

        

alt

         

연구활동 이외에도, 2019년 7월 지반공학회 북미 발전위원회의 첫번째 공식모임을 주관하여 미국내 지반공학 관련 연구자들간의 교류 및 한국지반공학회와의 교류 증진을 위해 힘쓰고 있다(사진 4).

        

alt

         

Life in Athens, Georgia

        

Georgia 주 Athens에 위치한 University of Georgia는 1785년에 설립되었으며 총 17개의 단과 대학으로 구성된 미국 최초의 공립대학교이자 조지아 주를 대표하는 flagship 대학교이다. U.S. News and Worlds Reports 2019년도판에서 조지아 대학교 학부과정을 전미국 대학교중 46위, 그리고 전미국 공립대학교중에서 12위로 랭크할 만큼 그 명성과 역사를 자랑하고 있다. UGA가 위치한 Athens시는 애틀란타에서 북동쪽으로 약 1시간 떨어진 도시로서, 고풍스러운 문화와 아름다운 자연, 그리고 남부를 대표하는 라이브 음악과 수제맥주를 즐길수 있는 대학도시이다. Athens는 한인타운 밀집지역과 자동차로 약 1시간 떨어져 있으며, 한국과 유사한 4계절 및 저렴한 주택 생활비, 그리고 미국내 편리한 한인상권의 밀집으로 인해 한인인구가 빠르게 성장하고 있다. 


Athens에서 1시간 거리에 위치한 애틀란타에는 세계에서 가장 큰 수족관인 Georgia Aquarium, 1950년대와 1960년대의 미국 시민 운동을 알리는 인권센터, 코카콜라 음료의 역사와 다양한 맛을 선보이는 코카콜라 박물관, CNN 본사, 영화세트장, 그리고 863피트 높이의 화강암이 보이는 스톤 마운틴 공원등 다양한 볼거리를 찾을 수 있다. 인근 해변으로 Myrtle Beach, Tybee Island, Panama City Beach, Destin, Hilton Head Island, 그리고 Jekyll Island와 같은 바다가 위치해 있어 수상 스포츠, 골프, 바다 낚시, 돌고래 투어, 그리고 다양한 볼거리들을 즐길수 있다(사진 5).

        

alt

         


저자소개     

김성희 교수는 1999년 인하대학교 토목공학과를 졸업 후, 2000년 미국 조지아  공대(Georgia Tech)에서 지반공학으로 석사학위, 2004년 Texas A&M University에서 토질역학을 도로 하부구조연구에 적용한 논문으로 공학박사학위를 취득하였다. 졸업후 지반설계회사와 공항 설계회사에서 3년간 실무경험을 쌓은 뒤, 2007년 조지아주 소재 Southern Polytechnic State University(현 Kennesaw State University)에서 조교수 및 부교수를 거쳐Georgia Pavement and Traffic Research Center 와 Center for Georgia Aggregate Researches를 설립하여 초대 센터장을 역임하였다. 김성희 교수는 2015년 Southern Polytechnic State University에서 최고의 영예인 Outstanding Faculty Award를 수상하였다. 2016년 1월 University of Georgia에서 종신교수이자 부교수로 부임한 이래, 2017년 ASCE 회원 중 3%만 보유한 권위있는 영예인 Fellow 회원자격을 부여 받았고, 2018년 Geosynthetics Institute(GSI) 으로부터 Fellowship, 그리고 2019년 University of Georgia 공과대학 에서 수여하는 Distinguished Faculty Scholar 의 영예를 안았다. 현재, 김성희 교수는 한국지반공학회 북미발전위원회에서 회장을 맡고 있다.         


SNS제목