• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제23권5호
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• pp.5-13
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• 2022

본 연구에서는 국내 지진모의시험 수행 시 모래지반의 모사를 위해 국내에서 널리 이용되는 지반재료인 인공규사를 대상으로 상대밀도 차이에 따른 진동삼축시험을 수행하여 인공규사의 동적특성 및 액상화 저항특성을 실험적으로 분석하였다. 상대밀도 조건을 40%, 60%, 80%로 달리한 시험결과를 통해 상대밀도에 따른 액상화 저항특성을 확인하였으며, 액상화 진동저항응력비(Cyclic resistance stress ratio, CRR) 산정 곡선을 도시하였다. 또한, 액상화 진동저항응력비(CRR) 산정곡선의 타당성을 검토하기 위해 실내진동삼축시험에 사용된 규사로 이루어진 인공지반을 조성한 후, 간편예측법과 상세예측법을 통한 액상화 평가를 수행하여 각각의 안전율을 비교·검토하였다. 최종적으로, 상대밀도를 달리한 실험을 통해 인공규사의 동적물성을 파악하여 결과를 도출하였으며, 이 결과를 물성치로 적용한 상대밀도 40% 간편예측법은 안전율이 1로 안전한 지반으로 도출된 반면 상세예측법은 0.05작은 값으로 결과가 도출되었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권2C호
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• pp.95-103
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• 2008

탄성파 피에조콘 관입시험(Seismic piezocone penetration test, SCPTu)은 콘 관입 저항값과 간극수압 거동 특성 외에도 지반의 동적 특성을 측정할 수 있는 시험법이지만, 해상 조사의 경우 탄성파를 일으키는 발진(Source) 장치를 설치하기가 상당히 힘들기 때문에 SCPTu를 이용하여 해양 지반에 대한 동적 물성치를 파악하는데 어려움이 있다. 따라서 해양 지반의 동적 물성치 파악을 위하여 벤더 엘리먼트를 이용한 인홀형 탄성파 탐사콘(Inhole type CPTu)을 개발하였는데, 이는 콘 롯드(rod) 내부에 발진기(Source)와 수진기(Receiver)를 내재하고 있기 때문에 외부의 부가적인 발진기가 필요 없어 육상 뿐만 아니라 해상에서도 충분히 활용할 수 있다. 이번 연구에서는 인홀형 탄성파콘의 적용성을 분석하기 위해 카올리나이트를 활용한 실내 모형 토조실험을 수행하였는데, 카올리나이트 지반의 전단파 속도를 시간에 따라 측정하였고, 또한 발진부와 수진부 사이의 거리를 다양하게 바꿔가면서 발진기와 수진기가 설치될 때 발생하는 지반 교란의 영향을 검토하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제18권4호
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• pp.167-177
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• 2002

표준관입시험 시 항타로 인해 시추봉 두부에서 발생하는 응력파가 시추봉 선단과 접해 있는 지반에서 반사되어 돌아오는 동적신호를 분석함으로써, 시추봉 선단부에 인접한 지반의 임피던스(강성)에 관해 보다 상세한 정보를 얻고자 하는 시험방법이 시도되고 있다. 이 시험법의 실규모 시험에 선행하여 본 논문에서는 시추봉-지반시스템에 대한 동적유한요소해석을 통해 동적신호를 얻고, 이들 신호를 분석하여 추정한 지반의 임피던스와 탄성계수의 신뢰도를 평가함으로써 시험법의 적용성을 검토하고자 하였다. 또한 반사파의 특성에 영향을 미칠 수 있는 인자들에 대한 평가를 통해서 실규모 시험을 위한 참고자료를 제공하고자 하였다. 이러한 연구 결과, 시추봉과 지반의 접촉면에서 입사, 반사되는 파동의 진폭비($F_반F_입$)에 가장 심각하게 영향을 미치는 인자는 시추봉 선단과 접촉한 지반강성의 변화임을 알았으며, 이들 파동의 진폭비의 변화는 시추봉과 지반 간의 임피던스 비($\alpha$)의 변화와 밀접한 관련이 있는 것으로 나타났다. 이러한 결과로부터 SPT 동적신호를 분석하여 시추봉 선단과 직접 닿아 있는 지반에 대한 임피던스와 변형 계수를 추정하는 시험법의 적용 가능성이 있다는 결론을 얻었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제13권4호
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• pp.437-448
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• 2000

본 연구에서는 외부의 동하중에 의한 다층 지반-말뚝 상호작용계의 해석을 위한 동적 유한요소-경계요소 조합 주파수 응답해석 알고리즘을 개발하였다. 전체 상호작용계를 내부영역과 외부영역으로 나누고, 내부영역에 보요소를 도입하여 말뚝을 모형화 하고 평면변형률 요소로 모형화된 지반과 조합하였다. 말뚝머리 절점에 집중질량을 이용하여 상부구조물을 고려하므로써 전체 지반-말뚝 상호작용계의 내부영역을 형상화하였다. 외부영역에 동적 기본해를 이용한 경계요소 해석을 도입하고 유한요소로 구성된 내부영역과 조합하므로써 반무한체에 대한 방사조건을 만족시키고 내부의 복잡한 기하학적 성질과 다양한 물성의 고려가 가능한 수치해석 기법을 개발하였다. 개발된 지반-말뚝-구조물계의 상호작용 해석법에 대한 타당성을 알아보기 위해 다층반무한 지반에 근입되어진 말뚝에 조화하중을 가하여 동적 응답해석을 실시하고 기존의 연구결과 및 실험값과 비교 검증하였다. 또한 상호작용계의 주요 인자들의 변화를 통한 다양한 해석을 수행하므로써 다층 반무한 지반에 근입되어진 말뚝의 동적 특성을 고찰하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제18권1호
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• pp.91-99
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• 2002

본 연구에서는 변형률 수준별 실내진동시험 및 지진응답해석의 수행을 기초로 하는 새로운 액상화 평가법을 제안하였다. 제안된 평 가법에서는 비 배수조건 하에서 진동전단하중으로 야기된 과잉간극수압의 누적으로 액상화가 발생하는 점을 고려하여 진동하중을 받는 포화지반의 액상화 거동을 실내진동시험결과의 전단응력-전단변형률 이력곡선을 토대로 산정한 교란도와 소성 전단변형률 상각궤도의 변화로 정의하였으며, 이를 실지진 시간이력의 지반 내 거동변화와 연계시킴으로써 지진이 보유한 연속성 및 불규칙성을 합리적으로 고려하도록 하였다. 또한, 제안된 평가법에서는 진동하중의 변화에 관계없이 액상화 발생시 포화사절토의 동적특성은 일정하다는 일련의 연구사례를 토대로 내친 해석시 이용되는 전변형률 수준의 동적물성 획득시험만으로도 액상화 평가가 가능하도록 하였으며 정현하중의 크기를 달리한 진동삼축시험에서 산정된 액상화 발생시의 소성 전단변형률 상각궤도를 비교함으로써 이에 대한 검증연구를 수행하였다. 연구결과, 진동정현하중의 크기에 관계없이 액상화 발생시 지반의 동적특성 치가 유일한 값을 나타내었다 그러므로, 제안된 평가법은 변형률 수준별 실내진동시험을 통해 지반의 동적물성 획득과 액낭화 평가 수행이 가능할 뿐만 아니라, 지진응답해석을 통해 불규칙한 실지진 시간이력 전부를 고려하는 특징으로 육상화 평가결과의 신뢰성을 향상시킬 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제34권8호
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• pp.15-26
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• 2018

최근, 성능기반 내진설계법이 도입되면서 동적수치해석을 수행하여 지진에 대한 구조물의 실제 거동을 엄밀히 평가하는 것이 필요해지고 있다. 성능기반설계를 수행하려면 수치해석 모델링의 적용성을 검증하는 것이 매우 중요하다. 그러므로, 본 연구에서는 2차원 수치해석을 수행하여 말뚝지지 구조물의 동적 거동을 분석하고 수치모델링 기법과 입력변수값 산정방법을 제안하였다. 수치모델링의 적용성은 느슨한 사질토 지반에 설치된 무리말뚝의 동적 원심모형실험 결과와 비교하여 검증하였다. 본 수치모델링은 동적 지반 물성값, 지반-말뚝 상호작용, 경계조건, 무리말뚝과 구조물의 모델링 등 원심모형실험의 실제 조건을 반영하도록 모델링하였다. 그 결과, 수치해석에서 얻어진 결과는 지반 내 가속도 변화, 말뚝의 모멘트와 변위, 그리고 구조물의 변위와 가속도 결과를 잘 모사하였다. 그러므로, 본 수치모델링 기법과 입력변수 산정기법이 무리말뚝의 내진성능을 평가할 때 유용하게 적용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제10권2호
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• pp.85-96
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• 1994

공진주 실험기는 전단탄성계수, 영계수 및 감쇠비로 표현되는 지반의 동적물성치를 연구하기 위한 중요한 실내 실험법으로 널리 사용되어 왔다. 본 연구에서는 Stokoe식 공진주 실험기를 이용하여 전단 변형률 10-4%-10-1% 범위에서 대표적인 국내 노상토의 동적 물성치를 연구하였다. 전단탄성계수와 감쇠비는 한계변형률 Ix10-3%부근에서 부터 변형률의 영향을 받기 시작 하였다. 한계 변형률 이하에서 최대 전단탄성계수(Gmin)는 구속압 (Qc)에 따라 (Qc)0.61에 비례하여 증가하였고 최소감쇠 비(Dmin)는 1%-5.7% 범위에 분포하였다. 한계 변형률 이상에서 정규화 탄성계수 감소곡선은 Ramberg-Osgood식으로 잘 나타낼 수 있으며 Seed와 Idriss가 사질토 를 이용하여 얻은 감소곡선과 거의 일치하였다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제16권4호
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• pp.27-36
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• 2012

본 연구는 원심 모형 시험을 위한 동적 현장 지반의 모사 기법을 제안하였다. 현장지반 모사를 위해서 현장 지반의 층상 구조 및 전단파 속도 주상도에 대한 자료를 바탕으로 모형시료를 조성하고, 구속압 별 공진주 시험을 수행하였다. 그리고 공진주 시험을 통하여 지반의 특성계수와 구속압 영향계수를 구하고, 모형 지반의 전단파 속도를 예측하였다. 이를 현장의 전단파 속도 주상도와 비교하여 시료 조건을 결정하였다. 그리고 결정된 시료 조건을 바탕으로 원심모형시험 모델을 제작하고, 인-플라이트 상태에서 벤더 엘리먼트 시험을 수행하여 제안된 기법의 타당성을 검증하였다. 그리고 대형지진시험이 수행된 적이 있는 대만 화련의 현장 지반을 대상으로 축소 모델링 기법을 적용하였다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 1995년도 추계학술대회논문집; 한국종합전시장, 24 Nov. 1995
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• pp.104-110
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• 1995

지반과 구조물의 동적 상호작용은 건설분야에서의 중요한 현상으로, 특히 지반을 통해 인근구조물로 전달되는 진동은 구조물 자체의 구조적인 문제 뿐 아니라 그 속에 거주하는 사람이나 설비에 대한 안전성 또는 사용성에 나쁜 영향을 야기할 수 있다. 본 논문에서는 이러한 진동을 저감시키기 위해, 지반내에 정상적인 진동전파를 방해하는 구조물을 시공하여 진동 저감효과를 만들어 내는 방법을 연구하였다. 이러한 연구의 발상은 다음과 같다. 충진지반에서의 지반진동의 진폭을 해석하면서 진동의 크기가 기저암의 위치에 따라 큰 영향을 받는 것을 알았고 이로부터 지반내에 인위적인 층을 만들수 있다면 지반진동의 크기를 변화시킬 수 있지 않을까라는 생각에서 본 연구를 시작하였다. 또한 지반 내에서의 정상적인 진동의 전파를 방해하기 위한 차진 구조물을 만드는 방법은 연약지반의 강도중대 또는 차수의 목적으로 주로 사용하고 있는 그라우팅공법의 사용이 가능할 것이므로, 기존의 그라우팅현장에서 만들어진 지반의 물성치들을 사용하여 경계요소법에 의한 수치해석적 방법을 택하였다. 본 연구에서는 그라우팅공법의 시공성에 관한 것은 포함되지 않는다. 본 논문에서는 지반의 구조를 경사구조와 수평지반구조라는 두가지 특징적인 경우에 대해 검토하였다. 이중 경사진 기저암층을 가진 지반의 경우에는 기저암에서 진동의 비대칭적인 반사에 의해 수평기저암에서와는 달리 기저암의 한쪽에서 다른쪽에 비해 큰 진동이 발생한다. 그라우팅층의 효과를 검토하기 위한 연구의 순서는 일정주파수의 조화진동에 대해 먼저 여러 가지 크기의 그라우팅층과 함께 블록으로 볼 수 있는 크기의 그라우팅층에 대해 진동저감효과를 해석하였고, 이를 통해 보강층의 소요크기 및 최적위치를 구하였다. 사용된 물성치는 실제 지하철 건설현장에서 나타난 지반물성치 및 그라우팅후의 지반강도 및 전단파전파속도를 이용하였다. 또한 마지막에서 검토된 기차하중에 대한 효과를 알아보기 위해 사용된 기차운행에 의한 지반가속도도 역시 측정된 값을 사용하였다. 그러나 당시의 기차운행속도가 낮아 정상적인 운행에서는 더 큰 값이 나올 것으로 판단되었으나 측정된 값을 그대로 사용하였다.

• 한국지진공학회:학술대회논문집
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• 한국지진공학회 1997년도 추계 학술발표회 논문집 Proceedings of EESK Conference-Fall 1997
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• pp.101-108
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• 1997

A pair of piezoelectric transducers was developed for geotechnical site characterization in rock materials. SH-wave measurement capability of the transducers can provide a more complete characterization. The performance of the transducers was tested at a limestone site.