• 한국지반공학회지:지반
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• 제9권2호
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• pp.5-14
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• 1993

화강풍화토는 한국에서 대부분을 차지하고 있는 대표적인 토질이다. 본 연구는 화강풍화토의 동역학적 특성치와 침하특성을 실험적으로 연구함으로써 화강풍화토에 기초를 둔 구조물의 동역학적 해석에 기여하고자 한다. 입도가 서로 다른 두종류의 화강풍화토를 상대밀도 80~90% 범위의 공시체를 성형하여 진동 삼축압축시험을 실시하였다. 시험을 통하여 전단탄성계수와 감쇠계수를 시료의 상대밀도와 구속응력을 달리하여 구하고 이를 전단 변형률의 크기에 따라 표시하였다. 대표적인 결과로서, 전단탄성계수는 화강풍화토를 구성하는 입도분포에 따라 구속응력, 시료의 상대밀도 및 전단변형률과 관련하여 큰 변화를 나타내었다. 모래성분이 많은 화강풍화토의 동적특성치는 Seed와 Idriss에 의하여 정리된 모래의 값 보다 다소 큰 값이 측정되었다. 또한 잘다져진 화강풍화토에 대하여 진동하중에 의한 잔류침하는 거의 일어나지 않았다.

• 터널과지하공간
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• 제25권3호
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• pp.255-263
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• 2015

화약발파는 광업 및 토목 분야에서 암반굴착을 위한 도구로 많이 사용되는 유용한 방법이지만 주변 환경에 대해서는 종종 위해 요인으로 작용한다. 발파 설계자는 피해를 방지하고 효율을 높일 수 있는 적정 설계를 도출하기 위해 노력하며, 설계 단계에서는 시험 발파나 수치해석적 방법을 이용하여 설계의 적정성 평가를 하는 것이 일반적이다. 수치해석적 방법에서 발파와 같은 동적 하중과 그에 대한 암반의 응답 거동에 영향을 주는 많은 변수들이 입력 자료로 설정되어야 하지만, 신뢰성 있는 물성을 획득하기 어려운 설계 단계에서 입력자료를 어떻게 설정할 것인가, 결과를 어떻게 해석하고 설계에 반영할 것인가는 여전히 어려운 문제로 남아 있다. 본 논문은 화약발파를 이용하여 터널과 같은 지하공동을 굴착할 때 암석의 역학적 특성과 관련된 입력 변수들이 해석 결과에 미치는 영향 정도를 정량적으로 평가함으로써 입력 자료에 대한 중요도를 이해하고 설정지침에 도움을 제공하기 위한 목적으로 작성되었다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제26권1호
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• pp.33-40
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• 2014

극한 해양 환경하중을 고려한 해상풍력터빈 지지구조물에 대한 신뢰성 해석을 수행하였다. 신뢰성 해석을 위한 한계상태함수는 mud-line에서 지지구조물의 동적응답으로 정의되며, 동적응답은 정적응답과 동적응답계수의 곱으로 정의된다. 동적응답계수는 설계조건에서의 동적 시간이력응답을 분석하여 구할 수 있다. 허브(Hub) 위치에 작용하는 추력은 GH_Bladed를 사용하여 계산하였으며, 정적하중으로 적용하였다. 동적응답계수는 대수정규분포, 지반물성 중 내부마찰각은 상한과 하한이 결정된 베타분포이며, 그 외 설계변수는 정규분포 확률변수로 취급되었다. mud-line 에서의 동적응답을 통해 정의된 한계상태함수에 따라 일계신뢰도법(First order reliability method, FORM)을 사용하여 해상풍력터빈 지지구조물의 신뢰도지수를 산정하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권1호
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• pp.39-49
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• 2007

본 연구의 목적은 수치해석을 이용한 정량적 민감도분석으로부터 지진하중을 받는 CFRD 정상부 침하량 변화의 주 영향인자를 찾고, 주 영향인자 변화에 따른 침하량의 변화양상을 고찰하고, 이로부터 지진하중을 받는 CFRD 정상부 침하량을 근사적으로 추정하는 방법을 제안하는 데 있다. 대형삼축압축시험으로부터 얻어진 사력재료 물성을 통계 분석하여 사력재료 물성 통계특성값을 산정하고, 산정된 통계특성값을 이용하여 작성된 27개 해석단면에 대해 해석조건을 달리한(2개 지진파, 각 지진파별 2가지 가속도 크기) 총 108개 CFRD 해석단면에 대한 동적수치해석을 수행, 그 결과를 이용한 정량적 민감도분석을 수행하였다. 민감도분석 결과, 지진하중 작용 시 CFRD 정상부 침하량은 입력 물성 중 전적으로 사력재료의 전단탄성계수에 의존하는 것으로 나타났고 점착력과 마찰각의 영향은 미미하였다. 민감도분석 결과와 전단탄성계수 변화에 따른CFRD 동적해석 결과로부터, 사력재료의 전단탄성계수와 간단한 댐 정보를 이용하여 지진하중 작용시 CFRD 정상부 침하량을 근사적으로 추정하는 방법을 제안하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제16권1호
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• pp.157-165
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• 2000

본 연구에서는 선철의 제조과정에서 부산물로 발생되는 수경성 입도조정 고로 슬래그(이하HMS-25라 함)의 철도 노반재로서의 적용성 및 성능평가 검토를 하였다. 실험은 기본물성 측정을 위한실내시험, 일축압축강도시험 및 정ㆍ동적 특성분석을 위한 모형토조실험 및 공진주/비틂 전단시험을 실시하였다. HMS-25의 일축압축강도시험 결과, 수경성에 의한 강도 증진 효과를 확인하였다. 토조시헌에서는 HMS-25를 이용하여 조성한 노반이 흙노반에 비해 지지력 및 침하량측면에서 효과적인 것으로 나타났다. 공진주/비틂전단시험에서는 전단탄성계수는 구속압의 0.5 제곱으로 증가하였으며, 재령에 따라 증가하는 경향을 보였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2008년도 추계 학술발표회
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• pp.860-868
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• 2008

Seismic safety analysis of rockfill dams are consist of the stability analysis as an simplifed method and the dynamic analysis as an detailed method. When high risk dams such as Multi-purpose dams were often applied detailed method by dynamic analysis, dynamic properties of dam materials such as shear modulus are considered as most important factor. Dynamic material properties such as shear modulus had to be investigated by cyclic triaxial test et al. during design and construction stage but these were not conducted because of the condition of domestic seismic design technique. MASW and SASW methods had been applied as a non destructive method to investigate dynamic material properties of existing rockfill dam, has no problems in dam safety at present. These methods were usually performed under the assumptions that the subsurface can be described horizontally homogeneous and isotropic layers. Recent studies(Marwin, 1993, Kim, 2001) showed that surface waves generated through inclined structures have different characteristics from those through a horizontally homogeneous layered model. further Kim et al(2005) and Min and Kim(2006) showed that central core type rockfill dam overestimated the shear wave velocities as increasing the depth through the 3D numerical modelling dut to the effect of outer rockfill and geometrical reasons In this study the results of shear wave velocities of seven rockfill dams form comprehensive facility review, was carried out from 2003 to 2007, were collected and analysed to establish the shear wave velocity distribution characteristics in increasing confining stress in rockfill dams and surface wave velocity ranges in rockfill dam through MASW and the limitation in application are discussed to be utilized as an reference value for dynamic analysis.

• 대한토목학회논문집
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• 제43권4호
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• pp.469-476
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• 2023

반복하중이나 동적하중에 대한 지반의 소성모델은 지반구조물의 비선형 수치해석에 매우 중요하다. 단일 항복면 모델은 반복하중에 대해 선형적 거동을 보이는 반면, 개발된 탄성영역이 없는 J₂-경계면 소성모델은 동일한 물성치로 효과적으로 지반의 비선형성을 모사할 수 있다. 경계면 내부 항복면의 반경을 0으로 수렴시켜 탄성영역이 사라지도록 수식화하고, 소성경화 계수과 팽창률을 이용하여 소성변형 증분을 정의하였다. 개발된 모델의 응력-변형률 증분식을 제시하고, 쌍곡선 모델에 대한 소성경화 계수를 유도하였다. 삼축압축조건과 얕은기초의 반복하중에 대한 비교해석은 개발된 모델의 안정적인 수렴성, 이론식과의 일치성, 그리고 이력경로을 보여 주었다. 또한, 수정된 쌍곡선함수에 대한 소성경화 계수를 제시하여, 1차원 등가선형모델에 부합하는 모델변수 산정법을 제안하여 지반의 다차원 거동을 모델링할 수 있도록 하였다.

• 한국음향학회지
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• 제35권4호
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• pp.261-271
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• 2016

지반에 인입된 파일에 대한 거동 해석은 지반의 비선형 거동 특성으로 인해 일반적으로 유한요소에 기반한 수치적인 방법을 주로 이용한다. 그러나 수치 해석은 파일-지반 모델링 및 연산에 많은 노력과 시간을 요구하므로 파일의 제원과 지반 물성치가 확정되지 않은 초기 설계 단계에서는 활용에 많은 한계를 갖는다. 반면, 지반을 선형화한 이론해석의 경우 수치 해석에 비해 모델이 단순하고 연산 시간이 매우 짧으므로, 해석의 신뢰성이 확보된다면 지반-지지구조의 거동 특성을 초기에 예측하는데 유용할 것이다. 본 연구에서 대상으로 하는 풍력발전기의 경우, 초기 설계 단계에서 풍력터빈의 고유진동수 예측을 위한 동적 거동 해석이 요구되며, 이 때 지반에 인입된 풍력터빈의 지지구조는 탄성경계조건으로 단순화하여 동적 거동 해석에 반영할 수 있다. 이를 위해, 본 논문에서는 풍력터빈 지지구조의 선단부 탄성 계수를 도출하고자 지반에 인입된 파일에 대한 파일-지반 연성해석을 수행하였다. 해석 시 지반의 변형은 탄성범위 이내에 있다고 단순화하여 지반에 인입된 파일을 탄성지지된 보로 모델링하였다. 탄성지지보 모델을 이용해 파일 선단에 수평 하중 또는 모멘트가 작용할 때 발생하는 파일의 횡변형을 구하고, 이로부터 영향계수를 도출하였다. 풍력터빈의 지지구조에 대한 해석 예로써, 모노파일과 석션파일에 대해 파일 선단의 영향계수를 구하고, 이를 문헌의 결과와 비교함으로써 해석 결과의 신뢰도를 검증하였다. 또한 이 두 파일의 깊이에 따른 변형 및 선단부의 스프링 상수를 비교하여 지지구조의 강성 측면에서 모노파일과 석션파일의 특성을 살펴보았다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제20권6호
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• pp.1061-1071
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• 2018

초대형 지하구조물인 해저터널은 평상시는 물론 지진 시에도 안정성을 확보하여야 한다. 특히 해저터널의 지진 시 주위 지반과의 상대적인 강성, 변위 차이에 의하여 다양한 지진 응답거동이 유발되므로 그 거동 특성을 예측하기가 쉽지 않다. 본 연구의 목적은 주위 지반과 물성이 다른 단층대를 통과하는 가상해저터널의 지진 시 동적 거동특성 파악이며, 이를 위하여 3차원 내진해석의 결과를 토대로 실내시험을 통해 단층대를 통과하는 해저터널의 동적 응답거동을 파악하였다. 이 때, 해저터널은 내진성능 향상을 위하여 가동세그먼트(Flexible Segment)가 적용된 형태를 고려하였다. 추후, 다양한 조건에서의 해석 및 시험을 통하여 검증된 결과를 획득하고 이를 바탕으로 다양한 지반의 3차원 내진해석을 통한 D/B 구축이 가능할 것으로 판단된다. 본 연구에서는 3차원 내진해석의 결과를 검증하기 위하여 1 g 진동대 시험(1 g Shaking table test)을 수행하였다. 축소 모형시험의 상사율(1:100)을 고려하여 아크릴로 모형을 제작하고 3가지 Case의 시험을 수행하였다. 입력 지진파는 장, 단주기 지진특성을 모두 가진 인공지진파를 터널 진행방향과 직교하는 수평방향으로 가진 하였으며 단층대를 모델링하였다. 수치해석시 단층대를 모사하기 위하여 단층대의 탄성계수는 터널 주위 각 해당지반의 탄성계수의 1/5에 해당하는 값으로 가정하여 적용하였다. 그 결과 단층대의 물성이 증가함에 따라 가속도 감소를 확인할 수 있었으며 진동대 시험결과도 3차원해석결과와 동일한 경향을 나타냄을 확인하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제25권12호
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• pp.87-105
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• 2009

정규화 전단탄성계수 감소곡선(G/$G_{max}-\log\gamma$)과 감쇠비 곡선(D-$\log\gamma$)으로 표현되는 비선형 동적 변형특성은 현장 전단파속도 주상도와 함께 필댐의 동적 내진해석시 중요한 입력 물성치로 사용된다. 본 논문에서는 필댐 심벽부와 사력부 각각에 대하여 합리적이고 경제적인 비선형 동적 변형특성 산정 방법을 제시하였다. 심벽부의 경우, 기존 여러 연구 결과로부터 심벽부 구성 재료의 조건을 만족하는 정규화 전단탄성계수 감소곡선 111개, 감쇠비 곡선 98개를 확보하여 3개의 구속응력 영역(0~100kPa, 100kPa~200kPa, 200kPa 초과)에 대한 대표 곡선 및 범위를 제안하였고, 2종의 기존 댐 심벽부 시료에 대한 공진주 시험 결과와 비교하여 신뢰성을 확인하였다. 사력부의 경우, 자갈 등 입자가 큰 사석 재료에 대해 대형 시험장비를 이용하여 시험을 수행한 국외 연구 결과로 부터 정규화 전단탄성계수 감소곡선 135개, 감쇠비 곡선 65개를 획득하였다. 정규화 전단탄성계수 감소곡선은 3개의 구속응력 영역(50kPa 이하, 50kPa~100kPa, 100kPa 초과)에 대해 대표 곡선을 제안하였고, 감쇠비 곡선은 구속응력에 관계없이 하나의 대표 곡선으로 제안하였다. 또한 현재 시공중인 B댐의 사석 재료에 대한 결과와 비교하여 대표 곡선 및 범위에 대한 신뢰성을 검증하였다.