• 한국지진공학회논문집
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• 제4권4호
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• pp.15-26
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• 2000

지진파 전파로 인한 매설관에 작용하는 지진하중은 지진특성 및 지반조건에 따른 지반변형률로부터 산정되어야 한다. 그러나. 기존에 사용되고 있는 경험적인 방법에 의해 계산된 지반변형률 모형은 지진 및 지반의 지역적 특수성을 고려할 수 없는 문제점을 내포하고 있다. 따라서, 본 연구에서는 이러한 문제점을 개선하기 위하여 지진특성 및 지반조선을 반영할 수 있는 수정된 지반변형률 모형을 제안하고 개발된 모형을 매설관로의 지진해석에 지진하중으로 적용하였다. 여기서, 지반변형률을 예측하기 위한 지진판 전파속도는 지반조건을 고려할 수 있도록 파 에너지분포에 근거한 분산곡선을 제안하여 산정하였다. 이러한 과정을 통해 얻어진 지반변형률 산정방법에 타당성을 파악하기 위해 예측한 지반변형률과 과거 지진으로 실측된 지반변형률을 비교하였다. 타당성이 입증된 지반변형률 모형을 매설관의 하중으로 적용하여 지진해석을 실시하였으며, 계산결과는 범용 유한요소해석을 통한 동해석 및 응답변위법에 의한 결과와 비교하였다. 이를 통해 지반 변형률 모형을 적용한 매설관 지진해석의 타당성을 검증하였다. 또한, 지진 및 지반환경이 다른 다양한 관의 특성을 반영하기 위해, 지진 지반 및 관의 영향 인자에 대해 매개변수 해석에 실시되었으며, 이로써 본 연구의 활용성을 검토하였다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제6권2호
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• pp.51-61
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• 2002

본 연구에서는 액상화-종방향 영구지반변형에 대한 지중매설관로의 거동특성을 해석하기 위하여 수치해석 알고리즘을 개발하였다. 기존의 연구결과가 간략한 해석식의 제안을 중심으로 진행되어 왔으며 영구지반변형의 형상과 폭에 따라 해석방법이 달라지는 단점을 가지고 있었던 것을 고려한다면, 개발된 수치해석 기법은 다양한 영구지반변형의 형상과 폭을 단일한 알고리즘 내에서 처리할 수 있다는 특징을 가지고 있다. 이를 위해 본 연구에서는 연속관 형태의 지중매설관로와 주변지반을 보요소와 등가지반강성으로 표현되는 탄-소성 지반 스프링을 이용하여 모형화하였으며, 지진발생시 실측된 지반변형에 기초하여 영구지반변형의 형상을 5가지의 대표적인 형태로 이상화하여 고려하였다. 국내 계기지진피해사례의 부족으로 인하여 영구지반변형의 크기와 지반변형의 폭은 기존의 연구결과를 참조하여 설정하였으며, 국내에서 사용되는 일반적인 강관을 대상으로 지반변형의 형상과 크기 및 폭, 매설관로의 관경, 관두께 등을 변화시켜 가면서 다양한 수치해석을 수행하였다. 수치해석 결과, 종방향 영구지반변형에 대한 매설관로의 거동에 미치는 주요 인자들의 영향정도를 평가할 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제16권3호
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• pp.39-46
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• 2000

본 논문에서는 배수재가 설치된 구역과 설치되지 않은 구역으로 구성된 Olga-C 시험성토지반의 변형률속도 의존적인 압밀거동을 서술하였다. 배수재가 설치된 지반이 압밀거동에 대한 변형률속도의 영향을 해석하기 위하여 응력-변형률-변형률 속도의 관계식(v-$\varepsilon$v- v)을 이용한 축대칭 비선형 점소성 모델을 제안하였다. 제안된 모델은 실험실과 현장의 변형률속도 차이뿐만 아니라 간극수압의 소산과 생성의 복합적인 압밀과정을 고려할 수 있다. 연직 및 반경방향의 배수효과에 의해 배수재가 설치된 지반(Zone B)에서 유발되는 변형률 속도는 배수재가 설치되지 않은 연약지반 (Zone A)의 변형률 속도보다 크다. 유발된 변형률 속도의 영향으로 Zone B의 선행압밀하중도 Zone A에서 유발되는 선행압밀하중보다 크다. Olga-C 지역의 Zone A 에서는 응력완화효과가 유발되지만, Zone B에서는 응력완화효과가 유발 되지 않았다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2001년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.207-214
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• 2001

응력-변형률 관계의 모델링에 있어서 creep, stress relaxation, strain rate effect 등의 묘사는 중요한 지반거동중의 하나인 시간 의존적 거동에 대한 simulation은 있어서 대단히 중요한 요소라 할 수 있다. 특히 지반은 변형률 속도에 대하여 때로는 매우 다른 거동 특성을 보이기 때문에 지반의 모델링에 있어서 변형율 속도를 고려한 구성방정식의 제시는 큰 비중을 차지한다 하겠다. 본 연구에서는 변형율에 따라 변화하는 지반의 거동특성을 보다 현실에 가갈게 묘사하기 위한 시간 의존적 구성모델을 제시하는데 있다. Bounding Surface Model의 Stress Invariant 부분을 Perzyna(1966)와 Adachi and Oka(1982)의 변형율 속도 의존적인 구성관계 이론을 이용하여 발전시켰다 제안된 구성모델은 다양한 변형율 속도에 적용에 있어서 기존의 방식보다 간단히 모델 정수들을 결정 할 수 있다. 지반거동의 수치적인 해석을 위하여 기존의 Bounding Surface Model에 사용되었던 Program Code를 발전 시켜 사용하였으며, 엄격히 시행된 실내시험의 결과와 비교/검증하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제11권9호
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• pp.27-38
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• 2010

모형실험과 유한요소법에 의한 수치해석을 통하여 측방변형지반 속에 설치된 매설관에 작용하는 측방토압을 관찰하였다. 모형실험에서는 모형지반 속에 매설관을 설치한 후 모형지반에 측방변형이 발생될 수 있게 모형실험기를 제작하여 실제 지반에서의 상황을 시뮬레이션하였다. 이 모형실험기는 지반의 변형속도를 여러 가지로 조절할 수 있게 제작하였다. 여러 가지 직경과 형상의 매설관에 대하여 실험을 실시함으로써 이들 요인이 측방토압에 미치는 영향을 조사하였다. 모형실험결과 연약지반의 측방유동으로 인하여 매설관에 작용하는 측방하중은 연약지반의 측방변형속도가 빠를수록 크게 작용하였다. 순간재하 조건에 의한 수치해석 결과는 지반변형속도가 중간 정도 빠르기인 0.3mm/min에서 1.0mm/min 사이의 지반변형속도의 조건에서 실시한 모형실험 결과와 유사하였다. 대부분의 모형실험결과 지반변형량이 작은 시점에서 측방하중의 제1항복이 발생하며 이때까지 탄성변형거동을 보이다가 제2항복에 이르기까지 하중이 한 동안 수렴되는 소성거동을 보였다. 지반변형이 계속하여 증가하면 측방하중도 다시 증가하여 압축거동을 보였다. 그러나 빠른 지반변형속도에서의 실험 결과에서는 항복하중에 도달한 후 수렴과정이 없이 계속하여 하중이 증가하였음을 볼 수 있다. 매설관의 직경이 클수록 측방유동 연약지반 속에 설치된 매설관에 작용하는 측방하중의 크기와 하중증가 속도가 컸으며 초기지반변형에서는 측방하중이 매설관의 직경 및 형상의 영향을 적게 받지만 지반변형량이 증가함에 따라 그 영향이 크게 나타났다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제10권7호
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• pp.159-165
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• 2009

변형률 쐐기모델은 지반의 변형과 말뚝의 복합적인 상호거동을 반영하는 효과적인 횡방향 지지력 산정방법이며, 국내에서도 근래에 들어 실무에서 그 적용성이 점차 증가하고 있다. 특히 다층지반에서의 변형률 쐐기모델은 아직까지 국내에서 검증된 바가 없어, 다층지반에서 횡방향 하중을 받는 말뚝의 거동을 변형률 쐐기모델로 이해하기 위해서는 충분한 연구가 필요하다. 이에 본 연구에서는 다층 지반에서도 변형률 쐐기모델이 지반과 말뚝의 복합거동을 모사할 수 있는 유효한 모델인지 확인하기 위하여 모형실험과 수치해석기법으로 그 적용성을 확인해 보았다. 모형말뚝을 이용하여 직접 횡방향 하중을 재하시킴으로써 말뚝의 거동특성을 평가하고, 주면 마찰저항력의 크기로 지반의 변형률을 평가하여 지반의 수동쐐기를 도출하면서 지층의 강성에 따른 수동쐐기의 상태변화를 확인함으로써 다층지반에서의 적용성을 확인하였다. 아울러 수치해석 기법을 이용하여 모형실험을 검증함으로써 모형실험의 신뢰성을 검증하여 변형률 쐐기모델의 적용성을 검증하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2000년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.327-334
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• 2000

응력-변형률 관계의 모델링에 있어서 creep, stress relaxation, strain rate effect 등의 묘사는 중요한 지반거동중의 하나인 시간 의존적 거동의 simulation은 있어서 대단히 중요한 요소라 할 수 있다. 특히 지반은 변형률 속도에 대하여 때로는 매우 다른 거동 특성을 보이기 때문에 지반의 모델링에 있어서 변형율 속도를 고려한 구성방정식의 제시는 큰 비중을 차지한다 하겠다. 본 연구에서는 변형율에 따라 변화하는 지반의 거동특성을 보다 현실에 가깝게 묘사하기 위한 구성모델을 제시하였다. 이를 위하여 Bounding Surface Model의 점탄소성 부분을 Perzyna(1966)와 Adachi and Oka(1982)의 구성방정식 이론을 이용하여 발전시켰다. 제안된 구성모델은 기존의 모델에 비하여 다양한 변형율 속도에 적용할 수 있는 모델 정수를 비교적 간단히 결정할 수 있다는 장점이 있으며, 변형율 속도의 영향뿐 아니라 creep, stress relaxation등의 현상도 잘 simulation 할 수 있다. 본 모델은 후에 엄격히 실시되는 실내시험을 통하여 검증될 예정이다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권5C호
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• pp.183-190
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• 2009

지반재료의 응력-변형률 관계는 다양한 변형률에서 비선형적인 거동을 나타내며 지반 또는 지반구조물의 변형 및 응력예측에 필요하다. 또한 유한요소해석과 같은 수치해석을 위해서는 지반재료의 비선형 특성에 대해 보다 많은 연구가 필요하다. 이에 본 연구에서는 시멘트와 플라이애시(비회)로 혼합 강화된 입상지반재료를 대상으로 일축압축시험을 실시하였고, 시험결과에 기초하여 파괴전 비선형 거동을 재현할 수 있는 다양한 응력-변형률 예측모델의 적용성을 평가하기 위하여 정규화된 비선형 응력-변형률 관계를 일반적으로 사용되는 쌍곡선 및 대수, 지수 등과 같은 모형에 적용하여 강화된 입상지반재료의 파괴전 거동을 평가하였다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제7권3호
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• pp.31-40
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• 2008

탄소성구성방정식을 적용한 유한요소법을 이용하여 흙막이벽의 변형형상에 따른 배면지반의 변형거동을 예측하였다. 굴착배면 지반의 변형형상은 흙막이벽 부근에서는 흙막이벽 변형형상과 유사하게 나타나지만 흙막이벽으로부터 멀어질수록 켄틸레버 형상으로 변한다. 그리고 흙막이벽의 상부변형을 억제시키면 배면지반의 변형(침하량, 측방이동량)을 감소시킬 수 있다. 또한, 굴착에 따른 흙막이벽의 변형형상은 굴착배면지반의 소성파괴영역 및 안전율 저하영역에 영향을 미치는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제8권1호
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• pp.29-40
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• 1992

평면변형률 상태의 흙구조물에 대한 모형실험을 해석할 때 매우 중요한 것 중의 하나는 지반의 변형을 정도 높게 관찰하는 것이다. 본 논문에서는 모형토조 측벽의 투명한 아크릴판 위 에 부착된 고무 멤브레인 위의 절점들을 일정한 시간 간격으로 사진 촬영함으로써, 각 절점의 변위를 구하고, 그 변위를 이용하여 지반의 변형을 해석하는 방법에 대해 기술했다. 요소의 변형률 계산에는 1차의 4절점 등매개 변수 요소를 사용했다.