• 한국지반공학회논문집
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• 제18권4호
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• pp.329-337
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• 2002

최근까지 지반의 액상화 저항강도를 산정하기 위한 실내시험의 대부분은 실지진하중을 재하하기보다는 Seed와 Idriss(1975)가 제안한 등가전단응력 개념에 기초하여 지진이 발생시키는 최대전단응력의 65%를 최대진폭으로 한 정현하중을 반복재하시켜왔다. 이러한 정현하중이 정확하게 실제 지반에 작용하는 불규칙한 지진력을 모사하고 있다고 볼 수 없으나, 시험상의 편의성으로 인해 현재까지도 이용이 빈번한 실정이다. 본 연구에서는 실제 지진하중 하에서 포화 사질토의 거동변화를 규명하고자 정현하중이 아닌 불규칙한 지진하중을 이용한 실험적 연구를 수행하였다. 다양한 지진규모의 실지진 시간이력을 진동하중으로 작용시킨 진동삼축시험을 통해 지진규모 및 지속시간의 변화에 따른 포화사질토의 동적 특성을 실험적으로 규명하고 기존의 등가전단응력 개념에 기초한 액상화 저항강도와 비교분석하였다. 또한, 중약진 지진대로 구분되는 국내 실정을 고려하여 다양한 지진규모에 적용가능한 수정계수를 제시하고 이를 기존의 연구결과와 비교분석하였다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제11권2호
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• pp.81-94
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• 2007

지진시 발생하는 지반 액상화 현상은 지진피해예측시 가장 중용하게 평가해야 하는 항목으로 실내에서 액상화 현상을 시뮬레이션하는 경우, 불규칙성의 지진을 제어하기 어려운 이유로 등가반복형태의 정현파 또는 쐐기파를 이용하는 것이 통상적이었다. 그러나, 90년대 이후 컴퓨터의 발달과 함께한 신호처리 및 제어기술의 급속한 발전은 동역학분야에서의 실험연구에 큰 도움을 주었으며 지반진동분야의 경우, 진동대 및 원심모형기와 같은 대형지진모의시험에서 실지진하중을 이용한 연구사례들이 증가되고 있는 실정이다. 국내에서도 실지진하중재하가 가능한 요소시험결과에 대한 연구사례가 발표되는 등 이에 관한 연구가 활발하게 진행되고 있으며 특히, 실지진하중 시험결과로부터 실지진하중하에서의 과잉간극수압의 변화가 정현하중시험에서의 결과와 큰 차이를 보이고 있다는 분석결과가 발표되어 현재까지 지반동역학분야에서 지진하중의 불규칙성을 크게 고려하지 않았던 통상적 가정사항들이 문제점으로 대두되어 관심을 집중시키고 있다. 본 연구에서는 등가의 정현파 및 쐐기파와 증가형태의 쐐기파, 그리고 실지진파 등 다양한 진동하중을 재하할 수 있는 삼축압축시험기를 이용하여 기존의 유효응력개념에서 사용하는 과잉간극수압관련 매개변수인 소성일, 전단소성 변형률 상각궤도, 그리고 액상화 상태전환선의 기울기를 비교분석하였으며 하중변화에 따른 토립자의 변형과 간극수압의 변화를 상세분석하였다. 연구결과, 토립자의 변형, 간극수의 동적흐름, 동적흐름 속도수두의 압력수두로의 전환, 그리고 과잉간극수압의 증가로 표현되는 새로운 개념의 액상화 발생이론을 제안하였으며 그 타당성 검토를 위해 과잉간극수압과 동적흐름의 압력수두(흐름속도의 제곱값)와의 상관관계를 비교하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제39권6호
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• pp.811-819
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• 2019

2016년 경주지진과 2017년 포항지진이 발생한 이후, 우리나라 내진설계에 있어서 다양한 실내진동시험의 수행이 증가하고 있으나, 액상화 평가나 수치해석의 입력파라미터를 산정하기 위한 실내진동시험에서는 이전부터 사용해 오던 정현하중의 이용이 계속되고 있다. 그러나, 최근 정현하중으로는 지진하중으로 야기되는 지반 내 과잉간극수압의 거동을 정확하게 모사하기 어렵다는 연구결과가 발표되며 정현하중을 대신하여 동하중의 개발에 대한 논의가 주목을 받기 시작하였다. 이 연구에서는 이러한 문제를 해결하고자 조합형 정현하중을 제안하고 주문진 표준사를 대상으로 한 진동전단실험과 진동삼축압축시험을 통해 그 적용성을 검토하였으며 추가로 진동대시험과 유효응력해석모델에 기초한 수치해석을 통해 그 타당성을 검토하였다. 검토 결과, 제안된 조합형 정현하중이 정현하중보다 실지진하중 하에서의 포화지반 내 과잉간극수압의 거동변화를 잘 모사할 수 있음을 발견하였다.

• 한국지진공학회:학술대회논문집
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• 한국지진공학회 2003년도 춘계 학술발표회논문집
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• pp.442-448
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• 2003

최근 장대교량의 건설이 증가하고 지진에 대한 관심이 고조되면서 교략의 내진설계와 면진설계가 교량설계의 주요항목으로 자리잡게 되었다. 특히 최근 ILM교량과 같은 다경간 장대교의 경우 지진시 교량의 상부구조와 하부구조를 격리시켜 주기를 변화시키는 LRB를 이용한 면진설계가 주로 이루어지고 있다. 그러나 아직까지 국내에는 Mt5의 거동과 기본성능에 대한 실험데이터가 절대적으로 부족하며, 따라서 그 특성을 엄밀히 검증하지 못한 채 고속도로 및 국도상의 교량에 LRB를 다수 사용하고 있는 현실이다. 본 연구에서는 실교량에 사용될 LRB에 대하여 기본성능 중의 하나인 피로마모시험을 수행함으로써 온도하중과 같은 반복하중에 대한 LRB의 피로거동을 모사하고 피로시험 전.후의 기본성능의 변화를 파악하였다. 이러한 LRB의 기본성능에 대한 실험온 LRB의 성능에 대한 검증과 함께 LRB의 거동에 대한 불확실성을 줄일 수 있는 기본 자료로 축적할 수 있으며, 현재 한국도로공사 도로교통기술원에서 마련중인 지진격리장치(LRB) 성능시험기준(안)의 정립에 기초 자료로참고하고자 한다.

• 지질공학
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• 제32권4호
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• pp.535-545
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• 2022

내진설계에서 지반의 안정성을 향상시키기 위해서는 지진하중을 받는 지반의 동적거동을 이해하는 것이 필수적이다. 따라서 지반의 동적거동을 이해하는데 진동대 시험은 중요한 실험 중 하나이다. 이러한 진동대 시험에서 가장 중요한 인자 중 하나인 경계조건에 대한 영향성을 확인하고자 하였다. 본 연구의 목적은 지진하중에 의한 모형사면의 위치별 경계조건의 영향성을 확인하고자 한다. 연성토조(laminar shear box, LSB)안에 모형사면을 제작하여 위치에 따라 경계조건의 영향을 확인하였다. 토조 벽면으로부터 100, 50, 25 cm 지점에 각각의 모형사면을 조성하여 동일한 크기의 정현파 지진하중을 입력하였다. 그 결과, 모형사면에 대한 진동대 실험 시 25 cm 지점에 위치한 경우는 경계조건의 영향을 크게 받아 가속도가 증폭하는 모습을 확인할 수 있었으며 50~100 cm 지점에 위치한 경우 경계조건의 영향이 감소하여 적합한 위치로 판단되었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제28권3호
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• pp.91-99
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• 2024

배관시스템은 다양한 산업 분야에서 이용되는 중요한 설비이며 생활 및 안전과 관련된 영역에서 사용되고 있다. 배관시스템은 건축물 및 시설의 주요 구조부에 고정되어 있으나 외부 하중을 지지하지 않으며 주어진 고유기능을 수행하는 비구조요소이다. 지진하중으로 인한 배관시스템은 두 지지점 사이의 서로 다른 거동으로 발생하는 위상차로 인한 상대 변위의 영향을 받으며 변위 지배적인 반복거동 때문에 손상이 발생할 가능성이 있다. 배관시스템에서 피팅과 조인트는 지진하중에 취약한 대표적인 요소이다. 배관시스템의 피팅과 조인트에 대한 내진성능과 한계상태를 평가하고자 한다면 상대변위를 모사하기 위한 높은 스트로크를 가지는 엑츄에이터가 필요하나 실험을 수행할 수 있는 설비가 많지 않아 어려움이 있다. 따라서 피팅과 조인트로 연결된 배관시스템의 내진성능과 한계상태를 평가하기 위해서는 요소 단위의 실험이 필요하다. 이 연구에서는 수직배관시스템에서 지진하중에 취약한 요소인 피팅과 조인트를 포함하는 엘보 시험체에 대하여 내진성능을 평가하는 방법을 제시하였다. 엘보 시험체는 90° 배관 엘보의 양단에 직관부를 유동식 그루브 조인트를 이용하여 연결하였다. 엘보 시험체에 대하여 변형각에 기반을 둔 주기하중 프로토콜을 이용하여 내진성능을 평가하였다. 평가된 내진성능에 대한 여유도를 확인하기 위하여 일정한 진폭에 대한 주기하중을 적용하여 한계상태를 평가하였다.

• 한국지진공학회:학술대회논문집
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• 한국지진공학회 2001년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.128-135
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• 2001

본 논문에서는 지반-구조물 상호작용계의 입력하중과 강성에 관련된 물성값들을 구조물에서 계측된 지진응답만을 사용하여 효과적으로 추정할 수 있는 새로운 방법을 제안하였는데, 제안된 방법은 비지계수 추정을 위한 목적함수가 입력하중에 독립적이기 때문에 구조물에서 계측된 지진응답만으로 미지계수의 추정이 가능하도록 되어있다. 본 연구에서 제안된 방법의 검증은 국제공동 연구의 일환으로 최근 대만의 화련에 건설된 대형지진시험 구조물에서 계측된 지진 응답을 사용하여 수행하였다. 추정된 입력하중과 지반과 구조물의 강성에 관련된 물성값들을 사용하여 계산된 지진응답의 계측치와 매우 잘 일치하여, 추정결과의 타당성을 검증할 수 있었다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 1994년도 춘계학술대회논문집; 영남대학교, 20 May 1994
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• pp.116-121
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• 1994

지금까지 대형 구조물에 널리 사용되고 있는 Base Isolator는 특히, 지진하중에 대하여 상부 구조물의 지반분리(base isolation)을 이용한 지진제어를 목적으로 하기 때문에 Seismic Isolator라 한다. 일반적으로 면진베어링에는 LRB(Laminated Rubber Bearing) 방식과 R-FBI(resilient-friction base isolator) 방식으로 크게 나눌 수 있다. LRB 방식은 가장 널리 사용되는 면진베어링으로써 방진고무를 주된 재료로 하고 수직강성을 보강하기 위하여 steel plate를 조합하여 제작하며, 초기강성 및 에너지 소산능력을 증가시키기 위하여 단면중앙에 납(lead plug)를 삽입하기도 한다. R-FBI 방식은 방진고무 적층판 내부에 미끄럼판을 가지고 있으므로 LRB 방식에 비하여 더 큰 수평변위를 발생시킬 수 있다. 이번에 설계 제작한 면진베어링은 LNG 저장탱크의 Seismic Isolation을 목적으로 적용대상의 사양에 맞추어 설계 제작하고 성능평가 시험을 수행하여 LNG 저장탱크, 원자로, 대형 건축물등 지진으로부터 보호되어야 하는 대형구조물의 방진재로 적용할 수 있는가를 평가하고자 한다. 본 논문에서는 제작된 면진베어링의 설계를 검증하고 방진고무(HDR)재료의 물리적 특성시험, 축소모델에 의한 정적, 동적시험을 통하여 시험방법을 소개하고 이러한 시험결과를 기초로 하여 면진베어리의 성능을 평가하였으며, 면진베어링의 온도변화, 외부 수직하중의 변화등에 따른 특성변화와 LNG 저장탱크와 면진베어링의 체결방법에 따른 시험으로 체결방법을 검증하였으며, 대상물의 사양에 적합한가를 고찰하였다.

• 터널과지하공간
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• 제28권6호
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• pp.635-650
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• 2018

최근 국내에 발생된 지진으로 인해 더 이상 한반도가 지진으로부터 안전지대가 아니라는 것이 많은 사람들에게 각인되었다. 경주와 포항에서 발생된 지진은 그 동안 국내에서 내진설계에 기준으로 고려한 지진의 특성과 상이하게 나타났고, 그에 따른 내진설계 방법에 대한 연구 또한 많은 연구자들에 의해 수행되어 지고 있다. 이러한 지진하중에 대한 고려는 주로 기존 상부 구조물에 초점이 맞춰져 있으며, 그에 따른 연구 또한 활발히 이루어지고 있는 실정이다. 하지만, 지반의 구조적 안정성을 확보하기 위해 시공된 네일, 록볼트, 그라운드 앵커 등과 같은 지중구조물에 대한 지진하중으로부터의 구조적 안정성에 대한 고려는 많이 이루어지지 않고 있는 실정이다. 본 연구에서는 풍화암에 정착된 그라운드 앵커에 대해 정하중이 작용할 때와 지진하중이 앵커에 미치는 영향을 분석하였다. 정하중에 의한 영향은 현장 인장시험 결과로, 지진하중 영향은 수치해석을 통해 파악하였다. 그 결과, 앵커에 긴장력 도입으로 인한 반력판의 침하가 발생하는 것으로 나타났으며, 그로 인한 앵커의 축력 감소가 발생하였다. 또한 지진하중에 의해 앵커 정착부의 변위가 증가하였으며, 정착부 길이가 길수록 장주기 지진에 의한 영향이 큰 것으로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제13권3호통권55호
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• pp.217-224
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• 2009

지진으로부터 구조물의 안전을 확보하기 위하여 많은 공학자들의 연구가 계속되고 있다. 본 연구에서는 납의 이력특성을 이용하여 지진하중을 감소시키는 LRB(lead rubber bearing)의 감쇠능력에 대한 실험적 연구를 수행하였다. 납 플러그의 면적비를 주요변수로 설계한 2종류 12개의 시험체를 제작하여 변위제어시험을 시행하였다. 감쇠비 결정을 위한 이력감쇠곡선을 얻기 위하여 2개의 시험체가 한 쌍을 이루도록 배치하고 3회 반복이력시험을 수행하였다. 실험결과로부터 본 연구에서의 납 플러그 면적비가 큰 LRB는 지진시 구조물의 지진하중을 감소시키는데 충분한 감쇠비를 보유하고 있음을 알 수 있었다.