• 한국지반공학회논문집
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• 제27권12호
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• pp.27-37
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• 2011

강한 지진 발생 시 뒤채움내의 과잉간극수압의 증가에 의해 지반이 액상화 되었을 때, 주변의 액상화 지반보다 작은 단위중량을 가진 지중 매설구조물은 부상하는 현상이 발생한다. 뒤채움에서의 과잉간극수압의 증가와 지중 매설 구조물 부상량의 관계를 설명하기 위해 동적 원심모형 실험을 수행되었다. 본 연구에서는, 매설구조물의 부상현상에 영향을 미치는 요인으로써 직접요인과 간접요인이 실험에 고려되었다. 이러한 요인들 중에, 과잉간극수압비의 증가에 영향을 주는 중요한 요인은 직접요인으로써의 지하수위, 뒤채움의 상대밀도, 그리고 입력 지진가속도의 크기이다. 그리고 이 요인들은 지중 매설구조물의 부상량에도 크게 영향을 주는 것으로 나타났다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제28권4호
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• pp.202-211
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• 2016

본 연구는 해상풍력지지구조물로 적용되는 석션기초의 지진하중에 대한 동적거동 분석을 목적으로 하였다. 이를 위하여 동적원심모형실험을 수행하였다. 석션기초의 스커트길이는 외력에 대한 지지거동에 중요한 역할을 한다. 스커트길이/석션기초외경 비가 0.5, 0.75, 1의 3가지 석션기초 모형이 조밀한 모래지반에 설치된 경우에 대하여 동적원심모형실험 결과를 제시하였다. 실험결과로 스커트길이에 따른 석션기초에서의 가속도증폭특성, 잔류침하량, 잔류회전각을 비교하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제20권8호
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• pp.135-145
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• 2004

본 연구에서는 화강풍화토 지반상 unpropped diaphragm wall의 거동을 연구하기 위하여 과재하중의 이격거리를 변화시키면서 원심모형실험을 수행하였다. 원심모형실험시 지반굴착은 흙과 동일한 밀도로 혼합된 zinc chloride 용액이 배수되도록 밸브를 조작하여 실시하였으며, 굴착에 따라 발생하는 지반의 변형과 벽체의 변위 및 휨모멘트를 측정하였다. 수치해석은 대부분의 지반공학 문제에 적용할 수 있는 FLAC 프로그램을 이용하였다. 수치해석에서 모형지반은 Mohr-Coulomb 모델, diaphragm wall은 탄성모델을 사용하여 2차원 평면변형률 조건으로 해석을 수행하였다. 모형실험 결과 파괴면의 직선적인 형태로 파괴면내의 배면측 지반은 벽체를 향하여 하향의 변위를 일으키면서 벽체의 회전에 의해 파괴되었으며, 파괴면의 각도는 67∼74$^{\circ}$정도로 이론적인 파괴면의 각도보다 크게 평가되었다. 실험 및 해석 결과 지반의 최대침하량이 발생하는 위치는 잘 일치하였으며, 깊이에 따른 벽체변위는 선형적인 관계를 나타내었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권1호
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• pp.5-19
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• 2003

본 연구에서는 인접 성토로 인하여 측방유동이 발생하는 연약한 점성토 지반에 시공된 교대말뚝기초를 원심모형실험으로 재현하여 지반조건과 성토지반의 시공속도에 따른 교대말뚝기초의 거동특성을 분석하였다. 이를 위해 지반조건과 성토지반 시공속도를 교대말뚝기초의 측방유동에 가장 중요한 영향을 미치는 변수로 선정하여 총 6 종류의 원심모형실험을 실시하였다. 본 실험에서 지반조건은 점성토 지반의 두께와 지층단면에 따라 세 가지 종류로 구분하였으며 성토하중 재하조건은 한계성토고까지 단계적으로 재하하는 방법(1m/30일, 1m/15일)과 한계성토고에 해당하는 하중을 급속재하 하는 방법으로 나누어 고려하였다. 그 결과 동일한 조건하에서 측방유동을 받는 교대말뚝기초의 비배수 단기거동과 장기거동을 파악하기 위해 성토하중 재하단계와 성토 후 압밀이 약 80% 진행된 단계에서의 지반-말뚝 거동특성을 비교ㆍ 분석하였다. 본 연구 결과, 편차 성토하중으로 인해 연약지반상 교대말뚝기초에 발생하는 측방유동압은 단계별 성토하중 재하시 사다리꼴 분포형태와 유사하였으며 이때 발생하는 최대 측방유동압($P_{max}$)과 편차 성토하중($\gamma$ H)의 비($\alpha$)는 비배수 상태인 단기거동시에는 0.75, 압밀이 약 80% 진행된 장기거동시에는 0.35 정도로 나타남을 알 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제35권2호
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• pp.5-17
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• 2019

철도하중 및 지진하중 재하 시 궤도지지말뚝 구조의 동적 거동 평가를 위해 동적원심모형 실험을 수행하였다. 실험의 변수는 연약지반의 깊이와 성토체의 높이로 결정하였으며, 총 4가지 경우에 대해 실험을 수행하였다. 연약지반 깊이는 실제 연약지반층에 고속철도를 부설한 호남고속철도의 익산-정읍 구간의 시추주상도를 분석하여 결정하였으며, 성토체의 높이는 일반적인 고속철도의 성토체 높이 범위의 하한 값과 상한 값으로 결정하였다. 실험 결과, 연약지반 깊이 대비 성토체 높이 비율이 높을 수록 말뚝에 작용하는 최대 휨모멘트 값이 크게 평가되었다. 또한, 실험조건 내에서 부설되는 궤도지지말뚝 구조는 단주기 지진파에 대해서는 국내 내진설계 기준의 최대 지진하중인 0.22g에 대해서까지 안전한 것으로 확인되었다. 그러나, 장주기 지진파에 대해서는 재현주기 2400년 지진인 0.22g로 가진시 말뚝의 균열 모멘트가 초과되었다. 일련의 실험결과를 바탕으로, 본 논문에 기술된 연약지반 깊이와 성토체 높이 범위 내에서 궤도지지말뚝 일반 단면에 대한 연약지반 대비 성토체 높이 비율 기준을 제시하였다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제34권5호
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• pp.529-545
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• 2023

The coupled soil-pile-structure seismic response is recently in the spotlight of researchers because of its extensive applications in the different fields of engineering such as bridges, offshore platforms, wind turbines, and buildings. In this paper, a simple analytical model is developed to evaluate the dynamic performance of seismically isolated bridges considering triple interactions of soil, piles, and bridges simultaneously. Novel expressions are proposed to present the dynamic behavior of pile groups in inhomogeneous soils with various shear modulus along with depth. Both cohesive and cohesionless soil deposits can be simulated by this analytical model with a generalized function of varied shear modulus along the soil depth belonging to an inhomogeneous stratum. The methodology is discussed in detail and validated by rigorous dynamic solution of 3D continuum modeling, and time history analysis of centrifuge tests. The proposed analytical model accuracy is guaranteed by the acceptable agreement between the experimental/numerical and analytical results. A comparison of the proposed linear model results with nonlinear centrifuge tests showed that during moderate (frequent) earthquakes the relative differences in responses of the superstructure and the pile cap can be ignored. However, during strong excitations, the response calculated in the linear time history analysis is always lower than the real conditions with the nonlinear behavior of the soil-pile-bridge system. The current simple and efficient method provides the accuracy and the least computational costs in comparison to the full three-dimensional analyses.

• Geomechanics and Engineering
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• 제15권3호
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• pp.851-859
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• 2018

There are two primary causes of the ground movement due to tunnelling in urban areas; firstly the lost ground and secondly the groundwater depression during construction. The groundwater depression was usually not considered as a cause of settlement in previous research works. The main purpose of this study is to analyze the combined effect of these two phenomena on the transverse settlement trough. Centrifuge model tests and numerical analysis were primarily selected as the methodology. The characteristics of settlement trough were analyzed by performing centrifuge model tests where acceleration reached up to 80g condition. Two different types of tunnel models of 180 mm diameter were prepared in order to match the prototype of a large tunnel of 14.4 m diameter. A volume loss model was made to simulate the excavation procedure at different volume loss and a drainage tunnel model was made to simulate the reduction in pore pressure distribution. Numerical analysis was performed using FLAC 2D program in order to analyze the effects of various groundwater depression values on the settlement trough. Unconfined fluid flow condition was selected to develop the phreatic surface and groundwater level on the surface. The settlement troughs obtained in the results were investigated according to the combined effect of excavation and groundwater depression. Subsequently, a new curve is suggested to consider elastic settlement in the modified Gaussian curve. The results show that the effects of groundwater depression are considerable as the settlement trough gets deeper and wider compared to the trough obtained only due to excavation. The relationships of maximum settlement and infection point with the reduced pore pressure at tunnel centerline are also suggested.

• 한국지반공학회논문집
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• 제26권3호
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• pp.13-23
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• 2010

본 연구에서는 초연약지반의 장비진입을 위해 토목섬유와 모래를 포설하는 표층보강공법의 지지력 평가를 목적으로 50g 중력수준의 원심모형실험을 수행하였다. 연약지반의 비배수 전단강도를 3.1~11.7kPa로 조성하고, 토목섬유와 모래를 설치한 모형지반에 장비하중을 모사한 기초모형을 하중재하장치에 연결하여 지지력 실험을 수행하였다. 원심 이론적 제안식과 수치해석을 수행하여 비교하였다. 실험결과 지반강도의 증가에 따라 지지력이 증가하는 하중-침하 관계를 획득하였으며, 관입 또는 국부전단의 파괴경향을 관찰하였다. 작은 비배수 전단강도의 지반에서는 침하의 거동이 장비 주행성 평가의 중요한 인자인데 반하여 큰 비배수 전단강도의 지반에서는 지지력이 지배적 비배수 전단강도에 따른 지지력과 침하량의 회귀분석식을 산정하여 장비의 주행성 확보를 위해 지지력을 평가할 수 있는 방안을 제안하였다. 수치해석 결과, 실험결과와 유사한 하중-침하 관계를 얻을 수 있었다.

• 산업기술연구
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• 제21권B호
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• pp.205-212
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• 2001

This paper is experimental and numerical research about the sliding behavior of cantilever retaining walls resisting surcharge loads. In experimental research, centrifuge model tests at the lg and 40 g-level were performed by changing the location of model footing and its width. Bearing capacity of model footing and characteristics of load-settlement and load-lateral displacement of retaining wall were investigated. Test results of bearing capacity were compared with modified jarquio method, based on the limit equilibrium method with elasticity theory. For the numerical analysis, the commericially available program of FLAC was used by implementing the hyperbolic constitutive relationships to compare with test result about load-settlement and load-displacement of retaining wall, bearing capacity of strip footing.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제9권4호
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• pp.45-54
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• 1993

본 논문에서는 원심모형실험을 통하여 보강재의 재질 특성에 따른 보강토옹벽의 거동을 연구 하였다. 이 연구에서 전면판은 가요성 알루미늄판을 사용하였으며, 보강재는 알루미늄 호일 스트립 (aluminum foil strip)과 비직물 폴리에스터 시트(non-woven polyester sheet)를 이용하였다. 실험결과, 알루미늄 호일보다 폴리에스터 시트를 이용한 모델옹벽이 더 높은 응력에서 지지 되었으며, 전면판의 수평변위는 높이 0.6H인 지점에서 최대치를 나타내었다. 한편, 본 연구결과를 이용하여 전면판의 위치에 따른 수평변위산정을 위한 계수관계도를 제안하였다.