• 한국측량학회지
• /
• 제9권1호
• /
• pp.17-25
• /
• 1991

토목 구조물의 시공을 위해서는 기초굴착이 필수적이며 변형으로 인한 재해의 위험이 있으므로 주기적인 변형측정이 필요하다. 기존의 굴착측면에 대한 현장계측은 상대변위 밖에 얻을 수 없고 표면 측정이 불가능하므로 이러한 난점을 해결할 수 있는 방법의 개발이 절실하다. 본 연구에서는 대상물로부터 독립적으로 단 시간내에 다량의 측점에 대해 절대변형량의 도출이 가능한 지상사진 측량을 굴착현장에 적용하기 위하여 동일점 촬영기법을 개발, 실내실험을 통해 해석 가능성을 제시하고 현장에 적용, 기간별 절대변형량을 산출하였다. 동일 촬영점 기법을 실내실험에 적용한 결과 해석인 가능하였으며, 인접 사진과의 중복도를 보다 크게하여 해석한다면 다른 기법보다 신속하게 양호한 성과를 얻을 수 있음을 알 수 있었다. 이 기법을 실제 굴착측면에 적용한 결과 기대 정확도 범위내에서 일관성있는 3차원 변형량을 도출할 수 있었으며 보다 신속 정확한 기준점 측량방법을 개발한다면 효율적으로 변형량을 얻을 수 있을 것이다.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제20권1호
• /
• pp.35-42
• /
• 2019

현재 각종 개발사업으로 절토 비탈면은 토지이용에 따라 불가피하게 증가되고 있는 추세에 있으며, 다양한 관리 주체에 의해 운영되고 있는 탐방로 비탈면은 오랜 풍화로 인해 노후화되고 있는 현실이다. 비탈면의 붕괴는 그 불확실성과 발생시점에 대한 예측 불가능으로 불가피한 재산 및 인명피해가 발생하고 있는 상황이다. 이러한 불가피성을 극복하기 위해 미국, 일본, 유럽 등지에서는 사면상부 암괴가 경사면을 따라 이동하는 현상에 대해서 현장시험과 이에 대한 컴퓨터 해석프로그램을 통하여 암괴 이동에 따른 운동에너지와 이동거리 등을 분석하고 있다. 그러나 국내의 연구는 기존의 프로그램을 활용하여 단편적인 낙석거동을 예측하는 데 그치고 있으며 국내 상황에 적합한 해석방법이나 매개변수의 결정에 대한 접근이 매우 제한적인 것이 사실이다. 따라서 본 연구에서는 낙석의 거동 원리를 파악하고 다양한 매개변수의 영향을 평가하기 위해 낙석의 유형과 적용되는 인자를 정의하고 범용 낙석 시뮬레이션 프로그램을 이용하여 매개변수의 영향을 분석하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
• /
• 제77권4호
• /
• pp.441-461
• /
• 2021

Reinforced concrete (RC) columns are crucial in building structures and they are of higher vulnerability to terrorist threat than any other structural elements. Thus it is of great interest and necessity to achieve a comprehensive understanding of the possible responses of RC columns when exposed to high intensive blast loads. The primary objective of this study is to derive analytical formulas to assess vulnerability of RC columns using an advanced numerical modelling approach. This investigation is necessary as the effect of blast loads would be minimal to the RC structure if the explosive charge is located at the safe standoff distance from the main columns in the building and therefore minimizes the chance of disastrous collapse of the RC columns. In the current research, finite element model is developed for RC columns using LS-DYNA program that includes a comprehensive discussion of the material models, element formulation, boundary condition and loading methods. Numerical model is validated to aid in the study of RC column testing against the explosion field test results. Residual capacity of RC column is selected as damage criteria. Intensive investigations using Arbitrary Lagrangian Eulerian (ALE) methodology are then implemented to evaluate the influence of scaled distance, column dimension, concrete and steel reinforcement properties and axial load index on the vulnerability of RC columns. The generated empirical formulae can be used by the designers to predict a damage degree of new column design when consider explosive loads. With an extensive knowledge on the vulnerability assessment of RC structures under blast explosion, advancement to the convention design of structural elements can be achieved to improve the column survivability, while reducing the lethality of explosive attack and in turn providing a safer environment for the public.

• Structural Engineering and Mechanics
• /
• 제83권2호
• /
• pp.153-166
• /
• 2022

Structural pounding due to strong seismic excitations can result in severe damage or even collapse of colliding structures. Many researchers focused on studying the mutual pounding between two adjacent structures while very few researches were concerned with the pounding of a series of structures. This paper aims to study the pounding effect on a series of four buildings having different natural frequencies. The paper also investigates the effect of different arrangements of the four buildings on their pounding response. For this, a mathematical model was constructed using Matlab code where, pounding was modeled using a contact force-based approach. A Non-Linear viscoelastic (Hertzdamp) contact element was used and activated only during the approach period of collision. The mathematical model was validated by comparing its prediction versus experimental results on three adjacent buildings. Then the model was used to study the pounding between four adjacent structures arranged in different sequences according to their natural frequencies. The results revealed that increasing the gap distance generally led to decrease the peak responses of the towers. Such response is somehow different from that predicted earlier by the authors for the case of three adjacent buildings. Moreover, the arrangement of towers has a significant effect on their pounding response. Significant difference between the natural frequencies of adjacent structures increases the pounding forces especially when the more flexible buildings are located at the outer edge of the series. The study points out the need for further researches on buildings in series to gain a better understanding of such complex phenomena.

• Geomechanics and Engineering
• /
• 제27권6호
• /
• pp.551-560
• /
• 2021

Due to the low strength and high compressibility characteristics, the loess deposits tunnels are prone to large deformations and collapse. An accurate stability evaluation for loess deposits is of considerable significance in deformation control and safety work during tunnel construction. 37 groups of representative data based on real loess deposits cases were adopted to establish the stability evaluation model for the tunnel project in Yan'an, China. Physical and mechanical indices, including water content, cohesion, internal friction angle, elastic modulus, and poisson ratio are selected as index system on the stability level of loess. The data set is randomly divided into 80% as the training set and 20% as the test set. Firstly, principal component analysis (PCA) is used to convert the five index system to three linearly independent principal components X1, X2 and X3. Then, the principal components were used as input vectors for probabilistic neural network (PNN) to map the nonlinear relationship between the index system and stability level of loess. Furthermore, Leave-One-Out cross validation was applied for the training set to find the suitable smoothing factor. At last, the established model with the target smoothing factor 0.04 was applied for the test set, and a 100% prediction accuracy rate was obtained. This intelligent classification method for loess deposits can be easily conducted, which has wide potential applications in evaluating loess deposits.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
• /
• 제27권10호
• /
• pp.123-130
• /
• 2022

본 논문은 건설현장의 콘크리트 붕괴사고를 사전에 예방하기 위한 조치 중 하나로 감수율에 따른 콘크리트강도 저하에 영향을 미치는 일일 시간대별 변화와 온도의 변화를 시계열데이터로 축적된 기상청 자료를 기반으로 분석했다. 감수율 발생 구간의 예측을 확인할 신뢰성 있는 모델로 규칙적이고 명확한 시계열데이터 모델에 적합한 SARIMA모델을 통하여 p_value는 0.5 이하, coef는 일방향으로 나타나는 등 검증 항목들이 신뢰성 확보에 유의미한 결과를 얻었다. 이러한 신뢰를 바탕으로 확보한 데이터를 이용하여 시간대별 온도변화와 구간별 감수율을 분석한 결과 7~8월, 12~13시, 29~31℃ 구간이 가장 큰 감수율을 나타냄을 알 수 있다. 연구 결과를 이용하여 연구 결과 구간의 요인이 발생하면 배치플랜트에서 물-시멘트 배합설계 시 감수율을 반영한 레미콘을 생산하여 감수율에 따른 콘크리트 압축강도 저하를 예방할 수 있을 것으로 기대된다.

• Earthquakes and Structures
• /
• 제26권4호
• /
• pp.311-326
• /
• 2024

Transmission tower structures are particularly susceptible to damage and even collapse under strong seismic ground motions. Conventional seismic analyses of transmission towers are usually performed by considering only ground motion uncertainty while ignoring structural uncertainty; consequently, the performance evaluation and failure prediction may be inaccurate. In this context, the present study numerically investigates the seismic responses and failure mechanism of transmission towers by considering multiple sources of uncertainty. To this end, an existing transmission tower is chosen, and the corresponding three-dimensional finite element model is created in ABAQUS software. Sensitivity analysis is carried out to identify the relative importance of the uncertain parameters in the seismic responses of transmission towers. The numerical results indicate that the impacts of the structural damping ratio, elastic modulus and yield strength on the seismic responses of the transmission tower are relatively large. Subsequently, a set of 20 uncertainty models are established based on random samples of various parameter combinations generated by the Latin hypercube sampling (LHS) method. An uncertainty analysis is performed for these uncertainty models to clarify the impacts of uncertain structural factors on the seismic responses and failure mechanism (ultimate bearing capacity and failure path). The numerical results show that structural uncertainty has a significant influence on the seismic responses and failure mechanism of transmission towers; different possible failure paths exist for the uncertainty models, whereas only one exists for the deterministic model, and the ultimate bearing capacity of transmission towers is more sensitive to the variation in material parameters than that in geometrical parameters. This research is expected to provide an in-depth understanding of the influence of structural uncertainty on the seismic demand assessment of transmission towers.

• Steel and Composite Structures
• /
• 제50권5호
• /
• pp.515-529
• /
• 2024

Cold-formed steel (CFS) is a popular choice for construction due to its low cost, durability, sustainability, resistance to high environmental and seismic pressures, and ease of installation. The beam-column connections in residential and medium-rise structures are formed using self-drilling screws that connect two CFS channel sections and a gusset plate. In order to increase the moment capacity of these CFS screwed beam-column connections, stiffeners are often placed on the web area of each single channel. However, there is limited literature on studying the effects of stiffeners on the moment capacity of CFS screwed beam-column connections. Hence, this paper proposes a new test approach for determining the moment capacity of CFS screwed beam-column couplings. This study describes an experimental test programme consisting of eight novel experimental tests. The effect of stiffeners, beam thickness, and gusset plate thickness on the structural behaviour of CFS screwed beam-column connections is investigated. Besides, nonlinear elasto-plastic finite element (FE) models were developed and validated against experimental test data. It found that there was reasonable agreement in terms of moment capacity and failure mode prediction. From the experimental and numerical investigation, it found that the increase in gusset plate or beam thickness and the use of stiffeners have no significant effect on the structural behaviour, moment capacity, or rotational capacity of joints exhibiting the same collapse behaviour; however, the capacity or energy absorption capacities have increased in joints whose failure behaviour varies with increasing thickness or using stiffeners. Besides, the thickness change has little impact on the initial stiffness.

• 대한원격탐사학회지
• /
• 제34권6_2호
• /
• pp.1165-1178
• /
• 2018

남극 빙붕의 붕괴 및 흐름속도의 변화는 빙상에 대한 지지력을 약화시킬 수 있어 해수면 상승에 잠재적인 원인이 될 수 있다. 이 연구에서는 2016년 4월 대규모 붕괴가 발생한 동남극 난센 빙붕에 대해 Landsat-7 Enhanced Thematic Mapper Plus(ETM+) 및 Landsat-8 Operational Land Imager(OLI) 영상을 이용하여 2000년부터 2017년까지의 연간 흐름속도 변화를 분석하였다. 흐름속도 산출을 위해 Landsat의 청색, 녹색, 적색, 근적외선, 전정색 및 첫 번째 주성분 영상 등 총 6개 영상에 orientation correlation 기법을 적용하고, 각각의 변위 산출 결과를 융합하는 다중분광 영상정합 기법을 사용하였다. Landsat 다중분광 영상정합은 난센 빙붕에서 전정색 단일 밴드 영상정합을 사용하는 경우보다 최소 14% 더 넓은 영역에 대해 신뢰할 수 있는 흐름속도를 산출하였고, Global Positioning System(GPS)로 관측된 흐름속도와 비교한 결과 ${\pm}2.1m\;a^{-1}$의 매우 작은 오차를 가지는 것으로 분석되었다. 난센 빙붕에서 2000-2017년 사이에 가장 급격한 흐름속도 증가를 나타낸 곳은 Drygalski 빙하설과 인접한 영역이었으며, 빙붕의 중앙 유선을 따라 측정된 흐름속도는 빙붕 전면(ice front)에 rift가 발달하기 전인 2010년까지 거의 변화가 없었다(${\sim}228m\;a^{-1}$). Rift가 발달하기 시작한 2011-2012년에 rift 상류에서 흐름속도의 가속화가 관측되었으나(${\sim}255m\;a^{-1}$), 이는 2010년에 비해 약 11% 빨라진 것에 불과하였다. 난센 빙붕의 rift가 완전히 발달한 2014년부터 rift 상류의 흐름속도는 다소 감소한 상태(${\sim}225m\;a^{-1}$)로 안정화 되었다. 이는 rift의 발달 및 빙붕 전면의 붕괴가 난센 빙붕의 흐름속도에 거의 영향을 주지 않았음을 의미한다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제16권5호
• /
• pp.445-458
• /
• 2014

터널 시공 중 측정된 계측 데이터는 굴진면 전방에 분포하는 지반과 터널 거동을 예측하는데 있어 중요한 요소이다. 그러나 현장에서 측정된 계측 데이터의 변동성을 객관적으로 분석할 수 있는 관리 기준이 명확하게 설정되어 있지 않다. 본 연구에서는 응용 통계 관리기법의 일종인 x-MR 관리도기법을 이용하여 시공 중 붕괴 또는 구조물 균열 등을 발생시키는 현장의 계측 데이터를 분석하고 분석기법의 적용성을 검토하였다. x-MR 관리도를 통해 관리 한계선을 설정하여 분석한 결과, 붕괴 발생 전 약 5~13m 이전에 이상 거동에 대한 예측이 가능하였으며, 시간에 따른 변위의 분석 결과, 최소 1일 전에 예측이 가능하였다. 또한, x-MR 관리도 작성시 이동 범위(k)는 5~10으로 설정하는 것이 이상 거동 예측에 적절한 것으로 판단된다.