• 제목/요약/키워드: Ground-structure interface

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지반-구조물 경계면의 루핑 포텐셜 평가 (Evaluation of Roofing Potential at the Ground-structure Interface)

  • 박정만;김강현;신종호
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제19권3호
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    • pp.25-33
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    • 2018
  • 파이핑은 가장 대표적인 제방의 붕괴 유형으로 불투수성 수리구조물과 지반 경계면에서 Backward Erosion Piping인 루핑(Roofing)이 흔하게 발생한다. 루핑에 대한 검토는 주로 경험적 방법인 크립비를 이용하지만 이는 지반-구조물 경계면의 특성을 고려하지 않는 문제가 있다. 본 연구에서는 지반-구조물 경계면 특성이 루핑에 미치는 영향을 평가하기 위해 모형시험과 수치해석을 이용하여 파이핑 위험도를 고찰하였다. 모형시험에서 경계면 조도가 커질수록 파이핑 포텐셜이 감소함을 확인하였으며, 이를 수치해석에 적용하였다. 기존의 일반적인 수치해석방법은 수위차만을 고려하므로 경계면에서의 입자거동을 적절히 모사할 수 없다. 논문에서는 침투해석을 통해 침투력을 구하고, 입자해석기법을 이용해 파이핑의 입자거동을 모사한 침투-입자거동 연계해석을 수행하여 지반-구조물 경계면 조건에 따른 루핑 포텐셜을 조사하였다. 해석결과 경계면의 조도가 감소할수록 루핑 발생 확률이 증가함을 확인하였다.

지반과 지하구조물 경계의 미끄러짐 조건에 관한 연구 (Sliding Conditions at the Interface between Soil and Underground Structure)

  • 김대상
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제6권1호
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    • pp.7-11
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    • 2002
  • 본 연구에서는 다단계방법(multi-step method)을 사용하여, 지진시 지반과 지하구조물 경계가 가장 미끄러지기 쉬운 상태일 수 있는 지반 공진시에 대하여 지하구조물 축방향 동지반강성계수와 미끄러지기 쉬운 조건들을 구하였다. 상재하중에 의한 지반과 지하구조물 경계에서의 전단저항력과 지진시 발생되는 미끄러짐 부분의 전단력을 비교함으로써 미끄러짐 조건을 결정하였다. 그리고 매개변수 해석을 통하여 지하구조물의 크기와 위치, 지반조건, 표층지반의 형상 및 경계마찰계수에 대하여 미끄러지기 쉬운 조건을 구하였다.

유한요소법을 이용한 지진하중을 받는 교량의 구조물-유체-지반 동적 상호작용해석 (Dynamic Analysis of Structure-Fluid-Soil Interaction Problem of a Bridge Subjected to Seismic-Load Using Finite Element Method)

  • 류희룡;박영택;이재영
    • 한국농공학회논문집
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    • 제50권4호
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    • pp.67-75
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    • 2008
  • In construction facilities such as bridges, the fluid boundary layer(or water film) is formed at the structure-soil interface by the inflow into the system due to rainfall or/and rising ground-water. As a result, the structure-soil interaction(SSI) state changes into the structure-fluid-soil interaction(SFSI) state. In general, construction facilities may be endangered by the inflow of water into the soil foundation. Thus, it is important to predict the dynamic SFSI responses accurately so that the facilities may be properly designed against such dangers. It is desired to have the robust tools of attaining such a purpose. However, there has not been any report of a method for the SFSI analyses. The objective of this study is to propose an efficient method of finite element modelling using the new interface element named hybrid interface element capable of giving reasonable predictions of the dynamic SFSI response. This element enables the simulation of the limited normal tensile resistance and the tangential hydro-plane behaviour, which has not been preceded in the previous studies. The hybrid interface element was tested numerically for its validity and employed in the analysis of SFSI responses of the continuous bridge subjected to seismic load under rainfall or/and rising ground-water condition. It showed that dynamic responses of the continuous bridge resting on direct foundation may be amplified under rainfall condition and consequently lead to significant variation of stresses.

Influence of wall flexibility on dynamic response of cantilever retaining walls

  • Cakir, Tufan
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제49권1호
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    • pp.1-22
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    • 2014
  • A seismic evaluation is made of the response to horizontal ground shaking of cantilever retaining walls using the finite element model in three dimensional space whose verification is provided analytically through the modal analysis technique in case of the assumptions of fixed base, complete bonding behavior at the wall-soil interface, and elastic behavior of soil. Thanks to the versatility of the finite element model, the retained medium is then idealized as a uniform, elastoplastic stratum of constant thickness and semi-infinite extent in the horizontal direction considering debonding behavior at the interface in order to perform comprehensive soil-structure interaction (SSI) analyses. The parameters varied include the flexibility of the wall, the properties of the soil medium, and the characteristics of the ground motion. Two different finite element models corresponding with flexible and rigid wall configurations are studied for six different soil types under the effects of two different ground motions. The response quantities examined incorporate the lateral displacements of the wall relative to the moving base and the stresses in the wall in all directions. The results show that the wall flexibility and soil properties have a major effect on seismic behavior of cantilever retaining walls and should be considered in design criteria of cantilever walls. Furthermore, the results of the numerical investigations are expected to be useful for the better understanding and the optimization of seismic design of this particular type of retaining structure.

Highly Miniaturized On-Chip $180^{\circ}$ Hybrid Employing Periodic Ground Strip Structure for Application to Silicon RFIC

  • Yun, Young
    • ETRI Journal
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    • 제33권1호
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    • pp.13-17
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    • 2011
  • A highly miniaturized on-chip $180^{\circ}$ hybrid employing periodic ground strip structure (PGSS) was realized on a silicon radio frequency integrated circuit. The PGSS was placed at the interface between $SiO_2$ film and silicon substrate, and it was electrically connected to top-side ground planes through the contacts. Owing to the short wavelength characteristic of the transmission line employing the PGSS, the on-chip $180^{\circ}$ hybrid was highly miniaturized. Concretely, the on-chip $180^{\circ}$ hybrid exhibited good radio frequency performances from 37 GHz to 55 GHz, and it was 0.325 $mm^2$, which is 19.3% of a conventional $180^{\circ}$ hybrid. The miniaturization technique proposed in this work can be also used in other fields including compound semiconducting devices, such as high electron mobility transistors, diamond field effect transistors, and light emitting diodes.

Dynamic responses of structures with sliding base

  • Tsai, Jiin-Song;Wang, Wen-Ching
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제6권1호
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    • pp.63-76
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    • 1998
  • This paper presents dynamic responses of structures with sliding base which limits the translation of external loads from ground excitation. A discrete element model based on the discontinuous deformation analysis method is proposed to study this sliding boundary problem. The sliding base is simulated using sets of fictitious contact springs along the sliding interface. The set of contact spring is to translate friction force from ground to superstructure. Validity of the proposed model is examined by the closed-form solutions of an idealized mass-spring structural model subjected to harmonic ground excitation. This model is also applied to a problem of a three-story structural model subjected to the ground excitation of 1940 El Centro earthquake. Analyses of both sliding-base and fixed-base conditions are performed as comparisons. This study shows that using this model can simulate the dynamic response of a sliding structure with frictional cut-off quite accurately. Results reveal that lowering the frictional coefficient of the sliding joint will reduce the peak responses. The structure responses in little deformation, but it displaces at the end of excitation.

표준 인터페이스를 적용한 프레임 센서 모델링에 관한 연구 (A Study on the Frame Sensor Modeling Using Standard Interface)

  • 권원석;최선용;이용웅
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제30권1호
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    • pp.75-81
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    • 2014
  • 최근까지 원격탐사자료 및 위성영상을 처리하는 사진측량 응용프로그램은 센서모델링을 위해 제작자 마다 다른 함수구조와 인터페이스를 사용해 왔다. 이는 확장성, 비용, 소스의 비효율성 등의 문제를 야기하여 규격화된 활용방안이 필요하였다. National Geospatial Intelligence Agency (NGA)에서는 센서모델을 동일한 방법으로 접근할 필요성에 따라 Community Sensor Model (CSM)을 개발하여 통일된 인터페이스를 제공하였다. 본 연구에서는 NGA가 제공하는 CSM Application Program Interface (API)를 이용하여 프레임 센서를 대상으로 모델링에 필요한 주요함수를 분석하고 설계방법을 제시하였으며 설계된 구조를 가지고 모델링에 적용해 보았다. 구현된 CSM은 groundToImage와 imageToGround를 이용하여 검증하였다. CSM 이용 시 소프트웨어의 개발비용 절감 효과와 센서모델의 확장성이 뛰어나므로 향후 이를 이용한 연구개발이 활발할 것으로 기대된다.

지하터파기로 인해 융기(Heaving)가 발생한 지반에 근입된 단독말뚝의 거동 (Behaviour of a Single Pile in Heaving Ground Due to Ground Excavation)

  • 이철주
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제11권1호
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    • pp.27-34
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    • 2010
  • 본 연구에서는 유한요소해석을 실시하여 지반굴착으로 인해 융기(heaving)가 발생하는 지반에 사전에 근입된 말뚝의 거동에 대한 분석을 실시하였다. 수치해석에서는 말뚝과 점토사이 경계면에서의 미끄러짐(소성항복)을 고려하여 그 상호거동에 대하여 고찰하였다. 본 연구에서는 말뚝의 상향변위, 말뚝과 인접지반의 상대변위, 말뚝에 작용하는 전단응력 및 인장력을 분석하였다. 특히, 수직응력의 감소로 인해 말뚝과 인접지반에서의 전단응력이 전이되는 메커니즘에 대한 심도있는 분석을 실시하였다. 굴착에 의해 수직응력이 감소하여 말뚝과 인접지반 사이에서의 상대변위 및 전단응력이 변화하였다. 말뚝 대부분의 위치(Z/L=0.0-0.8)에서는 상향의 전단응력이 발생하였으나, 말뚝 선단부 부근(Z/L=0.8-1.0)에서는 하향의 전단응력이 발생하였고, 이로 인해 말뚝에는 인장력이 발생하였다. Z는 임의의 심도, L은 말뚝의 길이이다. 수치해석을 통해서 분석된 말뚝의 거동에 대하여 상세히 보고하였다.

고속 직렬 인터페이스 커넥터의 설계 및 분석에 대한 연구 (A Study of Design and Analysis on the High-Speed Serial Interface Connector)

  • 이호상;신재영;최대일;나완수
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제27권12호
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    • pp.1084-1096
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    • 2016
  • 본 논문에서는 12.5 Gbps의 전송 속도를 갖는 고속 직렬 인터페이스 커넥터(high-speed serial interface connector)의 설계 및 분석 방법을 제안한다. 고속 직렬 인터페이스 커넥터는 다양한 매질로 구성되며, 내부 선로도 복잡한 구조를 가지고 있으므로, 선로의 불연속 부분의 각각을 임피던스 정합하기가 매우 어렵다. 따라서 커넥터의 각 부분을 단순화한 커넥터 라인(connector line)의 구조를 제안하였으며, 이 구조에서 R, L, C, G 파라미터를 추출하고 차동 모드 임피던스를 분석하며, TDT(Time Domain Transmissometry)와 TDR(Time Domain Reflectometry)을 이용하여 임피던스 불연속(impedance discontinuity)을 최소화 하는 방법을 제시한다. 본 논문은 단순화한 커넥터 라인에서 추출된 분석 방법 및 결과를 고속 직렬 인터페이스 커넥터에 적용하였다. 제안한 커넥터는 총 44개의 핀(pin)으로 구성되며, 본 논문에서는 4개의 핀의 폭과 간격을 변경하여 신호 전달 특성을 분석하였다. 분석결과, 접지 핀의 폭이 증가할수록 임피던스는 소폭으로 감소하고, 접지핀과 신호 핀 사이의 간격이 증가할수록 임피던스가 증가했다. 또한, 신호 핀의 폭을 증가시키면 임피던스가 감소하며, 신호 핀과 신호 핀 사이의 간격을 늘리면 임피던스가 증가하였다. 최초 커넥터 임피던스 특성은 $96{\sim}139{\Omega}$ 사이에서 변화되는 값을 나타내었으나, 제안된 커넥터 구조를 적용했을 때 임피던스 특성은 $92.6{\sim}107.5{\Omega}$ 사이의 값으로 나타나, 설계 목표 $100{\Omega}{\pm}10%$를 만족함을 보였다.

수치해석에 의한 다층토 압밀의 경계요소면 해석 (Layer Interface Analysis of Multi-Layered Soils by Numerical Methods)

  • 김팔규;류권일;구기욱;남상규
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 1999년도 봄 학술발표회 논문집
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    • pp.349-356
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    • 1999
  • In general, the term soft ground includes clayey soils, which have large compressibility and small shear resistance due to the external load. All process of consolidation in compressible soils can be explained in terms of a transfer of load from an incompressible pore-water to a compressible soil structure. Therefore, one of the most important subjects about the characteristics of the time-dependent consolidation of the clay foundation by the change of load may be the presumption of the final settlement caused by consolidation and the degree of consolidation according to the time. The problems of discontinuous layer interface are very important in the algorithm and programming for the analysis of multi-layered soils using a numerical analysis, finite difference method. Better results can be obtained by the Process for discontinuous layer interface, since it can help consolidation analysis to model the actual ground. The purpose of this paper Provides an efficient computer algorithm based on numerical analysis using finite difference method(F.D.M.) which account for multi-layered soils to determine the degree of consolidation and excess pore pressures relative to time and positions more realistically.

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