• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2006년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.925-930
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• 2006

During the excavation of a tunnel portal, failure zones around the tunnel heading occur and also the ground supports itself. In a portal, its location and the ground characteristic have a great influence on the stability of the tunnel. Therefore, the failure mechanism of a tunnel heading and how to assess the stability of the tunnel are very important. In this paper, the numerical analyses were executed to evaluate the safety factor using strength reduction technique. The influence area of an excavation was also predicted through a case study in which no-support case and support case with the Pattern P-6 were compared in terms of the ground class and the shear strain.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제14권3호
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• pp.43-51
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• 2015

우리나라와 같이 4계절이 뚜렷한 지역은 동결 융해반복에 따른 강성도의 감소가 민간 시설물 인접 사면이나 산비탈면에 발생하였을 경우 안전율이 설계기준에 미흡하게 되는 현상이 발생되어 강우나 강설에 의한 산사태가 발생하여 큰 인명 및 재산피해로 이어질 우려가 있다. 이 연구에서는 동결 융해 반복에 따른 산지 사면의 안정성 변화를 알아보기 위하여 산지 사면의 표토에 분포하는 통일 분류법상의 SP와 SM계열의 흙시료를 채취하여 공시체를 제작하고 직접전단실험을 통하여 동토전단강도에 대한 특성을 분석하고, 수치해석적 방법을 활용하여 동결융해의 반복작용에 따른 화강풍화토의 강도감소특성과 흙시료의 동결 융해 적용시의 사면의 안정성의 변화를 검토하였다. 그결과 최대 전단응력은 약 10%정도의 감소율을 보였고, 사면 안정성해석결과 비동결시료에 비하여 요구안전율 이하의 경우가 있음을 확인하였다.

• Earthquakes and Structures
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• 제11권3호
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• pp.461-481
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• 2016

The research described in this paper investigates the seismic behaviour of lightly reinforced concrete (RC) bearing sandwich panels, heavily conditioned by shear deformation. A numerical model has been prepared, within an open source finite element (FE) platform, to simulate the experimental response of this emerging structural system, whose squat-type geometry affects performance and failure mode. Calibration of this equivalent mechanical model, consisting of a group of regularly spaced vertical elements in combination with a layer of nonlinear springs, which represent the cyclic behaviour of concrete and steel, has been conducted by means of a series of pseudo-static cyclic tests performed on single full-scale prototypes with or without openings. Both cantilevered and fixed-end shear walls have been analyzed. After validation, this numerical procedure, including cyclic-related mechanisms, such as buckling and subsequent slippage of reinforcing re-bars, as well as concrete crushing at the base of the wall, has been used to assess the capacity of two- and three-dimensional low- to mid-rise box-type buildings and, hence, to estimate their strength reduction factors, on the basis of conventional pushover analyses.

• Geomechanics and Engineering
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• 제27권5호
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• pp.481-495
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• 2021

This article assesses and estimates the progressive failure mechanism of complex pit-rest secondary toppling of slopes that are located within the vicinity of the Gas Flare Site of Refinery No. 4 in South Pars Special Zone (SPSZ), southwest Iran. The finite element numerical procedure based on the Shear Strength Reduction (SSR) technique has been employed for the stability analysis. In this regard, several step modelling stages that were conducted to evaluate the slope stability status revealed that the main instability was situated on the left-hand side (western) slope in the Flare Site. The toppling was related to the rock column-overburden system in relation to the overburden pressure on the rock columns which led to the progressive instability of the slope. This load transfer from the overburden has most probably led to the separation of the rock column and to its rotation downstream of the slope in the form of a complex pit-rest secondary toppling. According to the numerical modelling, it was determined that the Strength Reduction Factor (SRF) decreased substantially from 5.68 to less than 0.320 upon progressive failure. The estimated shear and normal stresses in the block columns ranged from 1.74 MPa to 8.46 MPa, and from 1.47 MPa to 16.8 MPa, respectively. In addition, the normal and shear displacements in the block columns ranged from 0.00609 m to 0.173 m and from 0.0109 m to 0.793 m, respectively.

• 한국지반공학회논문집
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• 제34권12호
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• pp.83-92
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• 2018

사면 구조물은 시간이 경과함에 따라 대상지반에서 각종 열화 현상이 진행되어 내구성의 저하로 인한 붕괴가 발생할 수 있으며, 사용 연한을 감소시키는 결과를 초래하게 된다. 이러한 지반 열화에 따른 사면안정에 대한 접근방안은 지반의 물리적 특성 및 기하학적인 구조에 국한하여 분석하는 기존의 한계 평형 해석과는 또 다른 개념이라 할 수 있다. 본 연구에서는 사면의 열화 특성과 관련하여 각종 문헌 조사를 통하여 비교분석을 수행하고, 전단강도 저감에 대한 최적의 제안식들로서 지수함수, 로그함수 및 역쌍곡선 함수를 제시하고, 열화에 취약한 양산 단층대의 셰일층에서 붕괴가 발생한 경부고속철도 절토사면을 대상으로 사례분석을 실시하였다. 본 연구에서는 사례분석을 통하여 향후 열화로 인한 사면 안전성과 관련하여 정량적인 평가를 위한 최적의 강도 저하 곡선을 도출하고 한계평형해석에 의한 안정해석을 할 수 있는 접근 방법을 제시하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제37권1호
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• pp.91-98
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• 2020

Steel plate shear walls are recently used as efficient seismic lateral resisting systems. These lateral resistant structures are implemented to provide more strength, stiffness and ductility in limited space areas. In this study, the seismic behavior of the multi-story steel frames with steel plate shear walls are investigated for buildings with 4, 8, 12 and 16 stories using verified computational modeling platforms. Different number of steel moment bays with distinctive lengths are investigated to effectively determine the deflection amplification factor for low-rise and high-rise structures. Results showed that the dissipated energy in moment frames with steel plates are significantly related to the inside panel. It is shown that more than 50% of the dissipated energy under various ground motions is dissipated by the panel itself, and increasing the steel plate length leads to higher energy dissipation capability. The deflection amplification factor is studied in details for various verified parametric cases, and it is concluded that for a typical multi-story moment frame with steel plate shear walls, the amplification factor is 4.93 which is less than the recommended conservative values in the design codes. It is shown that the deflection amplification factor decreases if the height of the building increases, for which the frames with more than six stories would have less recommended deflection amplification factor. In addition, increasing the number of bays or decreasing the steel plate shear wall length leads to a reduction of the deflection amplification factor.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제16권3호
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• pp.63-74
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• 2017

쇄석다짐말뚝(GCP)은 수십 년 동안 사용되어 왔지만, 팽창, 전단파괴와 기타 현상과 같은 파괴가 여전히 발생하여 보다 정교한 연구가 필요한 실정이다. 본 연구에서는 선행연구 분석과 수치해석을 통해 치환율과 지반강도에 따른 응력 및 침하거동을 분석하고자 하였다. 이를 위해 유한요소해석 프로그램 ABAQUS를 사용하여 GCP로 개량된 복합지반을 모델링하여 지반강도와 치환율에 따라 복합지반의 응력과 침하를 분석하였다. GCP로 개량된 복합지반에 대하여 유한요소법을 이용한 수치해석을 실시하였으며, 치환율과 지반강도에 따른 복합지반의 응력관련계수와 침하저감계수의 관계를 분석하였다. 분석결과, 지반강도와 치환율이 증가할수록 깊이 별 평균 응력관련계수와 응력분담비는 증가하는 경향이 나타났다. 상부에서의 응력관련계수는 동일하게 증가하는 경향이 나타났지만, 응력분담비는 감소하였다. 따라서 상부층에서의 값은 다른 깊이에서의 값들과 다른 경향이 나타나므로 상부층에서의 측정된 값으로 복합지반 설계 시 과오를 범할 수 있으니 주의가 필요하다. 또한 기존 침하저 감계수식과 수치해석을 통한 침하저감계수와 비교 분석하였는데, 기존 식과 수치해석을 통하여 구한 값은 유사하게 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제17권6호
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• pp.983-992
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• 2005

섬유에 의하여 보강된 철근콘크리트 보의 파괴모드는 섬유가 파단하여 전단강도에 도달하는 경우와 섬유가 파단하기 이전에 전단강도에 도달하는 경우로 나누어진다. 이와 같이 섬유가 파단강도에 도달하지 않는 경우에 두 파괴모드의 전단강도는 상이하다. 섬유가 파단하지 않고 전단강도에 도달할 경우에 보의 전단강도를 예측하기 위하여 섬유의 파단강도를 사용할 수 없으므로 기존의 제안식에서는 섬유강도저감계수를 사용하여 섬유보강 보의 전단강도를 예측하였다. 그러나 기존 제안식의 대부분은 실험결과에 근거한 회귀분석을 통하여 일정한 상수 값에 의하여 섬유강도저감계수를 평가하였으며, 섬유의 도달강도와 밀접한 관계가 있는 콘크리트의 압축강도를 고려하지 않고 있다. 이 연구에서는 변형률의 적합조건을 이용한 트러스모델에 근거하여 섬유보강 보의 파괴모드의 경계점을 구별하고, 이를 이용하여 섬유보강 보의 전단강도를 예측하였다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제32권5호
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• pp.523-540
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• 2023

The failure of slope can cause remarkable damage to either human life or infrastructures. Stabilizing piles are widely utilized to reinforce slope as a slip-resistance structure. The workability of pile-stabilized slopes is affected by various parameters. In this study, the performance of earth slope reinforced with piles and the behavior of piles under static load, by shear reduction strength method using the finite difference software (FLAC^3D) has been investigated. Parametric studies were conducted to investigate the role of pile length (L), different pile distances from each other (S/D), pile head conditions (free and fixed head condition), the effect of sand density (loose, medium, and high-density soil) on the pile behavior, and the performance of pile-stabilized slopes. The performance of the stabilized slopes was analyzed by evaluating the factor of safety, lateral displacement and bending moment of piles, and critical slip mechanism. The results depict that as L increased and S/D reduced, the performance of slopes stabilized with pile gets better by raising the soil density. The greater the amount of bending moment at the shallow depths of the pile in the fixed pile head indicates the effect of the inertial force due to the structure on the pile performance.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제20권5호
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• pp.787-807
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• 2018

한국에서 시행중인 특별법에 의한 지하안전영향 평가 수행 시, 필수적으로 지하공동의 발생 유무를 조사하여야 한다. 지하공동 발견 시에는 수치해석을 통해서 지하안전성을 평가하도록 규정하였다. 선행 연구를 통해서 소규모 지하공동의 2차원 형상변화를 통한 안전율 기반의 안정성 평가 가능성을 제시하였다. 본 연구에서는 3차원 형상을 고려하여 소규모 지하공동의 영향을 연속체 해석 프로그램을 사용해서 검토하였고, 선행 연구에서 제시한 2차원 해석결과와 비교하였다. 지하공동의 3차원 형상이 구(sphere)형에 가깝게 발견되면, 공동의 크기, 위치 등에 관계없이 전단강도감소기법으로 안전율을 산정하여 평가하는 방법에 무리가 없을 것으로 판단된다. 지표면으로부터의 깊이 2 m 이상, 장축과 단축의 비(a/b)가 2.0 이상인 장대형 지하공동이 연직방향으로 서있는 형상이라면, 전단강도감소기법을 사용한 안정성 평가에 안전율 이외에 파괴양상 파악에도 주의가 필요할 것으로 판단된다. 본 연구의 결과는 지하안전영향평가에 관한 기초 자료가 될 수 있을 것으로 판단된다.