• 전산구조공학
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• 제2권4호
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• pp.59-67
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• 1989

본 연구에서는 암반 내에 존재하는 절리가 암반의 구조거동에 미치는 영향을 유한요소해석을 통하여 분석하였다. 절리에 따른 암반의 이방성 비선형 거동을 유한요소화하기 위하여 암반의 응력-변형률 관계를 구성모형화하고, 이를 기준으로 유한유소해석 program을 구성하였다. 여기서, 해석과정에 필요한 계산을 효율적으로 하기 위하여 하중재하 방법과 해석영역의 크기를 검토하여 문제의 크기를 최소화하도록 하였다. 해석대상으로 암반 내에 굴착되는 원형 공동을 택하여 절리의 존재여부에 따른 거동의 변화를 검토하여 절리의 비선형거동이 합리적으로 모형화되었음을 검증하였다. 다음, 절리 방향의 변화에 따라 응력이완상태, 변위, 변형형태 등에 미치는 영향을 검토하였다. 해석 및 분석의 결과, 절리의 방향성은 암반의 비선형거동에 영향을 많이 미치며, 그 영향은 공동의 중심을 기준으로 하여 절리방향에 직각인 방향의 부위에 절리의 활동이 집중되게 한다는 것을 밝혔다. 또한, 원형은 변형 후, 절리의 방향이 장축이 되는 타원형태로 됨을 보였다.

• Wind and Structures
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• 제6권1호
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• pp.71-90
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• 2003

In recent years, high-strength, light-weight materials have been widely used in the construction of high-rise buildings. Such structures generally have flexible, low-damping characteristics. Consequently, wind-induced oscillation greatly affects the structural safety and the comfort of the building's occupants. In this research, wind tunnel experiments were carried out to study the wind-induced vibration of a building with a tuned liquid column damper (TLCD). Then, a model for predicting the aerodynamic response in the across-wind direction was generated. Finally, a computing procedure was developed for the analytical modeling of the structural oscillation in a building with a TLCD under the wind load. The model agrees substantially with the experimental results. Therefore, it may be used to accurately calculate the structural response. Results from this investigation show that the TLCD is more advantageous for reducing the across-wind vibration than the along-wind oscillation. When the across-wind aerodynamic effects are considered, the TLCD more effectively controls the aerodynamic response. Moreover, it is also more useful in suppressing the acceleration than the displacement in biaxial directions. As s result, TLCDs are effective devices for reducing the wind-induced vibration in buildings. Parametric studies have also been conducted to evaluate the effectiveness of the TLCD in suppressing the structural oscillation. This study may help engineers to more correctly predict the aerodynamic response of high-rise buildings as well as select the most appropriate TLCDs for reducing the structural vibration under the wind load. It may also improve the understanding of wind-structure interactions and wind resistant designs for high-rise buildings.

• 한국지반공학회논문집
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• 제18권5호
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• pp.73-81
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• 2002

최근에 FRP보강 그라우팅 공법이라 불리는 보강공법이 터널 및 절취사면의 지반보갓 분야에 도입되어 적용이 확대되고 있다. FRP관은 부식 및 화학적 내성이 우수하고 무게에 비하여 강도가 우수하여 취급이 용이하여 기존의 터널 보강재인 강재의 좋은 대체품이 될 수 있다. 그러나 FRP관이 터널의 막장 및 천단부의 보강재로서 적용성을 입증하기 위해서는 보강재 및 보강지반에 대한 역학적 강도특성이 명확하게 평가되어야 한다. 따라서, 본 논문은 지반보강 메카니즘을 고려한 FRP관을 이용한 그라우트체 및 그라우팅 보강지반에 대한 전단특성을 평가하기 위하여 실내에서 그라우트체에 대한 양면 전단시험과 보강지반에 대한 직접전단시험을 실시하였다. 시험결과 FRP 그라우트 보강지반의 전단저항은FRP관의 전단강도에 크게 의존하며 FRP그라우트체의 자체 전단저항은 어느 정도 전단변위가 커진 후에 발휘되는 것으로 확인되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제18권5호
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• pp.99-108
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• 2002

본 연구에서는 탄성, 탄소성 및 실험을 통해 유도된 비선형-취성-소성 모델을 지하 심부 원형터널의 경우에 적용하여 각 모델에 따른 특성과 추정되는 응력재분배 및 응력교란 범위를 비교하였다. 현지 초기응력의 크기와 주응력차가 커질수록 파괴영 역이 파괴되지 않은 영역에 미치는 응력재분배와 교란의 영향이 증가되기 때문에, 탄소성 또는 탄성 해석의 경우보다 비선형-취성-소성 해석결과에서 응력재분배 및 교란영역, 주응력차와 변위가 더 크게 발생하였다. 따라서 현지 응력 수준과 현지 주응력차가 클 경우, 비선형-취성-소성 해석에 의해 손상영 역의 범위가 더 크게 발생할 것으로 예측되므로 손상해석의 필요성이 증대될 것으로 판단되었다.

• Wind and Structures
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• 제28권4호
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• pp.215-224
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• 2019

Because of the particularity and complexity of direct air-cooling structures (ACS), wind parameters given in the general load codes are not suitable for the wind-resistant design. In order to investigate the wind loads of ACS, two 1/150 scaled three-span models were designed and fabricated, corresponding to a rigid model and an aero-elastic model, and wind tunnel tests were then carried out. The model used for testing the wind pressure distribution of the ACS was defined as the rigid model in this paper, and the stiffness of which was higher than that of the aero-elastic model. By testing the rigid model, the wind pressure distribution of the ACS model was studied, the shape coefficients of "A" shaped frame and windbreak walls, and the gust factor of the windbreak walls were determined. Through testing the aero-elastic model, the wind-induced dynamic responses of the ACS model was studied, and the wind vibration coefficients of ACS were determined based on the experimental displacement responses. The factors including wind direction angle and rotation of fan were taken into account in this test. The results indicated that the influence of running fans could be ignored in the structural design of ACS, and the wind direction angle had a certain effect on the parameters. Moreover, the shielding effect of windbreak walls induced that wind loads of the "A" shaped frame were all suction. Subsequently, based on the design formula of wind loads in accordance with the Chinese load code, the corresponding parameters were presented as a reference for wind-resistant design and wind load calculation of air-cooling structures.

• 문화기술의 융합
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• 제10권1호
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• pp.565-570
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• 2024

최근 도시철도 주변으로 집중되는 신축건물 및 공동구 확장 등과 같은 인접굴착공사로 인해 지하에 건설된 도시철도 지하박스 및 터널구조물의 변형이 발생되고 이로인한 보수, 보강공사가 빈번하게 시행되고 있다. 또한 지하철은 대규모 수송을 담당하고 있어 지하구조물의 안전성 및 주행성에 대한 확보가 매우 중요하다. 이에 자동화계측 시스템을 도입하여 지하박스구조물에 대한 안전성을 관리하고 있다. 그러나 지하박스구조물의 침하 또는 융기 등에 의한 구조물 손상취약부에 대한 분석은 전무한 실정이다. 본 연구에서는 지하박스구조물의 안전성 모니터링을 위한 손상취약부를 분석하고자 한다. 또한 수치해석을 통해 지하박스구조물을 모델링하여 핵심 모니터링 위치를 분석하고자 한다. 따라서 향후 지하박스구조물의 안전성 모니터링을 위한 센서 설치 위치 및 손상 취약부를 제시하고자 한다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제38권3호
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• pp.319-334
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• 2024

The current theories on the interaction between surrounding rock and support in deep-buried tunnels do not consider the form of pre-reinforcement support or the flexibility of primary support, leading to a discrepancy between theoretical solutions and practical applications. To address this gap, a comprehensive mechanical model of the tunnel with pre-reinforced rock was established in this study. The equations for internal stress, displacement, and the radius of the plastic zone in the surrounding rock were derived. By understanding the interaction mechanism between flexible support and surrounding rock, the three-dimensional construction analysis solution of the tunnel could be corrected. The validity of the proposed model was verified through numerical simulations. The results indicate that the reduction of pre-deformation significantly influences the final support pressure. The pre-reinforcement support zone primarily inhibits pre-deformation, thereby reducing the support pressure. The support pressure mainly affects the accelerated and uniform movement stage of the surrounding rock. The generation of support pressure is linked to the deformation of the surrounding rock during the accelerated movement stage. Furthermore, the strength of the pre-reinforcement zone of the surrounding rock and the strength of the shotcrete have opposite effects on the support pressure. The parameters of the pre-reinforcement zones and support materials can be optimized to achieve a balance between surrounding rock deformation, support pressure, cost, and safety. Overall, this study provides valuable insights for predicting the deformation of surrounding rock and support pressure during the dynamic construction of deep-buried weak rock tunnels. These findings can guide engineers in improving the construction process, ensuring better safety and cost-effectiveness.

• 터널과지하공간
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• 제13권5호
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• pp.397-402
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• 2003

일반적으로 암반의 물성은 암반이 가지고 있는 불확실성이란 특성 때문에 하나의 대표치로 표현되는 것보다는 어느 정도의 분산성을 포함하는 값으로 표현되는 것이 타당하다. 이러한 특성은 지하구조물 설계에 중요한 부분이지만 아직까지 잘 정립되지 못한 부분이다. 확률유한요소법은 결정론적 유한요소법에 대비되는 말로써 구조계의 불확실성을 해석에 반영하기 위해 개발된 방법이다. 따라서, 이 방법을 이용하면 구조계의 응답 변화도를 얻을 수 있고 이를 통하여 확률적 안정성 분석이 이루어 질 수 있다. 본 연구에서는 암반물성(변형계수)을 평균과 표준편차로 정의되는 확률변수로 표현하여 정수압상태의 암반에 원형공동이 굴착될 경우 변위의 응답변화도를 분석하였다. 분석된 변위의 응답변화도는 변형계수의 표준편차에 따라 상당한 편차를 보이고 있어 신뢰성 있는 변형계수의 평균과 표준편차를 이용한 지하구조물의 확률적 안정성 분석이 이루어져야 할 필요성을 보여주고 있다.

• 터널과지하공간
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• 제10권2호
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• pp.173-179
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• 2000

절리면의 전단거동에서 나타나는 응력 및 변위의 비선형 특성을 탄소성해석에 의해 모사하는 경우 소성유동법칙이 해석결과에 미치는 영향을 검토하였다. Plesha의 절리구성모델을 적용하여 일정수직응력조건과 일정수직변위조건에서 수치직접전단시험을 실시하였다. 연상유동법칙을 적용하면 과도한 수직팽창이 예측되는 반면에 비연상유동법칙을 적용한 해석은 실제 절리거동을 잘 모사하고 있음을 보였다. 비연상유동법칙의 적용으로 강성행렬이 비대칭이 피는 단점을 보완하기 위해 비연상유동법칙을 적용하는 경우라도 요소의 접선강성행렬을 대칭화시키는 수치해석 기법이 제안되었다. 본래의 절리면과 동일한 소성변형을 일으키지만 연상유동법칙을 따르는 등가의 절리면을 가정함으로써 대칭인 탄소성행렬을 유도하였다. 일정수직음력조건에서 수티 직접전단시험을 실시하여 제안된 강성행렬 대칭화 기법의 유효성을 검증하였다.

• 터널과지하공간
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• 제18권6호
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• pp.447-456
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• 2008

노천광산에서 사면설계는 안정성과 경제성 측면에서 동시에 접근하여 결정해야 한다. 또한 일반 도로나 철도 연변의 사면과는 달리 대부분 지보나 보강없이 굴착해야 하기 때문에 사면각도가 가장 중요한 설계 변수이다. 본 연구에서는 인도네시아 파시르에 위치한 노천채광방식의 대규모 석탄광산 사면에 대하여 안정성 측면에서의 사면 각도 및 한계사면높이를 결정하였으며 이러한 설계가 가지고 있는 불확실성을 보완할 수 있는 계측 및 계측자료 해석을 수행하였다. 연구 결과, 사면각도(Overall Elope angle) $30^{\circ}$를 유지하는 경우 안전율 1.5를 확보하는 최대개발심도는 $353{\sim}438m$로 계산되었으나 강도정수에 대한 민감도분석결과를 고려할 때 사면높이는 300m를 초과하지 않는 것이 바람직하다. 또한 변위계측자료에 대한 역변위속도 분석 결과가 현장사면 사례와 잘 일치하여 이 방법을 통해 사면의 불안정성 및 파괴시기를 대략적으로 예측할 수 있을 것으로 판단된다.