• 대한토목학회논문집
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• 제10권2호
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• pp.103-112
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• 1990

본 연구는 내진설계시 많은 불확실성을 내포하는 지반의 거동특성을 규명하고, 적용대상지반의 확충 및 경제성 제고를 위하여 토사지반의 동적지반특성 평가 및 지반-구조물 거동 특성을 고찰하였다. 예제해석은 토사지반에 원전 containment 구조물이 설치된 경우를 가상하여 지진하중에 대한 지반-구조물 시스템의 거동을 반무한체해석과 유한요소해석으로 분석하였다. 이는 토사지반에 원전이 건설될 경우에 고려해야 할 안정성 및 경제성 분석의 일환으로 수행되었으며, 토사지반의 큰 비선형거동을 정확하게 해석에 반영하기 위한 해석 software와 지반입력 data의 합리적인 평가방안 등을 예제해석을 통하여 분석하였다. 예제해석결과를 종합해 볼 때 토사지반의 동적거동의 정확한 분석을 위하여 비선형 유한요소해석은 Seed & Idriss 모델이, 선형 유한요소해석은 지진하중에 대한 1차원 지반거동시 변형율에서의 동적지반특성을 이용한 방법이, 반무한체해석은 정적하중시 변형율에서의 동적지반특성을 이용한 방법이 가장 합리적으로 동적지반특성을 평가하는 것으로 추천할 수 있다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제9권2호
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• pp.148-154
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• 2006

소규모 천부 불균질대가 레일리파의 전파 및 분산특성에 미치는 영향에 대해 알아보기 위해 반무한 균질 매질과 2층 층서구조상의 소규모 천부 불균질대를 상정하고 이 불균질대의 심도, 규모 등을 변화시키면서 레일리파의 전파양상과 분산특성에 대해 고찰하였다. 불균질대의 크기가 최소파장을 기준으로 한파장 이상의 경우 레일리파의 분산 현상이 확인되었으며 이러한 현상은 불균질대의 크기가 클수록 커지며 심도가 깊어질수록 작아지고 심도와 수직적 크기변화보다는 수평적 크기변화에 더 민감한 것을 확인하였다. 분산으로 인한 위상속도의 변화 양상은 불균질대의 크기가 일정정도 이하일 경우에는 탄성파 기록상에서는 확인하기 어려우나 분산된 레일리파의 반사 및 투과 이벤트와 그로 인한 진폭변화를 통해 불균질대 존재 여부를 확인하는 지시자로 사용될 수 있을 것으로 판단되며 이런 결과는 소규모 불균질대나 공동탐지를 위한 현장탐사나 새로운 해석방법 개발에 있어 한 지침을 제공할 것으로 기대된다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제44권5호
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• pp.663-680
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• 2012

Previous major earthquakes revealed that most damage of the buried segmented pipelines occurs at the joints of the pipelines. It has been proven that the differential motions between the pipe segments are one of the primary reasons that results in the damage (Zerva et al. 1986, O'Roueke and Liu 1999). This paper studies the combined influences of ground motion spatial variations and local soil conditions on the seismic responses of buried segmented pipelines. The heterogeneous soil deposits surrounding the pipelines are assumed resting on an elastic half-space (base rock). The spatially varying base rock motions are modelled by the filtered Tajimi-Kanai power spectral density function and an empirical coherency loss function. Local site amplification effect is derived based on the one-dimensional wave propagation theory by assuming the base rock motions consist of out-of-plane SH wave or combined in-plane P and SV waves propagating into the site with an assumed incident angle. The differential axial and lateral displacements between the pipeline segments are stochastically formulated in the frequency domain. The influences of ground motion spatial variations, local soil conditions, wave incident angle and stiffness of the joint are investigated in detail. Numerical results show that ground motion spatial variations and local soil conditions can significantly influence the differential displacements between the pipeline segments.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제63권1호
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• pp.89-102
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• 2017

In this work, we present a theoretical framework to study the thermovisco-elastic responses of homogeneous, isotropic and perfectly conducting medium subjected to inclined load. Based on recently developed generalized thermoelasticity theory with fractional order strain, the two-dimensional governing equations are obtained in the context of generalized magnetothermo-viscoelasticity theory without energy dissipation. The Kelvin-Voigt model of linear viscoelasticity is employed to describe the viscoelastic nature of the material. The resulting formulation of the field equations is solved analytically in the Laplace and Fourier transform domain. On the application of inclined load at the surface of half-space, the analytical expressions for the normal displacement, strain, temperature, normal stress and tangential stress are derived in the joint-transformed domain. To restore the fields in physical domain, an appropriate numerical algorithm is used for the inversion of the Laplace and Fourier transforms. Finally, we have demonstrated the effect of magnetic field, viscosity, mechanical relaxation time, fractional order parameter and time on the physical fields in graphical form for copper material. Some special cases have also been deduced from the present investigation.

• Geomechanics and Engineering
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• 제16권2호
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• pp.169-176
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• 2018

An attempt has been made here to study the propagation of SH-type surface waves in an elastic medium, which is initially stressed and heterogeneous and has a point source inside the medium. The upper portion of the composite medium is a sandy layer. It is situated on an initially stressed heterogeneous half-space, whose density, rigidity and internal friction are function of depth. The analysis has been carried out by using Fourier transform and Green's function approach. The phase velocity has been investigated for several particular situations. It has been shown that the results of the study agree with those the case of Love wave propagation in a homogeneous medium in the absence of the sandy layer, when the initial stress is absent. In order to illustrate the validity of the analysis presented here, the derived analytical expression has been computed numerically, by considering an illustrative example and the variances of the concerned physical variables have been presented graphically. It is observed that the velocity of shear wave is amply influenced by the initial stress and heterogeneity parameters and the presence of the sandy layer. The study has an important bearing on investigations of different problems in the earth's interior and also in seismological studies.

• 전산구조공학
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• 제2권3호
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• pp.85-95
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• 1989

본 논문에서는 Rayleigh파, 전단파 및 압축파의 영향을 동시에 해석할 수 있는 주파수 종속 무한요소와 이를 이용한 지반-구조물의 동적상호작용의 해석법에 대하여 연구하였다. 방사적으로 전파되는 응력파의 성분에 대한 무한요소와 아울러 매립(Embedded)기초나 적층(Layered)지반을 해석하기 위하여 수평으로 전파되는 파를 해석할 수 있는 무한요소를 개발하였고, 요소행렬 구성하기 위한 적분시 하나의 파성분만 존재하는 경우에 대하여 효율적으로 적용되었던 Newton Cotes 적분과 유사한 방법을 Multi-Waves 문제에 알맞게 확장 적용하였다. 이 방법의 타당성은 반무한, 균질 지만의 위에 놓여있는 원형강판과 지반에 묻혀 있는 원통형 강체기초의 Compliance 함수를 구하여 기존의 문헌에 발표된 값과 비교함으로써 검증하였다. 예제해석은 지진하중을 받는 원자력발전소 격납구조를 대상으로 하여 수행하였으며, 매립깊이의 크기, 지반의 재료감쇠 및 지반의 모형기법에 따른 구조물-지반의 상호작용의 해석결과를 비교 분석하였다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제7권1호
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• pp.108-115
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• 1995

본 논문에서는 충격파력을 받는 케이슨 방파제의 동적거동해석 모델에 대해서 연구하였다. 케이슨 구조는 강체로 가정하였으며, 기초사석 및 지반은 반무한탄성지반이론에 의거하여 가상 부가질량, 스프링 및 감쇠계수로 이상화하였다. 주파수 의존 유체의 부가질량 및 감쇠계수는 시간기억함수와 무한대 주파수에 대한 부가질량으로 나타내었다. 또한, 케이슨의 영구적 활동을 모의하기 위하여 수평방향의 스프링을 형성거동을 하는 비선형 스프링으로 모형화하였다. 수리실험치와 비교결과, 본 모델은 상당히 좋은 결과를 줌을 알 수 있었다. 케이슨의 동적 거동에 영향을 주는 주요 인자의 변화에 따른 민감도 해석을 수행하였으며, 케이슨의 영구적 활동거리 및 한계중량 예측에의 적용성조사를 위한 수치실험도 병행하였다.

• Smart Structures and Systems
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• 제29권2호
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• pp.279-286
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• 2022

In this article, a novel propagation formulation of Rayleigh waves in a compressible isotropic half-space with impedance boundary condition is proposed by embedding the normal stress. In a two-dimensional case, it is assumed that a design boundary is free of normal traction and a shear traction depends on linearly a normal component of displacements multiplied by frequencies. Therefore, impedance boundary conditions affect the normal stress, where the impedance parameters correspond to dimensions of stresses over velocity. On the other hand, vanished impedance values are traction-free boundary conditions. The main purpose of this article is to present theoretically the existence and uniqueness of a Rayleigh wave formulation relying on secular equation's mathematical analyses. Its velocity varies along with the impedance parameters. Moreover, numerical experiments with different values for the velocity of Rayleigh waves are carried out. The present Rayleigh waves study is a fundamental step in analyzing the cause and effect of physical states such as building or structure damages resulting from natural dynamics. The results of the study generate a basic design formulation theory to test the effects of Rayleigh waves affecting structures when an earthquake occurs. The presence and uniqueness of the proposed formulation is verified by mutual comparisons of several numerical examples.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제5권3호
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• pp.5-18
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• 1989

본 연구에서는 구조물의 내진해석에 사용되는 입력운동을 1차원 파전파이론, Elsabee-Morray의 이론, 유한 요소이론을 이용하여 산출하여 상호비교 검토하였고 산정된 입력운동을 이용해서 구조 물의 응답을 유한요소 해석과 반무한체 해석을 이용하여 산정해서 역시 비교 검토하였다. 지반의 강성증가에 따른 입력운동과 구조물 응답의 변화를 고찰하기 위하여 Parametric Study를 수행하였으며 산출된 여러 이론들에 따른 구조물 응답결과를 내진규준에 따라서 산출된 구조물 응답과 비교하였다. 해석 결과는 Scattering Field 효과를 고려하지 않은채 산출된 입력운동이 Scattering Field 효과를 고려하여 얻어진 입력운동보다 약 2배 정도 크게 산출되어 결과적으로 입력운동의 차이에 따른 구조물응답이 상당한 차이를 보여 내진 설계시 이 효과를 무시할 수 없을 정도로 큼을 알 수 있었다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제9권1호
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• pp.7-20
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• 1993

1988년 건설부에서 제정한 건축물에 대한 재진설계규준'에는 저면 전단력 산정시 지반계수가 1.0, 1.2, 1.5로 구분되어 있는데, 특히 얕은지반의 연약층에서 지반계수의 선정이 모호할 때가 많다. 또한 우리나라의 지반특성은 대부분 퐁화암 및 연암층이 20m이내에서 발견됨을 고려하여, 일차원 파전파 이론과 반무한 탄성이론 및 문헌을 통한 분석을 통해 지진 하중시 지반의 조건이 저면 전단력에 미치는 증폭효과를 비교분석하여 내진 설계시 적절한 지반계수 선택을 할 수 있도록 하였다.