• 한국강구조학회 논문집
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• 제26권4호
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• pp.323-334
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• 2014

본 연구에서는 표준화재에 노출된 무피복 콘크리트충전강관(CFT)기둥의 내화성능 및 거동 특성을 파악하고자 화재실험 및 수치해석 연구를 수행하였다. 실험변수로는 기둥높이, 하중비, 단면크기를 고려하였고, 이들이 CFT 기둥의 내화성능에 미치는 영향을 알아보고자 단면내 온도변화 및 축변형을 분석하였다. 실험결과 모든 실험체의 강관에서 국부좌굴이 발생, 콘크리트로 하중전이가 일어났고, 이후 콘크리트 압괴로 이어졌다. 이는 CFT 기둥의 전체 휨좌굴과 함께 국부좌굴이 내화설계의 주요 변수로 고려되어야 함을 시사한다. 하중비가 증가할수록 콘크리트저항구간이 줄어들면서 전체적인 내화시간이 감소하였다. 강재한계온도에 근거한 합성부재의 내화성능평가는 실제 하중지지력에 의한 내화시간에 비해 다소 보수적임을 확인하였고, 기존 연구자들의 제안식에 의한 성능예측결과도 실제 내화성능과 비교해볼때 개선의 여지가 있었다. 화재시 CFT 기둥의 내화성능을 예측하기 위하여 유한요소해석을 수행하였고, 실험결과와 비교할 때 신뢰성 있는 예측값을 나타냄을 확인하였다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제22권3호
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• pp.11-25
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• 2023

본 연구에서는 시멘트혼합처리토를 활용한 경사 자립식 흙막이공법에 대한 설계법과 해석법에 대하여 연구하였다. 경사 자립식 흙막이 벽체의 경우 경사에 따른 주동토압계수의 감소와 자중효과로 주동측압이 감소하고 수동토압계수의 증가와 자중모멘트의 증가로 인해 전체적인 안정성이 증가하였다. 흙막이 벽체는 경사에 따라 굴착측으로의 전도파괴에서 활동파괴로의 형태 변화가 발생되었고, 최적의 경사는 10°인 것으로 평가되었다. 수치해석에서의 전체 안정성은 강도감소법과 비교하여 한계평형해석이 보수적인 결과를 도출하므로 설계 시 본 방법으로 검토해야 하는 것으로 나타났다. 매개변수 연구 결과, 지지력파괴와 압축파괴에 대한 안정성은 상재하중이 작은 경우(약 20kPa 이하) 경사 10°이상에서는 크게 증가하지 않았다. 배면 지반의 점착력이 있는 경우 수치해석과 유사한 결과는 점착력을 고려한 경우로 나타났다. 활동, 전도, 전단, 인장에 대한 안정성은 벽체의 두께에 비례하여 증가하지만, 일정 경사각(약 10°) 이상에서는 벽체의 두께와 상관없이 지지력과 압축응력의 안정성에 큰 변화가 없는 것으로 평가되었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제18권2호
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• pp.54-63
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• 2014

파형강판 구조물은 강판 세그먼트를 현장에서 볼트연결하고, 양질의 뒷채움 시공을 통해 시공성을 높일 수 있기 때문에 최근 생태통로, 소규모 교량 및 관로 등에 폭넓게 시공되고 있다. 본 연구는 휨하중을 받는 볼트연결된 파형강판 세스먼트의 정적 및 피로거동을 실험적으로 분석하였다. 피로거동을 분석하기 위하여 볼트 직경, 와셔와 같은 연결부 상세를 실험변수로 하였으며, 실험에 사용된 실험체의 파형의 제원은 $400{\times}150$ mm이다. 정적실험 결과 모든 실험체의 실험 극한강도가 이론강도보다 높게 나타났으며, 강판의 지압 및 상부강판 볼트구멍의 찢김에 의해 파괴되었다. 6mm와 7mm 강판에 대하여 하중범위 209kN에서 517kN사이로 피로실험을 수행하였으며, 실험결과 정적 파괴시의 강판지압과 찢김파괴에서 피로실험시에는 강판지압과 볼트 전단의 형태로 변화하였으며, 2백만회 피로한계는 대략 85MPa로 분석되었다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제22권2호
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• pp.79-87
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• 2010

이 논문은 특수기초에 설치된 안벽의 외부 및 내부 안정성에 대한 신뢰성분석을 각각 다룬 2편의 연속 논문 중 첫 번째 논문이다. 이 논문에서는 심층혼합처리지반-안벽 시스템의 외부안정성에 대한 정량적 위험도를 평가할 수 있는 실용적인 신뢰성해석기법을 새로이 제안하였다. 제안된 기법은 다양한 설계변수들의 불확실성을 명확하게 고려할 수 있다. 외부안정성에 대한 위험도평가를 위해 개량지반-안벽의 활동, 전도 및 지지력 파괴모드에 대응하는 한계상태함수를 2차 확률변수 개념을 도입하여 명확히 정의하였다. 기본 확률변수와 2차 확률변수로 명확히 표현되는 세 한계상태함수에 대하여 대표적 신뢰성기법인 MVFOSM, FORM 및 MCS를 사용하여 파괴확률을 산정하였다. 해석결과로부터 3가지 방법은 일관된 파괴확률을 제공하고, 지진시 활동 파괴모드가 가장 위험한 파괴모드로 밝혀졌다. 또한 동적토압의 위상차를 고려한 신뢰성해석으로부터 위상차 파라메타의 평균과 분산이 파괴확률에 큰 영향을 미치는 것으로 판명되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제35권6호
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• pp.17-26
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• 2019

이 연구에서는 쇄석말뚝공법의 한계상태설계법 적용을 위하여 양질의 현장재하시험 자료로부터 저항편향계수의 통계적 특성을 분석하고 지반 불확실성 및 시공 오차를 고려한 총 저항편향계수를 산정하였다. 저항편향계수 산정을 위한 예측모델은 기존 모델들에 비하여 높은 예측성능을 보인 Bong and Kim(2017)의 MLR 모형을 활용하였으며 그 적합성을 평가하였다. 저항편향계수의 확률분포를 산정하기 위하여 카이제곱 적합도 검정을 수행하였으며 정규분포가 가장 적합한 것으로 나타났다. 공칭저항의 총 변동성은 점토의 비배수전단강도 및 쇄석말뚝 시공 시 발생할 수 있는 시공 오차에 대한 불확실성을 포함하여 산정하였다. 최종적으로 총 저항편향계수의 확률분포는 로그정규분포를 따르는 것으로 나타났다. 총 저항편향계수의 변동성에 따른 확률분포의 매개변수는 Monte Carlo 시뮬레이션을 통하여 산정하였으며, 간편한 적용을 위하여 이에 대한 회귀식을 제안하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권12호
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• pp.8128-8139
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• 2015

최근 구조물 기초 분야에 대한 한계상태설계법이 국제적인 기술표준으로 요구됨에 따라 연구기반이 미약한 연약지반 개량공법에 대한 하중저항계수설계법 개발의 필요성이 대두되었다. 본 연구는 신뢰성 분석을 통해 항타강관말뚝의 목표신뢰성지수 및 저항계수를 산정하여 기초 구조물에 대한 LRFD code를 개발하고자 하였다. 프로그램의 검증을 위해 광양지역 16개의 항타말뚝 재하시험 결과와 2008년 한국건설기술연구원에서 이용된 57개의 항타말뚝 재하시험 결과를 취합하였다. 구조물기초설계기준에서 제안하고 있는 두가지 정역학적 설계공식에 대해서 대표 측정지지력과 설계지지력을 비교함으로써 저항편향계수를 평가하였고, 저항편향계수의 통계특성을 이용하여 일차신뢰도법 및 몬테카를로 실뮬레이션에 의한 신뢰성 분석을 실시하였다. 그 결과, 항타강관말뚝의 목표 신뢰성지수 2.0, 2.33, 2.5에 대해서 선단부 N치 50이하인 경우 두 지지력 공식의 저항계수는 각각 0.611~0.684, 0.821~0.537, 선단부 N치 50이상인 경우 각각 0.608~0.545, 0.749~0.643으로 제안되었다. 본 연구결과는 향후 다양한 기초구조물 및 지반구조물의 하중저항계수설계법 개발을 위한 자료로서 그 활용성이 있을 것이다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제5권1호
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• pp.7-18
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• 1989

암반에 지지된 선단지지맡뚝에 대한 연직재하시험시, 극한하중에 이르기까지 재하를 실시하는 것은 일반적으로 불가능하다. 이러한 경우 말뚝재하시험결과로부터 설계하중을 결정하기 위하여 봉복 윤중의 개념이 도입되어 오고 있다. 그러나, 이 강복초중을 결정하기가 용이하지 않은 경우가 많다. 본 논문에서는 우리나라 서해안과 남해안 지대 6개 현장에서 실시된 말뚝재하시험결과를 검토분 석하여 항복하중을 쉽게 결정할 수 있는 새로운 방법을 제안하였다. 이 방법에서 강복하대은 말뚝의 침하량을 대수눈금으로, 하중을 정규눈금으로 한 반대수응지상에 정리된 하중과 침하량 체선(P- log영상의 변곡점으로 정의되었다. 이 방법에 의한 강복연동보다 약간 많은 하중까지 재하시험을실 기하므로써, 말뚝재하시험의 비용과 시간을 절약할 수 있을 뿐만 아니라 안전한 작업조건도 마련할 수 있다. 이 강복하중은 하중과 침하량 거동의 탄성한계를 규정짓는 하중이 됨을 알 수 있었다. 25.4 mm침하시의 하중으로 결정되는 식한하동은 이 강복륜중의 1.i배에 해당하였으며 장기 및 단기 허 용하중은 각각 이 항복하중의 50%와 75%에 해당하였다. 또한 정역학적 지지력공식을 사용하여 허 용지지력을 구할 경우 안전율은 2.0~4.0으로 밝혀졌다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제20권4호
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• pp.85-93
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• 2021

한반도의 70%는 산지로 구성되어 있으며, 서해와 남해의 수심은 상대적으로 얕은 편이다. 따라서, 공업단지, 주거단지, 항만 및 공항 부지를 위한 대규모 간척사업이 시행되고 있다. 매립지역의 일반적인 문제는 지반이 연약하여 지지력이 부족할 뿐만 아니라 상당한 침하가 발생된다는 것이다. 중공블록은 중·저층 아파트 또는 단층의 공장건물을 건설하기 위해 계획된 느슨한 연약기초 지반보강을 위해 사용된다. 최근 4.0~5.0의 강도를 가진 지진이 서쪽과 남동쪽 해안지역을 따라 발생하고 있다. Lee (2019)는 정적 지지력시험을 통해 얕은 기초보강 중공블록의 장점에 대하여 연구하였다. 이 연구에서 블록 내부에 쇄석으로 채움된 보강된 모래지반의 중공블록 동적거동은 진동대 1000 mm × 1000 mm 시험을 통해 연구하였다. 3가지 지진파인 Ofunato, Hachinohe, Artificial 지진파와 2가지 가속도(0.154g, 0.22g)를 진동대 시험에 적용하였다. 중공블록으로 보강된 지반 위의 구조물 수평변위는 LVDT를 사용하여 측정하였다. 중공블록에 의한 지반보강 효율을 평가하기 위하여 지반의 상대밀도를 45%, 65%, 85%로 각각 구성하였으며, 수평변위를 측정하고 한계수평변위 0.015h(건축물 내진등급기준, 2019)와 비교하였다. 중공블록으로 보강된 모래지반에 대한 진동대 시험 결과에 기반해서 벌집 모양의 중공블록은 블록내부에 쇄석 채움으로서 큰 구속력을 가지며, 중공블록의 내부 및 외부를 따라 발생하는 관입저항력으로 인한 큰 주면마찰력을 갖는 것으로 평가되었다. 이러한 모든 요소들은 진동대 시험 중에 수평변위를 상당이 줄이는 것으로 나타났다. 마지막으로, 중공블록 보강 지반은 지진파와 가속도에 상관없이 중·저층 건물의 얕은기초 보강공법으로 매우 우수함이 입증되었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제3권3호
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• pp.71-86
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• 1983

현재(現在) WSD로 설계(設計)되고 있는 우리 나라 철근(鐵筋)콘크리트 옹벽구조물(擁壁構造物)에 있어서 가장 보편적으로 사용되고 있는 캔틸레버 옹벽(擁壁)의 안정해석(安定解析) 및 각부설계(各部設計)를 보다 합리적(合理的)이며 확률적(確率的)인 신뢰성(信賴性) 이론(理論)을 도입하여 신뢰성(信賴性) 모델에 따른 안정해석(安定解析) 및 각부설계(各部設計)에 대한 신뢰성(信賴性) 설계규준(設計規準)을 LRFD에 의거하여 제안(提案)하고, 또 안정해석(安定解析)의 공칭안전율(公稱安全率)에 대한 이론적(理論的)인 근거를 제시(提示)하는 것이 본(本) 연구(硏究)의 주요내용(主要內容)이다. 신뢰성(信賴性) 이론(理論)에 의해 안정해석(安定解析) 및 각부설계(各部設計)에 대한 한계상태방정식(限界狀態方程式)을 유도하고, Coulomb의 주동토압계수(主動土壓係數), Hansen의 지지력공식(支持力公式)을 사용하여 Cornell의 MFOSM에 의해 불확실량(不確實量) 산정(算定)의 알고리즘을 유도하였으며 그에 따른 불확실량수준(不確實量水準)은 우리 나라의 현실(現實)을 고려한 적절한 값으로 제안(提案)하였다. 현행(現行) R.C. 옹벽설계규준(擁壁設計規準)에 따라 Calibration 하므로서 목표신뢰성지수(目標信賴性指數)${\beta}_0$를 다음과 같이 선택하고(전도(轉倒): ${\beta}_0$=4.0, 골동(滑動): ${\beta}_0$=3.5, 지지력(支持力): ${\beta}_0$=3.0, 휨: ${\beta}_0$=3.0, 전단(剪斷): ${\beta}_0$=3.2), 이 ${\beta}_0$에 대응하는 하중(荷重) 및 저항계수(抵抗係數)를 산정(算定)하였으며, 안정해석(安定解析)에 대한 현행(現行) 철근(鐵筋)콘크리트 표준시방서(標準示方書)의 안전율(安全率)을 검토한 결과 다음과 같은 값이 적절하다는 것을 알았다(전도(轉倒): 1.8, 골동(滑動): 1.9, 지지력(支持力): 3.6). 또한 현행(現行) WSD R.C. 옹벽(擁壁)의 설계규준(設計規準)을 위해 신뢰성(信賴性)에 의한 공칭안전율(公稱安全率)과 허용응력(許容應力)을 제안(提案)하였다. 그리고 본(本) 연구(硏究)에서 제안(提案)하는 R.C. 옹벽(擁壁)의 LRFD 신뢰성(信賴性) 설계규준(設計規準)을 현행(現行) R.C. 표준시방서(標準示方書)의 설계규준(設計規準)에 대응(對應)하는 설계규준(設計規準)으로 도입함이 바람직하다는 사실을 확인할 수 있었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제51권9호
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• pp.827-837
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• 2018

혼성제 케이슨에서 발생 가능한 활동, 전도 그리고 편심 경사하중에 의한 마운드 지지력에 대한 안정성을 다중 파괴모드 개념으로 해석하였다. 먼저 결정론적 해석에서는 활동 및 전도 그리고 마운드 지지력에 대한 한계 상태방정식을 이용하여 최소 안전율을 만족하는 혼성제 케이슨의 최소 단면을 산정할 수 있는 식을 유도하였다. 입사조건 및 마루높이 그리고 설치수심에 따른 결정론적 해석 결과에 의하면 활동 파괴모드와 마운드 지지력 파괴모드간 상충이 발생되었다. 따라서 혼성제 케이슨의 설계단면을 결정론적으로 산정하는 경우에도 활동뿐만 아니라 전도와 마운드 지지력에 대한 다중 파괴모드를 동시에 고려하여야 한다. 한편 확률론적 해석에서는 활동에 의하여 결정된 단면에 대하여 다중 파괴모드에 대한 시스템 신뢰성 해석을 수행하였다. 혼성제 케이슨의 다중 파괴모드에 의한 제체의 시스템 파괴확률이 입사조건에 따라 매우 다르게 거동하는 것을 알 수 있었다. 또한 마루높이와 설치수심이 증가하여도 제체의 시스템 파괴확률이 증가하는 경향이 나타났다. 특히 시스템 신뢰성 해석의 일차 해석모형과 이차 해석모형의 결과들은 본 연구에서 수행된 조건들에서는 일치되는 거동 특성을 나타냈다. 그러나 파괴모드 사이의 상관성을 올바로 고려할 수 있는 이차 해석모형의 결과가 더 높은 정도를 갖는다. 다만 파괴모드 사이에 파괴확률이 상대적으로 크게 차이나는 경우에는 일차 해석모형도 간편하게 사용할 수 있다.