• Geomechanics and Engineering
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• 제1권1호
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• pp.1-15
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• 2009

Many aspects of the behavior of sands are affected by the content of non-plastic fine particles and these various aspects should be included in a constitutive model for the soil behavior. The fines content affects maximum and minimum void ratios, compressibility, shear strength, and static liquefaction under undrained conditions. Twenty-eight undrained triaxial compression tests were performed on mixtures of sand and fine particles with fines contents of 0, 10, 20, 30, 50, 75, and 100% to study the effects of fines on void ratio, compressibility, and the occurrence of static liquefaction. The experiments were performed at low consolidation pressures at which liquefaction may occur in near-surface, natural deposits. The presence of fines creates a particle structure in the soil that is highly compressible, enhancing the potential for liquefaction, and the fines also alter the basic stress-strain and volume change behavior, which should be modeled to predict the occurrence of static liquefaction in the field. The void ratio at which liquefaction occurs for each sand/fines mixture was determined, and the variation of compressibility with void ratio was determined for each mixture. This allowed a relation to be determined between fines content, void ratio, compressibility, and the occurrence of static liquefaction. Such relations may vary from sand to sand, but the present results are believed to indicate the trend in such relations.

• Geomechanics and Engineering
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• 제36권5호
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• pp.455-464
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• 2024

Seismic movements have varying effects on structures based on characteristics of local site. During an earthquake, weak soils are susceptible to damage due to amplified wave amplitudes. Soil-structure interaction issue has garnered increased attention in Türkiye, after devastating earthquakes in Kocaeli Gölcük (1999), Izmir (2020), Kahramanmaraş Pazarcık and Elbistan (2023). Consequently, liquefaction potential has been investigated in detail for different regions of Türkiye, mainly with available field test results. Çankırı, a city located close to North Anatolian Fault, is mainly built on alluvium, which is prone to liquefaction. However, no study on liquefaction hazard has been conducted thus far. In this study, groundwater level map, SPT map, and liquefaction risk map have been generated using Geographical Information System (GIS) for the Buğday Pazarı District of Çankırı province. Site investigations studies previously performed for 47 parcels (76 boreholes) were used within the scope of this study. The liquefaction assessment was conducted using Seed and Idriss's (1971) simplified method and the visualization of areas susceptible to liquefaction risk has been accomplished. The results of this study have been compared with the City Council's precautionary map which is currently in use. As a result of this study, it is recommended that minimum depth of boreholes in the region should be at least 30m and adequate number of laboratory tests particularly in liquefiable areas should be performed. Another important recommendation for the region is that detailed investigation should be performed by local authorities since findings of this study differ from currently used precautionary map.

• 한국지반공학회논문집
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• 제36권4호
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• pp.17-30
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• 2020

본 연구의 목적은 2017년 포항지진 시 액상화가 관측되었거나 액상화 가능성이 높은 부지 5곳에 대하여, 국내에서 통상적으로 적용해 왔던 액상화 평가 기준과 최근 개정된 평가 기준을 적용하여 액상화 평가를 실시하고, 이러한 이론적인 액상화 평가 결과와 대상 부지에서의 실제 액상화 발현여부를 비교·검토함으로써, 개정된 액상화 평가 기준의 타당성을 검토하는 데에 있다. 액상화 평가를 위한 해석지진은 기존 국내에서 통상적으로 사용해 온 지진파와 포항 실지진파를 사용하였고, 해석지진의 최대지반가속도 크기는 0.097g~0.2713g 범위의 값을 적용하였다. 해석결과로부터, 기존 국내에서 통상적으로 적용해 왔던 구조물기초설계기준(2016)에 제시된 액상화 평가 기준의 개선점을 제시하고, 2018년에 개정된 내진설계일반에 제시된 액상화평가 기준의 기존 기준대비 개정 사항의 상대적 타당성을 평가해 보았다.

• 한국농공학회논문집
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• 제48권4호
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• pp.67-74
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• 2006

This study was carried out to investigate the liquefaction behaviour of saturated silty sand under monotonic loading conditions. The undrained soil tests were conducted using a modified triaxial cell and specimens were prepared using the moisture tamping method. Undrained triaxial compression tests were performed at different confining pressures, void ratios and overconsolidation ratios and the samples were sheared to axial strains of about 20% to obtain monotonic loading conditions. It is shown that increasing confining pressures, void ratios and overconsoildation ratios increases the deviator stress, but it has no effect on increasing the dilatant tendencies. It is shown that complete static liquefaction was observed regardless of increases in the confining pressure, void ratio and overconsolidation ratio. Therefore, the confining pressure, void ratio and overconsoildation ratio does not provide significant effects on the liquefaction resistance of the silty sand. The presence of fines in the soil was shown to greatly increase the potential for static liquefaction and creates a particle structure with high compressibility for all cases.

• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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• 제15권2호
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• pp.1-8
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• 2013

This paper reviews the development status of magnetic refrigeration system for hydrogen liquefaction. There is no doubt that hydrogen is one of most important energy sources in the near future. In particular, liquid hydrogen can be utilized for infrastructure construction consisting of storage and transportation. Liquid hydrogen is in cryogenic temperatures and therefore high efficient liquefaction method must be studied. Magnetic refrigeration which uses the magneto-caloric effect has potential to realize not only the higher liquefaction efficiency > 50 %, but also to be environmentally friendly and cost effective. Our hydrogen magnetic refrigeration system consists of Carnot cycle for liquefaction stage and AMR (active magnetic regenerator) cycle for precooling stages. For the Carnot cycle, we develop the high efficient system > 80 % liquefaction efficiency by using the heat pipe. For the AMR cycle, we studied two kinds of displacer systems, which transferred the working fluid. We confirmed the AMR effect with the cooling temperature span of 12 K for 1.8 T of the magnetic field and 6 second of the cycle. By using the simulation, we estimate the total efficiency of the hydrogen liquefaction plant for 10 kg/day. A FOM of 0.47 is obtained in the magnetic refrigeration system operation temperature between 20 K and 77 K including LN2 work input.

• 한국지반공학회논문집
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• 제18권1호
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• pp.91-99
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• 2002

본 연구에서는 변형률 수준별 실내진동시험 및 지진응답해석의 수행을 기초로 하는 새로운 액상화 평가법을 제안하였다. 제안된 평 가법에서는 비 배수조건 하에서 진동전단하중으로 야기된 과잉간극수압의 누적으로 액상화가 발생하는 점을 고려하여 진동하중을 받는 포화지반의 액상화 거동을 실내진동시험결과의 전단응력-전단변형률 이력곡선을 토대로 산정한 교란도와 소성 전단변형률 상각궤도의 변화로 정의하였으며, 이를 실지진 시간이력의 지반 내 거동변화와 연계시킴으로써 지진이 보유한 연속성 및 불규칙성을 합리적으로 고려하도록 하였다. 또한, 제안된 평가법에서는 진동하중의 변화에 관계없이 액상화 발생시 포화사절토의 동적특성은 일정하다는 일련의 연구사례를 토대로 내친 해석시 이용되는 전변형률 수준의 동적물성 획득시험만으로도 액상화 평가가 가능하도록 하였으며 정현하중의 크기를 달리한 진동삼축시험에서 산정된 액상화 발생시의 소성 전단변형률 상각궤도를 비교함으로써 이에 대한 검증연구를 수행하였다. 연구결과, 진동정현하중의 크기에 관계없이 액상화 발생시 지반의 동적특성 치가 유일한 값을 나타내었다 그러므로, 제안된 평가법은 변형률 수준별 실내진동시험을 통해 지반의 동적물성 획득과 액낭화 평가 수행이 가능할 뿐만 아니라, 지진응답해석을 통해 불규칙한 실지진 시간이력 전부를 고려하는 특징으로 육상화 평가결과의 신뢰성을 향상시킬 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제2권2호
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• pp.45-55
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• 1998

액상화 가능성을 예측하기위해 많은 방법들이 제안되어왔지만, 재료의 미세구조의 특성을 이용한 방법은 거의 없다. 본 연구에서는, 동하중을 받는 재료의 전체 응력-변형률의 특징에 대해 통합적 구성방식을 제공하는 교량상태개념(DSC)모델에 이론적 기초를 두며, 포화 사질토의 액상와 가능성을 평가하기 위한 새로운 방법을 제안한다. DSC이론으로부터, 미세구조의 변형시 재료내부 상태의 급격한 변화가 일어나는 시점의 교란도(한계교란도: Dc)를 초기 액상화 시기로 정의한다. 본 방법은 포화 Ottawa 모래를 이용한 진동 실삼축시험 결과로부토 얻은 자료를 이용하여 적합성이 검토되었다. 또한 본 연구로부터, 액상화와 초기 구속압사이의 관계가 Dc의 개념으로부터 밝혀졌다. 본 연구에서 제안한 새로운 액상화 평가방법은 액상화 거동을 예측할 수 있으며, 결론적으로 기존의 경험적 방법보다 향상된 방법이라고 사료된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제38권2호
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• pp.357-367
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• 2018

최근 경주와 포항에서 발생한 지진으로 국내에서 액상화 현상에 대한 관심이 커지고 있다. 지반의 액상화는 포화된 상태에서 지진과 같은 동하중을 받았을 때 과잉간극수압이 발생하여 흙이 강도를 상실하고 물과 같이 거동하는 현상이며 지반 침하와 상부구조물의 전도와 같은 심각한 문제를 야기한다. 따라서 액상화 발생 가능성을 미리 파악하고 대비할 필요가 있다. 액상화의 발생 가능성과 액상화 피해 정도는 일반적으로 액상화 가능 지수(Liquefaction Potential Index, LPI)에 의해 정량적으로 평가된다. LPI의 계산은 시추공 별로 이루어지며 지반응답해석이 필수적인 작업으로 선행되어 많은 시간과 노력이 필요하다. 본 연구에서는 다양한 지하수위 분포를 가지는 넓은 지역의 액상화 평가를 간단히 수행할 수 있도록 전단파 속도와 LPI의 상관관계를 이용한 액상화 평가 방법을 제안하였다. 제안된 방법은 액상화 가능 층의 평균 전단파 속도(${\bar{V}}s^{\prime}liquefiable$)와 액상화 가능 층의 두께로 나누어 정규화한 정규화 LPI의 상관관계를 분석하여 지하수위 별로 다양한 암반노두가속도에 대해 적용 가능한 상관관계식을 제시하고 이용한다. 상관관계를 이용한 액상화 평가 방법의 적용성을 확인하기 위해 서울특별시의 104개 시추조사자료를 이용하여 지하수위 0m, 1m, 2m, 3m에 대해 상관관계식을 제시하였으며 제시한 상관관계식을 이용하여 서울특별시와 경주시의 액상화 발생 가능성을 평가하였다. 지반응답해석을 이용해 계산한 LPI와 상관관계식을 이용해 계산한 LPI를 비교하였으며 제안된 액상화 평가 방법의 적용성을 확인하였다. 마지막으로 제안된 액상화 평가 방법에 따라 결정된 LPI의 분포를 지구통계학적 기법인 크리깅을 통해 지도로 나타내었다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제10권3호
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• pp.125-134
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• 2006

기존의 액상화 평가방법은 대부분 미국, 일본 등 지진 발생빈도가 높고 그로 인한 액상화 피해가 빈번한 국가에서 주도적으로 연구가 진행되었으며, 개발된 액상화 평가방법들은 큰 지진규모(M=7.5)에 기초하고 있다. 국내에서도 1997년 실제적인 내진연구가 시작된 이래 액상화 평가의 구체적 규정이 제정되었으나, 내진설계기준에서는 실지진하중을 등가의 전단응력으로 간편화한 경험적인 방법과 실내진동실험에 의한 액상화 상세평가 방법을 통해 액상화 평가를 수행하도록 되어있다. 그러나 이러한 경우 실제 지진하중의 특성을 평가과정에서 반영하지 못하는 문제점이 있다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 개선하기 위하여 실제 지진파 고유의 특성을 적용한 진동삼축실험을 통하여 상대밀도와 실트질함유량의 변화에 따른 액상화 저항강도를 산정하였다. 실험결과를 토대로 국내의 대표적인 항만지역의 지진응답해석 결과와 비교 분석하여 중진지역에 적합한 액상화 평가 생략기준을 제시하였다. 또한 액상화 평가시 정현하중 사용의 문제점을 개선하기 위하여 쐐기하중 및 선형증가쐐기하중 실험을 수행하여 하중 변화에 따른 액상화 저항강도 특성을 분석하였다.

• 지질공학
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• 제30권4호
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• pp.589-602
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• 2020

과거의 많은 지진 사례에서 볼 수 있듯이 액상화 현상은 부등침하를 일으키고 심한 경우 건물 파괴, 지반 함몰과 같은 심각한 피해를 유발한다. 연구지역인 부산광역시 인근에는 지진발생 가능성이 높은 단층들이 분포하며 양산단층, 동래단층, 일광단층이 도심지를 통과하고 있다. 또한 최근 발생한 경주, 포항, 일본 구마모토 지진의 영향권 내에 위치하며, 도시 내 넓은 단층곡을 따라서 두꺼운 제4기 미고결 충적층이 발달하고 해안 지역에는 해빈 퇴적물과 함께 매립지가 넓게 분포한다. 따라서 부산광역시 인근에서 대형 지진이 발생할 경우 도심지 내에 액상화로 인한 큰 피해가 예상되어, 도시 전 지역을 대상으로 지진재현주기별 액상화 발생 가능성을 평가하였다. 그 결과, 지진재현주기에 따라 정도의 차이는 존재하나 낙동강 하구 평야지대와 부산만, 수영만, 송정역 일대에서 액상화 발생 가능성이 매우 높은 것으로 예측되었다. 또한 짧은 지진재현주기일수록 부지주기에 따라 상당히 다른 결과가 도출된 반면, 재현주기가 길어질수록 부지주기에 관계없이 그 결과는 비슷한 양상을 보였다.