• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2003년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.291-298
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• 2003

The resonant column testing is a laboratory testing method to determine the shear modulus and the material damping factor of soils. The method has been widely used for many applications and its importance has been increased. Since the establishment of the testing method in 1963, the low-technology electronic devices for testing and data acquisition have limited the measurement to the amplitude of the linear spectrum. The limitations of the testing method were also attributed to the assumption of the linear-elastic material in the theory of the resonant column testing and to the use of the wave equation for the dynamic response of the specimen. For the better theoretical formulation of the resonant column testing, this study derived the equation of motion and provided its solution. This study also proposed the improved data reduction and analysis method for the resonant column testing, based on the advanced data acquisition system and the proposed theoretical solution for the resonant column testing system. For the verification of the proposed data reduction and analysis method, the numerical simulation of the resonant column testing was performed by the finite element analysis. Also, a series of resonant column testing were peformed for Joomunjin sand, which verified the feasibility, of the proposed method and showed the limitations of the conventional data reduction and analysis method.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권4호
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• pp.133-144
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• 2003

공진주 실험은 흙의 전단탄성계수, 재료감쇠비 등을 결정하는 실험으로, 최근 내진해석의 중요성과 더불어 그 사용빈도와 중요성이 증가하고 있다. 공진주 실험은 1960년 이후 널리 활용되어 왔으나, 현재까지의 공진주 실험은 측정장비의 제한성 때문에, 주로 선형스펙트럼 (linear spectrum)의 진폭성분만을 측정하여 왔다. 이는 공진주 실험 시스템의 동적거동을 규명하는 이론에 있어서도 시료의 점성이 고려되지 않았던 것과 동적거동에 대한 이해가 부족했기 때문이기도하다. 최근 조성호 등은 이러한 한계성을 극복할 수 있는 이론적 근거를 제시하였다. 즉, 공진주 실험 시스템의 동적거동에 대한 운동방정식과 그 일반해를 제시함으로써, 이론에 부합하는 공진주 실험의 자료분석 및 해석기법의 기초를 정립하였다. 본 연구에서는 발전된 계측장비와 공진주 실험 시스템의 동적거동에 대한 이론적 모델링을 이용하여 신뢰도가 향상된 공진주 실험의 자료분석 및 해석기법을 제안하였다. 그리고, 유한요소해석에 의한 공진주 실험의 수치실험을 통하여 본 연구에서 제안한 해석기법의 신뢰성과 타당성을 확인하였다. 또한, 주문진 표준사에 대한 공진주 실험을 통하여, 본 연구에서 제안한 자료분석 및 해석방법의 적용성을 확인하였으며, 기존 해석방법과의 비교를 통하여 기존 방법의 한계성과 문제점을 살펴보았다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권4호
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• pp.145-153
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• 2003

공진주 실험은 탄성파 이론을 이용하여 흙의 동적 물성, 즉 전단변형률의 크기에 따른 전단탄성계수와 재료감쇠비를 측정하는 실험이다. 공진주 실험에 의한 시료의 동적물성의 측정은 공진주 실험 시스템의 동적 거동에 대한 이해를 전제로 한다. 공진주 실험의 시료 및 실험장치의 구성은 고정단-자유단 경계조건을 가지고 있는 연속보로 단순화할 수 있어서, Richart, Hall and Woods는 공진주 실험 시스템에 대한 파동방정식을 유도하였으나, 시료를 단순히 탄성으로 가정하였고 시료의 점성을 고려하지는 않았다. 그리고, Hardin은 파동방정식의 유도에서 시료의 점탄성을 고려하였으나, 시료의 전단탄성계수를 결정하기 위하여 시료의 점탄성을 가정하여야 하는 문제점을 가지고 있었다. 본 연구에서는 기존의 연구자들이 시도했던 공진주 실험 시스템에 대한 파동방정식을 새로운 측면에서 유도하였으며, 새로이 유도된 파동방정식의 해법을 제안하였다. 한편, 일반적으로 시스템에 대한 동적 거동을 이해하는 방법으로, 시스템의 운동방정식을 이용하는 방법이 있으나, 공진주 실험 시스템에 대한 동적 거동의 해석방법으로 이와 같은 운동방정식을 이용하는 해석방법을 연구한 경우는 거의 없었다. 운동방정식에 의한 해법은 시스템의 동적 증폭계수와 동적 응답에 대한 위상각을 구할수 있기 때문에 파동방정식에 대한 해법보다 더 많은 정보를 활용할 수 있는 장점이 있다. 따라서, 본 연구에서는 공진주 실험 시스템에 대한 보다 기본적이고 많은 정보를 도출하기 위하여, 공진주 실험 시스템에 대한 운동방정식을 유도하였으며, 이를 이용하여 공진주 실험자료를 해석하는 새로운 해석기법의 제안을 위한 근간을 마련하였다. 그리고, 공진주 실험 시스템에 대한 유한요소 해석을 수행하여, 본 연구에서 제안한 공진주 실험시스템의 이론적 모델링의 타당성과 합리성을 검증하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 1998년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.439-444
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• 1998

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 1996년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.195-202
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• 1996

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2009년도 세계 도시지반공학 심포지엄
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• pp.1415-1424
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• 2009

Measuring dynamic properties of gravel-sized materials demands large specimens. Due to the difficulties in experiment as well as equipment, the dynamic properties of gravel-sized material has rarely been investigated. To realize free-free end condition more properly and stabilize specimen during testing with new specimen support system, a free-free resonant column testing device, which is capable of testing gravel-sized materials and constraining a specimen in free-free boundaries, is developed. We report the calibration of the equipment and preliminary testing results on Jumunjin sand. The testing data are compared with the previous data obtained from the existing fixed-free resonant column test.

• 한국농공학회:학술대회논문집
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• 한국농공학회 2002년도 학술발표회 발표논문집
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• pp.349-352
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• 2002

In this paper, dynamic properties of fiber reinforced soils were investigated at shearing strains between $10^{-4}%\;and\;10^{-1}%$ using resonant column test. Resonant column test has been widely used as a primary laboratory testing technique in investigating dynamic soil properties expressed in term of shear modulus and material damping. At strains above elastic threshold, the variations of shear modulus(G) and damping ratio(D) were investigated. Based on test results, the small strain shear modulus($G_{max}$) and damping ratio($D_{min}$) were determined and the effects of confinement on $G_{max}$ and $D_{min}$ were characterized.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2001년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.533-540
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• 2001

Material damping is an important parameter to evaluate the site response by a dynamic loading. Currently the material damping of the subgrade is mainly determined by a resonant column testing. Typical methods to evaluate material damping include half-power bandwidth method and free-vibration decay method. In the large strain range, the half-power bandwidth method gives an erratic damping factor, because the method is based on the assumption of the linear behavior of a specimen. The free-vibration decay method has also limitations in that the damping factors vary with the range of cycles in calculation, and also in that the specific shear strain can not be designated for the free vibration. In this study, the frequency-phase method, which was developed to evaluate material damping of a beam simply supported, is introduced to evaluate the material damping by the resonant column testing. Also, the comparison among half-power method, free-vibration decay method and the frequency-phase method is provided for a remolded sand.

• 대한토목학회논문집
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• 제31권3C호
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• pp.103-108
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• 2011

본 연구에서는 대변형율 시험을 위한 공진주/비틂전단 시험기의 한계점과 해결방안을 기술하였다. 대변형율 시험의 세가지 한계점은 첫째, 시험기의 제한된 회전거리이며 둘째, 시험기의 제한된 비틂력과 셋째, 변형측정 시스템의 한계 등이 있다. 대변형율 시험의 제한요소 중에서 시험기의 제한된 회전거리를 해결하기 위하여 시료 받침대를 개량하였으며 비틂력을 향상 시키기 위하여 가진기 팔의 개수를 증가시키고 가진기 코일의 연결방법을 변경하여 보다 강한 비틂력을 얻을 수 있었다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2009년도 춘계 학술발표회
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• pp.626-633
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• 2009

A large scale resonant column testing equipment is under development. The would-be equipment is aiming to test 150mm-diameter specimens, which can contain as large a grain size as 25mm. Such a large specimen is hardly excitated with the existing fixed-free end condition because the torsional force cannot be effectively coupled to the specimen. The specimen will be rather resonated with free-free condition and the scheme is implemented with a rotational bearing installed between coil-magnet exciter and base pedestal. Presently the equipment was assembled and is under calibration with a cylindrical brass specimen.