• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권6호
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• pp.4201-4207
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• 2015

본 연구에서는 최근 뉴질랜드의 Christchurch 지역의 2011년 2월 22일의 지진규모(Mw) 6.2 지진발생 후 얻어진 데이터를 이용하여 지진에 의한 지하 상수도관 시스템의 성능에 주안점을 두고 연구를 수행하였다. 이 논문은 액상화로 인하여 발생된 영구지반변형지역과 서로 다른 재질의 상수도관에 따라 1 km 당 손상갯수로 산정되는 손상율을 액상화 지역에서의 지진발생 전후에 얻어진 높은 해상도의 라이다데이터로부터 계산된 부등침하와 횡방향 지반변형률의 관계를 통하여 산정하였다. 본 연구에서는 영구지반변형에 따른 매설된 상수도관의 지진성능을 요약하여 설명하였으며 연구결과 연성이 매우 큰 폴리에틸렌 상수도관이 매우 우수한 지진성능을 가지고 있음을 알 수 있다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제41권2호
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• pp.123-133
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• 2013

This paper presents experimental and numerical tests on a recently developed timber column concealed base joint. This joint was designed to replace the wood-wood connection found in the post-and-beam structure of Hanok, the traditional Korean timber house. The use of metallic connectors provides an increased ductility and energy dissipation for a better performance under reversed loading, especially seismic. In this study, we investigate the performance of the joint under pseudo-static reversed cyclic moment loading through the study of its ductility and energy dissipation. We first perform experimental tests. Results show that the failure occurs in the metallic connector itself because of stress concentrations, while no brittle fracture of wood occur. Subsequent numerical simulations using a refined finite element model confirm these conclusions. Then, using a practical modification of the joint configuration with limited visual impact, we improve the ductility and energy dissipation of the joint while retaining a same level of rotational strength as the originally designed configuration. We conclude that the joint has a satisfying behavior under reversed moment loading for use in earthquake resistant timber structure in low to moderate seismicity areas like Korea.

• Steel and Composite Structures
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• 제33권4호
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• pp.583-594
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• 2019

In the areas highly exposed to earthquakes, concrete-filled steel tube columns (CFSTCs) are known to provide superior structural aspects such as (i) high strength for good seismic performance (ii) high ductility (iii) enhanced energy absorption (iv) confining pressure to concrete, (v) high section modulus, etc. Numerous studies were reported on behavior of CFSTCs under axial compression loadings. This paper presents an analytical model to predict ultimate load capacity of CFSTCs with circular sections under axial load by using multivariate adaptive regression splines (MARS). MARS is a nonlinear and non-parametric regression methodology. After careful study of literature, 150 comprehensive experimental data presented in the previous studies were examined to prepare a data set and the dependent variables such as geometrical and mechanical properties of circular CFST system have been identified. Basically, MARS model establishes a relation between predictors and dependent variables. Separate regression lines can be formed through the concept of divide and conquers strategy. About 70% of the consolidated data has been used for development of model and the rest of the data has been used for validation of the model. Proper care has been taken such that the input data consists of all ranges of variables. From the studies, it is noted that the predicted ultimate axial load capacity of CFSTCs is found to match with the corresponding experimental observations of literature.

• 한국지진공학회논문집
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• 제25권6호
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• pp.305-314
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• 2021

The Gyeongju and Pohang earthquakes caused damages to many cultural properties; particularly, stone pagoda structures were significantly damaged among masonry cultural properties. To preserve these structures, it is necessary to understand their dynamic behavior characteristics under earthquakes. Analyses on such areas as deformation, frequency, maximum acceleration, permanent displacement, sliding, and rocking have to be performed. Although many analytical studies have already been conducted, dynamic behavior studies based on experiments are insufficient. Therefore, this study analyzed dynamic behavior characteristics by performing a shaking table experiment on a three-story stone pagoda structure at the Cheollongsa temple site damaged by the Gyeongju earthquake. As a result of the experiment, the displacements of stylobates did not occur significantly, but the tower body parts rotated. In particular, the rotation of the 1F main body stone was relatively larger than that of the other chief body stones because the 1F main body stone is relatively more slender than the other parts. In addition, the decorative top was identified as the component most vulnerable to sliding. This study found that the 1F main body stone is vulnerable to rocking, and the parts located on the upper part are more vulnerable to sliding.

• Earthquakes and Structures
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• 제23권1호
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• pp.13-21
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• 2022

Masonry constructions exhibit uncertain behaviors under dynamic effects such as seismic action. Complex issues arise in the idealization of structural systems of buildings having different material types and mechanical properties. In this study, the structural behavior of a vaulted masonry building constructed using full clay brick and lime-based mortar and sitting on consecutive arches was investigated by experimental and numerical approaches. The dimensions of the structure built in the laboratory were 391 × 196 cm, and its height was 234 cm. An incremental repetitive loading was applied to the prototype construction model. Along the gradually increasing loading pattern, the load-displacement curves of the masonry structure were obtained with the assistance of eight linear displacement transducers. In addition, crack formation areas, and relevant causes of its formation were determined. The experimental model was idealized using the finite element method, and numerical analyses were performed for the area considered as linear being under similar loading effect. From the linear analyses, the displacement values and stress distribution of the numerical model were obtained. In addition, the effects of tie members, frequently being used in the supports of curved load-bearing elements, on the structural behavior were examined. Consequently, the experimental and numerical analysis results were comparatively evaluated.

• Smart Structures and Systems
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• 제29권3호
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• pp.485-498
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• 2022

In near-fault earthquake prone areas, the velocity pulse-like seismic waves often results in excessive horizontal displacement for structures, which may result in severe structural failure during large or near-fault earthquakes. The recently developed isolator-gap damper (IGD) systems provide a solution for the large horizontal displacement of long period base-isolated structures. However, the hysteresis characteristics of the IGD system are significantly different from the traditional hysteretic behavior. At present, the hysteretic behavior is difficult to be reflected in the structural analysis and performance evaluation especially under random earthquake excitations for lacking of effective analysis models which prevent the application of this kind of IGD system. In this paper, we propose a mathematical hysteretic model for the IGD system that presents its nonlinear hysteretic characteristics. The equivalent linearization is conducted on this nonlinear model, which requires the variances of the IGD responses. The covariance matrix for the responses of the structure and the IGD system is obtained for random earthquake excitations represented by the Kanai-Tajimi spectrum by solving the Lyapunov equation. The responses obtained by the equivalent linearization are verified in comparison with the nonlinear responses by the Monte Carlo simulation (MCS) analysis for random earthquake excitations.

• 한국지진공학회논문집
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• 제28권1호
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• pp.67-75
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• 2024

In the case of the Pohang earthquake, which had a magnitude of 5.4 in 2017, geotechnical damages such as liquefaction and ground settlement occurred. The need for countermeasures has emerged, and experimental research in the Pohang area has continued. This study collected undisturbed samples from damaged fine-grained soil areas where ground settlement occurred in Pohang. Cyclic tri-axial tests for identifying the dynamic characteristics of soils were performed on the undisturbed samples, and the results were analyzed to determine the cause of ground settlement. As a result of the study, it was determined that in the case of fine-grained soils, ground settlement occurred because the seismic load as an external force was relatively more significant than the shear resistance of the very soft fine-grained soils, rather than due to an increase in excess pore water pressure.

• 자원환경지질
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• 제53권5호
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• pp.505-515
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• 2020

황해와 동중국해 북부에는 해퇴에 의한 사질 퇴적체가 분포한다. 이러한 사질 퇴적체들은 지구물리 탐사와 코어를 이용한 다양한 연구들이 수행되었지만, 광물학적 연구는 거의 수행되지 않았다. 이번 연구에서는 황해와 동중국해 북부지역의 중광물 특성을 파악하고, 광물화학적 분석을 통해 조립질 퇴적물의 기원지와 퇴적환경을 알아보고자 하였다. 연구지역에서는 8종의 중광물(녹염석, 각섬석, 석류석, 저어콘, 스핀, 금홍석, 인회석, 모나자이트)이 확인되었으며, 중광물의 분포와 퇴적물의 특성을 기반으로 6개의 지역(area A-F)으로 구분되었다. 연구지역의 각섬석은 칼슘 각섬석군의 에데나이트와 보통각섬석으로 분류되었으며, 석류석은 주로 파이랄스파이트군의 알만딘으로 확인되었다. 중광물 조성과 광물화학 결과는 구분된 6개의 지역에서 뚜렷한 차이를 보였으며, 기원지와 퇴적환경을 결정하는데 이용되었다. 황해 동부의 area A와 B는 한반도 기원의 퇴적물로 판단되며, 두 지역은 조류와 연안류에 의해 서로 다른 중광물 특성을 나타낸다. 또한, 모나자이트는 area B에서만 발견되며, 한반도 서남부 기원지의 지시자로 이용될 수 있다. 황해 서부의 area D와 E는 황하 기원 퇴적물의 특성을 보이며, area E는 양쯔강 퇴적물로 구성된다. 동중국해 북부의 area C는 양쯔강 기원의 중광물 특성을 보이며, 해수면 상승과 함께 고하구의 해퇴에 의해 형성되었다. 또한, 풍부한 인회석은 area C의 퇴적 시기가 최후빙기극대기와 가까움을 나타낸다.

• 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.

• 한국지반공학회논문집
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• 제28권3호
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• pp.35-43
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• 2012

동반논문(I. 국외 내진설계기준 및 부지응답특성과의 비교)에 이어서 2-매개변수 지반분류 방법의 지반 증폭계수가 국내 지반조건 및 지반증폭특성에 적합함을 검증하기 위하여, 2003년 이후 국내에서 발생 또는 영향을 미친 주요 지진에 대한 계측 기록을 분석하였다. 거리가 30km 이내인 암반 계측 관측소와 토사지반 계측 관측소의 계측 자료들을 추출하여 시간영역 가속도 신호로부터 암반 및 토사지반에서의 응답스펙트럼을 각각 결정하였고, 이로부터 단주기 및 장주기 증폭계수를 결정하였다. 일부 오류가 발생한 데이터들도 존재하였지만, 대부분 국내 지반 특성에 적합하도록 단주기 영역에서의 증폭이 장주기 영역보다 크게 나타났다. 또한 2-매개변수 지반분류 방법에서 제안하는 지반 증폭계수는 실지진 계측 기록으로부터 획득한 결과와 매우 유사한 경향을 보임으로써 타당성을 확인하였다. 또한, 한국전력연구원에서 운영중인 4개의 765kV 변전소 지진 계측 기록을 추가적으로 분석하였다. 암반 계측과 토사지반 계측 사이의 거리가 수백 m로 가깝게 설치되었으므로 오류 없이 일관된 결과를 도출하였고, 2-매개변수 지반분류 방법의 지반 증폭계수는 경향성 및 절대값에서 실지진 계측 자료 분석 결과와 유사성을 보이면서 국내 지반 조건에 대한 적합성을 검증하였다.