• Structural Engineering and Mechanics
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• 제45권3호
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• pp.311-321
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• 2013

In this study, to have a better judgment on the structural performance, the effects of dynamic Soil-Structure Interaction (SSI) on seismic behaviour and lateral structural response of mid-rise moment resisting building frames are studied using Finite Difference Method. Three types of mid-rise structures, including 5, 10, and 15 storey buildings are selected in conjunction with three soil types with the shear wave velocities less than 600m/s, representing soil classes $C_e$, $D_e$ and $E_e$, according to Australian Standard AS 1170.4. The above mentioned frames have been analysed under two different boundary conditions: (i) fixed-base (no soil-structure interaction), and (ii) flexible-base (considering soil-structure interaction). The results of the analyses in terms of structural lateral displacements and drifts for the above mentioned boundary conditions have been compared and discussed. It is concluded that the dynamic soil-structure interaction plays a considerable role in seismic behaviour of mid-rise building frames including substantial increase in the lateral deflections and inter-storey drifts and changing the performance level of the structures from life safe to near collapse or total collapse. Thus, considering soil-structure interaction effects in the seismic design of mid-rise moment resisting building frames, particularly when resting on soft soil deposit, is essential.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권5호
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• pp.153-162
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• 2007

치환공법을 적용하여 연약지반 상에 시공되는 보강토 옹벽에 대해 연약지반의 두께 및 강성, 치환깊이와 옹벽높이의 변화에 따른 옹벽의 거동을 연약지반 압밀현상과 시공단계를 함께 고려하는 유한요소해석으로 검토하였다. 옹벽의 거동은 벽체에 발생하는 변위와 침하량, 옹벽 기초지반에 발생하는 전단변형율로 표현하였다. 거동에 따른 옹벽의 안정성은 변위와 전단변형율의 한계값을 문헌연구로부터 정하고 이를 기준으로 평가하였다. 해석결과로부터, 옹벽의 거동은 연약지반 두께(t)와 강성, 치환깊이(d), 옹벽높이(h)의 변화에 따라 모두 영향을 받지만, 특히 d와 h의 변화에 민감한 것을 규명하였다. 또한, 옹벽의 안정성 유지를 위해 요구되는 d/h 값은 t와 h의 변화에 대하여 크게 영향을 받지 않음을 보였다. 이러한 결과로부터 연약지반 상 보강토 시공 구간 내에서 옹벽 높이가 변화하지만 그 변화정도가 극심하지 않은 경우에, 적정 치환깊이를 d/h로 나타낸 일률적인 값으로 제안할 수 있다는 결론을 얻었다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제56권1호
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• pp.27-47
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• 2015

In this study, the accuracy and reliability of fully nonlinear method against equivalent linear method for dynamic analysis of soil-structure interaction is investigated comparing the predicted results of both numerical procedures with the results of experimental shaking table tests. An enhanced numerical soil-structure model has been developed which treats the behaviour of the soil and the structure with equal rigour. The soil-structural model comprises a 15 storey structural model resting on a soft soil inside a laminar soil container. The structural model was analysed under three different conditions: (i) fixed base model performing conventional time history dynamic analysis, (ii) flexible base model (considering full soil-structure interaction) conducting equivalent linear dynamic analysis, and (iii) flexible base model performing fully nonlinear dynamic analysis. The results of the above mentioned three cases in terms of lateral storey deflections and inter-storey drifts are determined and compared with the experimental results of shaking table tests. Comparing the experimental results with the numerical analysis predictions, it is noted that equivalent linear method of dynamic analysis underestimates the inelastic seismic response of mid-rise moment resisting building frames resting on soft soils in comparison to the fully nonlinear dynamic analysis method. Thus, inelastic design procedure, using equivalent linear method, cannot adequately guarantee the structural safety for mid-rise building frames resting on soft soils. However, results obtained from the fully nonlinear method of analysis fit the experimental results reasonably well. Therefore, this method is recommended to be used by practicing engineers.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제18권2호
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• pp.173-180
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• 2006

구조물의 지진응답은 기초지반조건의 영향을 받는다. 이 연구에서는 고정지반과 연약지반을 고려한 3, 5, 7층 철골 건축구조물의 밑면전단력을 산정하기 위해 선형 시간이력지진해석과 비선형 Pushover 정적지진해석을 수행하였다. 등가정적강성식으로 구한 기초지반강성은 SAP2000의 Link 요소 중 Damper 요소를 사용하여 입력하였다. 범용구조해석 프로그램 SAP2000에 의한 시간이력으로 구한 철골건축구조물의 밑면전단력을 국내내진설계기준, UBC-97 설계응답스펙트럼, Pushover 정적 비선형해석으로 구한 밑면전단력과 비교하였다. 중력하중과 풍하중으로 설계된 철골 건축구조물은 0.11g의 중진에 대해 탄성응답을 보였고, 탄성 연약지반에서 구조물-지반의 상호작용과 지반 증폭에 의해 구조물의 변위와 밑면전단력이 증가되었다. 따라서, 중약진 지역에서의 건축구조물은 연약지반의 특성을 고려하여 탄성지진해석을 수행하는 것이 더 합리적이다.

• 대한토목학회논문집
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• 제36권3호
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• pp.545-550
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• 2016

본 연구에서는 말뚝기초의 실내모형시험을 통해 연약지반상의 경량포장체용 기초로서의 적합성을 분석 및 평가를 목적으로 하고 있다. 안전성 평가를 위해 실내모형시험용 경량포장체용 말뚝기초모형을 실제 포장체 사이즈의 1/30으로 축소한 모형을 이용하여 시험을 실시하였다. 지반 조건은 연약지반을 모사하여 모델링하였고, 말뚝은 마찰군말뚝으로 실험하였다. 제한된 실험으로부터 측정된 모형포장체의 침하량은 Case A는 0.86 mm, Case B는 0.70 mm, Case C는 0.50 mm로 측정되었다. 측정된 말뚝기초 모형의 실험값을 실제 크기로 환산하였을 때의 최대침하량과 부등침하량은 각각 25.8 mm와 10.8 mm로 도로교 설계기준에 의거하여 최대부등변위량인 50 mm와 부등변위량 20 mm를 넘지 않는 것으로 보이며 침하량을 기준으로 안전성을 평가 할 경우 안전한 것으로 판정되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제20권2호
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• pp.59-66
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• 2004

SCP 개량지반은 연약지반에 타설된 모래말뚝과 주변 연약지반으로 구성된 복합지반을 형성한다. 복합지반에 상재하중이 작용할 경우, SCP쪽으로 반경방향의 흐름에 의하여 시간의존적인 압밀거동이 유발될 뿐만 아니라, SCP와 주변 연약지반 사이에서 강성도 차이로 인하여 응력전이가 유발된다. 본 논문은 SCP 개량지반의 압밀거동에 대한 교란효과의 영향을 고려하기 위하여 원통형 실린더 지반에 대한 수치해석을 수행하였다. 수치해석결과 연약지반의 교란영역은 유효응력-간극수압의 거동, 응력전이기구, 응력분담비에 영향을 줌을 알 수 있었다. 또한 SCP와 점토 사이의 응력전이량은 상부 z/H=0.25에서 가장 크며, 깊이가 증가함에 따라 감소한다. 응력분담비는 상수값이 아니라 압밀과정에 의존하며, 교란영역을 가진 연약지반의 응력분담비는 교란영역이 없는 연약지반의 응력분담비보다 큼을 알 수 있다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제15권6호
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• pp.85-91
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• 2011

본 연구는 최근 지반공학 기술의 발전에 따라 성토제체의 자중을 가볍게 하기 위한 방안의 일환으로 화력발전소에서 발생되는 다공성의 바텀애시를 골재로 활용한 모르타르 슬러리 내부에 기포를 혼합한 경량성토공법의 활용성을 평가하고자 하였다. 개발한 경량성토층을 연약지반의 상부에 적용하였을 때 지반거동을 관측하기 위하여 모형시험기를 제작하였으며, 단계적으로 하중을 증가시켜 지반의 거동과 변형값을 측정하였다. 또한, 연약지반 현장에서 실용화되고 있는 표층고화공법과 침하량, 지반융기량, 한계 하중값을 비교함으로써 개발한 기술의 효과를 비교, 검토하였다. 모형시험을 통한 관측결과, 타 연약지반처리공법과 달리 본 성토는 강도가 높아 지반변형 크기는 작은 반면 지반변형의 영역은 넓은 것으로 나타났으며, 하중-침하량과 융기량이 기존 표층고화공법에 비해 작게 나타나고 있어 연약지반 활용에 효과적인 것으로 평가되었다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 1999년도 추계학술대회 논문집
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• pp.415-422
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• 1999

The general concept of reinforced roadbed in the high-speed railway is to cope with the soft ground for the bearing capacity and settlement of foundation soil. The cyclic plate load tests were performed to determine the behavior of reinforced ground with multiple layers of geogrid underlying by soft soil. Five series of test were conducted with varying the soil profile conditions including the ground level, type of soil, and the thickness of each soil layer. Based on these plate load tests, laboratory model tests under cyclic loading were conducted to know the effect of geogrid reinforcement in particular for the high-speed rail roadbed. The permanent settlement and the behavior of earth pressure in reinforced roadbed subjected to a combination of static and dynamic loading are presented.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권6호
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• pp.3923-3930
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• 2014

본 연구에서는 광양 ${\bigcirc}{\bigcirc}$산업단지 공사현장내의 도로 및 구조물 시공구간 중 연구대상 3구간을 선정하여 지반의 물리 역학적 특성을 분석하고 구조물 시공조건, 고화처리 단면조건에 따라 Midas-GTS를 통해 압밀해석과 지지력 산정을 수행하였다. 도로 및 구조물이 시공되는 연약점토지반의 침하 및 지지력 개선방안으로 고화처리공법 적용 시 지반의 안정성 개선효과와 고화처리단면에 따른 침하 및 지지력 개선효과를 분석하였다. 연약점토지반에 고화처리공법을 적용 시 침하 및 지지력 개선효과가 뛰어난 것으로 나타났으며 특히, 고화처리공법 적용 후 압밀침하량이 최소 53%에서 최대 82%까지 감소하여 압밀침하 억제효과가 우수한 것으로 나타났다. 고화처리 폭이 설치 구조물 폭의 2배 이상인 경우 고화처리 폭이 증가하여도 압밀침하 억제효과는 1~7%정도로 미소한 것으로 나타났다. 또한, 고화처리 폭 6m, 심도 1m이상 적용시 고화처리 전보다 허용지지력이 2.3~3.3배정도 크게 증가한 것으로 나타나 고화처리공법을 적용하면 지지력 증대효과가 매우 우수함을 알 수 있었다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제14권3호
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• pp.247-255
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• 2018

Soil stabilization can make the soils becoming more stable by using an admixture to the soil. Lime stabilization enhances the engineering properties of soil, which includes reducing soil plasticity, increasing optimum moisture content, decreasing maximum dry density and improving soil compaction. Silica fume is utilized as a pozzolanic material in the application of soil stabilization. Silica fume was once considered non-environmental friendly. In this paper, the materials required are kaolin grade S300, lime and silica fume. The focus of the study is on the determination of the physical properties of the soils tested and the consolidation of kaolin mixed with 6% silica fume and different percentages (3%, 5%, 7% and 9%) of lime. Consolidation test is carried out on the kaolin and the mixtures of soil-lime-silica fume to investigate the effect of lime stabilization with silica fume additives on the consolidation of the mixtures. Based on the results obtained, all soil samples are indicated as soils with medium plasticity. For mixtures with 0% to 9% of lime with 6% SF, the decrease in the maximum dry density is about 15.9% and the increase in the optimum moisture content is about 23.5%. Decreases in the coefficient of permeability of the mixtures occur if compared to the coefficient of permeability of kaolin soft clay itself reduce the compression index (Cc) more than L-SF soil mix due to pozzolanic reaction between lime and silica fume and the optimum percent of lime-silica fume was found to be (5%+6%) mix. The average coefficient of volume compressibility decreases with increasing the stabilizer content due to pozzolanic reaction happening within the soil which results in changes in the soil matrix. Lime content +6% silica fume mix can reduce the coefficient of consolidation from at 3%L+6%SF, thereafter there is an increase from 9%L+6%SF mix. The optimal percentage of lime silica fume combination is attained at 5.0% lime and 6.0% silica fume in order to improve the shear strength of kaolin soft clay. Microstructural development took place in the stabilized soil due to increase in lime content of tertiary clay stabilized with 7% lime and 4% silica fume together.