• 한국해안해양공학회지
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• 제18권2호
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• pp.137-146
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• 2006

본 논문은 동해항 방파제를 대상으로 신뢰성 설계법을 비교하는 한 쌍의 논문의 두 번째 부분이다. 제 2부인 본 논문에서는 케이슨의 활동을 다룬다. 사석 마운드 위에 케이슨을 거치한 직립방파제의 파괴모드는 케이슨의 활동 및 전도, 그리고 사석 마운드 또는 지반의 파괴 등이 있는데, 그 중 케이슨의 활동에 의한 파괴가 가장 많이 발생한다. 케이슨 활동 파괴에 대한 기존의 결정론적 설계법은 저항이 하중보다 일정 배수(예를 들어 1.2배) 커야 한다는 안전율 개념으로 접근한다. 그러나 안전율의 개념으로는 구조물의 안정성을 정량적으로 평가할 수 없다. 한편 최근 활발한 연구가 진행되고 있는 신뢰성 설계법은 구조물의 파괴확률을 산정함으로써 안정성에 대한 정량적인 평가를 가능케 한다. 신뢰성 설계법은 사용되는 확률적 개념의 정도에 따라 Level 1, 2 및 3의 세가지로 분류된다. 본 연구에서는 기존의 결정론적 방법으로 설계, 시공된 후 1987년 피해를 입었던 동해항 방파제의 케이슨 활동에 대하여 피해 전과 보강 후의 단면에 대해서 각각 신뢰성 해석을 수행하였다. 그 결과 피해 전 단면의 파괴확률은 허용파괴확률을 크게 초과하여 케이슨이 과소 설계되었음을 나타내는 반면, 보강 후 단면의 파괴확률은 허용파괴확률과 비슷한 값을 보임으로써 보강 후 안정한 구조물이 되었음을 나타냈다. 한편, 서로 다른 세 가지 신뢰성 설계법의 결과가 대체로 잘 일치하는 것을 보임으로써 각 방법을 이용한 해석 결과 사이에는 큰 차이가 없음을 확인하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제35권2호
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• pp.417-426
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• 2015

도로 기하구조를 구성하는 설계요소에는 대표적으로 종단경사, 평면곡선반경, 편경사, 완화곡선 등이 있다. 이러한 도로 기하구조의 설계요소들은 도로의 기능별로 설계기준이 제시되어 있으며, 설계기준의 범위 안에서 다양한 조합을 통해 설계된다. 본 연구에서는 다양한 조합을 통해 건설된 고속도로를 종단경사와 평면곡선반경을 기준으로 동질구간으로 분할한 후 분석에 필요한 자료를 매칭하였으며, 구축된 자료를 활용하여 종단경사와 평면곡선반경에 대한 안전성능함수를 구축하고, 교통사고 노출률을 설명할 수 있는 사고수정계수를 산출하였다. 평면곡선반경 R=1,000m를 기준(1.0)으로 설정한 후 산출한 R=300m의 사고수정계수는 1.33으로 사고노출률이 33% 증가하는 것으로 나타났다. 또한, 종단경사 0%를 기준(1.0)으로 설정한 후 오르막 경사와 내리막 경사에 대한 사고수정계수를 산출한 결과, 오르막 경사에서는 사고노출률이 감소하고 내리막 경사에서는 사고노출률이 증가함을 확인하였다. 본 연구의 결과는 향후 고속도로의 신설 및 개량 노선의 사업시행 전 선형설계 시 기초자료로 활용이 가능할 것으로 판단된다.

• 대한교통학회지
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• 제29권3호
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• pp.103-114
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• 2011

본 연구는 2000년 이후 대형교통사고 발생지점 112건의 자료를 이용, 다양한 교차 및 빈도분석을 통해 대형교통사고와 도로 기하구조의 관계를 규명하고, 이를 토대로 대형교통사고 심각도 모형을 구축하였으며, 주행안전성 향상을 위해 720회의 컴퓨터 모의실험으로 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다. 첫째, 교차 및 빈도분석의 결과 커브구간에서 43.7%, 종단경사 기타조건에서 60.7%, 곡선반경 0~24m 구간에서 57.2%, 편경사 0.1~2.0% 구간에서 83.9%, 편도2차로 도로에서 49.1%, 차종별로는 승용(33.0%), 화물(20.5%), 버스(14.3%) 순이었으며, 편경사 설치 유 무가 대형교통사고 발생에 가장 큰 영향을 주는 것으로 분석되었다. 둘째, 순서형 프로빗 모형(Ordered Probit Model)을 이용하여 다양한 도로조건에서의 피해 예측이 가능한 대형교통사고 심각도 모형을 개발하였으며, 개발된 모형을 기반으로 도로의 위험성을 사전에 예측하고, 대책 마련이 가능토록 기여 하였다. 셋째, 컴퓨터 모의실험(Simulation) 결과, 이미 대형교통사고가 발생한 장소에 편경사를 설치했을 경우 약 85% 이상의 지점들에서 대형교통사고가 발생하지 않는 개선효과가 있는 것으로 분석되었으며, 이 분석결과를 통해 도로의 구조 시설 기준에 관한 규칙(해설 및 지침)의 편경사 설치 예외규정을 더욱더 강화시킬 필요가 있다고 사료된다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제22권4호
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• pp.325-334
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• 2010

본 연구에서는 반강접 접합부 배치에 따른 구조물 거동특성을 파악하기 위하여 KBC2005 건축구조설계기준으로 비가새 5층 철골 구조물을 설계하여 모든 접합부를 완전 강접합부과 반강접 접합부로 이상화한 경우 그리고 반강접 접합부를 수직배치 및 수평배치한 경우에 대하여 푸쉬오버 구조해석을 실시하였다. 철골 보 및 기둥의 모멘트-곡률관계는 화이버모델을 이용하여 확인하였으며 반강접 접합부의 모멘트-회전각 관계는 3-매개변수 파워모델을 이용하여 나타내었다. KBC2005 등가정적횡하중을 받는 2차원 구조물에 대한 푸쉬오버 구조해석을 실시하여 지붕충변위, 밑면전단력, 접합부 요구연성도, 소성힌지 발생순서 그리고 초과강도계수, 연성계수, 반응수정계수와 같은 설계계수 등을 확인하였다. 반강접 접합부를 부분적으로 사용하면 모든 접합부에 반강접 접합부를 사용한 골조 보다 큰 강도 및 강성도를 확보 할 수 있었고 모든 접합부에 강접 접합부를 사용한 골조 보다 큰 연성능력을 확보할 수 있었다. 초과강도계수는 기준과 비슷하였지만 반응수정계수는 기준 보다 훨씬 큰 값을 보였다. TSD 접합부는 예제 구조물에서 경제성과 안전성을 확보할 수 있음을 확인할 수 있었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제19권4호
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• pp.125-135
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• 2015

철도교량의 경제성 확보를 전제로 PSC I형 거더의 장경간화 추세는 근간에 가장 활발히 진행되고 있는 연구이며, 이에 따른 교량의 강성확보를 위한 거더의 효율적인 기하형상 선정은 우선시 되어야할 과제이다. 본 연구에서는 회전반경과 휨효율을 기반으로 확장된 상부플랜지의 거더 단면을 선정하였으며, 본 거더가 적용된 경간장 25m, 30m, 35m, 40m PSC I형 거더교를 대상으로 수치해석을 수행하여 국내 및 국외의 동적성능 기준과의 부합여부를 검증하였다. 또한 경간장 40m PSC I형 거더의 동적성능을 상대적으로 비교하기 위해서 현재 호남고속철도에서 적용된 40m PSC Box 거더교를 대상으로 동적 해석을 수행하였고 KTX열차와 화물열차 주행 시의 동적안정성을 수치해석적으로 검토하여 국내 및 국외의 동적 안정성 기준과 부합여부를 검토하였다. 추가로 표준열차하중과 충격계수를 고려하여 정적해석을 수행하고 한계치와의 부합여부를 분석하였다. 그 결과, 검토대상 PSC I형 거더 철도교는 모든 항목에서 국내 철도교량 관련 정적, 동적안정성 기준치를 만족하는 것으로 분석되었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제10권7호
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• pp.151-158
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• 2009

1990년대 초 쏘일네일링 공법이 국내에 처음 도입된 이후 쏘일네일링 공법은 사면안정 및 지반굴착의 보강공법으로 널리쓰이고 있으며, 쏘일네일링 공법의 적용이 확대됨에 따라 초기의 쏘일네일링 공법에 대한 여러 가지 개선된 쏘일네일링 공법도 발달하였다. 최근에 많이 쓰이는 쏘일네일 공법들은 크게 그라우트에 대한 개선 공법과 쏘일네일 자체에 대한 개선 공법으로 분류된다. 그라우트에 대한 개선공법으로는 대표적으로 가압그라우팅 공법을 들 수 있으며, 쏘일네일 자체에 대한 개선공법으로는 자천공 쏘일네일 공법, 제거식 쏘일네일 공법 등과 더불어 본 연구의 대상이 되는 수평배수공을 겸한 상향식 쏘일네일링 공법이 있다. 본 논문에서는 수평배수공을 겸한 상향식 쏘일네일 공법에 대한 연구로 일반적인 쏘일네일 공법과의 비교 연구를 수행하였다. 연구순서로는 먼저 사면안정에 대하여 한계평형 해석을 이용한 안전율 비교를 하였고, 다음으로 연직 굴착에 대하여 연속체 해석을 통한 변위에 대한 비교를 하였다. 연구결과 쏘일네일을 상향으로 설치할 경우 한계평형 해석에서의 안전율은 상당량이 감소하였고, 수평변위에 대한 연구결과에서는 큰 차이가 없었다.

• 한국농공학회지
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• 제31권1호
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• pp.82-95
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• 1989

This study was carried out for the stability analysis of earth dam by the variation of compaction density. The test samples were taken from five kinds of soil used for banking material and the degree of compaction for this samples were chosen 100, 95, 90, 85, and 80 percent. The stability problems were analysed by the settlement and camber( extra banking) of dam, strength parameter and dam slope, and coefficient of permeability and seapage flow through dam body. The results of the stability analysis of earth dam are as follows. 1. The more the fine particle increases and lower the compaction degree becomes, the lower the preconsolidation load becomes but the compression index becomes higher. 2. Sixty to eighty percent of settlement of dam occurs during the construction period and the settlement ratio after completion of dam is inversly proportional to the degree of compaction. 3. The camber of dam has heigher value in condition that it has more fine particle(N) and heigher dam height(H) with the relation of H= e(aN-bH-e). 4. The cohesion(C) decreases in proportion to compaction degree(D) and fine particle(N) with the relation of C= aD+ bN-c, but the internal friction angle is almost constant regardless of change of degree of compaction. 5. In fine soil, strength parameter from triaxial compression test is smaller than that from direct shear test but, they are almost same in coarse soil regardless of the test method. 6. The safety factor of the dam slope generally decreases in proportion to cohesion and degree of compaction but, in case of coarse soil, it is less related to the degree of compaction and is mainly afected by internal friction angle. 7. Soil permeability(K) decreases by the increases of the degree of compaction and fine particle with relation of K=e(a-bl)-cN) 8. The more compaction thickness is, the less vertical permeability (Kv) is but the more h6rzontal permeability (KH) is, and ratio of Kv versus KH is largest in range from 85 to 90 percent of degree of corn paction. 9. With the compaction more than 85 percent and coefficient of permeability less than ${\alpha}$X 10-$^3$cm/sec, the earth dam is generally safe from the piping action.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제63권6호
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• pp.713-723
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• 2017

As a new type of ballastless track, longitudinal continuous slab track (CST) has been widely used in China. It can partly isolate the interaction between the ballastless track and the bridge and thus the rail expansion device would be unnecessary. Compared with the traditional track, CST is composed of multi layers of continuous structures and various connecting components. In order to investigate the performance of CST on a long-span bridge, the spatial finite element model considering each layer of the CST structure, connecting components, bridge, and subgrade is established and verified according to the theory of beam-rail interaction. The nonlinear resistance of materials between multilayer track structures is measured by experiments, while the temperature gradients of the bridge and CST are based on the long-term measured data. This study compares the force distribution rules of ballasted track and CST as respectively applied to a long span bridge. The effects of different damage conditions on CST structures are also discussed. The results show that the additional rail stress is small and the CST structure has a high safety factor under the measured temperature load. The rail expansion device can be cancelled when CST is adopted on the long span bridge. Beam end rotation caused by temperature gradient and vertical load will have a significant effect on the rail stress of CST. The additional flexure stress should be considered with the additional expansion stress simultaneously when the rail stress of CST requires to be checked. Both the maximum sliding friction coefficient of sliding layer and cracking condition of concrete plate should be considered to decide the arrangement of connecting components and the ultimate expansion span of the bridge when adopting CST.

• Earthquakes and Structures
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• 제18권2호
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• pp.147-162
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• 2020

This paper presents a novel precast energy dissipation shear wall (PEDSW) structure system that using mild steel dampers as dry connectors at the vertical joints to connect adjacent wall panels. Analytical studies are systematically conducted to investigate the seismic performance of the proposed PEDSW under sequence-type ground motions. During earthquake events, earthquake sequences have the potential to cause severe damage to structures and threaten life safety. To date, the damage probability of engineering structures under earthquake sequence has not been included in structural design codes. In this study, numerical simulations on single-story PEDSW are carried out to validate the feasibility and reliability of using mild steel dampers to connect the precast shear walls. The seismic responses of the PEDSW and cast-in-place shear wall (CIPSW) are comparatively studied based on nonlinear time-history analyses, and the effectiveness of the proposed high-rise PEDSW is demonstrated. Next, the foreshock-mainshock-aftershock type earthquake sequences are constructed, and the seismic response and fragility curves of the PEDSW under single mainshock and earthquake sequences are analyzed and compared. Finally, the fragility analysis of PEDSW structure under earthquake sequences is performed. The influences of scaling factor of the aftershocks (foreshocks) to the mainshocks on the fragility of the PEDSW structure under different damage states are investigated. The numerical results reveal that neglecting the effect of earthquake sequence can lead to underestimated seismic responses and fragilities, which may result in unsafe design schemes of PEDSW structures.

• 한국지반공학회논문집
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• 제21권9호
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• pp.77-86
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• 2005

집중강우로 인한 철도연변 사면의 활동 및 선로의 유실은 철도 운행에 있어 불안정성을 유발하는 요인으로서 이에 대한 적절한 평가기법이 요구된다. 현장조사 결과 강우로 인한 사면의 활동은 사면내 흙의 특성, 강우강도, 사면의 3차원상 형상과 지층의 지질학적 조건과 상관이 있는 것으로 관측되었다. 본 연구에서는 사면의 활동패턴 중 사면내 요부에서 주변 수계로부터 흘러 들어온 표면유출수로 인하여 발생하는 사면의 활동을 대상으로 하고 있다. 표면유출수의 발생은 Philip 공식에서 계산된 침투율과 강우강도의 비교를 통해서 판정되었다. 표면유출수의 심도를 계산하기 위하여 합리식과 Manning 공식을 적용하였으며, 심도별 사면의 안전율을 구하기 위하여 Iverson 모텔을 수정하여 적용하였다. 수정된 Iverson 모델의 적용에 있어 표면 유출수의 심도를 고려하므로 최대 동수경사가 1 이상의 경우를 고려하였다.