• 한국지반공학회논문집
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• 제39권1호
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• pp.27-38
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• 2023

본 연구에서는 3D 프린팅 기술을 활용하여 타입말뚝 선단의 모양에 따른 관입성 분석을 현장 축소모형시험을 통해 관찰하고, 대변형 수치해석을 통해 타입 중 말뚝 선단에 집중되는 최대응력의 변화를 확인하였다. 3D 프린터를 통하여 다양한 직경, 각도 그리고 모양의 말뚝 선단 모형을 제작하였고, 이를 현장 축소모형시험에 활용하였다. 이를 통해, 말뚝 선단 조건에 따른 말뚝의 침하량의 변화를 관찰하였다. 더 나아가, 대변형 수치해석 기법을 적용하여 다양한 말뚝 선단 조건에 따른 타입 중 말뚝 선단부의 최대응력의 변화와 최대응력 작용 위치 또한 확인하였다. 현장 축소모형시험과 대변형 수치해석의 결과 분석을 토대로 말뚝 선단 조건의 변화를 통해 타입말뚝의 관입성을 향상 시킬 수 있으며 선단부에 집중되는 최대응력 또한 완화 시켜 말뚝 시공 중 말뚝 손상을 방지할 수 있을 것으로 결론지을 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제31권11호
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• pp.5-13
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• 2015

저소음, 저진동 공법으로 널리 사용되고 있는 매입말뚝도 과거와 달리 정재하시험 보다는 동재하시험을 이용한 지지력 확인시험을 많이 수행하고 있다. 본 연구의 목적은 선단부 근처의 지반조건이 상이한 곳에 시공된 두본의 매입말뚝의 최종 경타동안에 획득된 힘과 속도 파형을 대하여 동적해석을 수행하여 매입말뚝의 지지 및 관입 거동을 분석하는 것이다. 파동방정식을 근거로 하는 동재하시험 분석 프로그램으로는 CAPWAP과 WEAP 등이 있으며 본 논문에서는 실제 현장에서 동재하시험을 수행한 매입말뚝을 CAPWAP과 WEAP을 이용하여 분석하였다. 동재하시험에서 측정된 데이터를 분석한 CAPWAP의 입력값과 결과값, 힘-속도 그래프 파형을 분석하였고, WEAP의 입력조건을 변화시키며 CAPWAP 결과와 유사한 WEAP 결과를 도출하였다. 이 때, 선단부 근처의 지반조사 결과를 고려하여 관입 깊이에 따른 N치의 분포가 지수 함수 형태이면 입력조건 중 Toe quake의 값이 작으며 이로 인해 큰 지지력이 얻어지고, 관입 깊이에 따른 N치의 분포가 선형 함수 형태이면 이와 반대되는 결과가 얻어진다. 또한 정확한 값을 구하기 어려운 해머 및 말뚝 쿠션의 강성 입력값으로서 500kN/mm 이하인 값을 추천할 수 있었다. 본 연구는 WEAP으로 실제 측정된 데이터를 분석하는 CAPWAP과 유사한 결과를 얻을 수 있으며, WEAP을 이용하여 매입말뚝의 지지력 평가가 가능함을 보여준다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제30권10호
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• pp.33-44
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• 2014

본 연구에서는 국내 서남해 해상지역 시범사업의 부유식 콘크리트 해상구조물 계류를 위한 기초시스템으로서 석션파일을 적용하기 위한 예비설계를 수행하였다. 설계에 앞서 시범사업 대상지역인 서남해안에 대한 지반 및 수리 조건, 재현주기 100년의 환경외력 등 현장 조건을 면밀히 검토하였다. 석션파일은 설계하중에 대한 수평방향 지지력을 만족해야하고, 뿐만 아니라 지반종류 및 강도정수, 유효응력, 침투압 등의 조건에 따른 관입성 검토가 수행되어야 한다. 본 설계에서는 석션파일 직경에 따라 설계외력에 대해 수평방향 안정성을 확보할 수 있는 목표 침설깊이를 설정하고, 침설단계별로 상한석션압 이내에서 관입력과 관입저항력 비교를 통해 설계석션압을 산정하였다. 검토결과 직경 3.0~5.0m 석션파일의 경우 목표 깊이까지 침설이 불가능하였고, 직경 6.0m와 7.0m 석션파일은 각각 침설깊이 8.5m와 8.0m에서 수평방향 안정성 및 설계석션압에 의한 침설을 모두 만족함을 확인하였다.

• 암석학회지
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• 제9권3호
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• pp.121-141
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• 2000

소백산육피의 서남부인 승주-순천 일대에는 화강암질 편마암과 반상변정질 편마암이 광범위하게 분포되어 있다. 화강암질 편마암으로부터 두 그룹의 변성 온도-압력 조건이 추정된다. 석류석 내부 그리고 후퇴변성작용을 약하게 받은 시료로부터 $622-760^{\circ}C/6.2~7.4\;kbar$의 Group I과 후퇴변성에 의하여 파이로프가 감소하고 스페살틴이 증가한 석류석 주변부로부터 $606~785^{\circ}C/3.7~5.4\;kbar$의 Group II가 추정된다. 반상변정질 편마암으로부터 추정된 온도-압력 조건은$ 489~669^{\circ}C/2.1~4.8\;kbar$로서 화강암질 편마암에서 얻어진 Group II의 온도-압력 조건과 유사하다. 화강암질 편마암과 반상변정질 편마암의 전암-석류석 Sm/Nd 동위원소 연대는 각각 $1417{\pm}52\;Ma과\;1421{\pm}14\;Ma$로 서로 일치한다. 이러한 자료는 화강암질 편마암이 경험한 Group I에 해당하는 중압형 변성작용이 화강암질 편마암 관입 이후 그리고 반상변정질 편마암의 관입 이전, 즉 1890 Ma와 2120 Ma 사이에 일어났을 가능성이 높으며, 두 편마암은 반상변정질 편마암 관입 이후 함게 1417~1421 Ma 시기에 저압형 변성작용을 받았음을 지시한다.

• 해양환경안전학회지
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• 제28권1호
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• pp.141-152
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• 2022

친환경 에너지원 개발에 관한 관심이 증가하면서, 해상풍력발전기 시장은 매년 높은 증가율을 보이면서 성장하고 있다. 이와 맞물려 대용량 해상풍력발전기를 설치할 수 있는 설치선의 수요 또한 급증하고 있다. 풍력발전기 설치 선박(Wind Turbine Installation Vessel)은 설치 및 해체를 위하여 레그(Leg)와 스퍼드캔(Spudcan)을 해저면에 관입시켜서 고정하며, 이때 스퍼드캔 구조 강도 안전성에 대한 검토는 전체 시스템과 연관된 중요한 문제이다. 본 연구에서는 현재 선급에서 제시하고 있는 절차서를 분석하고, 실제 발생할 수 있는 하중 시나리오를 반영한 새로운 절차서를 제안하였으며, 유한요소해석을 통한 검증을 하였다. 기존 방식은 해저면의 기울기와 레그에 발생하는 휨모멘트 그리고 형상에 따른 영향을 검토하지 않기 때문에, 허용응력보다 작은 최대 응력 값을 보이지만, 신규 절차에 따른 결과는 대부분 구조보강이 발생하였다. 이러한 현상은 해상풍력발전기의 크기가 커지면 커질수록 차이가 크게 나타나며, 실제 관입(Pre-load) 조건을 고려하면 상당수의 부재에서 구조적 문제가 발생할 가능성이 있다. 따라서 본 연구에서는 더욱 실제적인 작업조건을 고려한 절차서를 제안하였고, 적용 시 문제점들에 대해서 구조해석을 통한 검증을 수행하였다.

• 한국도로학회논문집
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• 제12권3호
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• pp.59-70
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• 2010

최근 몇 년간 국내 외에서는 연평균 10건 이상의 항공기 과주사고가 발생하고 있으며, 이러한 사고를 방지하고자 활주로 종단안전구역 기준을 설정하였다. 그러나 대부분의 공항은 종단안전구역 기준을 설정하기 전에 시공되어 기존 활주로의 경우 대부분이 활주로 종단안전구역 기준을 만족하지 못하고 있는 실정이며 자연장애물, 환경, 지역개발 등으로 활주로 종단안전구역의 기준에 부합하도록 활주로 종단을 확장하기 곤란한 경우가 많다. 이러한 이유로 미연방항공청은 활주로 종단에 항공기 과주방지 포장시스템을 설치하도록 권고하고 있으며, 현재 많은 미국 공항에서 설치완료 하였거나 설치 중에 있다. 이에 따라 본 논문에서는 국내 기술을 이용하여 항공기 과주방지 포장시스템에 적합한 재료를 개발하기 위하여 저강도 펄라이트 콘크리트의 기초적인 연구를 수행하였다. 저강도 펄라이트 콘크리트의 단위중량은 배합조건에 따라 $4.5{\sim}6.4kN/m^3$의 범위를 나타내었으며, 일축압축강도는 $400{\sim}1,470kN/m^2$의 강도 범위를 가지고 있었다. CBR 시험기를 이용하여 관입압축강도시험을 수행한 결과 전체 높이에서 관입량이 약 60% 이후부터 강도가 증가하기 시작하였으며, 덤프트럭을 이용하여 관입시험을 수행한 결과 약 40%의 관입량이 측정되었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권3C호
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• pp.201-207
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• 2006

유효응력의 산정을 위해 간극수압의 측정이 필수인 지반공학 분야의 실험에서는 멤브레인을 사용하여 구속압과 간극수압의 계측을 실시하지만 구속압의 변화 등에 의해 멤브레인이 공시체 쪽으로 관입하는 현상이 발생하여 체적변형률과 유효응력의 계측치에는 오차가 포함되게 된다. 본 연구에서는 중공비틀림 전단시험장치를 사용하여 등방제하과정과 반복전단과정 및 액상화 후의 재압밀 과정에 있어서의 멤브레인 관입량 및 관입 보정식에 대한 고찰을 실시하였다. 실험 결과, 반복전단에 의해 모래의 유효응력이 20kPa 이하의 낮은 유효응력 조건에서는 보정식에 의한 멤브레인 보정량이 과대평가 되고 있음을 알 수 있으며, 이러한 보정식의 한계는 유효응력이 0에 가까워질 수록 보정량이 급격히 증가하는 것이 원인이다. 본 연구에서는 이러한 점을 감안하여 보정량의 급증을 방지하기 위한 상수의 도입에 대해서도 검토하였다. 이와 더불어 초기 상대밀도가 높거나 액상화 후의 입자 재배열 등의 밀도 변화가 일어나는 경우에도 보정식의 적용에 대한 신중한 검토가 필요하다는 점도 확인하였다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제25권3호
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• pp.123-127
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• 2013

본 논문에서는 해상풍력발전터빈의 기초형식 중 하나인 버켓기초의 관입시 발생할 수 있는 좌굴거동에 대한 연구를 수행하였다. 유한요소를 사용하여 대상구조물을 모델링하고 현재 설계기준의 기본인 원통형 쉘의 좌굴거동을 해석하여, Batdorf의 계수에 따라 설계기준에 제시된 식과 비교하여 모델의 검증을 수행하였다. 검증된 해석 모델을 바탕으로 인접한 지반의 영향 및 하중조건을 적용하고 종방향보강재와 관입깊이가 좌굴성능에 미치는 영향을 평가하였다. 평가결과 종방향보강재의 적용은 특정영역에서 좌굴강도를 크게 증가시키고 인접한 지반의 영향은 관입에 따라 선형적으로 증가하는 것으로 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권4호
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• pp.1908-1914
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• 2012

풍력발전기의 용량이 점차 대형화되고 해상풍력단지는 수심이 깊은 곳에 조성됨에 따라 해상풍력발전구조물의 하부구조 및 기초시공비용 또한 급격히 증가될 것으로 예상된다. 석션버켓기초는 버켓형식의 기초를 자중에 의한 관입과 자중관입 이후 석션에 의한 관입으로 설치하는 공법이며, 대형장비 대신 충분한 용량의 펌프만 있으면 기초의 시공이 가능하므로 시공이 간편하고 경제적인 공법으로 알려져 있다. 본 연구에서는 석션버켓기초의 경제성을 검토하기 위하여 상부지반이 사질지반과 연약지반인 경우일 때 대수심 조건에 적용 가능한 기초형식인 자켓과 석션버켓기초를 적용한 트라이포드의 시공비용을 비교하였다. 그 결과 지반이 단단하고, 기초개수가 증가할수록 자켓형식보다는 트라이포드 버켓기초형식을 적용하는 것이 더 경제적임을 확인하였다.

• 지구물리
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• 제7권3호
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• pp.171-183
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• 2004

중심코아형 필댐(Fill Dam)의 침투수에 대한 안정성 평가에 널리 적용되고 있는 전기비저항 탐사 해석의 이해를 증진하기 위해 시추과정에서 얻어진 표준관입시험 결과를 비저항 분포자료와 비교 분석하였다 그 결과 일반적으로 비저항 값이 낮은 곳에서 표준관입시험의 값도 낮은 경향을 보이고 있었으나 비저항이 높은 곳에서는 값의 분포가 동일한 경향성을 보이지 않거나 오히려 낮게 나타나는 구역도 관찰되었다 또한 일부 구역에서 비저항이 낮은 경우 에 값이 높게 나타나는 경우도 있었는데 이는 전기비저항 조사의 특성상 직하부의 효과뿐만 아니라 사면부의 효과가 포함되어 나타난 것으로 보인다 따라서 비저항이 단순히 낮다고 해서 코아부의 지수 능력에 문제가 있다고 판단하기는 매우 어려우며 오히려 비저항이 높은 지점에서 파이핑에 의한 과도 침투수를 유발할 수 있는 가능성을 확인하였다 이와 같은 비저항 분포 해석의 불확실성을 감소시키기 위해서는 동반 탐사를 통해서 이상대역을 확인하는 과정이 필요하며 장기간의 모니터링과 수위 변화에 따른 지속적인 조사가 필요하다 또한 비저항 콘(resistivity cone)과 같은 장비를 이용하여 현장 조건을 유지한 상태에서의 하부 비저항 구조를 이해할 필요가 있다.