• 한국지반공학회논문집
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• 제38권6호
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• pp.17-28
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• 2022

동적 하중 재하시 지반-구조물 상호작용 확인을 위해 진동대 실험이 많이 시행됐으나, 대부분 단자유도 상부 구조물과 단말뚝을 적용한 진동대 실험이 주를 이루고 있다. 이에 본 연구에서는 다자유도 구조물과 군말뚝을 적용한 대형진동대 실험을 통해, 상부 구조물의 관성 상호작용 영향을 분석하였다. 실험 결과, 단일 진동수에서의 증폭 경향을 나타내는 단자유도 구조물과는 다르게 다자유도 구조물에서는 다수의 진동수 구간에서 시간-가속도 발생 경향 및 응답 주파수의 유사성과 증폭 경향이 나타났다. 또한, 벽체 구조물에 비하여 기둥 구조물에서의 기초판과 상부 구조물과의 증폭현상이 더 크게 발생하여 기둥 구조물에 의한 관성 상호작용 효과가 더 큰 것으로 판단된다. 그리고 기초판에서의 전단력 및 관성력 관계, 상대 수직 변위 및 상대 수평 변위 관계와 심도별 동적 p-y 곡선에 대한 분석을 수행하였다. 분석 결과, 다자유도 구조물에서는 단자유도 구조물과는 상이한 거동을 나타내고 있으며, 벽체보다 기둥 구조물의 관성 상호작용의 효과가 더 큰 것으로 나타났다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제9권4호
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• pp.11-18
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• 2005

비탄성 지진해석은 구조물-지반 체계의 비선형 거동 때문에 내진설계를 위해 필요하고, 합리적인 내진설계를 위해서 지반-구조물 상호작용을 고려한 성능에 기준한 설계의 중요성도 인식되고 있다. 이 연구에서는 11개 중약진과 5개 강진 기록을 최대 가속도 0.075g, 0.15g, 0.2g와 0.3g로 조정하여 연약지반에 세워진 단자유도계에 대한 탄성과 비탄성 지진응답해석을 지반의 비선형성을 고려하여 수행하였다. 의사3차원 동적해석 프로그램을 사용하여 주파수 영역에서 지진하중을 암반에 작용시켜 구조물-지반 체계에 대한 지진응답해석을 한번에 수행하였다. 연구결과에 의하면 비선형 지반-구조물 상호작용 영향을 고려하는 것과 설계기준에 따라 내진설계를 하는 것보다는 여러 가지 지반조건을 고려하여 성능에 기준한 내진설계를 수행하는 것이 필요하다. 또한 약진에 의한 연약지반의 비선형성이 비선형 지반에 의한 지진파의 증폭 때문에 탄성과 비탄성 지진응답에 심하게 영향을 미쳤는데 특히 탄성지진응답에서 두드러졌다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제20권1호
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• pp.23-38
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• 2018

현재까지 대부분의 내진해석 연구는 지상과 지하구조물을 개별적으로 분석하는 데 제한되어왔기 때문에 그 상호거동이 효과적으로 분석되지 못했다. 따라서 본 연구에서는 기반암과 표층으로 이루어진 지반에 건물과 인접지하구조물이 설치되는 복합지하시설물을 대상으로 지반과 구조물을 동시에 고려한 동적해석(SSI)을 수행하였다. 내진안정성이 층간변위비와 구조부재의 휨응력에 근거하여 분석되었다. 그 결과, 초고층건물이 저층건물보다 인접지하구조물의 영향을 더 많이 받지만, 지상구조물은 내진안정성이 양호한 것으로 나타났다. 반면, 건물의 지하부와 인접지하구조물에서 발생한 휨인장응력이 허용값을 초과하여 지상부보다는 지하구조물이 더 취약할 수 있다고 나타났다. 따라서 대도시에서의 건물은 주변에 다양한 구조물이 존재하기 때문에 내진해석 시 지상 및 지하구조물을 동시에 고려해야 상호거동을 정확히 예측할 수 있다고 판단된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제21권6호
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• pp.861-874
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• 2019

최근 발생한 포항과 경주 지진 이후 공동구와 같은 소단면 터널 구조물에 대한 내진 성능 평가에 대한 관심이 증가하고 있다. 이 연구에서는 유한 차분법 기반의 FLAC3D를 사용하여 지진 하중에 대한 수직구와 수평 터널 구조물에 대한 3차원 동적 해석을 수행하였다. 특히 지반과 구조물 사이 경계면 특성을 고려한 지반-구조물 상호 해석 시 중요 인자인 경계면 강성 계수의 영향을 분석하기 위한 매개변수 해석을 수행하였다. 매개변수 해석을 통해 경계면 강성 계수는 지하 구조물의 전체 동적 거동에는 큰 영향을 미치지 않지만 접속부의 국부적인 변위 거동에는 큰 영향을 미치는 것을 확인 할 수 있었다. 경계면 강성계수의 크기는 접속부에서의 변위와 반비례하는 경향을 보였으며, 수직 응력 및 전단 응력에 대해서는 비례하는 경향을 확인하였다. 연구 결과 수치 해석에서 주로 사용되고 있는 경계면 강성 계수에 대한 경험적 식의 한계를 제시할 수 있었으며, 새로운 경계면 강성 계수 모델 개발의 필요성을 확인하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2005년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.1351-1360
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• 2005

New construction for public transport in congested urban areas will involve tunnel construction adjacent to existing building or bridge foundations and services due to the lack of surface space. Therefore, careful assessment of the important underground structure-soil-tunnelling interaction is relatively new, currently only limited information is available. In this study, the authors carried out FE analysis and the laboratory model test using the photogrammetric technique and suggested the influence zones associated with the normalised pile tip settlement during new tunnel construction.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제10권3호
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• pp.53-62
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• 2011

본 연구에서는 방수제 구조물 및 하부지반에 대하여 1/100 축소모형의 비율을 갖는 토조를 제작, 설계지진 가속도 0.154g의 진동하중 적용시 진동대 모형실험을 통하여 구조물의 거동특성과 내진 안정성을 평가하였다. 실제 시공순서를 재현하여 완성 후 진동대 모형토조 하부에 설정된 지진하중을 발생시켜 지진에 의한 하부지반과 방수제 구조물의 상호작용을 분석하였다. 즉, 구조물의 수평 및 수직 변위, 구조물 하부지반에 작용하는 간극수압 변화, 하부지반 및 방수제 구조물의 최대가속도 변화량 측정 등 계측결과를 비교 분석하여 내진 안정성을 판단하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제15권3호
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• pp.99-105
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• 2011

지하역사의 대부분은 지진에 대비한 내진설계가 거의 수행되지 않음으로 인하여 일정규모 이상의 지진이 발생할 경우 대규모 인명 및 재산피해가 우려된다. 지중구조물인 지하역사의 신뢰도 높은 내진성능 평가를 위하여 지진하중 재하 시 지반과 구조물의 상호작용이 고려된 거동의 고찰과 검증이 요구된다. 이에 본 연구에서는 수도권 소재의 실제 지하역사에 대하여, 상사비 1/60 스케일의 축소모형 지하역사 구조물 시험체에 장주기인 Kobe지진파와 단주기인 Northridge지진파를 적용한 원심모형 진동대 시험을 수행하였다, 원심모형시험결과와 응답변위법, 동일단면에 대해 SHAKE91에 의한 지반 및 구조물의 상대변위, 구조물의 모멘트에 대하여 비교 분석함으로써 지하역사의 내진성능을 평가하고자 하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제20권6호
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• pp.973-987
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• 2018

대부분의 기존 내진해석은 지반과 구조물을 각각 구분하여 수행되었고, 초고층 건물과 저층 건물에 대한 동적거동 비교 연구가 부족한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 초고층 건물과 저층 건물의 동적거동을 파악하기 위하여 유한요소해석 프로그램을 이용하여 선정된 파라미터별로 민감도 분석을 실시하였다. 연구 결과, 초고층 건물의 수평변위, 층간변위비, 휨응력은 지반조건이 연약할수록, 저층 건물보다 장주기 지진파의 영향을 더 받는것으로 나타났다. 또한 초고층과 저층 건물의 취약부는 지반조건보다는 지진파의 종류의 영향이 더 큰 것으로 나타났다. 따라서 지반조건 및 지진파 종류가 건물에 미치는 영향을 참고하면 건물의 내진설계에 도움이 될 것으로 판단된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제14권7호
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• pp.57-66
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• 2013

해안구조물의 기능은 파랑과 조류, 침식 등의 자연현상에 복잡하게 거동한다. 이러한 해안구조물의 재료는 파랑과 직접적으로 접하고 있으며 구조물의 안정성에도 직접적으로 영향을 주기 때문에 매우 중요하다. 이러한 이유로 해안구조물은 파랑하중을 받는 동안의 거동과 구조물의 설계기준이 지속적으로 요구되어왔다. 특히 파랑하중과 구조물의 상호작용을 고려한 설계기준 및 연구는 아직도 미흡한 실정이다. 이에 본 연구에서는 파랑하중으로 인한 해안구조물과 재료의 거동특성을 살펴보았으며, 파랑고에 의해 직접적인 영향을 받게 되는 것을 확인하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제10권5호
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• pp.59-67
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• 2009

본 연구에서는 단독말뚝의 주변에서 실시되는 터널의 굴착이 지반 및 말뚝에 미치는 영향을 3차원 수치해석을 통하여 분석하였다. 수치해석에서는 말뚝과 주변지반 사이에 경계면요소를 이용하여 소성항복 발생조건을 모델링하였다. 수치해석을 통하여 풍화토 및 풍화암에 시공된 터널과 말뚝의 상호거동에 대한 분석을 실시하였다. 수치해석을 통해 말뚝의 침하, 말뚝과 지반 경계면에서의 상대변위, 전단응력 및 말뚝의 축력변화를 분석하였다. 특히 터널의 굴착과 관련된 전단응력의 전이과정에 대한 심도있는 분석을 실시하였다. 터널굴착에 의한 말뚝-지반 경계면에서 상대변위의 변화로 인하여 말뚝에 작용하는 전단응력 및 축력의 분포가 변하게 된다. 말뚝 본체 대부분에서는 상향의 전단응력이 발생하는 반면(Z/L=0.0-0.8), 말뚝선단부근에서는(Z/L=0.8-1.0) 하향의 전단응력이 발생하여 말뚝에 인장력이 발생된다. 수치해석을 통해서 터널굴착이 말뚝 거동에 미치는 영향을 상세하게 분석하였다.