• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.37 no.4
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• pp.647-657
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• 2017

The main purpose of this study is to investigate the static & dynamic behavior of a precast bracket under precast road deck slab of double deck tunnel. In order to improve the construction speed, the field prefabricated bracket to connect the intermediate slab to the precast shield tunnel lining structure has been developed in the 'SPC (Steel Precast Concrete) bracket'. The experiments were performed for the full scale model in order to evaluate the performance of the 'SPC bracket', the structural stability was verified through the FEM analysis. The result of static loading test, no deformations or cracks of the bracket undergo the ultimate load was investigated. In addition, no pulling or deformation of the chemical anchor for fixing the bracket was measured. As a result of dynamic loading test, it was investigated that there is no problem in the chemical anchor for fixing the bracket. FEM analysis showed similar behavior to static load test and it was determined that there is no problem in serviceability and structural safety.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 1995.10a
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• pp.104-110
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• 1995

지반과 구조물의 동적 상호작용은 건설분야에서의 중요한 현상으로, 특히 지반을 통해 인근구조물로 전달되는 진동은 구조물 자체의 구조적인 문제 뿐 아니라 그 속에 거주하는 사람이나 설비에 대한 안전성 또는 사용성에 나쁜 영향을 야기할 수 있다. 본 논문에서는 이러한 진동을 저감시키기 위해, 지반내에 정상적인 진동전파를 방해하는 구조물을 시공하여 진동 저감효과를 만들어 내는 방법을 연구하였다. 이러한 연구의 발상은 다음과 같다. 충진지반에서의 지반진동의 진폭을 해석하면서 진동의 크기가 기저암의 위치에 따라 큰 영향을 받는 것을 알았고 이로부터 지반내에 인위적인 층을 만들수 있다면 지반진동의 크기를 변화시킬 수 있지 않을까라는 생각에서 본 연구를 시작하였다. 또한 지반 내에서의 정상적인 진동의 전파를 방해하기 위한 차진 구조물을 만드는 방법은 연약지반의 강도중대 또는 차수의 목적으로 주로 사용하고 있는 그라우팅공법의 사용이 가능할 것이므로, 기존의 그라우팅현장에서 만들어진 지반의 물성치들을 사용하여 경계요소법에 의한 수치해석적 방법을 택하였다. 본 연구에서는 그라우팅공법의 시공성에 관한 것은 포함되지 않는다. 본 논문에서는 지반의 구조를 경사구조와 수평지반구조라는 두가지 특징적인 경우에 대해 검토하였다. 이중 경사진 기저암층을 가진 지반의 경우에는 기저암에서 진동의 비대칭적인 반사에 의해 수평기저암에서와는 달리 기저암의 한쪽에서 다른쪽에 비해 큰 진동이 발생한다. 그라우팅층의 효과를 검토하기 위한 연구의 순서는 일정주파수의 조화진동에 대해 먼저 여러 가지 크기의 그라우팅층과 함께 블록으로 볼 수 있는 크기의 그라우팅층에 대해 진동저감효과를 해석하였고, 이를 통해 보강층의 소요크기 및 최적위치를 구하였다. 사용된 물성치는 실제 지하철 건설현장에서 나타난 지반물성치 및 그라우팅후의 지반강도 및 전단파전파속도를 이용하였다. 또한 마지막에서 검토된 기차하중에 대한 효과를 알아보기 위해 사용된 기차운행에 의한 지반가속도도 역시 측정된 값을 사용하였다. 그러나 당시의 기차운행속도가 낮아 정상적인 운행에서는 더 큰 값이 나올 것으로 판단되었으나 측정된 값을 그대로 사용하였다.

• Journal of the Korea Institute of Building Construction
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• v.22 no.1
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• pp.1-10
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• 2022

Recently, due to the frequent occurrence of localized torrential rains and heat waves caused by abnormal climates. For this reason, it is necessary to develop an economical and eco-friendly rainwater detention facility that can secure the groundwater level through rainwater detention as well as flood prevention against concentrated rainfall by simultaneously implementing rainwater permeation and storage. In this study, the structural safety of an eco-friendly rainwater infiltration type detention facility made using eco-friendly inorganic binders including red clay was examined. Static analysis considering the constant load and additional vertical load and dynamic analysis considering the seismic spectrum were performed. As a result, it was found that the eco-friendly prefabricated rainwater infiltration type detention facility developed in this study has a maximum stress of about 68.1% to 75.4% and a maximum displacement of about 0.9% to 9.6% under the same load and seismic conditions compared to the existing PE block rainwater detention facility. It was confirmed that the eco-friendly prefabricated rainwater infiltration type detention facility secured excellent structural stability.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.33 no.6
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• pp.367-374
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• 2020

A standard for the vibration magnitude of a maglev train is presented herein to ensure a comfortable ride for the passengers. The vibration magnitude is determined from the vertical acceleration of the car body. A parameter analysis of the maglev train system is then performed considering the vehicle-structure interaction, and a deflection limit of L/1300 is proposed to satisfy the standard for the vertical acceleration. The proposed deflection limit is applied to the dynamic analysis of the actual maglev train system to assess applicability. Compared with the existing standard for the guideway structure, the proposed deflection limit is expected to enable economical design and construction.

• Journal of the Korean Geosynthetics Society
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• v.18 no.4
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• pp.151-165
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• 2019

In this study, the four types of improvement methods (increase self weight and reducing sliding force etc.) were proposed depending on install location with compaction grouting to improve seismic performance of existing port structure and optimal methods by analyzing the effects of improvement (stability, constructability and economy) by theoretical and numerical methods. From the dynamic time history analysis for artificial seismic waves, the results indicated that the horizontal displacement after improvement decreased compared to before improvement, however the displacement reduction effect among improvement methods was not significantly different. Slope stability based on the strength reduction method and the limit equilibrium analysis method, it is confirmed that the passive pile method is more safe than other methods. It is due to the shear strength at the failure surface is increased. In addition, the analysis of constructability and economy showed that the reduction of earth pressure method (type 02) and the passive pile method (type 03) are excellent. However, in the case of the passive pile method is concerned that there is a shortage of design cases and the efficiency can be reduced depend on various constraints such as ground conditions.

• Journal of the Korean Society for Railway
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• v.20 no.5
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• pp.668-682
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• 2017

Alignments of railways recently constructed in Korea have been straightened due to the advent of high-speed rail, which means increasing the numbers of tunnels and bridges. Overbreak during tunnel construction may be unavoidable, and is very influential on overall stability. Over-excavation in tunneling is also one of the most important factors in construction costs. Overbreak problems around crown areas have decreased with improvements of excavation methods, but overbreak problems around bottom areas have not decreased because those areas are not very influential on tunnel stability compared with crown areas. The filling costs of 10 cm thickness of overbreak at the bottom of a tunnel are covered under construction costs by Korea Railway Authority regulations, but filling costs for more than the covered thickness are considered losses of construction cost. The filling material for overbreak bottoms of tunnels should be concrete, but concrete and mixed granular materials with fractured rock are also used for some sites. Tunnels in which granular materials with fractured rock are used may have a discontinuous section under the concrete slab track. The discontinuous section influences the propagation of waves generated from train operation. When the bottom of a tunnel is filled with only concrete material, the bottom of the tunnel can be considered as a continuous section, in which the waves generated from a train may propagate without reflection waves. However, a discontinuous section filled with mixed granular materials may reflect waves, which can cause resonance of vibration. The filled materials and vibration propagation characteristics are studied in this research. Tunnel bottom filling materials that have ratios of granular material to concrete of 5.0 %, 11.5 %, and 18.0 % are investigated. Samples were made and tested to determine their material properties. Static numerical analyses were performed using the FEM program under train operation load; test results were found to satisfy the stability requirements. However, dynamic analysis results show that some mixed ratios may generate resonance vibration from train operation at certain speeds.

• Journal of the Korean Society of Safety
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• v.14 no.4
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• pp.148-157
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• 1999

Dynamic structural behavior in long span bridges, especially cable structures, is very sophisticated due to their flexibility and structural members are sequentially erected in each construction step. In this study, the consistent mass matrix for dynamic analysis is formulated and computational program considering construction sequences is developed where structural members can be builded or removed by command language and automatically reanalyzed in the moment when structural system is changed. The dynamic analysis, i.e. eigenvalue and time series analysis and the geometrically nonlinear analysis considering construction sequence are conducted to the Namhae Bridge. The analytical results are satisfactory compared with measuring values and the developed computational program can successfully be applied to design and safety check.

• The Bulletin of The Korean Astronomical Society
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• v.38 no.1
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• pp.75.1-75.1
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• 2013

자체의 중력 효과를 고려하는 구대칭 완전 유체 전산모사 연구를 위해 일반상대론적 유체역학 코드를 이 분야 연구자들을 위한 공개용으로 개발하였다. 이 코드는 3+1 ADM(Arnowitt-Deser-Misner) 공식과 등방 공간 좌표를 사용하였다. 시공간 기하를 구하기 위해 극한값 썰기 (maximal slicing) 조건과 함께 세 개의 제한 방정식을 풀었고, 시공간을 채우는 물질인 유체는 근사 리만 해법을 사용한 HRSC (high resolution shock capturing) 기법으로 오일러 관찰자 시점에서 풀었다. 이 코드의 수렴성과 정확성을 검증하기 위해 상대론적인 구대칭 충격파 비교 분석, 블랙홀로 빨려 들어가는 상대론적 구대칭 강착, TOV(Tolman-Oppenheimer-Volkoff) 별 및 OS (Oppenheimer-Snyder) 붕괴 코드 테스트를 수행하였다. 특히, 이 코드의 동적 진화 테스트인 OS 붕괴의 경우 해석적인 해와 결과를 비교하기 위하여 좌표변환을 수치 계산으로 수행하였다. 아인슈타인의 일반상대성 이론을 넘어서는 변형된 중력이론 중 하나로 최근 제시된 EiBI(Eddington-inspired Born-Infeld) 이론에서 TOV 별의 해가 일반상대성 이론과 어떠한 차이를 보이는지 살펴 보았고, 그 이론에서도 물질이 붕괴하여 블랙홀을 만드는 경우 특이점이 형성되는지 고찰해 보았다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 2011.02a
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• pp.74-74
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• 2011

본 연구에서는 중앙경간 54m, 교폭 4m의 사장교형식의 보도교로 측경간은 계단으로 이루어진 1경간 케이블교량을 대상으로 보행하중에 의한 수직진동을 제어하기 위해 제진장치(TMD)를 적용하기로 하고 실물 TMD의 설계 및 제작 그리고 설치 및 제어성능실험을 수행하였다. 우선 사장교형식의 교량. 그리고 1경간 교량이라는 점에서 상대적으로 감쇠율이 낮을 것으로 예측되었고 또한 54m의 경간장이 보행자가 가진 주파수에 근접한 고유진동수를 나타낼 것으로 사료되어 Eurocode 2 part 2(EC5-2)의 규준에 따라 1인 및 다수 보행하중에 의한 보도교의 발생가속도를 산출하였다. 이 경우 최대가속도는 다수의 보행자가 연속적으로 진행할 때 발생하였으며, 수직방향의 가속도가 사용성기준을 초과하는 것으로 나타났다. 또한 구조해석프로그램에 의한 고유치 해석결과, 보행하중의 주파수대역내에 진동모드가 존재하는 것으로 나타났다. 따라서 본 교량의 설계단계에 있어서 보행진동을 제어하기 위하여 유지관리가 용이한 수동형의 동조질량감쇠장치(Tuned Mass Damper)를 적용하기로 하였으며 TMD의 설계에서는 TMD의 제어목표를 만족시킬 수 있는 TMD의 가동질량(moving mass)을 우선적으로 결정하였고, 이로부터 Den Hartog의 제안식에 따라 TMD의 고유진동수비, 유효감쇠비를 산정하였다. 산정된 변수들을 이용하여 설계된 TMD는 현장설치 및 튜닝의 편의성을 고려하여 수평 외팔보형식으로 설계, 제작되었으며 제작된 TMD의 경우 회전축에 대해 질량, 스프링, 댐퍼의 중심거리를 조정함으로써 TMD의 진동수, 강성, 감쇠력을 상대적으로 매우 용이하게 조절할 수 있으며, 조정범위 또한 광범위하여 일반 TMD에 비해 현장설치시 대상구조물에 동조시키기가 용이하며, 작동시 마찰감쇠가 거의 없다는 장점이 있다. 현장설치전에 제작된 TMD를 대상으로 자유진동 시험을 통하여 질량의 중심거리, 스프링 크기 그리고 댐퍼의 설치유무를 각각 변화시키며 TMD의 자유진동 데이터를 취득하였다. 각각의 시험에서 얻어진 데이터로부터 스펙트럼해석을 통하여 고유진동수를 구하였고, 자유진동 파형으로 부터 감쇠비를 구하였다. TMD는 일반적으로 제어모드의 변형형상이 가장 큰 곳에 설치되었을 때 최대의 제진효과를 발휘할 수 있다. 그러나 현장여건상 설치가 불가능하거나 미관을 해치는 경우에는 가능한 범위 내에서 TMD 제어효율이 가장 크게 발휘할 수 있는 곳을 선택하여야 한다. 본 보도교의 경우, 중앙경간 중심부에서 가장 큰 모드변형형상을 나타내지만, 보도교의 상판 연결부 등에 따른 TMD 시공문제로 인하여 TMD 설치위치는 교량 중앙에서 양 방향으로 1.25m 떨어진 곳에 대칭으로 총 2기를 설치하기로 하였다. 일반적으로 TMD의 모든 설계변수는 구조물의 설계단계에서 수행된 구조해석결과에 근거하여 설정하므로 완공된 구조물, 즉 실제보도교의 동적특성을 계측하여 정확하게 진동수를 튜닝하여야 한다. 구조해석에 의한 보도교의 수직방향(TMD 작동방향) 고유진동수는 1.5225 Hz이며, 감쇠비는 규준에 의하여 0.6 %로 가정하였다. 그러나 이 값들은 구조해석모델 및 재료적 특성과 시공상의 오차에 의하여 실제와 다를 수 있으므로 현장계측에 의한 확인이 요구된다. 또한 TMD의 제진효율이 설계시의 목표대로 확보되었는지도 확인해야 하므로 현장튜닝 및 성능시험을 실시하였다. 보도교의 가진은 사전에 실시한 상시 미진동계측결과를 토대로 2Hz를 목표로 하여 인력가진실험을 수행하였고, 탁월진동 주파수는 1.9896Hz로 나타나 구조해석결과와 오차가 있음을 알 수 있다. 가진실험결과를 토대로 TMD의 진동수를 최적진동수비로 튜닝하고 인력가진 실험을 다시 실시하여 TMD의 진동제어성능을 검토하였다. TMD 튜닝 전, 후의 보도교 감쇠비를 비교한 결과, TMD를 설치함으로써 약 4.218%의 감쇠비 증가가 있음을 알 수 있다.

• Journal of the Korean Society for Railway
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• v.17 no.4
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• pp.233-244
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• 2014

In this study, an analysis method for maglev train-guideway interaction is verified using field measurement data. The cabin and bogies of the maglev train are modeled as rigid bodies that are allowed to have heave and pitch motions. Levitation forces from the electromagnetic suspensions on the bogies are controlled using an active control algorithm. The guideway is represented using the Euler-Bernoulli beam. Considering rigorously the changes in air-gaps and material points at which the levitation forces are applied due to the pitch motions of the bogies, dynamic analysis of maglev train-guideway interaction is performed. Using field measurement data, obtained from the Incheon Airport Maglev Railway, the analysis method is verified. Accuracy of the analysis method is investigated. It is determined that the structures in the railway are designed and constructed safely according to the design code for maglev railways.