• 한국지반공학회논문집
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• 제22권1호
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• pp.25-34
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• 2006

본 연구에서는 비교적 높은 초기 유효응력을 가진 지반구조물의 액상화연구에 사용된 동적 원심모형실힘결과를 이용하여 유효응력모델검증에 관한 연구를 수행하였다. 원심모형 지반은 최대 유효응력 380kPa를 가진 충분히 포화된 느슨한 Nevada 모래 지반으로 구성되었으며, 수치해석에서는 1차원의 기둥형태로 가정하였다. 수치해석에 이용한 두 종류의 원심모형실험에서는 상당한 깊이(37m 및 22m)까지도 액상화가 발생하였으나, 깊이에 따른 액상화발생 경향은 경험적 액상화 평가방법과 상반된 결과를 보였다. 즉, 원심모형실험에서 계측된 과잉간극수압을 기준으로 해석하였을 때, 액상화는 모형지반의 윗부분에서 먼저 발생한 후 점차적으로 아랫부분으로 이동함을 알았다. 이와 같은 실험결과는 수치해석에서 비교적 잘 예측된 것으로 판단되었다 원심모형 지반의 초기 포화도와 원심력 증가에 따른 지반의 상대밀도 증가가 액상화모형실험의 수치해석에서 중요한 역할을 함을 알 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제34권5호
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• pp.53-63
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• 2018

무리말뚝의 내진설계를 수행할 때 지반-말뚝 동적상호작용을 고려하는 것이 중요하다. 특히, 동적하중을 받는 무리말뚝의 횡방향 저항력은 무리말뚝 효과에 의하여 단일말뚝과 비교하여 감소한다. 그러나, 지금까지 지진하중을 받는 무리말뚝의 동적 무리말뚝 효과를 제안한 연구는 매우 부족한 실정이다. 그러므로, 본 연구에서는 건조 모래지반에 설치된 $3{\times}3$ 무리말뚝에 대한 동적 원심모형실험을 수행하여 무리말뚝 효과를 산정하였다. 이 무리말뚝 효과는 동적 p-y 곡선에서 극한 횡방향 지반반력과 지반반력계수에 대한 보정계수(multiplier)를 적용하여 고려하였다. 그리고, 본 연구에서 얻어진 동적 p-y 곡선을 Beam on Nonlinear Winkler Foundation 모델을 이용한 비선형 동해석에 적용하여 그 적용성을 검증하였다. 그 결과, 본 연구에서 제안한 무리말뚝의 보정계수가 원심모형실험 결과를 잘 모사할 수 있는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제23권3호
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• pp.21-28
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• 2007

• 한국지반공학회논문집
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• 제34권8호
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• pp.15-26
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• 2018

최근, 성능기반 내진설계법이 도입되면서 동적수치해석을 수행하여 지진에 대한 구조물의 실제 거동을 엄밀히 평가하는 것이 필요해지고 있다. 성능기반설계를 수행하려면 수치해석 모델링의 적용성을 검증하는 것이 매우 중요하다. 그러므로, 본 연구에서는 2차원 수치해석을 수행하여 말뚝지지 구조물의 동적 거동을 분석하고 수치모델링 기법과 입력변수값 산정방법을 제안하였다. 수치모델링의 적용성은 느슨한 사질토 지반에 설치된 무리말뚝의 동적 원심모형실험 결과와 비교하여 검증하였다. 본 수치모델링은 동적 지반 물성값, 지반-말뚝 상호작용, 경계조건, 무리말뚝과 구조물의 모델링 등 원심모형실험의 실제 조건을 반영하도록 모델링하였다. 그 결과, 수치해석에서 얻어진 결과는 지반 내 가속도 변화, 말뚝의 모멘트와 변위, 그리고 구조물의 변위와 가속도 결과를 잘 모사하였다. 그러므로, 본 수치모델링 기법과 입력변수 산정기법이 무리말뚝의 내진성능을 평가할 때 유용하게 적용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제36권11호
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• pp.61-70
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• 2020

동적 원심모형실험에서 사용되는 등가전단보(Equivalent Shear Beam, ESB) 토조는 모형지반과 토조 사이 발생할 수 있는 경계효과를 최소화함으로써 지진 시 실제 지반의 운동을 효과적으로 모사할 수 있다. KAIST에서 사용하는 등가전단보 토조는 성능이 검증된 바 있다(Lee 등, 2013). 그러나 토조의 노후화로 고유주기 및 동적 특성의 재검증이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 동적 원심모형실험을 통해 등가전단보 토조의 동적 특성을 재평가하였다. 등가전단보 토조 자체의 고유주기를 산정하여 Lee 등(2013)의 결과와 비교 분석하였으며, 모래가 채워진 등가전단보 토조의 경계효과를 평가하였다. 실험 결과, 등가전단보 토조는 토조 자체의 강성 증가로 인해 토조 자체의 고유주기가 감소하였으나, 모래가 채워진 등가전단보 토조 벽체의 지진 시 시간 이력과 주파수 특성은 지반의 거동과 유사하였다. 또한, 등가전단보 토조에 조성한 모형지반과 수치해석을 통해 도출한 지반의 동적 응답도 유사하게 나타났다. 이를 통해 등가전단보 토조 자체의 고유주기 감소로 인한 지진 시 지반과 토조의 경계효과는 크지 않음을 알 수 있었다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제28권4호
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• pp.202-211
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• 2016

본 연구는 해상풍력지지구조물로 적용되는 석션기초의 지진하중에 대한 동적거동 분석을 목적으로 하였다. 이를 위하여 동적원심모형실험을 수행하였다. 석션기초의 스커트길이는 외력에 대한 지지거동에 중요한 역할을 한다. 스커트길이/석션기초외경 비가 0.5, 0.75, 1의 3가지 석션기초 모형이 조밀한 모래지반에 설치된 경우에 대하여 동적원심모형실험 결과를 제시하였다. 실험결과로 스커트길이에 따른 석션기초에서의 가속도증폭특성, 잔류침하량, 잔류회전각을 비교하였다.

• 토지주택연구
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• 제5권1호
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• pp.35-40
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• 2014

현재 국내 내진설계기준에서 제시하고 있는 지반분류 방법 및 지반 증폭계수는 기반암이 주로 30m 이내에 위치하는 일반적인 국내 지반특성을 제대로 반영하지 못하고 있다. 따라서, 본 연구에서는 사질토 지반에 근입된 비정형 말뚝기초(PHC 500, 중심 간격 3D, 4D, 5D)와 상부 구조물에 대한 동적 원심모형 실험을 실시하여 자유장과 기초판의 응답 스펙트럼 결과를 비교하였다. 단주기 영역인 1초 이내 주기에서는 기초판 및 지표면 자유장의 측정 스펙트럼이 SC 및 SD 지반의 표준설계스펙트럼 가속도보다 크게 나타났다. 1.5초 이상의 장주기 영역에서는 실험에서 측정된 스펙트럼 가속도가 SC 지반의 표준설계응답스펙트럼 가속도보다 작게 나타났고 상부구조물 유무, 지반 근입 심도, 기초 및 자유장 조건에 의한 스펙트럼 가속도 차이가 거의 발생하지 않았다. 따라서, 실제 아파트에 해당하는 1.5초 이상의 장주기에서는 국내 지반조건을 고려하여 측정된 스펙트럼 가속도를 설계에 적용하면 표준설계스펙트럼을 적용할 때 보다 경제적인 설계가 가능한 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제22권5호
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• pp.59-67
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• 2006

동일한 흙으로 조성된 모형지반에 대하여 1-g 모형실험과 원심모형실험을 수행하고 그 결과를 비교하였다. 원형지반은 10m 두께의 수평하고 느슨한 포화 사질토 지반으로 가정하였다. 1-g 모형실험은 1/20 축소모형, 원심모형실험은 1/40 축소모형을 이용하였다. 원심모형실험의 경우 점성유체를 사용하여 동적시간에 대한 상사비와 과잉간극수압소산시간에 대한 상사비가 동일하도록 하였다. 원심모형실험의 계측결과는 원형지반의 거동으로 가정하였다. 그리고, 1-g모형실험에 정상상태개념 및 두 가지 시간상사비 등을 적용하여 원형지반의 거동을 모사하고자 하였다. 동일한 위치에서의 과잉간극수압, 지반가속도 그리고 지표 침하량 등을 계측하여 비교하였다. 실험결과 지반의 투수계수가 작아서 진동 중 과잉간극수압 소산의 영향이 작고, 소산시간상사비를 적절하게 결정하면 1-g 모형실험으로부터 원형지반의 과잉간극수압 거동을 모사할 수 있는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제32권3호
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• pp.39-47
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• 2016

본 연구에서는 말뚝 설치 방법에 따른 동적 p-y 곡선의 차이를 분석하기 위하여, 1g 상태에서 지반 조성 전 설치한 말뚝과 지반 조성이 완료된 후에 1g 상태에서 압입하여 설치한 말뚝, 그리고 40g의 원심 가속도 조건에서 압입시킨 말뚝에 대해 동적 원심모형 실험을 수행하였다. 실험 결과로부터 얻은 각 모형 말뚝의 동적 p-y 곡선의 최대지반반력을 이용하여 동적 p-y 중추곡선(Backbone curve)을 쌍곡선 함수로 나타내었다. 말뚝 설치 방법에 따른 동적 p-y 중추곡선 분석 결과, 40g 조건에서 압입한 말뚝이 1g 상태에서 압입한 말뚝 및 지반 조성 전 설치 말뚝에 비해 말뚝에 작용하는 지반반력이 크게 평가되었으며, 이러한 지반반력의 차이는 깊이가 깊어질수록 작아지는 것으로 나타났다. 일련의 p-y 곡선 결과를 바탕으로 기존에 제안된 현장타설말뚝에 대한 동적 p-y 중추곡선의 적용성을 평가하고, 이를 수정한 압입 및 항타 말뚝에 대한 동적 p-y 곡선 산정식을 개발하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제33권6호
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• pp.5-16
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• 2017

얕은기초의 회전거동은 지진 시 기초 위 상부 구조물의 지진 하중을 줄여주는 장점이 있어 새로운 기초 내진설계개념으로 대두되고 있다. 본 연구에서는 현장 채취한 시료를 다짐하여 조성된 풍화토 지반에서 얕은기초의 회전거동을 평가하기 위하여 동적 원심모형실험을 수행하였다. 원심모형실험 모형은 풍화토 지반, 얕은기초, 단자유도 구조물로 이루어져 있으며, 지진 시 지반, 기초, 구조물의 가속도 응답과 기초의 침하 등 얕은기초 시스템의 거동을 관찰하였다. 입력 지진 하중이 클 경우 상부 구조물의 지진하중은 풍화토 지반에 놓인 기초 들뜸에 의한 회전거동으로 인해 줄어들었으며, 기초의 침하도 최대 기초폭의 0.5%이하로 작게 발현되었다. 이를 통하여 향후 추가적인 연구 및 검증을 바탕으로 국내 풍화토 지반에서 회전 거동 개념을 이용한 기초 설계 가능성을 확인하였다.