• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제22권10호
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• pp.31-36
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• 2021

풍력발전기 기초의 누적 회전각과 침하량을 예측하는 것은 매우 중요하다. 하지만 반복하중에 따른 버킷기초의 장기거동을 분석하는 연구는 거의 이루어지지 않았다. 본 연구에서는 사질토 지반에 설치된 버킷기초의 다양한 3차원 유한요소해석을 수행하였다. 반복 삼축압축시험으로부터 도출된 강성감소 경험식을 수치모델에 사용자 서브루틴으로 적용하여 해석을 수행하였다. 강성감소 모델을 사용하여 버킷기초의 누적 회전각을 산정하였으며, 반복하중 작용 시 거동에 영향을 주는 주요인자에 대한 분석이 이루어졌다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제32권7호
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• pp.35-45
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• 2016

해양구조물을 지지하기 위해 사용되는 버킷기초를 설계하는데 있어 수직지지력을 정확하게 예측하는 것은 중요하다. 사질토 또는 점성토 지반에 설치된 버킷기초의 수직지지력에 대한 실험적, 이론적 연구가 많이 수행되었지만, 실제와 같은 다층지반에서의 산정방법은 명확하게 제시되지 않았다. 본 연구에서는 2차원 축대칭 유한요소해석을 수행하여 점성토 지반 위의 사질토 층에 설치된 버킷기초의 수직지지력을 산정하였다. 사질토의 마찰각, 점성토의 비배수전단강도, 사질토 층 두께, 기초의 장경비가 다양한 조건에 대하여 매개변수 해석을 수행하였으며, 이들의 영향에 따른 지반의 파괴 메커니즘 차이를 분석하였다. 최종적으로 수치해석을 수행하여 얻어진 극한지지력의 결과를 바탕으로 버킷기초 설계에 사용할 수 있는 지지력 산정 차트를 제시하였다. 또한 설계차트에 직접 제시되어 있지 않은 조건에 대해서는 차트에 제시된 값에 선형보간법을 적용하여 버킷기초의 선단지지력을 예측할 수 있는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제31권7호
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• pp.29-39
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• 2015

버킷기초에 작용하는 수직하중의 일부는 내부 흙을 통해 저면으로 나머지는 스커트 외주면과 지반 사이로 전달된다. 사질토 지반에 설치된 버킷기초의 설계를 위해서는 수직 하중전이 특성을 명확하게 규명해야 하나 아직 이에 대한 연구가 수행되지 않았다. 본 연구에서는 2차원 축대칭 유한요소해석을 수행하여 사질토 지반에 설치된 버킷기초의 수직하중에 대한 지반의 응답을 계산하였다. 극한 상태에서 버킷기초의 선단지지력은 얕은기초의 지지력보다 크며 주면마찰력은 말뚝의 설계식에 비하여 작은 것으로 나타났다. 선단지지력은 스커트 외주면에 작용하는 전단응력이 파괴면을 아래로 밀어내어 파괴면이 확장되기 때문에 얕은기초에 비하여 큰 것으로 분석되었다. 반면 주면마찰력은 침하가 진행되면서 버킷기초 하부의 흙이 수평방향으로 밀려 이동하면서 스커트에 작용하는 수평응력이 감소하기 때문에 작은 것으로 나타났다. 버킷기초의 극한지지력은 얕은기초의 선단지지력과 주면마찰력 설계식을 합한 값보다 큰 것으로 계산되었다. 이는 주면마찰력은 설계식보다 작지만 크기가 선단지지력에 비하여 매우 작아 지지력에 큰 영향을 미치지 않는 반면 선단지지력은 주면마찰력에 비하여 증가폭이 크기 때문이다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제18권8호
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• pp.5-15
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• 2017

풍력발전기의 안정성 평가를 위해 수행하는 통합하중해석에서 기초는 하중과 변위의 관계로 정의되는 기초강성을 입력하여 적용이 가능하다. 이때 기초의 형상과 지반의 조건이 정확하게 반영된 기초의 강성이 적용되어야 하므로, 지반의 탄소성 거동을 정밀하게 반영한 버킷기초의 강성 산정방법이 필요하다. 본 연구에서는 다양한 사질토의 마찰각과 버킷기초 형상에 대한 유한요소해석을 수행하여 기초의 강성을 산정하였으며, 해석결과로부터 정규화된 기초강성 매트릭스가 제안되었다. 제안된 버킷기초의 강성 산정방법은 설계에 직접 적용될 수 있는 유용한 결과라고 판단된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제16권9호
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• pp.33-41
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• 2015

사질토 지반에 설치된 버킷기초의 수직지지력은 주면마찰력과 선단지지력의 합으로 산정할 수 있다. 하지만 수직하중 작용 시 나타나는 주면마찰력 감소와 선단지지력 증가의 특징을 정확하게 고려할 수 있는 설계식이 없으며, 실제와 같은 사질토 지반의 비관련흐름 특성이 반영되어야 한다. 본 연구에서는 2차원 축대칭 유한요소해석으로 사질토 지반에 설치된 원형 버킷기초의 수직지지력을 다양한 지반 마찰각과 기초 크기에 대하여 산정하였다. 해석 결과의 극한지지력을 주면마찰력과 선단지지력으로 분리하여 특징을 분석한 후 각각의 설계식을 도출하였다. 버킷기초의 주면마찰력은 선단지지력에 비해 크기가 매우 작고 말뚝 설계식과 차이가 근소하므로 이를 동일하게 사용하였다. 주면마찰력의 영향으로 얕은기초의 지지력보다 증가하는 버킷기초의 선단지지력은 기존의 설계식을 수정하여 적용할 수 있도록 해석 결과를 토대로 새로운 형상-깊이계수($s_q{\cdot}d_q$)를 제안하였다. 또한 관련흐름법칙을 적용하여 제안된 기존의 얕은기초 형상계수와 깊이계수는 실제 사질토 지반에서의 지지력을 과대예측하므로 비관련흐름 특성을 반영한 형상-깊이계수를 사용하여 지지력을 예측해야 한다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제22권1호
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• pp.5-12
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• 2021

경제적으로 효율적이고 설치가 용이한 버켓기초는 해상풍력발전기초로 적용함에 있어 좋은 방법이 될 수 있다. 이에 본 논문에서는 3차원 유한요소해석을 통해 버킷기초 적용시 기초 주위의 석션케이슨과 지반의 거동을 파악하여 분석하고자 한다. 다양한 하중조건에서 조밀한 사질토 지반과 중간 밀도의 사질토지반에 설치된 기초의 구조를 검토하고 이를 바탕으로 사질토 지반에 설치된 버켓기초의 극한하중 허용량과 회전 모멘트 허용량을 평가하였다. 그 결과, 단일하중에 의한 버켓기초의 회전과 변위는 기초의 구조적 형상, 지반 밀도, 하중편심에 크게 영향을 받는다는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 극한 수평하중과 회전 모멘트 허용량의 결과를 바탕으로 정규화 도표와 제안식을 제안하였고, 이는 향후 해상풍력발전기초의 설계 시 유용하게 사용될 것으로 판단된다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제7권4호
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• pp.375-382
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• 2019

본 연구에서는 개발된 프린팅 재료 및 장비를 사용하여 대상 구조물의 시공성을 파악하기 위하여 기초 성능평가 프린팅 실험을 수행하였다. 3D 프린팅 콘크리트 구조물의 시공성은 콘크리트 필라멘트 재료 특성, 시공 프로세스 및 구조물의 기하특성에 영향을 받는다. 따라서, 콘크리트 구조물의 적층하는 동안의 시공성을 파악하기 위한 실험변수로서 노즐 이동속도(=80 및 100mm/s), 토출 버킷의 스크류 분당회전속도 (RPM) 및 구조물 벽체 길이의 변장비(1.67 및 5.00)를 고려하였다. 실험변수에 따른 3D 콘크리트 구조물의 최대 적층 수 및 파괴 패턴을 토대로 시공성을 분석하였다. 본 연구에서, 80mm/s의 노즐 이동속도 및 1.67의 변장비가 3D 프린팅 시공성에 유리함을 나타낸다. 또한, 적층 시 구조물 하단부의 상대변위측정을 통해 구조물의 전도 파괴 과정을 분석하였다.

• 예술인문사회 융합 멀티미디어 논문지
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• 제7권7호
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• pp.925-934
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• 2017

다차원 색인 구조 중 대표적인 것은 R-tree에 기초한 색인으로써 공간 정보 등에 있어 강력한 성능을 보인다. 하지만 R-tree의 경우 차원의 수가 증가하거나 이용자 선호에 따라 부분 차원만을 이용하는 경우, 색인을 생성하는 시간이 크게 증가하고 생성된 색인의 효율성이 감소하는 문제를 갖고 있다. 따라서 지속적으로 차원이 증가하고 있는 최근의 다차원 데이터에는 해당 방법들은 적합하지 않다. 본 논문에서는 이런 문제를 해결하기 위해 해시 색인에 기반한 새로운 다차원 색인 구조인 다차원 해시 색인을 제안한다. 다차원 해시 색인은 해시 함수를 통해 데이터들을 유클리드 공간의 버킷들로 분류하여 색인을 생성하고 이후 탐색이 요청되었을 때 이용자 선호도에 따라 선택된 부분 차원의 공간을 탐색할 수 있는 해시 탐색 트리를 생성하여 효과적인 탐색을 수행한다. 실험 결과, 해당 기법은 R-tree와 비교하여 색인 생성에 있어 매우 큰 성능의 향상과 함께 탐색에서도 유사한 탐색 성능을 보이는 것을 확인할 수 있었다.