• 대한토목학회논문집
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• 제29권5C호
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• pp.239-250
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• 2009

본 논문에서는 지반의 지반조건, 굴착특성 및 지층구성을 고려한 터널굴착 유발 주변지반의 침하 및 수평변위에 대한 거동특성을 수치해석적 방법으로 조사하였다. 이를 위해서 먼저 지반변위 예측방법에 관한 관련 사례조사 및 문제점분석을 수행하고, 이를 바탕으로 한 수치해석적 매개변수연구를 수행하였다. 이러한 사례조사의 분석결과는 지반조건에 따른 주변 지반변위의 특성을 일차적으로 파악하기 위해 이용되며, 또한 기존방법의 문제점을 파악함과 동시에 수치해석적 매개변수연구를 위한 기초자료로서 활용된다. 수치해석적 매개변수연구는 먼저 굴착유발 주변 지반변위 계측이 신뢰성 있게 측정된 사례를 토대로 시뮬레이션을 실시하여 수치해석상 필요한 접근방법 및 적합한 지반모델을 설정하고, 이를 토대로 지반조건, 굴착 특성 및 지층구성을 달리한 매개변수 연구를 수행하였다. 이러한 과정을 수행한 후 굴착으로 인한 주변지반의 침하 및 수평 지반변위가 변해가는 과정을 종합적으로 분석하여 그 거동을 파악하였다.

• 터널과지하공간
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• 제28권1호
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• pp.59-71
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• 2018

일반화된 Hoek-Brown(GHB) 파괴조건식은 GSI 지수를 통해 현장 암반의 절리상태를 체계적으로 고려하여 암반의 강도를 예측하는 파괴함수로서 암반공학적 설계에 널리 활용되고 있다. 이 연구에서는 절리성 암반에 굴착된 원형터널의 내공변위 특성을 분석하기 위하여 GHB 파괴조건식을 항복함수로 활용한 2차원 탄소성 유한요소해석을 수행하였다. 이 과정에서 소성포텐셜 함수의 가정이 탄소성 변위 해석결과에 미치는 영향도 고찰하였다. 탄소성 해석에서는 넓은 범위의 측압비(K) 변화와 암반의 양호성을 나타내는 GSI 값의 변화가 동시에 고려되었다. 각 측압비에 대해 GSI 값의 변화에 따른 측벽변위/천정변위 비를 계산하여 내공변위 발생특성을 분석하였다. 해석결과 측벽변위/천정변위 비는 측압비의 크기뿐만 아니라 GSI 값의 범위에 큰 영향을 받는 것으로 나타났다. 특히 GSI 값이 매우 작은 불량한 암반의 경우 탄소성해석으로 계산한 측벽변위/천정변위 비는 탄성이론으로 계산한 결과와 반대의 경향을 보였다. 또한 소성포텐셜 함수의 형태에 따른 측벽변위/천정변위 비 변화는 대체로 유사한 경향성을 보이는 것으로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제10권3호
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• pp.165-175
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• 2006

사면거동 및 파괴를 분석하기 위하여, 일반적으로 암반사면에는 Polynomial model, 토사사면에는 Growth model을 별도로 적용하여 사용하여 왔다. 이 기법은 사면의 파괴예측보다 사면의 누적변위를 묘사하기 위한 그래프 형태 위주이다. 따라서 본 연구에서는 사면의 거동보다는 파괴 예측에 초점을 맞추어 일반적으로 사용되는 두 모델을 병합하여 파괴예측을 위한 Asymptote(점근선)과 누적변위량도 같이 묘사할 수 있는 3차 방정식 모델 (3-degree polynomial model)로 단일화 할 것을 제안하여 현장 계측 data를 분석하였다. 국도 절취 사면부인 단양군 고수재 사면과 영덕군 축산면에 위치한 영덕 사면에 본 해석 모델을 적용하였다. 고수재는 토사사면으로 Growth model에 다른 거동을 나타내었고, 영덕사면은 Polynomial model에 따른 거동을 나타내었다. 분석결과, Polynomial model 과 Growth model로 구분된 해석 모델 형태를 $y=ax^3+bx^2+cx+d$ 의 형태를 가지는 3차 방정식을 사용하면, 하나의 모델로 사면의 거동 및 파괴를 해석할 수 있으며, 그 거동 해석 및 파괴 예측능력이 더 우수하다는 것이 증명되었다. Polynomial model의 경우, 방정식의 차수를 증가시켜도, 그래프의 $R^2$값과 형태가 유사함을 알 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제15권4호
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• pp.153-166
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• 1999

일반적으로 도심지에서 이루어지는 굴착은 안정성의 중요도에 비하여 해석의 정확도가 떨어지기 때문에 시공 중 현장계측관리가 필수적으로 수반된다. 그러나 계측은 이미 진행된 공정의 거동을 나타내는 것이고, 실제로 시공관리에 도움이 되는 향후 예정된 공정에 대한 예측에는 한계가 있다. 본 연구에서는 계측결과를 해석에 반영하여 예측 결과의 신뢰성을 제고하는 역해석기법을 이용하여 굴착 시공 중 차후 공정의 거동예측을 정확하게 예측할 수 있는 굴착 관리 정보화 시스템을 개발하였다. 개발시스템은 탄소성 지반스프링 모델을 이용한 탄소성 기법을 토대로 측정변위와 모델에 의하여 계산된 변위간의 최소자승 오차를 최소화하는 역해석 기법을 사용하였으며, 정해석, 계측관리, 역해석을 시스템 내에서 일관되게 수행할 수 있고, 실시간 적용과 사용자의 편의를 감안하였다. 개발된 시스템을 두 가지 사례에 적용한 결과 굴착 지반의 거동을 정확하게 예측할 수 있음을 확인하였다.

• 전산구조공학
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• 제10권2호
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• pp.225-232
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• 1997

서로 다른 기지의 성질을 갖는 재료들을 혼합하여 만든 합성재료의 새로운 물성치는 일반적으로 실험으로 규명하고 있다. 혼합하는 재료들의 체적비에 따라 실험으로 측정한 합성재료의 탄성계수와 포와송비는 그 합성재료로 만들어지는 구조물의 역학적 거동을 예측하는 해석적 모델의 기본자료로 사용된다. 합성재료 탄성물성치의 수치적 예측은 합성재료에 대한 유한요소 모델로 해석한 정적변위와 균질.등방성으로 가정한 모델을 해석한 정적변위와의 차이를 최소화하는 구속적 비선형 최적화기법을 사용하여 수행하였다. 유한요소 모델은 체적비에 따라 혼합물질을 분배하기 용이하도록 제안하였으며 구속조건 및 하중조건은 일축인장에 의한 거동을 예측하도록 설정하였다. 본 논문에서는 고체입자를 섞어 만든 합성재료의 탄성물성치를 예제를 통하여 수치적으로 예측하고 그 결과를 실험결과 및 이론식들과 비교.검토하였다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제8권2호
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• pp.35-44
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• 2004

탄성응답스펙트럼을 사용하는 능력스펙트럼법은 비선형 시스템을 등가의 선형시스템으로 치환하여 주어진 지진 하중에 대한 구조물의 최대 비선형 거동을 예측한다. 본 연구의 목적은 이러한 능력스펙트럼법들의 정확성을 검증하고, 예측 특성을 비교하는 것이다. 이를 위해, ATC-40, G lkan, Kowalsky, 그리고 Iwan이 제시한 방법을 이용하여 등가주기와 등가감쇠비를 산정한 후, ATC-40에서 제시한 절차B에 따라 성능점을 산정 하였다. 전반적으로 ATC-40 방범은 구조물의 응답을 과소 평가하여 안전하지 못한 설계결과를 가져 올 수 있으며, G lkan과 Kowalsky의 방법은 과대 평가하는 경향을 가지고 있다. Iwan이 제시한 방법은 ATC-40 방법과 G lkan과 Kowalsky 방법의 중간 값을 예측함으로써, 비교적 정확한 값에 가까운 최대 변위를 산출하였다. 그리고, Kowalsky 방법은 항복 후 강성비에 따라 등가감쇠비를 음수로 산정함으로써 예측 값을 제시하지 못하는 경우가 있음을 확인하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
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• pp.10-10
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• 2018

기후변화로 인한 집중호우의 빈도 및 강도가 증가하여 치수 구조물의 설계 홍수 빈도를 초과하는 피해가 발생하고 있다. 본 연구에서는 이러한 침수 피해를 저감하기 위해 수치예보자료를 활용한 홍수 예 경보시스템의 적용성을 비교 평가하였다. 수치예보자료는 국내 기상청에서 제공하는 국지예보모델(LDAPS)과 일본 기상청의 중규모모델(Meso-scale Model ; MSM)을 이용하였으며, 남강댐 유역 내의 산청 유역에 대해 태풍 및 정체 전선 등 3 개의 강우사상을 선정하였다. 강우유출 해석에는 분포형 수문 모형인 KWMSS(Kinematic Wave Method for Subsurface and Surface)를 이용하였다. 그 결과, LDAPS와 MSM 모두 강우발생 유무를 잘 재현하였다. 특히, 광역적 강우인 태풍사상에 대해 강우 예측에서 비교적 높은 정확도를 나타내었다. 강우 예측의 정확도 향상을 위해 강우장의 공간 변위를 고려하여 앙상블 강우 분포를 적용한 결과, 강우 예측의 정확도가 향상되는 것으로 나타났다. 홍수 예측의 경우 두 수치예보자료 모두 유출 패턴을 잘 재현하였다. 앙상블 홍수 예측 결과, 단일 강우 자료를 통한 홍수 예측에서의 예측 불확실성을 개선하는 것으로 나타났다. 3개의 강우 사상에 대해 MSM의 예측 결과가 LDAPS의 예측 결과보다 비교적 높은 상관관계를 나타내었다. 본 연구를 통해 강우 및 홍수 예측에 수치예보자료의 적용 가능성이 있다고 판단되며, 홍수 예 경보의 기초자료로 활용성이 있다고 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제22권4호
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• pp.11-19
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• 2006

1990년대 이후로 양방향 재하시험(Bi-directional pile load test)은 기존 재하시험 방법에 대한 장점으로 인해 최근 여러 나라에서 그 사용이 증가하고 있다. 그러나 양방향재하시험은 두부재하시험과 상이한 재하기구를 따르므로 실제 구조물의 거동, 특히 말뚝 두부에서의 하중-변위 거동에 있어 실제와 다른 결과를 줄 우려가 있다. 따라서 본 논문에서는 동일한 형상과 지반조건을 갖는 두 본의 말뚝에 대해 한 본은 두부재하 방식으로, 한 본은 선단부 양방향 재하방식으로 정재하시험을 수행하였으며, 이 때 말뚝 깊이별로 변형률계를 부착하여 말뚝의 하중-전이 기구를 분석하였다. 변형률계 분석으로 구한 말뚝의 깊이별 하중 전이 함수의 모양은 시험방법에 따른 큰 차이를 보이지 않았으나, 양방향 재하시험을 이용하여 기존의 방법으로 추정한 말뚝두부 변위는 두부재하시험으로 구한 변위에 비해 사용하중하에서 1/2 미만인 것으로 나타났다. 양방향 재하시험 결과를 이용하여 보다 정확한 하중-변위곡선을 예측하기 위해 말뚝의 탄성압축량을 고려하는 간단한 방법을 제안하였다. 또한 양방향 재하시험시 변형률계 계측자료를 이용하여 두부재하시험 곡선과 거의 동일한 하중-변위 곡선을 예측할 수 있었다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제13권1호
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• pp.23-31
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• 2014

본 연구에서는 레이저 거리측정기를 이용하여 사면의 지표변위를 효과적으로 측정하는 방법을 제안하였다. 기존 사면의 지표변위 혹은 지중변위를 측정하기 위한 복잡하고 고가의 장비 대신에 제안된 방법을 적용할 경우 보다 간편하고 쉽게 지표변위를 측정할 수 있다. 레이저 거리측정기는 적색 레이저를 측정을 원하는 피사체에 시준하면 반사되는 레이저를 이용해 거리를 측정하는 기기로 작동방법이 용이하고 측정정밀도도 아주 높으며, 가격이 저렴한 장점이 있다. 제안된 방법의 활용가능성을 검토하기 위하여 실제 지표변위가 지속적으로 발생되는 현장에 적용하였다. 대상지역은 석탄폐석 적치장의 영향으로 하부에 위치하는 절취사면 및 자연사면의 여러 위치에서 지표변위가 발생된 현장이다. 대상지역에 지표변위를 직접적으로 측정하기 위하여 6개의 측정구간과 26개의 측정지점을 선정하였다. 일정한 기간 동안 제안된 방법을 이용하여 측정한 결과 누적 지표변위량 뿐만 아니라 지표변위속도까지 측정이 가능하였다. 그리고 이들 결과를 종합적으로 분석하여 지표변위 발생방향을 확인 및 예측할 수 있다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제24권3호
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• pp.249-257
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• 2011

본 논문에서는 고전적 고차전단변형이론(HSDT)을 이용한 복합재료 적층평판의 응력해석 개선기법을 소개한다. 횡방향 응력들에 대해서만 변분을 취하는 혼합변분이론(Mixed variational theorem)을 통하여 횡방향 전단 변형에너지를 개선하였다. 가정된 횡방향 전단응력은 면내 변위가 5차 다항식을 갖는 고차 지그재그 이론으로부터 구하였으며, 변위들은 고전적 고차전단변형이론의 변위장을 사용하였다. 이 과정을 통하여 얻어진 변형 에너지를 본 논문에서는 EHSDTM라고 명명하였으며, 이 이론을 통해 복합재 적층평판의 변위와 응력을 계산함에 있어서 HSDT와 비슷한 수준의 계산적 효율을 가지면서, 동시에 최소자승오차법에 따른 후처리 과정을 적용함으로써 변위와 응력의 두께방향 분포를 정확하게 예측할 수 있도록 개선하였다. 계산된 결과는 고전적 HSDT, 3차원 탄성해 등의 여러 결과들과 비교하여 검증하였다.