• 대한토목학회논문집
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• 제34권1호
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• pp.175-183
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• 2014

본 연구는 점토지반에서 터널의 굴착조건(터널깊이 및 터널직경)과 시공조건(지반손실량), 지반조건(연약점토, 단단한 점토)을 변화시키면서 터널상부에 위치한 구조물의 거동변화를 조사 및 분석한 것이다. 분석에 사용된 구조물은 4층 블록식구조물로서 변형 등에 의한 균열발생과 균열폭의 차이로 인해 구조물의 손상정도를 쉽게 파악할 수 있는 특징이 있다. 다양한 터널 굴착조건 및 시공조건, 지반조건에 대해서 발생할 수 있는 터널상부 블록구조물의 거동상태를 파악하기 위해 수치해석적 매개변수 해석을 수행하였으며, 수치해석은 구조물의 실제크랙 발생을 묘사할 수 있도록 개별요소법(DEM)에 근거하여 수행하였다. 다양한 매개변수 해석으로부터 얻어진 구조물의 거동상태에 대한 결과는 터널 굴착조건 및 시공조건, 점토 지반조건과 상호 연관하여 함께 반영될 수 있도록 도표화 하였으며, 이를 이용하여 향후 점토지반에서 다양한 터널굴착 및 시공조건, 지반조건으로 인해 유발되는 터널 상부구조물의 손상정도를 보다 용이하게 파악할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제22권4호
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• pp.5-13
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• 2021

철도 분야에서 구조물 접속부는 지지강성이 갑작스럽게 변화하는 구간으로 갑작스럽게 지지강성이 변화하면 강성차로 인해 구조물 접속부에는 부등침하가 발생하게 된다. 이러한 부등침하는 열차의 주행안전성과 궤도를 지지하는 노반에 문제를 발생시킨다. 특히 구조물 접속부 중 교량-토공 접속부에서 부등침하에 관하 연구는 대부분 열차하중을 고려하였을 뿐 지진을 고려한 연구는 미비한 실정이다. 이에 본 연구에서는 구조물 접속부의 형상이 지진 시 교량-토공 접속부의 동적거동에 미치는 영향을 확인하기 위해 구조물 접속부의 형상을 결정하는 어프로치블록의 기울기와 토공의 기울기를 변화시켜 수치해석을 수행하였다. 그 결과 교량-토공 접속부에서의 동적 거동은 구조물 접속부의 형상에 영향을 받는 것으로 나타났다.

• 전산구조공학
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• 제11권3호
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• pp.173-185
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• 1998

본 연구에서는 자동차엔진 및 트랜스미션 성능시험을 위한 다이나모 베드구조물을 분석하고 설계하였다. 해석상에 고려된 베드구조물은 Ⅰ형강 구조물, 보강된 박스구조물 그리고 블록구조물로 제작되었으며, 시험을 위한 엔진 및 트랜스미션은 베드상판에 장착된다. 엔진구동시 회전에 의한 진동이 발생된다. 공진을 피하기 위해 베드구조는 충분한 구조적 일체성을 가져야 한다. 본 연구에서는 베드 구조물의 응력, 변위 그리고 자유진동해석이 ANSYS Code를 이용한 유한요소해석이 수행되었다. Ⅰ형강 구조형 베드 구조물에서 최대 응력은 23.2MPa에서 90.3MPa까지 나타났으며, 최대 처짐은 0.25㎜에서 0.92㎜까지 나타났다. 박스 구조형 베드 구조물에서 최대 응력은 0.028MPa에서 0.259MPa까지 나타났으며, 최대 처짐은 0.031㎜에서 0.413㎜까지 나타났다. 그리고 박스구조형 베드 구조물에서 최대 처짐은 0.92MPa에서 2.15MPa까지 나타났으며, 최대 처짐은 1.1㎜에서 2.7㎜까지 나타났다. 모든 구조물이 응력과 처짐 값에서 매우 안정적인 범위 내에서 발생됨을 볼 수 있었다. 구조진동해석에서 Ⅰ형강 베드구조물의 고유진동수는 112.03㎐에서 141.66㎐까지의 범위에 발생되었다. 박스 구조형 베드구조물에서의 고유진동수는 396.93㎐에서 755.11㎐까지의 범위에서 발생되었다. 마지막으로 블록구조형 베드구조물에서는 266.51㎐에서 244.67㎐까지의 고유진동수를 찾을 수 있었다. 모든 구조물에서 베드구조물의 무게증가에 따른 기본진동수는 증가된다. 베드시스템의 지지기초시스템은 2자유도계 시스템으로 설계되었으며, 다양한 질량변화 및 스프링상수 변화에 따른 진동해석을 수행하였다. 질량비가 증가될수록 고유진동수는 크게 감소되며, 스프링상수가 증가될수록 고유진동수는 감소된다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제5권1호
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• pp.9-14
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• 2006

국내에서는 여러 가지 형상 및 친환경적인 보강토옹벽 구조물의 시공은 최근 많이 확대되고 있다. 전체구조물의 안정과 더불어 블록에 발생되는 균열은 대부분 원인으로 기초의 침하에 의한 경우가 많다. 본 연구에서는 기초지반의 부등침하와 관련하여 기초지지력의 설계시 평가법 및 시공시 평가법에 대하여 고찰하였다. 현장에서 실시되고 있는 실제 시공사례를 이용하여 보강토옹벽의 안정을 기초지지력을 만족하지 못하는 경우에 대한 대책방안을 제시하고 그 방안의 활용성을 제시하였다. 보강토옹벽의 기초부분은 전체사면의 잠재적 활동면의 범주내에 있게 되므로 기초지지력을 담당하는 지반은 지반의 활동저항력에 영향을 받게 된다. 따라서, 기초지지력을 부담하는 기초지반은 지지력에 대한 안정을 만족할 뿐 만 아니라 전체사면활동에 저항하는 억지능력에 대하여도 고려되어야 한다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제13권4호
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• pp.161-167
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• 2014

본 연구에서는 교대에 인접하여 시공된 보강토옹벽에서 발생한 구조물 변형에 대한 원인을 분석하였으며, 이를 바탕으로 시공된 보강토옹벽의 단면을 유지함과 동시에 구조물의 안정성을 확보할 수 있도록 마이크로 파일을 이용한 보강방안에 대하여 안정성을 평가하였다. 연구대상 구조물의 지속적인 변형은 구조물의 주변환경 조건에 큰 영향을 받은 것으로 나타났으며, 이는 기초지반의 지지력을 감소시켜 중요구조물로서의 안정성 저해요인으로 작용하였다. 이에 보강토옹벽의 지지력 및 전체사면에 대한 안정성을 확보할 수 있도록 보강방안으로 마이크로 파일을 적용하였으며, 이에 대한 안정성 평가 결과, 구조물의 변형 및 구조물을 포함하는 전체사면에 대한 안정성을 확보할 수 있는 것으로 확인되었다. 즉, 시공여건 및 주변환경 조건에 의해 보강토옹벽의 재시공이 불가능한 경우에는 마이크로 파일을 이용한 보강이 충분히 가능한 것으로 판단되었다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2004년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.994-1000
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• 2004

대형시험장비가 설치되는 실험실의 계획에서 장비의 진동은 간과할 수 없는 고려사항이다. 따라서 시험장비를 지지하는 구조물과 기초의 설계시 시험장비의 운행 중 발생하는 공진을 피할 수 있는 구조적 체계의 진동특성에 대한 적절한 평가가 요구된다. 본 논문은 동적특성을 얻기 위해 바닥구조물의 FE 모델링에 관하여 기술하였다. 또한 진동저감을 위한 시험장비기초의 설계를 위해 tuning, 진동기준. 방진시스템을 검토하였다. 시험장비의 진동을 줄이는 최선의 방법은 low tuning 이였으며 이의 구현을 위해 방진스프링과 함께 단단한 콘크리트 블록위에 시험장비를 설치하였다. 총체적인 방진시스템의 구조적 진동특성은 이동성, 힘, 속도 스펙트라를 이용해 표현되었다. 전달과 지점이동 FRF의 비를 시뮬레이션을 통해 비교함으로서 바닥 슬래브의 진동전달 정도가 관찰되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제36권11호
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• pp.51-60
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• 2020

횡방향의 토압에 저항하는 앵커블록, 흙막이 가설벽체, 레이커 지지블록 등에서 수동토압 산정은 중요한 요소이다. 실무에서는 사용의 편의성으로 인하여 파괴면을 직선으로 가정한 Coulomb과 Rankine의 이론을 사용하여 토압을 산정하는 것이 일반적이다. 하지만 실제 발생하는 수동파괴면은 벽면과 지반의 마찰로 인하여 벽체부근에서는 곡면이고 지표부근에서는 평면이 되는 복합파괴면을 형성한다. 흙막이 구조물의 안정검토에서 저항력으로 산정되는 수동토압이 발생되는 변위는 주동토압이 발생되는 주동변위 보다 커 대부분 구조물의 안정성을 초과하는 변위가 발생하여야 수동토압의 저항력이 발휘되므로 수동토압을 설계에 적용하기 위해서는 허용변위 이내의 임의변위에서 발휘되는 수동측토압의 산정이 매우 중요한 요소이다. 본 연구에서는 복합파괴면을 반영한 한계변위 내의 임의 변위에서 발휘되는 수동측토압을 산정할 수 있는 반경험식을 활용하여 벽체의 세 가지 거동조건에 따라 임의 변위에서 발휘되는 수동토압을 분석하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제23권4호
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• pp.103-112
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• 2019

본 연구는 공용 중 보강토옹벽에 발생하는 배부름현상을 보강하기 위한 방법을 제안하고 현장실험으로 보강방법의 신뢰성을 파악하고자 하였다. 보강토옹벽의 배수시설을 미설치하여 강우에 의해 배부름현상이 유도되도록 하였으며, 시공 후 15일간 변위속도가 크게 발생한 후 점차적으로 감소하였다. 유도된 배부름현상의 변위는 미연방도로국(FHWA)의 시공 중 수평변위 기준을 적용하여 판단하였다. 배부름 현상을 보강하기 위해 보강토옹벽에 소일네일을 설치하고, 네일의 두부를 수평으로 서로 연결하여 보강토 옹벽의 블록들을 서로 지지할 수 있도록 하였다. 보강재들의 보호를 위해 숏크리트로 보강면을 마감하고 계측장치를 설치하였다. 배부름현상 보강방법의 신뢰성을 확인하기 위하여 변위의 진행을 검측한 결과 보강 후 수평변위는 거의 발생하지 않았으며, 보강방법의 신뢰성을 확인할 수 있었다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제20권4호
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• pp.85-93
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• 2021

한반도의 70%는 산지로 구성되어 있으며, 서해와 남해의 수심은 상대적으로 얕은 편이다. 따라서, 공업단지, 주거단지, 항만 및 공항 부지를 위한 대규모 간척사업이 시행되고 있다. 매립지역의 일반적인 문제는 지반이 연약하여 지지력이 부족할 뿐만 아니라 상당한 침하가 발생된다는 것이다. 중공블록은 중·저층 아파트 또는 단층의 공장건물을 건설하기 위해 계획된 느슨한 연약기초 지반보강을 위해 사용된다. 최근 4.0~5.0의 강도를 가진 지진이 서쪽과 남동쪽 해안지역을 따라 발생하고 있다. Lee (2019)는 정적 지지력시험을 통해 얕은 기초보강 중공블록의 장점에 대하여 연구하였다. 이 연구에서 블록 내부에 쇄석으로 채움된 보강된 모래지반의 중공블록 동적거동은 진동대 1000 mm × 1000 mm 시험을 통해 연구하였다. 3가지 지진파인 Ofunato, Hachinohe, Artificial 지진파와 2가지 가속도(0.154g, 0.22g)를 진동대 시험에 적용하였다. 중공블록으로 보강된 지반 위의 구조물 수평변위는 LVDT를 사용하여 측정하였다. 중공블록에 의한 지반보강 효율을 평가하기 위하여 지반의 상대밀도를 45%, 65%, 85%로 각각 구성하였으며, 수평변위를 측정하고 한계수평변위 0.015h(건축물 내진등급기준, 2019)와 비교하였다. 중공블록으로 보강된 모래지반에 대한 진동대 시험 결과에 기반해서 벌집 모양의 중공블록은 블록내부에 쇄석 채움으로서 큰 구속력을 가지며, 중공블록의 내부 및 외부를 따라 발생하는 관입저항력으로 인한 큰 주면마찰력을 갖는 것으로 평가되었다. 이러한 모든 요소들은 진동대 시험 중에 수평변위를 상당이 줄이는 것으로 나타났다. 마지막으로, 중공블록 보강 지반은 지진파와 가속도에 상관없이 중·저층 건물의 얕은기초 보강공법으로 매우 우수함이 입증되었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제25권5호
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• pp.32-39
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• 2021

최근 공사 기간 단축과 인건비 절감을 위해 철근 콘크리트 보 및 거더용 비탈용 거푸집의 필요성이 많은 구조물에서 강조 되고 있다. 본 연구의 목적은 타설하중, 시공하중, 적재하중에 따른 새로 개발된 SY Beam의 내하성능을 평가하는 것이다. SY Beam의 표준 단면 형상은 MIDAS GEN 프로그램을 통해, 다양한 두께의 강판 데크 구조 모델링을 수행하였다. 해석 모델링 결과, SY Beam의 크기는 높이와 너비가 각각 600 mm와 400 mm로 결정되었다. 총 3 개의 SY Beam에 대해, 실험변수는 강판 데크의 두께로 고려하였으며, 실제 균일 하중 조건을 모사 할 수 있는 모래, 콘크리트 블록, 철근으로 적재한 하중 하에서 수직 및 수평 변위를 측정하는 실험을 수행하였다. 그 결과, 수직 변위는 두께가 증가할수록 감소하는 경향을 보였다. 수평 변위에서는 두께에 따른 추세가 명확하게 관찰되지 않았다. 하중 실험에 대한 평가에서 SY Beam은 작업성과 구조적 안전성을 모두 확보 할 수 있는 것으로 판단된다. 특히, SY Beam (1.2 mm)은 수평 변위가 거의 발생하지 않아 하중지지력이 우수하여, 즉시 상용화를 하여도 경쟁력이 있을 것으로 판단한다.