• 대한토목학회논문집
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• 제26권5C호
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• pp.359-368
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• 2006

시공후 터널의 거동에 영향을 주는 대표적인 인자들로 시간에 따른 투수상태와 지반의 장기거동을 들 수 있다. 본 연구에서는 이러한 인자들과 관련된 터널거동을 분석하기 위한 수치해석모델을 개발하고 터널이 겪을 수 있는 다양한 시공 후 하중 조건에 대하여 수치해석을 수행하였다. 터널 변상에 대한 영향인자와 터널거동의 메카니즘을 파악하기 위해 가능한 모든 변상 발생 시나리오를 구성하였으며, 부직포의 투수계수, 수위상승, 장기적인 이완하중과 과발파로 인한 손상 등 터널의 시공 후 장기 변상에 관련된 인자들이 조사되었다. 시공 후 터널 변상 발생 시나리오는 터널형식과 그에 따른 하중 메카니즘에 따라 크게 두 가지로 구분할 수 있음을 알 수 있었다. 토사터널에 대해서는 투수상태와 관련된 거동이 주요 변상의 원인으로 분석되었으며 배수재의 투수계수 저하와 수위상승에 의한 영향에 대해 분석하였다. 암반 터널에서는 암반의 점소성 거동을 분석하였고 암반의 이완과 크립에 의한 장기적인 이완하중의 영향에 대해 연구하였다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제26권6호
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• pp.367-380
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• 2014

지진해일파(tsunami)에 의한 피해로 소중한 인명손실뿐만 아니라 침수 범람에 의한 가옥과 같은 건물의 유실 및 방파제, 교량 및 항만과 같은 사회간접자본의 심각한 파괴 등을 들 수 있다. 본 연구의 대상인 연안구조물에서 피해원인으로 먼저 큰 지진해일파력을 고려할 수 있지만, 더불어 기초지반에서 세굴과 액상화와 같은 지반파괴를 고려할 수 있다. 진동성분과 잔류성분으로 구성되는 과잉간극수압의 증가에 따른 유효응력의 감소로 해저지반내에 액상화의 가능성이 나타나고, 액상화가 발생되면 그의 진행에 따라 구조물의 침하 혹은 전도에 의해 종국적으로 구조물이 파괴될 가능성이 높아지게 된다. 본 연구에서는 2D-NIT(Two-Dimensional Numerical Irregular wave Tank)모델로 부터 고립파를 조파시켜 직립호안 및 해저지반상에서 시간변동의 동파압을 산정하고, 그 결과를 지반의 동적응답과 구조물의 동적거동을 정밀하게 재현할 수 있는 유한요소법에 기초한 탄 소성해저지반응답의 수치해석프로그램인 FLIP(Finite element analysis LIquefaction Program)모델에 입력치로 적용하여 해저지반 및 직립호안의 주변에서 과잉간극수압 및 유효응력의 시 공간변화, 지반변형, 구조물의 변위 및 지반액상화 등을 정량적으로 평가하여 직립호안의 안정성을 평가한다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제28권5호
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• pp.555-562
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• 2016

이 연구의 목적은 부드러운 면의 시공줄눈을 가지는 콘크리트 경계면에서의 횡보강근의 전단전달력을 평가하는 것이다. 횡보강근의 배근은 전단마찰 면에 수직으로 배근한 그룹(V-type)과 $45^{\circ}$의 X형으로 교차배근 한 그룹(X-type)으로 나누었다. 전단마찰면에서 횡보강근비는 V형 철근배근의 경우 0.0045~0.0135로, X형 철근의 경우 0.0064 및 0.0045이다. 소성론의 상계치 이론(upper-bound theorem)을 기반으로 한 일체화된 콘크리트의 전단마찰모델을 수정하여, 부드러운 면의 시공줄눈을 갖는 콘크리트의 전단마찰내력을 평가하였다. 실험결과, 시공줄눈이 있는 두 부재사이의 전단마찰 내력에 대한 콘크리트 단위용적중량의 영향은 미미하였다. 시공줄눈에서 상대 미끄러짐 제어 및 전단마찰내력에 대해서는 X형 배근이 V형 배근에 비해 다소 유리하였다. 부드러운 면을 갖는 시공줄눈의 전단마찰내력에 대한 실험결과와 제안모델에 의한 예측값의 비들의 평균과 표준편차는 각각 1.07과 0.14로 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권11호
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• pp.771-776
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• 2020

본 연구에서는 천공된 웨브를 가진 FRP판을 거푸집 및 보강재로 활용한 퍼포본드 FRP-콘크리트 합성보의 휨/전단 거동 특성을 해석적인 방법으로 거동특성을 파악한다. 기존 실험결과와 비교하여 그 유용성을 입증하고 차후 실무에 활용하고자 한다. 본 사례와 같이 비선형성이 매우 큰 경우에는 외연적 방법에 의한 비선형 유한요소해석이 효과적일 것이다. 본 연구에서 채택한 콘크리트손상소성(concrete damage plasticity: CDP)모델은 콘크리트의 비선형적 거동을 적절히 모사할 수 있는 것으로 사료되며, 모델에서 필요한 여러 변수 인자의 결정은 실험결과와 비교하여 연구에서 사용한 값들을 추천하나, 보다 다양한 케이스에 대한 검토 및 조정이 필요할 것이다. 웨브가 천공된 합성보의 퍼포본드의 효과는 초기강성의 확보 측면에서 다소 효과가 있는 것으로 판단되나 정점에서의 경우 단면 손실과 결합력 증진 효과를 적절히 안배해야 할 것으로 사료된다. FRP 판과 콘크리트의 미끄러짐 등의 접촉문제는 초기 강성이 실험결과보다 다소 크게 나타난 이유 중에 하나라 판단되며 정점 이후 콘크리트와 FRP 의 분리문제 등이 실험결과와 다소 차이를 보인 원인으로 생각한다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제45권5호
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• pp.535-543
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• 2017

목구조물 기둥-보 접합물로는 슬릿 가공된 부재에 강판을 삽입한 형상이 통용되고 있다. 본 연구에서는 접합부가 접착된 강절형 문형라멘프레임 및 강판 대용인 목질접합물을 제작하여 절반은 기둥부재에 일체화하고 나머지 절반은 보부재와 핀으로 접합한 반강절형 문형라멘프레임을 제작하였다. 목질 문형라멘프레임들은 강판삽입형 접합부 문형라멘프레임과 수평내력성능을 비교 분석하였다. 수평내력성능은 완전탄소성모델 분석과 구간별 강성변화율 및 단기허용전단내력으로 평가하였다. 실험결과, 강절형 문형라멘프레임의 최대내력이 강판삽입형 접합부 문형라멘프레임 보다 낮게 측정되어 항복 내력은 0.58, 종국내력은 0.48로 산출되었으나, 초기강성과 소성률은 각각 1.35, 1.1 향상된 값이 측정되었다. 반강절형 문형라멘프레임의 완전탄소성모델 분석 결과 최대내력은 강절형 문형라멘프레임보다 낮았으나 파괴 후 인성이 우수하여 종국내력은 1.05~1.07 높은 값이 산출되었다. 강판삽입형 문형라멘프레임은 반복 시험이 진행됨에 따라 강성이 급격히 감소한 반면 접합부가 목질로된 문형라멘프레임들의 강성은 서서히 감소되었다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제27권1호
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• pp.63-77
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• 2015

지진해일파(tsunami)에 의한 피해로 소중한 인명손실뿐만 아니라 침수 범람에 의한 가옥과 같은 건물의 유실, 그리고 방파제, 교량 및 항만과 같은 사회간접자본의 심각한 파괴 등을 들 수 있다. 본 연구의 대상인 연안구조물에서 피해원인으로 먼저 큰 작용파력을 고려할 수 있지만, 또한 기초지반에서 세굴과 액상화와 같은 지반파괴를 고려할 수 있다. 진동성분과 잔류성분으로 구성되는 과잉간극수압의 증가에 따른 유효응력의 감소로 해저지반 내에 액상화의 가능성이 나타나고, 액상화가 발생되면 그의 진행에 따라 구조물의 침하 혹은 전도에 의해 종국적으로 구조물이 파괴될 가능성이 높아지게 된다. 본 연구에서는 수위차를 이용하여 단파를 발생시키고, 그의 전파 및 직립호안과의 상호작용을 2D-NIT(Two-Dimensional Numerical Irregular wave Tank)모델로부터 해석한다. 이러한 결과로부터 직립호안 및 해저지반상에서 시간변동의 동파압을 지반의 동적응답과 구조물의 동적거동을 정밀하게 재현 할 수 있는 유한요소법에 기초한 탄 소성해저지반응답의 수치해석프로그램인 FLIP(Finite element analysis LIquefaction Program)모델에 입력치로 적용하여 해저지반 및 직립호안의 주변에서 과잉간극수압비와 유효응력경로의 시 공간변화, 지반변형, 구조물의 변위 및 지반액상화 등을 정량적으로 평가하여 직립호안의 안정성을 평가한다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제20권3호
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• pp.575-592
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• 2018

최근 도심지 지상 구조물의 포화와 함께 극심한 교통난에 대한 해결책으로 터널과 같은 지하공간 개발의 중요성이 커지고 있다. 이러한 이유로 현재 국내의 많은 지역에서 터널 시공이 이루어지고 있으며, 다양한 터널 확충 정책이 건설계의 화두가 되고 있다. 하지만, 터널굴착에 의한 지반거동을 사전에 분석하는 것은 다양한 조건을 해석하고 고려해야 하므로 매우 어려운 일이다. 기존의 구조물 하부 터널굴착에 대한 연구는 많은 연구자에 의해 수행되었지만, 대부분의 연구에서는 지하수위의 영향을 거의 고려하지 못하였다. 지하수위에 따라 발생되는 간극수압은 지반의 전단강도에 지대한 영향을 미치므로, 지하수 고려 여부에 따라 지반의 거동은 크게 달라질 수 있다. 따라서 본 연구에서는 이러한 문제점을 고려하지 못한 기존 연구의 한계에서 나아가, 얕은 기초 아래 터널굴착 시 지하수위 위치가 지반거동에 미치는 영향을 효과적으로 분석하고자 한다. 이에 따라 지하수위를 고려할 수 있는 새로운 시험 장치를 개발하였으며, 실내모형시험과 함께 근거리 사진계측을 사용하여 분석을 실시하였다. 또한, 수치해석을 통해 소성해석과 연계해석을 수행하여 실내모형시험 결과와 비교하였다. 두 가지의 수치해석 방법과 실내모형시험 결과를 비교하여 실제 도심지 터널 굴착 모델에 적합한 모델을 제시하고자 한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권11호
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• pp.725-730
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• 2017

구조해석기법의 발전과 경제성을 중시하는 현실에 의해 건축물 주골조의 모멘트 강도비($M_u/{\Phi}M_n$)는 점차 증가하고 있다. 따라서 본 연구에서는 지붕재로 샌드위치패널을 사용하는 건축물의 안전성검토를 위하여, 지붕하중의 증가에 따른 구조해석을 실시하여 주구조부재의 $M_u/M_y$와 $M_u/M_p$의 변화를 검토하였다. 해석모델은 PEB구조 건물과 일반 H형강구조 건물을 대상으로 지붕하중을 증가시켜 구조해석을 실시하였다. 해석결과 해석모델의 지붕 설계하중의 약11% 증가할 경우, 주구조부재의 $M_u/M_y$가 1을 초과하였고, 약 36% 증가할 경우 작용모멘트가 소성모멘트보다 커져 부재의 파괴가 예상되었다. 중도리간격에 따른 지붕외장재가 지지할 수 있는 최대하중, KS기준에서 제시한 최대하중, 외장재생산업체의 시험값으로 산정한 최대하중을 비교하였다. 3가지 방법으로구한 패널이 지지할 수 있는 최대하중값은 주구조부재의 파괴가 예측되는 하중보다 큰 값을 나타내었다. 따라서 예상치 못한 지붕하중 증가로 인해 외장재의 파괴이전에 주구조부재의 파괴로 인한 구조물 전체 붕괴가 발생할 수 있으므로 안전성 확보를 위해서는 지붕외장재의 구조성능에 대한 정확한 정보의 필요성과 외장재 역시 구조설계대상임을 알 수 있었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제21권4호
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• pp.489-499
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• 2009

비부착 긴장재를 적용한 프리스트레스트 휨부재는 부착방식과 다르게 콘크리트와 긴장재의 비부착 거동 때 문에 휨강도의 정확한 예측이 쉽지 않다. 이에 대한 많은 연구들이 진행되었지만 비부착 긴장재를 적용한 부재의 휨강 도에 대한 이해는 여전히 부족하여, 각국의 기준은 매우 다르고 동일한 부재에 대하여 서로 다른 예측값을 주는 경우 가 많다. 따라서, 본 논문은 기존 제안식들을 고찰하고, 이를 개선하여 보다 합리적면서 향상된 정확도를 가질 수 있는 비부착긴장재의 극한응력예측식을 제안하고자 하였다. 또한, 비부착긴장재를 적용한 부재의 휨강도에 대한 기존의 실험 결과를 광범위하게 수집하여 데이터베이스를 구축하고, 이를 활용하여 제안모델의 정확성을 검증하고자 하였다. 변형의 집중을 가정하고 소성힌지 길이를 이용한 강체거동모델 등 기존의 제안식들에 비하여 본 논문에서 제안한 극한응력예 측식은 매우 뛰어난 정확도를 보였으며, 철근보강비, 재하형태, 콘크리트의 강도 등 주요 인자들의 영향을 매우 적절하 게 반영하는 것으로 나타났다. 특히, 보수·보강시 발생할 수 있는 과보강 상황 및 고강도콘크리트 부재에 대해서도 매 우 정확한 비부착긴장재의 극한응력을 제공하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권5호
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• pp.133-144
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• 2003

국내 남해안 해성점토 지반의 압밀특성을 파악하고자 Piezocone 시험으로 평가한 수평방향 압밀계수와 표준압밀 시험결과를 비교하였다. 기존에 제안된 수평방향 압밀계수 추정 방법들은 상호간의 편차가 클 뿐만 아니라 실내 압밀 시험값과 비교해도 그 차가 커서 사용하기에는 많은 불확실성을 갖고 있는 것으로 알려져 있다. 제안된 방법중에서 Torstensson(1977)의 구형모델과 공동확장이론, 수정 Cam-Clay모델의 한계상태이론을 적용한 Burns and Mayne의 방법(1998)은 본 연구지역과 같은 고소성 지반에서 신뢰성이 높은 것으로 나타났다. 이중 Burns and Mayne의 방법(1998)을 사용하여 소산시험결과를 정규화한 분석결과에 따르면 50% 압밀시의 시간계수($T_{50}$)는 0.015로 추정되었다. 또한 본 연구 지반조건과 유사현장의 시험성과를 활용하여 비교 분석한 결과 새롭게 제안한 Bums and Mayne의 방법(1998)은 실내 시험값에 비해 약 1.5배 작은 것으로 나타났다. 이러한 연구결과는 표준압밀시험 결과차가 상호간에 3～4배 차를 보이는 것을 감안할 때 상당히 양호한 것으로 나타났다. 이외에도 또 다른 차원에서 소산시험결과로부터 압밀계수를 직접 산정하는 방법으로서 국내에서 널리 사용중인 Robertson 등(1992)의 제안방법을 이용하여 새로운 도표를 제안하였다. 제안된 도표는 Burns and Mayne(1998)의 이론적 방법을 활용한 방법으로서 소성이 높은 지반에서 활용할 경우 신뢰성이 높은 것으로 나타났다.