• 한국지반공학회논문집
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• 제18권4호
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• pp.65-73
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• 2002

본 연구에서는 지중배전선로를 건설함에 있어 전력케이블용 보호관으로 사용되고 있는 PE파형관의 매설깊이별 작용압력-변형률 특성을 분석하기 위해 전산해석 및 실내 모형토조실험을 수행하였으며, 더불어 고전이론에 의한 해석과 비교 분석하여 지중연성관이 어느 매설깊이에서 안전하고 그 때의 거동특성이 어떤 양상을 보이는지 규명하였다. 실내 모형토조실험에 사용된 토조는 현장조건을 정확히 모사하기 위해 대규모로 제작(350$\times$220$\times$300cm)하였으며, 토조의 크기는 전산해석값을 이용하여 벽체에 의한 응력의 반발이 없도록 치수를 결정하였다. 가압장치로는 최대 25ton까지 압력을 가할 수 있는 Actuator시스템을 이용하였다. 각 해석방법에 적용된 매설형태는 A-1급 도로포장 아래 에 PE파형관이 묻히고, 임계하중으로 DB-24차량이 매설관 상단 중앙에 정차했을 때 관이 받는 작용압력-변형률 특성을 분석하였다. 해석결과, KS-C8455에 명시되어 있는 지중연성관의 허용변형률 기준인 3.5%에 만족하는 매설깊이는 약 40cm 이상인 것으로 판명되었고, 실내 모형토조실험 결과값에 대한 회귀분석을 통해 우리나라 지중배전선로의 현장조건에 잘 적용될 수 있는 지중연성관의 매설깊이에 따른 변형률 상관공식을 제안하였다.

• 지질공학
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• 제32권1호
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• pp.143-155
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• 2022

본 연구에서는 지진 모사실험을 진행하는 1 g 진동대 실험에 올라가는 연성토조(Laminar Shear Box, LSB)라고 하는 토조의 경계조건(Boundary effect)을 달리하여 다른 조건에 따른 응답가속도 증폭에 대한 분석하였다. LSB의 양 옆을 고정하여 경계조건을 달리하여 실험을 진행하였고, 가속도계를 각 동일한 위치에 설치하여 2가지 시료에 대하여 실험을 진행하였다. 또한, DEEPSOIL v7 프로그램을 이용하여 1차원 지반응답해석을 통하여 자유장 조건에서와 비교 분석하였다. 그 결과 가속도가 하층부에서 상층부로 올라갈수록 증폭하는 모습을 확인할 수 있었고, 지반응답해석과 비교한 결과, 자유장 조건에서 해석과 비슷하게 나오는 것을 확인할 수 있었다. SA분석결과, 지반응답해석과 유사한 결과를 얻을 수 있었으며, 고정한 경우는 PSA가 더욱 증폭하는 결과를 확인할 수 있었다.

• 지질공학
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• 제32권4호
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• pp.535-545
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• 2022

내진설계에서 지반의 안정성을 향상시키기 위해서는 지진하중을 받는 지반의 동적거동을 이해하는 것이 필수적이다. 따라서 지반의 동적거동을 이해하는데 진동대 시험은 중요한 실험 중 하나이다. 이러한 진동대 시험에서 가장 중요한 인자 중 하나인 경계조건에 대한 영향성을 확인하고자 하였다. 본 연구의 목적은 지진하중에 의한 모형사면의 위치별 경계조건의 영향성을 확인하고자 한다. 연성토조(laminar shear box, LSB)안에 모형사면을 제작하여 위치에 따라 경계조건의 영향을 확인하였다. 토조 벽면으로부터 100, 50, 25 cm 지점에 각각의 모형사면을 조성하여 동일한 크기의 정현파 지진하중을 입력하였다. 그 결과, 모형사면에 대한 진동대 실험 시 25 cm 지점에 위치한 경우는 경계조건의 영향을 크게 받아 가속도가 증폭하는 모습을 확인할 수 있었으며 50~100 cm 지점에 위치한 경우 경계조건의 영향이 감소하여 적합한 위치로 판단되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제24권8호
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• pp.35-41
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• 2008

1-g 진동대 또는 지오센트리퓨지를 사용한 지반지진모사에 대한 동적모형실험을 수행할 때 층 분할된 연성전단상자가 자주 이용되고 있다. 본 연구는 3차원 수치해석기법을 이용하여 자유장, 강성토조와 층 분할된 연성전단상자내 모형지반을 각각 모델링하고 거동을 비교 분석하였다. 분석결과 강성토조의 거동과 자유장의 그것은 상당한 차이를 보이는 반면에 층 분할된 연성전단상자의 거동은 자유장과 유사한 거동을 하였다. 그러나 층 분할된 연성전단상자는 자유장에 비해 가속도가 과소평가되는 경향을 보였고, 특히 모형 중심부에서 가장자리로 갈수록 자유장의 것과 큰 차이를 보였다. 또한 층 분할된 연성전단상자는 자유장에 비해 장주기 특성을 가진 거동을 하여 지반가속도가 자유장의 그것보다 감소하는 경향을 보이는데, 이는 층 분할된 연성전단상자에서 주변지반의 강성과 관성효과가 제대로 반영되지 못해 발생하는 현상으로 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권5호
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• pp.49-58
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• 2003

본 연구에서는 지중배전선로를 건설함에 있어 전력케이블용 보호관으로 사용되고 있는 PE파형관의 매설깊이별 작용압력-변형률 특성을 분석하기 위해 고전이론식, 전산해석, 실내 모형토조실험 및 현장실증실험을 수행하였으며, 이들 해석의 비교 분석을 통해 지중매설관의 거동에 영향을 미치는 주요인자를 밝혀내고, 더불어 현장시공시에 지중매설관의 안정성을 확보할 수 있는 매설깊이를 분석하였다. 각 해석방법에 적용된 매설형태는 A-1급 도로포장 아래 매설깊이 80cm, 100cm, 120cm지점에 PE파형관이 묻히고, 외부하중으로 DB-24차량의 후륜하중 9.6ton이 매설관 상단 중앙에 정차했을 때 관이 받는 작용압력-변형률 특성을 분석하였다. 여러 가지 해석결과, KS-C8455에 명시되어 있는 지중연성관의 허용변형률 기준인 3.5%에 만족하는 매설깊이는 약 80cm 이상인 것으로 판명되었다. 특히, 현장 실증 실험결과, 지중매설관의 거동에 영향을 주는 주요인자인 토압, 윤압 외에 다짐에너지가 관의 변형에 상당한 영향을 미치는 것으로 밝혀졌고, 관에 발생하는 변형량의 약 90% 이상이 다짐에너지라는 인자에 의해 발생하는 것으로 계측되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권4호
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• pp.223-233
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• 2003

모래다짐말뚝(SCP)공법은 느슨한 모래지반이나 연약한 점성토지반을 압밀촉진시키고 지지력을 강화하여 지반을 개량할 목적으로 적용되는 개량공법이다. 본 연구에서는 현장상태와 유사한 연성변형(free strain) 상태로 변형이 일어날 때 모래말뚝과 지반의 상호작용을 분석하기 위하여 모형토조실험 및 3-D유한요소해석을 실시하였다. 그 결과, 치환율이 증가함에 따라 하부의 응력분담비가 증가하고 침하량 및 모래말뚝 - 지반의 상대변위는 감소하였으며 특히 지표면 침하량이 크게 감소하였다. 3-D 유한요소해석의 경우 모래말뚝 - 지반 접촉면에서 상대변위가 발생하며 치환율의 증가에 따라서 접촉면의 상대변위는 감소하는 경향을 나타내었다. 이상의 결과를 바탕으로 응력전이 메커니즘에 대한 분석을 수행하였으며 그 결과, 상대변위가 발생하지 않는다는 가정하에 제안된 모래말뚝 주면의 응력전이 이론식은 유한요소해석결과와 비교를 통하여 상대변위가 없는 경우는 물론 상대변위가 비교적 작은 5mm 정도까지도 적용 가능함을 알 수 있었다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제19권2호
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• pp.35-46
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• 2020

본 연구는 제방모형의 사면 경사에 따른 가속도 증폭특성을 분석하기 위하여 진동대 실험을 수행하였으며, 경계조건의 영향을 최소화할 수 있는 연성토조를 활용하였다. 제방모형의 수직 대 수평 경사는 각각 1:1, 1:1.5, 1:2로 설정되었으며, 위치에 따른 지반증폭을 계측하기 위하여 12개의 가속도계가 축소모형 내부에 매설되었다. 주파수에 따른 지반의 응답을 파악하기 위하여 축소모형에는 다양한 주파수 특성을 갖는 지진동이 가진되었다. 실험 결과, 사면의 경사가 클수록 지반증폭이 더 커짐을 실험적으로 확인하였다. 또한, 본 연구에서 활용된 실험 시스템의 신뢰성을 검토하기 위하여 1차원 지반응답해석 결과와 수평지반 모형에서의 실험 결과를 비교하였다.

• 지질공학
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• 제33권2호
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• pp.293-305
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• 2023

지진이 발생할 때 대한 지진동 증폭 현상을 확인하기 위해 1g 진동대와 연성토조(Laminar Shear Box, LSB)를 이용하여 모형지반을 조성하였고, 3가지 모델에 대하여 지진동 증폭현상에 대하여 확인하였다. 3가지의 모형지반을 선정하였으며 모든 모형지반에서 조밀한 층과 느슨한 층으로 나누었고, 지반모형의 경우는 다층 수평지반, 다층 제방지반, 다층 분지지반모형으로 선정하였다. 각 지반모형을 제작하며 가속도계 매설을 진행하였으며, 인공지진파, Sinesweep파와 Sine 10 Hz의 지진파를 통하여 증폭현상을 확인하였다. 최대지반가속도(Peak ground acclelration, PGA)와 응답스펙트럼 가속도(Spectrum acceleration, SA)를 통해 지진동 증폭현상을 확인하였다. 수평 다층지반에서 조밀한 지반을 통과 후 느슨한 지반에서 가속도 증폭이 조밀한 지반에 비해 크게 발생하는 것을 확인할 수 있었으며, 다른 두 모형지반에서는 층의 경계면을 통과 후 점차 중심부에서 가속도 증폭이 더 크게 발생하는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제20권12호
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• pp.15-26
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• 2019

본 연구에서는 게비온-식생토낭 옹벽에 대한 동적 특성을 평가하기 위해서 실대형 진동대 실험 시 토조 내부에 포설되는 흙과 식생토낭, 연결재, 게비온 등의 전단특성을 규명하고, 이 결과를 이용하여 실대형 진동대 실험을 수행하였다. 또한, 식생토낭벽체의 기울기, 지반가속도 등의 실험조건으로 실대형 진동대 실험을 실시하여 가속도, 변위, 토압에 대한 게비온-식생토낭 옹벽시스템의 동적 특성을 분석하였다. 결과, 1:0.3 기울기에서는 지진가속도가 $(0.154-0.44)g_n$일 때, 동적주동토압의 작용점은 저면으로 부터 (0.376-0.377)H인 것으로 나타났다. 1:1 기울기에서는 (0.389-0.393)H으로 나타나 기울기가 완만할수록 동적주동토압의 작용점은 높은 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제12권2호
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• pp.71-84
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• 1996

본 연구에서는 여러가지의 타설경사각을 갖는 모형 그물식 뿌리말뚝을 제작하여 모형토조에 설치하고 레이닝(raining)방법으로 지반을 조성한 다음 압축시험 및 인발시험을 하여 그물식 뿌리말뚝의 타설경사각과 하중지지력 사이의 관계를 비교분석 하였다. 모형말뚝은 0$^{\circ}$, 5$^{\circ}$, $10^{\circ}$, 15$^{\circ}$, 20$^{\circ}$, 그리고 25$^{\circ}$의 타설경사각을 갖는 직경 Sulm의 강봉에 모래를 입힌 것으로 직경이 6.5muL 길이가 300mm가 되도록 하였다. 모형 뿌리말뚝의 배치는 동일한 타설경사각을 갖는 8개의 모형 말뚝을 4개씩 2개의 크고 작은 동심원에 접하도록 하였다. 그리고 모형 원형 얕은 기초를 제작하여 압축시험을 수행한 다음 지지력을 구하여 뿌리말뚝의 지지력과 비교하였다. 압축시험 및 인발시험 결과를 회귀분석하면 하중지지능력이 최대가 되는 타설경사각은 대략 12$^{\circ}$~13$^{\circ}$사이이다. 최적 타설경사각에서의 뿌리말뚝의 압축지지력은 원형 얕은기초의 지지력과 비교하면 약 2.0배이고, 연직으로 타설된 뿌리말뚝의 경우와 비교하면 13%의 지지력 증대효과가 있다. 그리고 최적타설경사각에서의 뿌리말뚝의 인발저항력은 연직으로 타설된 뿌리말뚝의 경우 에 비해 21%의 인발저항력 증대효과가 있다. 압축시험으로부터 얻은 하중-침하량곡선은 타설 경사각이 없는 경우에 전반전단파괴 형태를 나타내며,타설경사각이 5$^{\circ}$, $10^{\circ}$인 경우, 하중은 극한 지지력에 도달한 후 일정한 값을 유지하는 양상을 보인다. 타설경사각이 15$^{\circ}$, 20$^{\circ}$, 25$^{\circ}$로 증가하면서 하중은 극한지지력에 도달한 후에도 계속 증가하는 경향이 있다. 따라서, 타설경사각이 있는 경우의 뿌리말뚝은 압축지지력을 초과하여 하중을 받더라도 급격한 파괴에 이르지 않고 점차로 변위가 증가하는 연성 (ductile)거동을 보일 것으로 예상된다.