• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.6 no.1
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• pp.35-41
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• 1986

A hybrid modelling technique of a soil-structure system on viscoelastic soil medium is studied in this paper. The hybrid model consists of a near-field and a far-field with their common interface passing through the soil region at some distance from the base of the structure. It makes use of frequency-dependent impedances so as to represent the semi-infinite far-field. The far-field impedances are formulate including the radiation damping characteristics as well as the viscoelastic properties of the soil medium. The verification of the method has been carried out using a rigid circular plate on a viscoelastic half-space. The impedances obtained by the method are compared with the theoretical values. Example analyses have been performed for a tall chimney and the results have been compared with those obtained by other methods which are frequently used.

• Geotechnical Engineering
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• v.37 no.6
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• pp.39-47
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• 2021

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 1995.10a
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• pp.104-110
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• 1995

지반과 구조물의 동적 상호작용은 건설분야에서의 중요한 현상으로, 특히 지반을 통해 인근구조물로 전달되는 진동은 구조물 자체의 구조적인 문제 뿐 아니라 그 속에 거주하는 사람이나 설비에 대한 안전성 또는 사용성에 나쁜 영향을 야기할 수 있다. 본 논문에서는 이러한 진동을 저감시키기 위해, 지반내에 정상적인 진동전파를 방해하는 구조물을 시공하여 진동 저감효과를 만들어 내는 방법을 연구하였다. 이러한 연구의 발상은 다음과 같다. 충진지반에서의 지반진동의 진폭을 해석하면서 진동의 크기가 기저암의 위치에 따라 큰 영향을 받는 것을 알았고 이로부터 지반내에 인위적인 층을 만들수 있다면 지반진동의 크기를 변화시킬 수 있지 않을까라는 생각에서 본 연구를 시작하였다. 또한 지반 내에서의 정상적인 진동의 전파를 방해하기 위한 차진 구조물을 만드는 방법은 연약지반의 강도중대 또는 차수의 목적으로 주로 사용하고 있는 그라우팅공법의 사용이 가능할 것이므로, 기존의 그라우팅현장에서 만들어진 지반의 물성치들을 사용하여 경계요소법에 의한 수치해석적 방법을 택하였다. 본 연구에서는 그라우팅공법의 시공성에 관한 것은 포함되지 않는다. 본 논문에서는 지반의 구조를 경사구조와 수평지반구조라는 두가지 특징적인 경우에 대해 검토하였다. 이중 경사진 기저암층을 가진 지반의 경우에는 기저암에서 진동의 비대칭적인 반사에 의해 수평기저암에서와는 달리 기저암의 한쪽에서 다른쪽에 비해 큰 진동이 발생한다. 그라우팅층의 효과를 검토하기 위한 연구의 순서는 일정주파수의 조화진동에 대해 먼저 여러 가지 크기의 그라우팅층과 함께 블록으로 볼 수 있는 크기의 그라우팅층에 대해 진동저감효과를 해석하였고, 이를 통해 보강층의 소요크기 및 최적위치를 구하였다. 사용된 물성치는 실제 지하철 건설현장에서 나타난 지반물성치 및 그라우팅후의 지반강도 및 전단파전파속도를 이용하였다. 또한 마지막에서 검토된 기차하중에 대한 효과를 알아보기 위해 사용된 기차운행에 의한 지반가속도도 역시 측정된 값을 사용하였다. 그러나 당시의 기차운행속도가 낮아 정상적인 운행에서는 더 큰 값이 나올 것으로 판단되었으나 측정된 값을 그대로 사용하였다.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.5 no.1
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• pp.123-132
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• 1985

The flexibility of base material gives considerable influences on seismic responses of a structure. The effects of relative stiffness between super-structure and base material on dynamic soil-structure interaction are evaluated by parametric studies. Two 5-story buildings are used for the study; one is shearwall structure with relatively higher fundamental frequency and the other is frame structure with relatively lower fundamental frequency. The structures are modeled as beam-sticks coupled with springs and dashpots representing the base material. Dynamic equilibrium equations of the soil-structure interaction system are sloved by mode superposition method using Rosset modal damping values. Soil-structure interaction effect is found to be major concern in seismic analysis of shearwall structure in most cases while it seldom becomes engineering problem in frame-type structure. It is also found that seismic responses at lower elevation of the super-structure are amplified though they decrease at higher elevation as soil-structure interaction effects of the system increase.

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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• 1995.05b
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• pp.1005-1010
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• 1995

지반-구조물 상호작용해석에 부분구조법의 적용성 확인과 해석법의 개선을 모색하기 위하여, 대만 Hualien지방에 건설한 대형 내진시험 구조물의 뒷채움후 강제진동시험 결과를 부분구조법으로 예측하고 예측후상관해석을 수행하였다. 모델로서는 재료시험과 지반조사 결과로 작성된 통일모델과 예측후상관해석모델을 사용하였으며, 해석은 진동 수영역과 시간영역에서 각각 이루어졌다 연구 결과로 깊이 묻힌 구조물의 경우는 구조물이 묻힌 측면지반의 영향인 수평병진과 수평축회전의 연계 임피던스함수에 대한 적절한 평가와 해석시에 반드시 고려되어야함을 알 수 있었다.

• Journal of the Korea Concrete Institute
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• v.15 no.2
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• pp.225-233
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• 2003

Even though a lot of advanced researches on analysis, design, and performance evaluation of reinforced concrete (RC) under seismic action have been carried out, there has been only a few study on seismic analysis of underground RC structures surrounding soil medium. Since the underground RC structures interact with surrounding soil medium, a path-dependent soil model which can predict the soil response is necessary for analyzing behavior of the structure inside soil medium. The behavior of interfacial zone between the RC structure and the surrounding medium should be also considered for more accurate seismic analysis of the RC structure. In this paper, an averaged constitutive model of concrete and reinforcing bars for RC structure and path-dependent Ohsaki's model for soil are applied, and an elasto-plastic interface model having thickness is proposed for seismic analysis of underground RC structures. A finite element analysis technique is developed by applying aforementioned constitutive equations and is verified by predicting both static and dynamic behaviors of RC structures. Then, failure mechanisms of underground RC structure under seismic action are numerically derived through seismic analysis of underground RC station structure under different seismic forces. Finally, the changes of failure mode and the damage level of the structures are also analytically derived for different design cases of underground RC structures.

• Proceedings of the Korean Geotechical Society Conference
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• 2004.03a
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• pp.366-380
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• 2004

댐, 터널, 도로, 교량 등의 모든 토목구조물은 지반위 또는 지반 내에 위치하고 있다. 지반조사의 목적은 이들 토목구조물의 설계와 시공에 관한 정확한 지반 정보를 얻는 데 있다. 지반은 어느 정도 물리적 특성을 조절할 수 있는 스틸, 콘크리트, 목재 등의 다른 토목재료들과 그 성질이 판이하게 다르다. 토목구조물 시공 중 지반과 관련된 많은 위험이 있는데 지반의 성질을 제대로 이해하지 못하고 시공을 하는 경우, 상당한 위험이 따를 수 있다.(중략)

• Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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• v.1 no.1
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• pp.41-49
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• 1997

This paper presents the result of an international cooperative research on the post-correlation analysis of forced vibration tests and the prediction of earthquake responses of a large-scale seismic test structure. The dynamic analysis is carried out using the axisymmetric finite element method incorporating in finite elements for the for field soil region. Through the post-correlation analysis, the properties of the soil layers are revised so that the best correlation in the responses may be obtained compared with the measured force vibration test data. Utilizing the revised soil properties as the initial linear values, the seismic responses are predicted for an earthquake using the equivalent linearlization technique. It has been found that the predicted responses by the equivalent nonlinear procedure are in excellent agreement with the observed responses, while those using the linear properties are fairly off from the measured results.

• Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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• v.12 no.6
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• pp.55-63
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• 2008

This paper presents a seismic analysis technique for a 3D soil-structure interaction system in a frequency domain, based on the finite element formulation incorporating frequency-dependent infinite elements for the far field soil region. Earthquake input motions are regarded as traveling P, SV and SH waves which are incident vertically from the far-field soil region, and then equivalent earthquake forces are calculated using impedances of infinite soil by dynamic infinite elements and traction and displacement from free field response analysis. For verification and application, seismic response analyses are carried out for a multi-layered soil medium without structure and a typical nuclear power plant in consideration of soil-structure interaction. The results are compared with the free field response using a one-dimensional analytic solution, and a dynamic response of an example structure from another SSI package.

• Proceedings of the Earthquake Engineering Society of Korea Conference
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• 2003.03a
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• pp.249-258
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• 2003

강진을 고려한 지진설계 규준은 약진지역에서는 불필요한 경제적 손실을 가져올 수 있고, 지반-구조물 상호작용을 고려한 성능기준 설계가 합리적인 지진설계를 위해서 중요하다는 것이 인식되었다. 이 연구에서는 연약지반 위에 놓인 단자유도계의 탄성, 비탄성 지진응답 해석을 지반의 비선형성을 고려하여 최대지진가속도를 0.07g와 0.11g로 조정한 11개 중, 약진에 대해 수행하였다. 지진 응답해석은 지반-구조물체계에 대해 유사 3차원 동적해석 프로그램으로 암반에 지진기록을 입력하여 한 단계에 일괄적으로 수행하였다. 연구 결과에 의하면 고정지반이나 선형지반을 가정한 지진응답 스펙트럼은 구조물-지반체계의 실제적인 거동을 보여주지 못하는 것으로 나타났으며, 합리적인 지진설계를 위해서는 지진규준에 정해진 일상적인 설계절차에 따라서 수행하는 것보다 다른 성질을 가진 여러 지반에 대해서 성능기준 지진설계를 수행하는 것이 필요하다. 약진을 받는 연약지반의 비선형성도 입력지진동을 증폭시켜 탄성, 비탄성 지진응답 스펙트럼에 심하게 영향을 미쳤으며, 그 현상은 특히 탄성 응답스펙트럼에서 두드러졌다.