• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.86-86
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• 2020

수리구조물에 관한 기존 연구들은 대부분 기능성과 안정성 측면에서 본체에 작용하는 유체력에 대한 안정성에 주안점을 두고 있다. 수리구조물 상·하류의 수위차에 기인한 기초지반내의 흐름 및 간극수압 변화는 하천 구조물의 안정성을 연구하는데 매우 중요하다. 해양에서는 파랑하중에 의한 과잉간극수압이 액상화를 발생시켜 해안구조물의 안정에 큰 영향을 미치는 것으로 보고되며, 이에 관련 연구들이 활발하게 진행되고 있다. 반면, 하천구조물 주변 지반의 흐름 및 간극수압 뿐 아니라, 액상화에 관한 연구는 아직 미진한 실정이다. 본 연구에서는 수리구조물 주변의 유동 및 와동 현상 뿐 아니라, 수위차에 따른 지반 내부 유동장과 간극수압에 관한 특성을 분석하기 위해 유체-구조물-지반 비선형 상호작용을 고려할 수 있는 수치수조를 새롭게 제안하였다. 그리고 제안하는 수치수조의 타당성 및 유효성을 검증하기 위해 기존 실험값과 비교·검토를 수행하였고, 그 결과는 거의 유사한 경향을 나타내었다. 또한 이 수치수조에 다양한 입사조건(상·하류 수위차)에 적용하여 유체-구조물-지반의 비선형동적상호간섭 해석을 수행하였다. 최종적으로 수치수조에서 측정한 구조물 주변의 유동, 와동, 수위로부터 수리특성을 논의하였다. 게다가 지반내의 흐름과 간극수압을 측정하여 상·하류 수위차가 수리구조물의 안정성에 미치는 영향을 분석할 수 있었다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1997년도 춘계학술발표회논문집(2)
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• pp.471-476
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• 1997

본 논문에서는 국제공동연구로 수행중인 화련 대형내진모델시험 사업에서 계측지진기록을 이용한 모델구조물의 지진응답해석을 수행한 결과를 기술하였다. 지진응답해석은 3차원 유연체적 부구조법을 사용하는 지반-구조물 상호작용해석 전용 전산프로그램인 SASSI를 이용하여 수행하였으며, 지반 특성은 지반조사 결과 제시된 두 가지 지반모델과 계측지진 지반운동으로부터 직접 유도해 낸 지반모델의 지반 특성값을 사용하였다. 또한 본 연구에서는 지반과 구조물 특성값의 변화에 대한 구조물 지진응답의 민감도 및 지반의 비선형 특성이 구조물의 응답에 미치는 영향을 분석하였다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 1993년도 봄 학술발표회논문집
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• pp.199-206
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• 1993

동적무한요소를 이용한 지반-구조물 상호작용에 대하여 연구하였다. 동적무한요소는 무한원방향으로 전파되어 나가는 여러종류의 지진파 성분을 동시에 모형화 할 수 있도록 개발된 축대칭요소로서, 구조물에서 멀리 떨어진 지반영역(외부영역)을 모형화 하는데 사용되었다. 반면, 구조물에 가까운 지반영역(내부영역)은 재래의 축대칭요소를 사용하여 모형화 하였다. 본 해석방법의 검증은 적충된 반무한 지반위에 놓여진 원형강판의 임피던스함수를 구하여, 이를 이론적 결과와 비교하는 방법으로 수행되었다. 또한, 지반에 일부가 묻힌 원통형구조물에 대하여 수행된 강제진동시험 결과와 실제 지진발생시 구조물의 거동기록을 같은 입력조건에 대하여 본 해법으로 구한 결과와도 비교하였다. 해석결과로 부터 본 해석방법이 구조물의 거동을 타당히 산정하여 줌을 알 수 있었다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제5권2호
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• pp.23-31
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• 2001

지반 위에 세워진 구조물의 지진응답해석시 지반-구조물 상호작용 영향은 지반으 선형특성을 고려하여 간주되었는데 최근 연구결과에 의하면 구조물 지진해석에서 연약지반의 비선형 특성이 중요한 요소로서 인식되었다. 하지만 지반-구조물계의 복잡한 비선형 특성 때문에 내진설계 기준에서 비선형 지반특성을 고려하기에는 아직도 어려움이 많다. 이 논문에서는 UBC 지반종류 $S_{D}$ 지반 위에 놓인 중규모의 얕은 온통기초와 묻힌 온통기초위에 세워진 건물에 대한 단자유도계 선형 지진해석을 연약지반의 비선형성을 고려하여 최대가속도가 0.17g 과 0.36g 인 Taft E-W 및 El Centro N-S 지진기록을 사용하여 수행하였다. 비선형 지진해석을 결과를 선형해석 결과와 비교하였을 때, 비선형 응답스펙트럼의 최대가속도가 지반의 비선형성 때문에 상당히 줄어드는 것으로 나타나 지반의 비선형성을 고려한 더효율적인 내진설계의 가능성을 보여준다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제1권2호
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• pp.59-68
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• 1997

주요구조물의 내진설계를 위한 지진응답은 대상 구조물 하부의 지반상태에 따른 영향 즉, 지반구조물 상호작용영향에 의하여 현저한 차이를 보일 수 있다. 본 논문에서는 지진다발지역인 대만의 유연층상지반상에 건설된 대형지진시험모델을 대상으로 실제지지에 대한 응답을 예측하고, 그 결과를 계측치와 비교, 분석하였다. 지진응답예측을 위한 해석을 위해서는 크기와 특성이 서로 다른 세 개의 실측된 지진운동을 입력운동으로 사용하였으며, 해석방법으로서는 진동수 및 시간영역에서의 집중파라메타모델을 이용하는 부분구조법을 사용하였다. 해석결과의 통해서, 제시된 지반구조물 해석방법이 공학적으로 신뢰할 수 있는 지반구조물 상호 작용시스템의 지진응답을 준다는 사실을 확인하였다. 단, 이를 위해서는 해석시 입력운동의 정의 및 뒷채움재의 모델링 등에 있어서 세심한 주의가 전제되어야 한다는 사실도 확인되었다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제16권3호
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• pp.1-12
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• 2012

이 논문에서는 유체-구조물-지반의 상호작용을 고려한 해상풍력발전기의 지진응답해석법을 제시하였다. 풍력발전기는 tower와 그 정점에 집중된 질량으로 모델링 되었다. 이 tower는 유연한 해저지반에 기초하고 있는 튜브형 cantilever로 이상화하였다. Tower와 해수 간의 동적 상호작용, 기초와 지반간의 동적 상호작용이 고려된 유체-구조물-지반 연성계의 지배방정식은 부분구조법과 Rayleigh-Ritz방법에 의해서 유도되었다. 해수는 압축성 비점성 이상 유체로 이상화하였다. 해수로 포화된 층상지반에 놓인 footing의 동적 강성은 Thin Layer법에 의해서 계산하여 상부구조물 모델과 결합시켰다. 이 해석법을 해상풍력발전기 모델의 지진응답해석에 적용하였다. 해석 결과를 준거해와 비교해서 제안한 해석법의 타당성을 검증하였다. Tower의 유연성, 지반의 강성이 해상풍력발전기 지진거동에 미치는 영향을 분석하였다. 유체-구조물 상호작용과 지반-구조물 상호작용의 지진응답에 대한 상대적인 중요도를 비교 평가하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제9권4호
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• pp.243-251
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• 2005

본 연구에서는 골조튜브 및 가새튜브시스템의 60층 철골구조물에 말뚝-지반간의 상대변위를 고려한 p-y 스프링 계수를 지반의 깊이별로 적용시키는 방법과, 지반 및 기초를 나타내는 6개의 선형 스프링 계수를 구조물 하부에 적용시키는 방법을 사질토와 점성토에 적용하여 지반 연성을 고려하는 고층 구조물의 지진해석을 수행하였다. 각 경우에 대한 횡변위 및 층간변위, 최대응력, 주기 및 1차 모드 질량참여율을 비교하여 지반-구조물 상호작용에 따른 고층 구조물의 거동을 분석하였고, 그 결과 건축구조설계에서 지반-구조물의 상호작용에 대한 고려가 중요 변수임을 확인하고, 구조시스템 변화에 따른 지반-구조물 상호작용의 영향을 알아보았다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제12권6호
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• pp.55-63
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• 2008

본 연구에서는 지반-구조물 상호작용을 고려한3차원 지반-구조계의 지진응답 해석을 수행하고 그 기법의 적용성과 타당성을 검토한다. 이를 위해 구조물과 구조물 주변의 근역지반을3차원 유한요소로서 모델링하고 원역지반에 대해서는 기 개발한 3차원 동적 무한요소를 적용한다. 모든 입사 성분P, SV 그리고 SH파가 고려되었을 때, 등가 지진하중은 무한요소에 의해 구해진 무한 지반의 동적 강성과 자유장 해석을 통해 구해진 지반의 응력과 변위응답을 이용하여 구해진다. 검증 및 적용 예제는 적층 자유장의 지반응답해석과 전형적 원자로 격납건물의 지반-구조물 상호작용을 고려한 층응답 스펙트럼을 구하는 것으로 하였다. 해석 결과는 다른 기법에 의해 구해진 값들과 비교하였으며, 본 기법의 정확성과 정밀성을 확인할 수 있다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제4권1호
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• pp.63-76
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• 2000

구조물-지반 상호작용에서 알려진 것처럼 구조물 지진응답은 구조물하부 지반조거에 따라 영향을 받는데 UBC-97을 포함한 여러내진설계규준에서 지반사태 영향을 반영하고 있다 이 연구에서는 기초크기 기초밑 지반깊이, 입력지진 작용점 및 기초 근입깊이 등의 영향을 살펴보고 깊은 지반 위에 세워진 구조물의 평균응답스펙트럼을 UBC-97 탄성응답스펙트럼과 비교하기 위해 구조물-지반 상호작용을 고려한 지진해석을 가상 3차원 유한요소법과 부구조물법을 이용하여 1952년 Taft와 1940년 El Centro 지진기록을 주파수영역에서 수행하였다 연구결과에 의하면 기초크기는 구조물 응답에 별 영향이 없고 기초저면 지반깊이는 구조물체계의 고유주기와 최대가속도를 변경시켰다 또 입력지진의 합리적 작용점은 기초저면이라는 것이 확인되었으며 깊은 지반위에 놓인 기초의 근입은 저주기영역에서 구조물 응답을 상당히 줄어들게 하였다 한편 30m 깊은 지반위에 세워진 구조물의 평균가속도와 UBC-97 가속도를 비교한 결과 UBC-97 탄성응답스펙트럼에 의한 구조물 내진설계가 안전하지 못할 수도 있으므로 UBC-97 지진계수의 할증이 필요하다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제2권4호
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• pp.123-134
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• 1998

본 연구에서는 지반상태가 교량의 지진응답에 미치는 영향을 분석하기 위해 다양한 지반모델 상의 교량모델에 대한 지진해석을 수행하고 그 결과를 비교.분석하였다 이를 위해서 기존의 교량시방서에서 분류된 네가지의 서로다른 지반종류를 대상으로 보다 세분된 지반모델 상에 위치하는 대표적인 교량에 대한 지진해석을 수행함으러써 첫째로는 각 지반 종류 상호간의 지진응답 차이의 정도를 시방서 값과 비교.분석하였으며 둘째로는 동일 지반으로 분류되는 상이한 두 지반간의 응답차이의 정도를 확인하였다 해석을 위해서는 시방서에서 제시된 두가지 방법 즉 단일모드 스펙트럼해석법과 다중모드 스펙트럼해석법을 사용하였으며 이들 결과를 별도로 작성된 인공시간이력을 입력으로 하는 시간이력해석법을 사용한 결과와 비교.분석하였다 시간이력해석법에서는 진동수에 무관한 지반임피던스함수를 이용하는 시간영역해석법을 사용하였다 해석결과 시방서에서 제시한 단일모드 및 다중모드 스펙트럼해석방법은 일반적으로 안전측의 지반-구조물 상호작용 해석결과를 주는 것으로 확인되었다 그러나 유연성이 큰 지반 상의 구조물에대한 지진해석을 위한 해석모델 작성시에는 지반의 유연성이 반드시 고려되어야 하며 특히 낙교방지를 위한 변위는 지반의 유연성을 고려한 정밀해석법에 의한 계산이 필수적으로 요구됨을 확인하였다.