• 한국지반공학회논문집
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• 제38권1호
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• pp.17-33
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• 2022

본 연구는 지하수 유무에 따른 지진시 풍화지반에 근입된 단말뚝의 동적 거동을 분석하기 위해 수치해석을 수행하였다. 3차원 유한차분해석 프로그램을 사용하여 지하수 및 지반 조건에 따라 동적 수치해석을 수행하였으며, 풍화지반의 물성은 현장에서 채취한 흙의 물성시험을 통해 해석에 적용하였다. 건조한 지반 및 포화된 지반은 Mohr-Coulomb, Finn model을 각각 적용하여 모델링하였고, 각각의 모델링은 원심모형실험 결과와 검증을 수행하였다. 해석결과, 전반적으로 지하수위가 존재하는 경우가 건조한 경우보다 더 큰 말뚝의 수평변형을 나타냈으며, 깊은 심도에서부터 그 차이가 크게 발생하는 것으로 확인되었다. 이는 포화지반에 지진이 발생하게 되면 과잉간극수압의 발생으로 인해 지반 구속압이 감소하게 되는 현상에 지배되는 것으로 확인되었다. 또한, 지반에 근입된 말뚝의 영향으로 인근 지반에서의 전단변형률이 작게 발생하고, 과잉간극수압은 말뚝과 멀리 떨어진 지반에 비해 작게 증가하는 경향을 보였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제39권12호
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• pp.37-46
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• 2023

동적 물성치는 지반의 상세한 거동을 예측하기 위한 필수인자이나, 샘플 채취와 추가적인 실험이 동반되는 한계가 있다. 본 연구의 목적은 정적 지반 물성치를 기반으로 동적 지반 물성치를 예측하는 것으로 인공신경망을 활용하고자 하였다. 정적 물성치는 점착력, 내부마찰각, 함수비, 비중 그리고 일축압축강도로 선정하였으며 출력 값인 동적물성치는 압축파 속도와 전단파 속도로 결정하였다. 인공신경망 적용시 결과값의 신뢰성을 높이기 위해 Levenberg-Marquardt와 Bayesian regularization 방법을 적용하였으며, 각 최적화 방법에 따른 신뢰성을 비교하였다. 인공신경망 모델의 정확도는 결정계수로 나타냈으며, train과 test 과정 모두 0.9 이상의 값을 보여 해당 연구에서 구축한 인공신경망의 신뢰성이 높은 것으로 나타났다. 또한, 구축된 인공신경망 모델의 검증을 위해 새로운 입력 데이터에 대해서도 출력값의 신뢰성을 검증하였으며, 그 결과 높은 정확도를 보였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제29권3호
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• pp.5-13
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• 2013

압축지수는 점토의 압축특성을 나타내는 대표적인 물성치로 압밀시험으로 직접 결정하거나, 점토의 기본 물성으로부터 경험적 방법으로 추정한다. 그러나 자연점토의 압축지수는 지반 물성치뿐 아니라 퇴적상태에 영향을 받으므로 경험적 추정방법은 지역적 한계를 지닌다. 본 연구에서는 재성형점토의 압축특성을 이용하여 지반 물성치로부터 자연 점토의 압축지수를 추정하는 새로운 방법을 제안하였다. 부산점토의 압밀시험 결과를 통해 제안방법의 적합성을 검증하였으며, 오차원인을 분석하였다. 분석결과 제안된 방법은 경험적 추정방법보다 압축지수를 정확하게 추정하였다. 제안방법의 오차는 가정사항에 의해 발생하며, 추정오차는 $e_{cross}/e_0$와 명확한 반비례 관계를 나타냈다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제5권2호
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• pp.1-8
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• 2006

오염토양의 현장정화에 있어서 지반 및 오염물질의 물성치는 정화에 소요되는 시간과 함께 매우 중요한 고려사항이다. Gabr 등(1996)은 연직배수재가 설치된 오염지반에서 시 공간적 변화에 따른 초기오염농도에 대한 오염농도비($C/C_0$)를 구하는 식을 유도하였다. 본 연구에서는 Gabr 등이 유도한 식의 전산모형 FLUSH1을 이용하여 오염지반 흙의 유효입경, 간극률, 형상계수, 밀도, 지반의 온도와 오염물질의 단위중량 및 점성계수가 오염정화에 미치는 영향을 알아보기 위하여 시 공간적 변화에 따른 오염농도비($C/C_0$)를 분석 하였다. 분석결과 연직배수재가 설치된 오염지반에서 정화에 크게 영향을 미치는 인자는 오염지반 흙입자의 유효입경인 것으로 나타났으며, 그 다음으로 오염물질의 점성, 오염지반 흙의 간극율, 형상계수, 지반의 온도, 오염물질의 단위중량, 흙의 밀도 순으로 분석되었다. 오염지반 흙의 밀도는 오염정화에 미치는 영향이 아주 작은 것으로 나타났다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제1권1호
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• pp.41-49
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• 1997

본 논문에서는 국제공동연구원 대형지진시험구조물의 강세진동시험결과 대한 상관해석와 지진응답해석에 관해 연구하였다. 지반-구조물 상호작용을 위해서 구조물과 근영지반은 유한요소로 모형화하고 원역지반은 무한요소로 모형화하는 직적법을 사용하였으며, 지진응답은 부분구조법에 근거한 파 입력기법을 사용하여 해석하였다. 시험후 상관해석을 통해 각 지반영역의 물성이 강제진동 시험에서 계측된 구조물 응답과 일치하도록 보정하였다. 보정된 지반물성을 초기 선형값으로 사용하고 등가선형화기법을 적용하여 지진에 관한 구조물의 응답을 예측하였다. 지반의 비선형거동을 고려하여 얻어진 구조물 응답은 계측된 결과와 매우 잘 일치한 반면, 초기 선형물성치를 사용한 응답결과는 상당한 차이를 보이고 있어서, 지반 비선형 거동의 영향이 중요함을 알 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제18권1호
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• pp.71-78
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• 2002

본 연구에서는 다층지반에 근입된 흙막이 벽의 단계별 계측변위로부터 각 층의 지반물성을 추정하고 이로부터 차기단계의 거동을 예측하기 위한 역해석 기법을 제안하였다. 지반이 다수의 층으로 구성되어 있을 경우 찾아야 할 대상변수가 많아지게 되며, 대상변수가 많아질수록 역해석에 상당한 무리가 따르게 된다. 이러한 층별 지반물성을 효율적으로 추정하기 위하여 최하단층부터 순차적으로 대상변수들을 찾아가는 방법을 이용하였다. 역해석은 상당량의 반복계산이 필요하기 때문에 정해석 방법으로는 해석시간이 짧고 시공단계 별 해석이 가능한 탄소성보법을 사용하였다. 역해석 대상변수는 탄소성 하중-변위 곡선의 구성요소인 지반반력계수와 수평토압계수들을 취하였으며, 목적함수는 이상변위에 의한 오차를 최소화시키기 위하여 단계별 계측변위 증분과 해석변위 증분의 차이로 구성하였다. 목적함수를 최소화 시키는 대상변수들을 찾기 위한 최적화 수법으로는 제약순차선형계획 법을 이용하였다. 본 연구를 통하여 제안된 방법을 수치해석자료 및 현장계측자료를 이용하여 검증하였다.

• 지질공학
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• 제22권3호
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• pp.293-307
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• 2012

지구물리학적 현상을 이해하고 지반공학 관련 문제를 해결하기 위한 주요 요소로서 전단파속도가 강조되어 왔다. 특히, 내진설계와 내진성능평가를 위한 지반지진공학 분야에서 전단파속도의 중요성이 보편적으로 인지되고 있다. 국내 183개소 부지들에서의 다양한 현장 탄성파시험 수행을 통해 대상 조사 부지들에서의 대표적 지반 동적물성으로서의 깊이별 전단파속도 분포들을 결정하였다. 대상 부지들의 지하 토사와 암반 지층을 지반지진공학적 간편 활용을 위한 매립토, 퇴적토, 풍화토, 풍화암 및 기반암의 5 종류 지반지층으로 재분류하였다. 현장 탄성파시험의 전단파속도 분포들을 종합하여 5 종류 지반지층들의 평균적인 전단파속도 주상들을 도출하였으며, 이를 토대로 지진학 및 지반지진공학에서의 유용을 위한 각 지층별 대표 전단파속도 값을 도출하였다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제13권6호
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• pp.147-164
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• 1997

본 논문은 절리 암반물성의 크기효과가 암반의 불균질성 및 불연속성에 기인한다고 가정하였다. 이를 위해 대표체적요소의 개념이 적용되는 일반적인 등가물성이론을 탈피하여 불규칙적인 절리기하와 임의의 절리수 및 임의의 절리 방향성을 고려할 수 있는 등가물성이론에 대해서 연구하였다. 이론적인 연구를 바탕으로 이 이론을 실제 문제에 적용한 결과 암반요소의 크기에 따라 달라지는 물성 변화를 관찰하고, 크기효과에 관한 여러 가지 연구를 수행하였다. 특히, 수치해석적인 방법으로 크기효과를 증명하는 과정의 타당성을 입증하고 크기효과의 구체적인 원인을 알아보기 위해서 4개의 모델에 대해서 전산실험을 수행하였다. 이 실험으로부터 증명된 내용을 토대로 실제 3차원 구조물을 대상으로 크기효과 실험을 수행하였다. 이 실험 과정 중 절리의 여러 역학적인 성질들이 암반강도 및 탄성계수의 크기효과에 미치는 영향을 관찰해 보았다. 또 크기효과가 특정 절리구조에서 발생되는 것이 아니고 절리를 포함하는 모든 경우에서 발생됨을 증명하기 위해 절리 구조가 다른 두 모델을 대상으로 크기효과 실험을 수행하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제30권9호
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• pp.29-39
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• 2014

본 연구는 지반과 말뚝 사이의 경계면 물성치에 따른 말뚝의 거동을 파악하기 위하여, 말뚝 모형시험 결과와 유한요소해석 결과를 이용하여 비교 분석하였다. 모형시험은 말뚝이 침하함에 따른 주변 지반의 거동을 파악하기 위하여 근거리 사진계측 기법을 적용하였으며, 강재와 콘크리트로 제작 된 각각의 말뚝으로 시험을 수행하였다. 수치해석은 모형시험을 근거로 모델링 하였으며, 지반과 말뚝 사이의 미끄러짐을 모사하기 위하여 경계면 요소를 이용하였다. 또한 경계면 강도감소계수 $R_{inter}$를 이용하여 경계면 요소의 물성치를 나타내었으며, 이 값을 바꿔가며 모형시험 결과와 비교하였다. 본 연구를 통해 근거리 사진계측 기법과 수치해석 결과가 어느 정도 잘 일치하는 것을 확인 할 수 있었다. 또한, 말뚝의 재료에 따른 경계면 강도감소계수 $R_{inter}$ 값이 말뚝 거동에 영향을 주는 것을 확인하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권4C호
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• pp.197-203
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• 2008

풍화된 암반에 근입된 말뚝의 선단지지거동은 신선암의 강도보다는 절리를 포함한 암반 상태에 의존한다. 본 연구에서는 암반상태가 말뚝의 선단지지력에 미치는 영향을 알아보기 위해 먼저 총 4부지의 암반에 근입된 13본의 현장타설콘크리트 말뚝에 대한 재하시험, 그리고 재하시험 부지의 지반조사 자료를 포함하는 데이터베이스를 구축하고, 말뚝선단부의 거동과 암반물성치의 상관관계를 분석하였다. 선단지반반력계수와 암반물성치의 상관관계 분석 결과 암석의 일축압축강도와 지반반력계수 사이에는 일관된 상관관계를 찾을 수 없었으나, 암반의 상태를 나타내는 물성치인 $E_m$, $E_{ur}$, RMR, 그리고 RQD 등과 지반반력계수의 상관계수는 대부분 0.7 이상으로 매우 뛰어난 상관성을 보였다. 또한, 기존의 방법으로 추정한 선단지지력과 실측 선단지지력의 비교를 통해 기존 방법의 적용성을 검증하였다.