• 한국지반공학회논문집
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• 제31권11호
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• pp.41-48
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• 2015

대규모 지반침하 및 지반함몰로 인한 재산, 인명피해를 사전에 예방하기 위하여 지반의 공동 및 이완구간에 대한 조사는 필수적이다. 최근, 지하투과레이더를 이용한 지반침하 및 지반함몰 구간 예측과 관련된 연구가 활발히 진행되고 있으나, 기존의 지하투과레이더 탐사에서는 전기적 임피던스가 서로 다른 층간 경계면 심도만을 산정하므로 조밀한 지반과 느슨한 지반을 서로 반대로 예측하는 오류를 범할 수 있었다. 본 연구에서는, 지하투과레이더로부터 획득된 전자기파의 반사파 특성을 이용하여 이완구간 심도를 추정하고자 하였다. 이완구간에 따른 신호획득을 위하여 과거 침하이력이 있었던 현장을 대상으로 지하투과레이더 탐사가 수행되었으며, 결과의 상호비교 및 검증을 위하여 동적 콘 관입시험이 수행되었다. 전자기파의 반사특성 분석 결과, 지하투과레이더 안테나에서 처음 측정된 신호와 조밀한 지반에서 반사되어 측정된 전자기파는 동일한 위상을 보이며, 느슨한 지반에서 반사되는 경우 안테나에서 처음 측정된 신호와 반대 위상을 보이는 것으로 나타났다. 획득된 지하투과레이더 신호로부터 대상지반의 이완구간 심도 산정 및 동적 콘 관입지수와 상호비교 결과, 지하투과레이더 신호 분석으로부터 산정된 이완구간 또는 조밀한 구간의 심도는 높은 신뢰도로 산정되었다. 본 연구에서 수행된 지하투과레이더 신호획득 및 분석과정은 지반 불연속층의 심도산정뿐만 아니라 이완구간 산정에 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제33권3호
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• pp.49-62
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• 2017

지반의 동결-융해 과정에 의한 지반구조물의 거동 특성을 이해하기 위해서는 지반내 간극수의 상변화와 지반과 구조물의 상호작용에 대한 이해가 필요하다. 본 연구에서는 모듈러 도로시스템의 동결융해의 영향에 대한 수치해석적 연구를 수행하였다. Neumann의 동결-융해 이론식을 이용하여 기본 지반 물성치와 지중과 지표면의 온도조건에 대한 동결심도와 히빙량을 예측할 수 있으나, 지반의 완전포화 및 완전동결의 제한된 경우에만 적용할 수 있다. 동결지수에 따른 모듈러 도로시스템의 수치해석은 다양한 지반조건과 지하수위에 대하여 수행되었다. 동결 히빙량은 화강풍화토이나 모래지반에 비하여 실트질 지반에서 매우 크게 발생하였으며, 지하수위의 저하는 동결 히빙량을 감소시켰다. 실트질 지반에 설치된 도로시스템의 온도이력에 대한 수치해석은 지표면의 동결-융해 과정을 거치면서 지표면에 잔류히빙을 예측하였다. 이는 지반의 강성과 지지력을 급격하게 감소시켜 모듈화 도로시스템의 안정성과 사용성을 저해할 수 있다. 다만, 화강풍화토와 모래지반의 경우는 잔류 히빙량은 미비한 것으로 나타났다. 모듈러 도로시스템은 기존 도로포장 시스템과 달리 지지구조 상부에 설치된 포장 구조물이므로, 포장 구조물의 균등 연직변위와 부등 변형에 대한 엄격한 기준이 적용되어야 할 것으로 사료된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제24권9호
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• pp.33-40
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• 2023

지진 시 상부구조물을 지지하는 말뚝기초에 가해지는 수평 하중은 상부구조물의 관성력과 지반의 운동력으로 구분된다. 상부구조물의 관성력과 지반의 운동력은 서로 다른 복잡한 메커니즘을 통해 말뚝기초에 피해를 입힐 수 있기 때문에 지반-말뚝-구조물의 상호작용을 적절히 예측하고 평가하는 것이 말뚝기초의 안전한 내진설계를 위해 필요하다. 지반-말뚝-구조물의 상호작용은 구조물의 동적특성, 말뚝의 길이, 두부 경계조건 및 지반의 상대밀도에 영향을 받는다. 지반의 상대밀도가 달라지면 그에 따른 구속압 및 지반 강성이 변화하며 결과적으로 지반반력계수도 각 시스템에 따라 달라지게 된다. 말뚝기초의 수평방향 지지거동 및 극한 지지력은 수평방향 하중조건 및 모래지반의 상대밀도에 따라 다르게 나타난다. 이에 본 연구에서는 건조된 모래지반의 상대밀도가 상부구조물을 지지하는 무리말뚝의 동적거동에 미치는 영향을 확인하기 위해 1g 진동대 모형실험을 수행하였다. 그 결과 상대밀도가 증가함에 따라 상부구조물의 가속도는 증가하고 말뚝캡의 가속도는 감소하는 것으로 확인되었으며, 말뚝의 p-y 곡선의 기울기는 감소하는 것으로 확인되었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제22권5호
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• pp.667-673
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• 2010

근단층지반운동은 진앙거리가 약 10 km 이내인 지역에서 관측되는 장주기 성분의 펄스형태를 갖는 지반운동으로서, 도심지에서 발생할 경우 미국 Northridge(1994), 일본 Kobe(1995), 터키 Izmit(1999), 중국 쓰촨성(2008), 아이티지진(2010) 등과 같이 매우 큰 피해를 야기시킨다. 이에 강진지역에서는 NFGM에 대한 많은 연구가 수행되었으나 우리나라와 같은 중약진 지역에서는 매우 미흡한 실정이다. 이 연구에서는 근단층 지반운동을 받는 철근콘크리트 교각의 거동과 내진성능을 평가하기 위하여 6기의 실험체에 대하여 진동대 실험을 수행하였다. 주요 실험 변수로는 심부구속철근비와 상부질량 크기로서 진동대 실험 결과 심부구속철근비가 적거나 상부질량이 클수록 교각의 내진성능이 저하됨을 알 수 있었다. 또한 진동대 실험 결과를 분석하여 지진동을 받는 교각의 강성변화에 대한 심부구속철근비와 질량의 영향을 분석하였으며, 변위연성도와 강성과의 관계식을 제안하였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2009년도 춘계 학술대회 제21권1호
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• pp.113-114
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• 2009

아파트 구조물의 효율적인 기초설계를 위해서는 상부구조와 연계된 기초구조의 거동을 설계에 반영할 필요가 있다. 본 연구에서는 유한요소 해석프로그램을 이용하여 상부구조강성을 합리적으로 고려할 수 있는 기초 설계방법을 제안한다. 연구 결과 제안된 방법이 기존 설계방법에 비해 허용지반력, 콘크리트량 및 철근량을 저감시키는 것으로 확인되었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제13권5호
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• pp.53-65
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• 1993

본 연구에서는 강성기초의 동적응답을 얻기 위해서 비완화 경계조건(non-relaxed boundary condition)을 적용한 3차원 경계요소를 사용하였다. 경계요소는 장래의 비선형문제의 확장을 위해서 시간영역에서 형식화되었으며 기본해는 무한영역의 Stokes 해를 사용하였다. 본 연구는 검증되었으며 지반기초 및 임의 형상의 지하구조물외 동적응답을 얻는데 이용할 수 있다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제12권5호
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• pp.389-397
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• 2010

본 논문은 철근을 보강한 일반강관을 이용하여 지반을 보강할 경우 터널안정성의 효과에 대하여 연구한 것이다. 본 연구를 위하여 철근 보강형 강관과 일반강관의 휨강성을 이론과 실험을 통하여 비교 분석하였으며, 실질적으로 터널 안정성에 미지는 보강효과를 분석하기 위하여 수치해석을 실시하였다. 그 결과 일반강관에 비해 철근 보강형 강판의 경우 휨강성은 65% 증가되며, 터널 안정성 보강효과는 약 10% 내외 증가되는 것으로 나타났다. 따라서 철근 보강형 강판을 이용한 터널 보강공법의 경우 터널의 안정성을 경제적으로 확보할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제5권1호
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• pp.15-23
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• 2006

모래다짐말뚝 및 쇄석말뚝 공법의 경우, 연약지반의 보강, 극한지지력의 증대 및 기초지반의 압밀을 가속화시키기 위한 목적으로 지난 수십 년간 폭넓게 적용되고 있다. 쇄석말뚝공법은 비교적 강성이 크고 압축성이 작은 쇄석 등을 이용하여 다짐말뚝을 형성, 연약지반을 개량하는 공법이지만 횡방향 구속압력이 충분하게 발휘되지 않는 지반에서는 팽창파괴(bulging failure)에 대한 저항이 없어 적용이 불가능하게 된다. 따라서 본 연구에서는 쇄석말뚝의 활용도를 높이기 위해 팽창파괴 및 전단파괴 등을 방지하여 침하량을 상당부분 억제시킬 수 있는 고강도 지오그리드 보강 쇄석말뚝공법을 개발하였다. 본 공법 개발을 위해 삼축압축시험을 통하여 치환율 및 구속압력에 따른 일반적인 쇄석말뚝의 거동특성을 우선 살펴보았다. 아울러 유한요소 해석을 통한 3차원 수치해석을 시행하여 지오그리드의 종류 및 지오그리드 보강심도변화에 따른 지오그리드 보강 쇄석말뚝공법의 거동특성 및 침하저감효과를 평가함으로써 지오그리드 보강 쇄석말뚝의 적용성을 평가해 보았다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제33권4호
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• pp.245-253
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• 2020

본 논문은 모노파일 풍력 지지구조물에 대한 공진 안전성 평가에서 여러 말뚝-구조물 상호작용(PSI) 모델을 사용하여 고유진동수를 비교하였다. PSI 재현을 위한 유한요소모델은 기저 스프링 모델, 분산 스프링 모델, 3차원 고체-쉘 모델을 사용하였다. PSI 모델이 고유주파수에 미치는 영향을 분석하기 위해 기저 스프링과 분산 스프링 모델 적용을 위한 강성행렬 산정법과 Winkler 보 모델을 각각 논문에 나타내고 이들 모델로부터 도출된 서로 다른 기하 및 지반조건을 갖는 모노파일의 고유진동수를 조사하였다. 해석결과는 또한 3차원 고체-쉘 모델의 고유진동수와도 비교되었다. 해석결과는 소구경 모노파일이 견고한 지반 및 암반에 관입된 경우 각 해석모델로부터 얻어진 고유진동수의 차이가 거의 없음을 보여준다. 반면 연약 지반에 설치된 대구경 모노파일에 대해 분산스프링 모델은 고유진동수를 과대평가할 수 있다. 따라서 고유진동수 평가 시 구조물 규모와 지반 조건을 고려해 적합한 PSI모델이 적용되어야 한다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제7권1호
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• pp.181-190
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• 2003

수렴-제한법은 수학적 모델 및 지반응답곡선을 통하여 터널안정조건을 평가하는 방법이다. 본 연구에서는 수치적 모델에 의하여 수렴-제한법을 검토하였다. 이 방법은 수학적 모델을 위한 기본가정이 필요 없고, 일반 형태의 터널에 적용할 수 있다. 본 연구결과에 따르면 2차원 수치해석에서 사용되는 숏크리트 강성변화 및 하중분담율은 중요한 요소가 아니며, 지반응답곡선과 지보반응곡선은 상호의존적인 것으로 나타났다. 터널구조는 지반과 지보의 상호작용에 의하여 분석되어야 한다. 그러므로 합리적인 터널설계를 위해서 터널의 안정성은 지반응답곡선에 의한 정성적 판단과 수치해석에 의한 정량적 검토가 필요하다.