• 한국지반신소재학회논문집
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• 제17권4호
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• pp.119-128
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• 2018

교통하중으로 인해 교통시설 하부구조인 옹벽에 전달되는 수평토압은 도로의 차선 수, 차량하중 및 옹벽으로부터 이격거리 등에 영향을 받는다. 차량하중에 의해 유발되는 토압은 등가상재하중높이로 표현하며, 표준트럭의 축하중 크기와 위치에 따라 달라진다. 한계상태설계법은 2015년부터 국내 도로교 설계에 적용되어 왔으나, 우리나라 실정을 고려한 토압하중계수(등가상재하중높이)가 제시되어 있지 않아 설계에 적용하는데 어려움이 있다. 따라서, 본 연구에서는 국내 표준트럭의 축하중 크기 및 위치를 반영한 등가상재하중높이를 산정하였다. 탄성체 지반에 대하여 Boussinesq 이론을 적용시켜 계산한 등가상재하중높이와 2차원 수치해석 산정치를 비교하였다. 그리고 수치해석 상의 한계와 옹벽의 장기안정성을 고려하여 AASHTO 기준치와 차별화된 등가상재하중높이를 제안하였다. 우리나라 교통하중으로부터 도출된 등가상재하중높이는 AASHTO에서 제안하는 등가상재하중높이보다 옹벽의 높이가 낮을 경우 다소 낮게 평가되었으며 옹벽의 높이가 높을 경우 높게 평가되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제24권11호
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• pp.55-60
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• 2008

본 논문에서는 앵커로 보강된 사면에 대한 안정해석시 앵커의 하중전이 메커니즘이 사면의 전체 안전율에 어떻게 영향을 미치는지를 알아보았다. 사면안정해석 방법에는 한계평형해석범, 유한요소해석법 및 스프레드시트를 이용하는 방법이 있으며 각각의 방법을 통해 안전율을 산정하여 서로 비교하였다. 앵커로 보강된 사면의 안정해석을 위해 가장 널리 사용되고 있는 방법은 한계평형해석 법으로 사용이 간편하다는 특징을 가지고 있다. 그러나 한계평형해석방법에서는 사면의 파괴면이 정착장을 통과하거나 정착장 바깥쪽을 지날 때에는 사면의 전체 안전율에 아무런 영향을 주지 못 하기 때문에 실제보다 보수적인 설계가 이루어질 수 있다. 따라서 본 논문에서는 각각의 해석방법을 이용하여 앵커로 보강된 사면의 안정해석을 수행하고 안전율을 비교하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제20권11호
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• pp.11-22
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• 2019

쏘일네일링 설계기법은 한계상태설계와 허용응력설계에 기반한 두가지 형태가 있다. 한계상태설계법은 지반강도와 작용하중 등에 개별적인 계수를 적용하여 안정성을 판단하며, 허용응력설계법은 안전율을 산출하고 이값을 허용최소안전율과 비교하여 안정성을 판단하는 설계법이다. 쏘일네일링 벽체 설계의 세계적인 추세는 허용응력설계법에서 한계상태설계법으로 변화하고 있다. 대부분의 국가에서 한계상태설계법을 적용하고 있으나 한국 및 일본에서는 아직까지 허용응력설계법을 사용하고 있다. 본 연구에서는 비탈면의 붕괴가 발생하여 보강이 이루어진 실제 쏘일네일 보강 비탈면에 대해, 미국의 FHWA GEC 7(2015), 프랑스의 Clouterre(1991), 영국의 CIRIA(2005), 홍콩의 Geoguide 7(2008) 및 한국의 건설공사비탈면설계기준(KDS 11 70 15, 2016)을 적용하여 안정성을 평가하고 그 결과를 상호 비교 분석하였다. 분석 결과, 국내의 건설공사비탈면설계기준에서 제시한 전체 안정성 검토 방법이 가장 보수적이며, FHWA, Clouterre, Geoguide 7 및 CIRIA의 순서로 보수적인 것으로 밝혀졌다. 그러나 그 결과에 있어서 FHWA과 Clouterre의 차이는 미미한 것으로 분석되었다. 또한, 본 연구를 통해 인발저항력의 극한값 적용, 부분 계수값의 도입 또는 피해규모를 고려한 최소안전율 차등적용 등 설계기준 개선을 위한 노력이 필요함을 파악하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제26권6호
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• pp.523-535
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• 2014

현 내진기준의 근간인 역량설계법(capacity design)에 의할 때, 중심가새골조의 내진설계는 기둥 및 보부재는 탄성부재로, 가새부재는 반복적인 인장과 압축을 통해 지진에너지를 소산하는 비탄성 부재로 설계되어야 한다. 가새부재는 에너지를 소산하는 과정에서 기둥부재에 추가적인 축력을 유입시키므로, 이 추가 축력을 고려하여 기둥부재를 탄성설계해야 한다. 현행 기준은 중심가새골조의 기둥부재 설계시 전층의 가새가 동시에 인장항복 및 좌굴하는 가장 보수적인 상황을 가정하여 기둥의 축력을 산정하거나 특별지진하중에 대해 기둥을 설계하는 방법을 제안하고 있다. 그러나 전층의 가새가 동시에 좌굴할 가능성은 희박하며, 특별지진하중에는 시스템 초과강도라는 경험적이고 우회적인 요소가 도입되었다는 한계가 있다. 이와 같은 문제점을 극복하기 위한 몇몇 선행 관련 연구들 역시 가새의 좌굴을 명시적으로 고려하지 못하였을 뿐더러 역학적 근거도 희박하다. 최근에 행해진 연구 중에서 역 V형 중심 가새골조를 대상으로, 기존의 기둥축력 산정법이 가지는 한계를 극복할 수 있는 새로운 기둥축력 산정법이 제안된 바가 있다. 하지만 역 V형 중심 가새골조와 X형 중심 가새골조의 하중전달 메커니즘은 상이하기 때문에 이 축력산정법을 X형 가새골조에 그대로 적용할 수는 없다. 따라서 본 연구에서는 X형 중심가새골조만의 역학적 특성을 고려한 네 가지의 기둥축력 산정법을 제안하였다. 특히 모달질량을 가중치로 고려하여 고차모드의 영향을 반영할 수 있는 새로운 방안을 제시하였다. 방대한 지진데이터를 입력으로 한 비선형 동적해석을 수행하여 제시된 방안의 타당성을 평가하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제12권2호
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• pp.45-53
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• 2011

쏘일네일 공법은 일반적으로 한계평형해석법을 토대로 검토한 사면안정해석결과를 이용하여 설계기준안전율 이상을 만족하면 안정한 것으로 판단하여 설계하고 있다. 그러나 쏘일네일의 길이가 짧은 경우 설계기준안전율을 만족하고도 발생변위가 과다하여 사용상에 문제가 발생하는 경우가 있다. 본 연구는 대형파괴재하시험결과에 의한 재하하중-안전율 및 재하하중-발생변위비와의 관계를 분석하여 쏘일네일 보강벽체의 안전율-발생변위비와의 상관관계를 분석하였으며, 분석결과 쏘일네일 보강벽체의 사용한계상태에 해당하는 발생 변위비 0.3% 이내를 만족하기 위해서는 한계평형해석에 의한 안전율이 최소 1.35 이상을 확보하여야 할 것으로 평가되었다. 또한 한계평형해석결과 최소 안전율 1.35 이상을 만족하여도 지반의 전단강도가 작거나 벽체높이가 높을 경우 사용한계상태에 해당하는 발생 변위비 0.3% 이내를 만족하지 못하는 경우가 있어 수치해석을 통한 발생변위 검토가 필요할 것으로 판단된다.

• 토지주택연구
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• 제4권3호
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• pp.279-286
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• 2013

기성 말뚝을 항타시공하는 방법은 시공비가 적게 들면서도 우수한 지지력을 얻을 수 있는 효율적인 시공방법이다. 하지만 국내와 같이 매립층이 많고 다양한 지반조건에서는 예상치 못한 문제로 인하여 기계적 굴착이 수반되는 매입공법으로 변경되기도 한다. 따라서, 항타공법이 매입말뚝에 비하여 불확실성이 더 높을 수 있다. 본 논문에서는 국내에서 건축물의 기초로 사용되고 있는 PHC 항타말뚝의 불확실성 요인을 줄여주고 보다 신뢰성 있는 설계가 가능하도록 하기 위하여 한계상태설계법의 일종인 하중저항계수법(LRFD) 설계정수를 산정하였다. PHC 항타말뚝의 LRFD 설계정수를 제안하기 위해 총 221회(초기동재하 : 93회, 재항타동재하 : 128회)의 동재하시험자료와 이들 말뚝에 대한 지지력 설계(Meyerhof 설계법, SPT-CPT 전환 설계법) 자료를 분석하고 목표 신뢰도 지수 2.33과 3.0에 대해 하중저항계수를 제시하였다. PHC 항타말뚝의 저항계수는 목표 신뢰도 지수에 따라 Meyerhof 방법, SPT-CPT 전환법은 각각 0.43~0.55 및 0.40~0.49를 나타내었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권12호
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• pp.1829-1836
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• 2010

지역난방은 열병합 발전소에서 생산된 열을 온수의 형태로 열배관 네트워크를 통해 넓은 지역에 일괄적으로 공급하는 난방시스템이다. 일반적으로 지역난방 열배관은 지중에 매설되며 내부를 흐르는 온수의 압력과 온도변화, 매설 토사와의 마찰 및 반력에 의한 하중을 받게 되므로 열공급 효율과 함께 기계적인 안전성에 대한 검토가 반드시 필요하다. 본 논문에서는 강관의 한계상태 설계법을 이용하여 한계판폭두께비와 한계변형률, 두 가지 관점에서 열배관의 국부좌굴 발생여부를 평가하였으며 그 결과 현재 국내에서 사용되고 있는 모든 열배관은 국부좌굴이 발생하지 않음을 확인하였다. 마지막으로 국부좌굴을 피하기 위한 최소 예열온도를 산출함으로써 예열온도에 대한 시공 기준을 제시하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제12권3호
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• pp.475-484
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• 1999

압력절점은 요소의 균등한 압력증분을 1개의 자유도로 갖는 절점이며, 유한요소의 하중-변위 평형방정식에 체적과 압력의 관계를 추가하여 한계압력 이후에서도 체적변화에 따른 압력증분을 직접적으로 제저할 수 있는 절점이다. 본 연구에서는 철근콘크리트의 평면 구성 방정식과 적층정식화에 적용한 쉘 요소에 압력절점을 추가하고 해석시 체적을 제어함으로써 철근콘크리트 원통형 구조에 대해 파괴까지의 극한내압 능력을 해석할 수 있는 체적제어 비선형 해석기법을 개발하였다. 본 논문에서 제안한 해석기법을 이용하여 철근콘크리트 원통형 구조물에 대하여 비선형 해석을 수행하여 한계압력과 한계압력 이후의 구조물의 거동을 예측하였으며 실험결과와 비교 검증하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제17권5호
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• pp.129-136
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• 2001

본 논문에서는 석탄회 매립지반의 액상화 가능성을 평가하기 위해 순수 모래시료와 더불어서 모래시료와 석탄회가 혼합된 모래시료에 대한 일련의 진동삼축실험을 변형률제어 방법으로 수행하였다. 실험결과 진동하중에 의해서 시료 내에 발생하는 간극수압의 크기는 작용하는 전단변형률의 크기에 심각하게 영향을 받고, 작용하는 전단변형률이 지반의 한계전단변형률 보다 작은 경우에는 진동수가 높은 조건에서도 간극수압이 발생하지 않음을 알았다. 또한 전단변형률이 약 0.1%보다 작고 한계전단변형률에 가까운 경우에는 순수 모래시료와 비교하여 본 논문에서 조사한 석탄회 함유율 범위 (10%~30%)의 시료에서 간극수압이 더 크게 발생하였다. 반면에, 전단변형률이 큰 경우에는 순수 모래시료에서 간극수압이 크게 발생하는 추세를 보였다. 반복 전단에 따른 간극수압의 발생량은 전반적으로 석탄회 함유율이 증가할수록 커지는 경향을 보였다. 이러한 결과를 근거로 해안이나 하천에 인접한 한계지 개발에 있어서 사질토에 석탄회를 혼합 매립하여 지반을 조성하는 경우에 액상화에 대해서 불안정한 지반이 될 가능성이 있는 것으로 판단되었다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제25권2호
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• pp.112-121
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• 2013

쇄석다짐말뚝의 한계상태설계법에서 신뢰성이론에 기반한 저항계수를 보정하기 위해서는 신뢰도 높은 극한지지력의 평가가 요구되고 있으며, 실무에서는 극한지지력을 예측하기 위하여 주로 정재하시험을 이용하고 있다. 정재하시험의 하중-침하량 곡선을 여러 도해법 등을 이용하여 극한지지력을 예측하는 평가법들이 설계기준에 제시되어 있으나, 기술자의 판단에 따라 극한하중이 일정하게 산정되지 못함으로써 신뢰성을 확보하기 어려운 단점이 있었다. 본 연구에서는 쇄석다짐말뚝의 정재하시험 결과를 비선형 회귀분석을 이용하여 극한지지력을 예측하고, 기존의 극한지지력 판정법과 비교함으로써 실제 극한지지력을 예측하는데 적합한 비선형 회귀모형을 제안하였다. 또한 극한지지력 판정법이 저항편향계수에 미치는 영향을 분석하고, 한계상태설계법을 위한 데이터베이스 축적을 목적으로 정재하시험을 계획하는데 필요한 시험조건을 검토하였다.