• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제30권1호
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• pp.127-137
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• 2021

철도시설물 안전 확보를 위한 동하중 관리 및 철도차량 유지보수 효율화를 위한 차륜 상태진단을 위해 레일의 변형률과 진동 값을 이용하는 방법이 주로 사용된다. 동하중은 레일의 변형률과 철도차량 하중이 비례한다는 가정을 바탕으로 측정이 이루어지며 차륜 상태는 결함의 크기와 레일 접촉진동의 크기가 비례한다는 가정을 통해 진단이 이루어진다. 하지만 차량 속도, 차륜 하중, 기후, 선로 상태와 같이 레일의 변형률과 진동에 영향을 주는 환경요소를 반영하지 않으면 측정 조건에 따라 많은 편차가 발생한다. 본 연구에서는 레일의 변형률과 진동에 영향을 주는 환경요소 중 선로 상태를 나타내는 주요 지표인 궤도틀림이 레일의 변형률과 진동에 미치는 영향을 동역학 시뮬레이션을 통해 살펴보고 측정 편차를 줄이기 위한 방안으로 측정지점 추가 확보에 따른 효과를 분석하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제25권10호
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• pp.55-65
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• 2009

강우침투에 의한 사면의 표층파괴는 국내에서도 잘 알려져 있고 이러한 불포화 사면에서의 수리학적/역학적 거동은 매우 복잡하다. 불포화사면에 대한 해석 수행 시, 함수특성곡선은 매우 중요한 지반정수로 활용되고 있는데 풍화사면의 경우 층으로 구성되어 있고 상재하중을 받고 있어 함수특성곡선의 적용시 적절한 상재하중의 효과에 대한 고려가 필요하다. 이러한 상황을 반영하기 위하여 본 연구에서는 풍화토를 대상으로 다양한 조건의 상재하중하에서 함수특성곡선을 획득하였으며 이를 통하여 불포화전단강도를 추정하였다. 또한 상재하중의 영향을 고려하여 불포화풍화사면에 대한 안정성을 평가하였다. 해석 결과 상재하중에 대한 효과는 매우 중요하며 적절한 해석에서의 적용은 사면안정성 예측은 항상 시킬 수 있다고 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권4호
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• pp.169-183
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• 2007

쇄석다짐말뚝으로 보강된 연약지반 상 기초지반의 침하특성과 하중분담효과를 구명하기 위하여 말뚝과 지반의 경계면 조건, 치환율, 형상비 및 상재하중 등을 고려하여 말뚝의 입력물성치 산정을 위한 현장재하시험과 수치해석을 수행하였고 본 연구의 해석결과와 비교, 검증하기 위하여 현장원형(prototype)시험을 진행 중에 있다. 아울러 기존의 SCP에 대한 탄성 하중전이 이론을 보정하여 수정식을 제안하였다. 해석결과 연성기초에 설치된 쇄석다짐말뚝의 경우 강성기초와는 다르게 경계면 조건에 따라 크게 영향을 받으며 침하특성은 자유변형률(free strain)로 인하여 말뚝은 감소하고 주변지반은 증가하는 경향을 보였으며 응력집중비는 말뚝 하부로 내려감에 따라 증가하였다. 또한 치환율과 형상비 증가에 따라 최대 응력집중비가 증가하나 어느 한계 이상에서는 수렴되었고 고치환율과 긴 말뚝에서는 상재하중 증가에 따른 영향을 크게 받는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제24권12호
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• pp.41-52
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• 2008

본 논문에서는 도로 혹은 철도 분야 옹벽 시공에 많이 적용되는 Back-to-Back (BTB) 옹벽 형태의 보강토 옹벽의 하중 지지 특성을 다루었다. 이를 위해 FHWA 설계 기준에서 구분하고 있는 두 가지 시공 조건에 대한 모형 보강토 옹벽을 구축하고 보강재 포설길이를 주 변수로 하여 상부에 상재하중을 파괴 시까지 재하하는 방법으로 다양한 조건에 대한 모형실험을 수행하였다. 실험 결과에 대한 분석 결과 좌 우 옹벽의 보강재가 중첩되지 않는 시공 조건의 경우 보강재의 길이에 따른 옹벽의 거동이 일반옹벽과 유사한 거동을 보이는 것으로 나타났으나 보강재의 길이가 중첩되는 경우에는 보강재의 길이에 따른 변화가 그다지 크지 않으며 보강재의 길이에 있어서 퐁벽높이 대비 50% 이하의 경우 하중지지력이 현저히 감소하는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제24권12호
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• pp.93-101
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• 2008

본 논문에서는 연약지반 성토시 지반보강 공법으로 적용되는 지오그리드 감쌈 스톤컬럼공법의 하중지지 메카니즘에 대한 내용을 다루었다. 이를 위해 연약지반 성토 시공과정과 지오그리드 감쌈 스톤컬럼의 배수 및 보강 효과를 현실적으로 모사할 수 있는 3차원 응력-간극수압 수치해석 모델을 이용하여 다양한 시공조건에 대한 해석을 수행하고 그 결과를 분석하였다. 그 결과, 임의 시공조건에 있어 지오그리드 감쌈으로 발현되는 구속효과로 인해 스톤컬럼의 강성이 증가되어 상부 성토하중의 주변 연약지반으로의 하중분담율을 감소시키고 따라서 과잉간극수압 및 이에 따른 침하량이 감소되는 것으로 나타났다. 이러한 효과는 지오그리드 감쌈길이 및 강성 등 보강조건에 좌우되는 것으로 나타났으며 임의 시공조건에 있어 보강효과를 최대로 확보할 수 있는 임계감쌈길이와 임계강성이 존재하는 것으로 분석되었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권1D호
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• pp.35-43
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• 2008

본 연구는 지난 4년간 한국도로공사 시험도로 아스팔트 포장의 주요 손상인자의 정량화와 그 변화를 다루고 있다. 포장상태조사 장비인 ARAN(Automatic Road Analyzer)을 이용하여 준공 직후인 2002년 12월부터 2006년 10월까지 총 5차례에 걸쳐 아스팔트 전단면에 대해 노면상태를 측정하고 소성변형, 균열손상, 그리고 종단평탄성을 중심으로 그 결과를 분석하였다. 실내시험을 통해 시험도로의 아스팔트 혼합물의 온도와 하중 재하속도에 대한 선형점탄성 거동을 비교하고, 표층용 혼합물인 ASTM 19mm에 대해서는 동탄성계수에 미치는 공극률의 영향도 검토하였다. 일반 밀입도 표층 단면의 차륜부에서 추출한 시편의 공극률을 측정하여 시험도로 포장의 다짐도 변화를 추정하였으며 이를 바탕으로 다짐도-포장 손상의 관계를 검토하였다. 교통하중과 포장 손상과의 연관성 분석 결과 소성변형과 균열을 포함한 노면 손상의 증가는 교통하중이 재하되는 시기와 바로 일치하지는 않았으며 오히려 온도와 같은 환경에 더 영향을 받는 것으로 관측되었다. 반면에 노면 평탄성은 공용년수가 증가 하면서 교통하중에 민감하게 반응하였으며 환경인자와의 상관성은 매우 낮은 것으로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권5A호
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• pp.495-501
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• 2009

본 논문에서는 앵커로 연결된 콘크리트-강재 구조물이 극한 반복주기하중을 받는 경우를 수치 시뮬레이션하기 위하여 필요한 콘크리트-앵커 부착모형에 대하여 논하였다. 제안되는 앵커의 부착-미끄러짐 수치모형은 비선형 일축 연결요소의 조합으로 이루어지며 인발실험 결과를 이용하여 부착-미끄러짐 모형의 인자를 결정할 수 있다. 제안된 앵커 부착-미끄러짐 모형을 Abaqus 요소의 조합으로 구성하고, 이를 사용한 해석 결과와 앵커의 완전부착모형을 사용한 해석 결과를 실험 결과와 비교하였다. 이로부터 극한 반복하중을 받는 콘크리트-강재 구조물 수치해석에는 합리적인 앵커 부착-미끄러짐 모형이 반드시 사용되어야 한다는 것을 알 수 있었으며 본 연구에서 제안한 합성 연결모형을 이용하면 사실적으로 앵커의 부착-미끄러짐 현상을 모사할 수 있다는 것을 확인하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권5A호
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• pp.873-880
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• 2006

본 논문에서는 기존의 수평전단 설계식을 적용하여 프리캐스트 바닥판 PSC 합성거더 교량을 설계, 제작하였다. 피로하중에 대한 바닥판과 거더 그리고 전단연결부의 내구성과 거동특성을 평가하기 위하여 피로실험을 수행하였다. 실험결과 200만회 반복하중을 재하한 후 바닥판과 거더의 균열 및 잔류처짐은 발생하지 않았으며, 휨강성의 감소없이 선형거동을 나타냈다. 그리고 전단연결부의 손상은 나타나지 않았다. 또한 정적실험을 수행하여 연결부의 거동과 설계식의 적용성을 평가하고, 극한하중 상태에서의 구조적 성능과 정적강도 등을 평가하였다. 프리캐스트 바닥판 PSC 합성거더 교량은 사용하중상태에서 균열에 대해 2.08의 안전율을 나타냈으며, 파괴 시 충분한 극한내력과 연성거동을 나타냈다. 수평전단 설계식을 프리캐스트 바닥판 PSC 합성거더 교량의 수평전단 설계에 적용할 경우 사용성 및 구조적 안전성에 문제가 없는 경제적이고 신속한 형태의 교량을 시공할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제11권4호
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• pp.476-483
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• 2023

본 연구에서는 철근-콘크리트 기둥의 3차원 유한요소 모델링을 통해 콘크리트 기둥 단면의 균열에 대한 철근의 부식과 하중의 영향을 해석적으로 분석했다. 철근 부식에 대한 콘크리트 계면 공극의 완충 효과를 반영했으며, 철근의 부식과정은 표면 하중을 통해 그 직경을 점진적으로 확장시킴으로써 구현했다. 이러한 변수들을 통한 해석적 접근을 통해 단면균열에 대한 (1) 기하학적 조건으로 대변되는 단면에서의 위치와 (2) 경계조건으로 대변되는 축방향 하중과 철근 부식량의 영향성을 분석했다. 철근-콘크리트 계면 균열은 계면 공극을 압도적으로 넘어서는 양의 부식이 진행된 조건에서 압축변형에 의해 발생됐으며, 기둥 표면의 균열은 축하중에 의한 인장변형으로 발생되며, 표면에서 발생된 균열은 기둥 단면의 내부로 발달됐다. 인장변형에 의한 계면균열은 축하중에 의존적이었으며, 단면의 피복부 균열 보다 선행적으로 발생됐다. 또한 축하중은 압축변형에 의해 발생되는 계면 균열의 분포와 속도에 영향을 미쳤으며, 인장 변형에 의한 균열에 지배적인 영향을 미쳤다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제24권12호
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• pp.39-45
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• 2023

본 논문에서는 3차원 수치해석을 통해 철도 노반에 인접한 굴착공사 시 궤도의 틀림을 분석하였다. 철도 노반에 인접한 굴착 공사는 열차 주행에 영향을 미칠 가능성이 높아 공사 시 인접 구조물의 안정성 및 영향성 검토를 필수로 수행하고 있지만, 그럼에도 불구하고 공사에 따른 침하 및 궤도틀림이 지속적으로 보고되고 있다. 굴착공사로 인한 지하수위, 지반의 응력 상태 변화 등은 인접 굴착 공사에 따른 구조물의 침하와 궤도틀림의 원인으로 지적되고 있다. 따라서, 본 연구에서는 인접 굴착 공사 시 궤도 틀림을 유발하는 인자를 변수로 고려하여 수치해석을 수행하였으며 운행 열차를 모사하기 위해 KRL-2012 표준 열차하중을 적용하였다. 분석 결과, 열차하중의 위치, 굴착지점과의 거리가 궤도틀림에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났으며, 열차 하중이 작용할 때 궤도 틀림이 크게 발생하는 것으로 나타났다. 지하수위의 영향은 크지 않은 것으로 나타났다.