• 제목/요약/키워드: 1 g 진동대 실험

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지진시 배면지반 조건이 중력식 안벽의 하중성분에 미치는 영향 (Influence of Backfill Condition on Force Components of Gravity Walls During Earthquakes)

  • 김성렬;황재익;김명모
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제22권1호
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    • pp.15-23
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    • 2006
  • 지진시 중력식 안벽에 작용하는 하중성분은 벽체 관성력, 토압 그리고 수압으로 구성되어 있는데 이러한 하중성분은 배면지반의 밀도, 자갈 뒤채움 등 배면지반 조건에 큰 영향을 받게 된다. 그러므로, 본 연구에서는 배면지반의 다짐정도, 자갈 뒤채움재의 설치여부를 달리한 총 4가지 배면지반 조건에 대한 진동대 실험을 수행한 후, 중력식안벽에 작용하는 벽체 관성력, 수압 그리고 배면토압의 크기와 위상관계를 분석하였다. 그 결과 자갈 뒤채움과 지반 다짐이 과잉간극수압 발생을 억제하는데 효과적이며, 배면 동적작용력의 크기와 위상은 과잉간극수압의 크기에 큰 영향을 받는 것으로 나타났다. 또한, 입력가속도 진폭이 0.1g 일때 전체하중에서 관성력, 전면동적수압 그리고 배면 작용력이 차지하는 비율은 각각 $64\%,\;21\%$ 그리고 $16\%$로 나타났으며 과잉간극수압의 크기가 증가함에 따라 전체합력에서 배면작용력이 차지하는 비율이 증가하였다.

지반-말뚝 시스템에 대한 3차원 동적 수치 모델링 기법 개발 (Development of 3D Dynamic Numerical Simulation Method on a Soil-Pile System)

  • 김성환;나선홍;한진태;김성렬;선창국;김명모
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제27권5호
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    • pp.85-92
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    • 2011
  • 말뚝의 동적 거동은 지반-말뚝의 동적상호작용, 지반의 비선형성, 지반-말뚝 시스템의 공진 현상 등 많은 요소가 상호 작용을 하므로 매우 복잡하다. 그러므로, 말뚝의 동적 거동을 수치해석으로 정확히 모사하려면 많은 노력과 시간이 필요하다. 본 연구에서는 기존의 범용 수치해석 프로그램인 FLAC 3D를 활용하면서도 해석시간을 크게 감소 시킬 수 있는 새로운 모델링 기법을 개발하였다. 본 기법은 전체 해석 영역을 근역 지반과 원역 지반으로 나누고 지반-말뚝 동적상호작용에 영향을 받지 않는 원역 지반을 요소망으로 모델링하는 대신 원역 지반의 지반 운동 시간이력을 근역 지반의 경계 조건에 입력 하중으로 적용하는 기법이다. 이 수치 모델링에서 지진파의 강도가 클 때 일어나는 지반의 비선형 거동을 모사하기 위하여 이력 감쇠 모델을 이용하여 접선 탄성 계수를 전단 변형률의 함수 값으로 입력하였으며, 지반과 말뚝 사이의 분리 현상을 모사하기 위하여 지반-말뚝 경계 요소를 도입하였다. 이 방법은 기존의 방법과 비교하여 해석 결과의 정확성을 유지하면서 해석 시간을 1/3로 감소시켰다. 제안된 수치해석 방법으로 예측한 1g 진동대 모형 실험의 원형 거동은 원형으로 환산한 모형 실험 결과와 유사하게 나타났다.

층 분할된 연성전단상자의 경계효과에 관한 수치해석적 분석 (Numerical Evaluation of Boundary Effects in the Laminar Shear Box System)

  • 김진만;류정호
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제24권8호
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    • pp.35-41
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    • 2008
  • 1-g 진동대 또는 지오센트리퓨지를 사용한 지반지진모사에 대한 동적모형실험을 수행할 때 층 분할된 연성전단상자가 자주 이용되고 있다. 본 연구는 3차원 수치해석기법을 이용하여 자유장, 강성토조와 층 분할된 연성전단상자내 모형지반을 각각 모델링하고 거동을 비교 분석하였다. 분석결과 강성토조의 거동과 자유장의 그것은 상당한 차이를 보이는 반면에 층 분할된 연성전단상자의 거동은 자유장과 유사한 거동을 하였다. 그러나 층 분할된 연성전단상자는 자유장에 비해 가속도가 과소평가되는 경향을 보였고, 특히 모형 중심부에서 가장자리로 갈수록 자유장의 것과 큰 차이를 보였다. 또한 층 분할된 연성전단상자는 자유장에 비해 장주기 특성을 가진 거동을 하여 지반가속도가 자유장의 그것보다 감소하는 경향을 보이는데, 이는 층 분할된 연성전단상자에서 주변지반의 강성과 관성효과가 제대로 반영되지 못해 발생하는 현상으로 판단된다.

테프론 또는 제강슬래그를 활용한 기초형 지진격리장치의 면진 메카니즘 평가 (Evaluation of Isolation Mechanism of Teflon or Steel Slag-Type Seismic Foundation Isolation Systems)

  • 손수원;강인구;푸얀 벅게리;김진만
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제34권1호
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    • pp.5-16
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    • 2018
  • 본 연구에서는 지반에서 1차적인 면진작용을 할 수 있는 지반형 지진격리장치의 내진성능을 평가하였다. 테프론과 제강슬래그를 이용하여 지반형 지진격리장치를 조성한 후 그 위에 모형 상부구조물을 설치하고 1-G 진동대 실험을 수행하였다. 다양한 수준의 입력지진파에 대해 응답가속도와 응답스펙트럼을 분석하였으며, 지진격리장치가 없는 고정기초 구조물과 결과를 비교하였다. 연구결과, 제강슬래그형 지진격리장치가 가장 가속도 저감효과가 좋았으며, 테프론형 지진격리장치는, 중 약진 조건에서는 가속도 저감효과가 크게 없고 강진조건에서는 가속도 저감효과가 좋았다. 입력파가 상부질량(Mass)으로 전달되면서, 고정기초 구조물의 응답스펙트럼은 입력지진파에 비해 단주기영역에서 증폭하고, 테프론과 제강슬래그를 이용한 지진격리장치가 있는 구조물의 응답스펙트럼은 입력지진파에 비해 장주기 영역에서 증폭하였다. 이러한 주기특성 변화와 재료간의 마찰특성이 가속도 저감효과에 영향을 준 것으로 판단된다.

쇄석 띠기초와의 거리에 따른 주변지반의 가속도 변화 (Acceleration Variation of Surrounding Ground according to distance from Strip-Type Crushed Stone Foundation)

  • 손수원;손태익;김수봉;김진만
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제20권1호
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    • pp.217-223
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    • 2019
  • 국내외에서 점토층이나 준설토 등이 있는 연약지반을 개량하고, 그 지반위에 구조물을 건설하는 수요는 점차적으로 늘어나고 있다. 그리고 이러한 개발과 더불어 태풍, 산사태, 지진 등과 같은 자연재해의 빈도와 규모도 증가하고 있다. 이러한 자연재해로 인한 피해를 예방하기 위한 방법 중 하나가 지반개량공법이다. 본 연구에서는 쇄석을 띠기초 형식으로 설치하였을 때의 주변지반의 가속도 변화를 1-G 진동대 실험을 이용하여 분석하였다. 점토를 이용하여 지반을 조성하고 기초는 쇄석을 띠형식으로 설치하였다. 주기가 다른 입력지진파에 대해 응답가속도와 응답스펙트럼을 분석하였다. 쇄석 띠기초와의 인접거리에 따른 가속도 변화를 분석하여 지진시 쇄석 띠기초가 주변지반의 가속도 변화에 미치는 영향을 평가하였다. Hachinohe 지진파 결과에서는 쇄석띠기초와의 거리에 비해 가속도가 큰 감소는 없지만, 두가지 지진파에 대한 최대응답가속도가 쇄석띠기초와의 거리에 반비례하였다. 응답스펙트럼 분석결과, 장주기와 단주기 입력파에서의 감쇠되는 주기가 달랐으며, 이와 같은 응답스펙트럼 변화가 가속도의 최대가속도값에 영향을 준 것으로 판단된다. Hachinohe 지진파에서는 쇄석띠기초와 멀어질수록 0.08~0.5초 사이의 주기에서 감쇠가 컸으며, Northridge 입력파에서는 쇄석띠기초와 멀어질수록 0.2초 이내의 주기에서 감쇠가 컸다.

액상화 지반에 근입된 말뚝의 파괴거동 분석 (Analysis of Failure Behavior of Piles Embedded in Liquefied Soil Deposits)

  • 조종석;한진태;황재익;박영호;김명모
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제22권11호
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    • pp.123-131
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    • 2006
  • 지진 시 액상화에 의한 지반흐름은 말뚝파괴에 가장 큰 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 실제로 충분히 큰 정적 안전율을 갖도록 설계된 말뚝이 지진 시 좌굴에 의해 파괴되는 사례가 빈번히 발생하였다. 본 연구에서는 1-g 진동대 실험을 통해 액상화 지반에 근입된 말뚝의 좌굴에 의한 파괴거동을 분석하였다. 실험 결과, 좌굴하중에 근접한 연직하중을 받고 있는 말뚝은 지반의 액상화 발생 시 좌굴에 의해 쉽게 파괴될 수 있으며 액상화에 의한 지반흐름이 발생할 경우, 말뚝의 횡방향 변형이 증가하면서 좌굴파괴하중이 감소함을 알 수 있었다. 또한 파괴된 말뚝을 꺼내어 관찰한 결과, 액상화가 발생한 후라도 지반에 구속압이 존재하여 Euler 좌굴현상과 다르게 말뚝 하부가 아닌 중간위치에서 말뚝파괴가 발생하였으며 지반경사가 급해질수록 지반흐름에 의한 파괴 위치가 점점 말뚝하부로 낮아짐을 볼 수 있었다.

비대칭지반에 설치된 무리말뚝의 동적거동 분석 (Analysis of Dynamic Behavior of Group Piles in Asymmetric Ground)

  • 조경일;강홍식;정구식;안광국
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제24권10호
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    • pp.41-49
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    • 2023
  • 산악지역 및 경사지반과 같은 비대칭지반에 설치된 교각과 같은 구조물은 바람, 온도, 지진등의 다양한 하중을 받게 된다. 비대칭지반에 설치된 교각과 같은 구조물을 안정적으로 지지하기 위해 보편적으로 말뚝기초가 많이 사용되고 있다. 교각을 지지하는 말뚝기초의 거동은 다양한 하중조건에 의해 변화하게 된다. 특히 지진과 같은 동적하중이 작용하는 교각을 지지하는 말뚝기초의 거동을 분석하기 위해서는 지반-말뚝-구조물 상호작용이 검토되어야 한다. 지진이 작용하는 비대칭지반에 설치된 말뚝기초는 지반경사, 진동방향에 따른 지반저항력 차이, 지반 변위 등에 의해 말뚝기초와 지반의 동적 상호작용은 매우 복잡해진다. 본 연구에서는 비대칭지반으로 경사사모래지반의 소단에 설치된 상부구조물을 지지하는 무리말뚝의 동적거동에 경사지반의 기울기가 미치는 영향을 확인하기 위해 1g 진동대 모형실험을 수행하였다. 그 결과, 경사지반의 기울기가 증가함에 따라 말뚝캡, 상부구조물의 가속도는 감소하는 것으로 확인되었으며, 말뚝의 동적 p-y 곡선의 할선기울기는 감소하는 것으로 확인되었다.

건조 모래지반의 상대밀도에 따른 무리말뚝의 동적거동특성 (Dynamic Behavior Characteristics of Group Piles with Relative Density in Sandy Soil)

  • 김흥태;강홍식;정구식;안광국
    • 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.

이층지반에 설치된 무리말뚝의 동적 거동 분석 (Analysis of Dynamic Behavior on Group Piles in Two-Layered Sandy Ground)

  • 김흥태;강홍식;정구식;안광국
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제24권10호
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    • pp.51-58
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    • 2023
  • 지진 시 상부구조물을 지지하는 무리말뚝의 동적거동은 상부구조물의 관성력과 지반의 운동력에 의해 서로 다른 복잡한 동적 메커니즘에 영향을 받는다. 지진 시 상부구조물의 관성력과 지반의 운동력에 의한 지반, 말뚝기초, 상부구조물의 상호작용을 고려하여 말뚝기초의 동적거동을 분석하는 방법으로 동적 p-y 곡선이 사용되고 있다. 말뚝기초의 동적 p-y 곡선을 확인하기 위한 대부분의 연구는 사질토 및 점성토로 이루어진 단일지반에 설치된 말뚝기초를 대상으로 확인되었을 뿐 다층지반에 설치된 말뚝기초의 동적 p-y 곡선을 확인하기 위한 연구는 미비한 실정이다. 이에 본 연구에서는 서로 다른 상대밀도를 갖는 이층지반의 상·하지반의 지층비가 상부구조물을 지지하는 무리말뚝의 동적거동에 미치는 영향을 확인하기 위해 1g 진동대 모형실험을 수행하였다. 그 결과 지층비가 증가할수록 지반, 말뚝캡, 상부구조물에서의 최대가속도는 증가하고, 말뚝기초의 최대휨모멘트의 발생 위치는 변화하는 것으로 나타났다. 그리고 말뚝기초의 동적 p-y 곡선의 기울기는 지층비에 따라 감소 및 증가하는 것으로 확인되었다.

흉유돌근골막 피판을 이용한 후두 재건 (EXPERIMENTAL RECONSTRUCTION OF LARYNX WITH STERNOMASTOID MYOPERIOSTEAL FLAP)

  • 조재식;안병현;김선태;이종원
    • 대한기관식도과학회:학술대회논문집
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    • 대한기관식도과학회 1991년도 제25차 학술대회 연제순서 및 초록
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    • pp.28-28
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    • 1991
  • 후두암의 수직절제 수술후의 후두 재건 목적은 기관절개를 통하지 않고 후두를 통한 호흡이 가능하도록 하면서 연하시 기도흡인을 피하기 위한 sphincter 능력의 보존, 그리고 발성이 가능하도록 성대진동 mechanism을 재건하는데 있다. 오늘날 수많은 후두학자들에 의해서 고안 개발된 다양한 재건 방법이 있다. 연자는 광범위한 후두절제에 따른 큰 결손을 메우기 위해 bulky하면서도 점막 상피의 재생이 용이한 재건 피판으로 흉유돌근골막 피판을 이용하여 후두 결손부를 재건하여 보았다. 방법은 성견 3마리를 대상으로하여 thiopental sodium 정맥주사로 전신마취를 시행한 후 설골에서부터 흉골상까지 경부 정중앙의 피부를 절개하고 후두를 노출시켜 후두 수직절제술을 시행하였다. 흉유돌근과 흉골에 부착된 골막을 박리하여 흥유돌근골막 피판을 제작한 후 골막이 후두강 안쪽으로 되도록하여 골막연과 후두점막을 봉합하였다. 그리고 3, 5, 9개월에 후두적출술을 시행하여 병리조직학적 및 수술후 경과를 관찰하였다. 3실험견 모두 기관절개술 없이 후두를 통한 호흡이 가능하였고 흡입성 폐렴이나 피하기종등의 합병증없이 창상이 치유되었으며 발성도 양호하였다. 이식된 골막위로 신생혈관의 출현과 함께 점막재생이 잘되 있었다. 단지 봉합사 주위에 소량의 육아종이 관찰되었다. 조직학적으로는 섬유조직위로 편평상피가 재생되었으며 성문하부에서는 일부 섬모가 있는 호흡기 점막도 관찰되고 골막하부에 신생골 형성은 관찰할 수 없었다. 골막 피판은 그 유연성 때문에 결손부위의 점막연에 맞춰도 tension이 없고 공기 누출이 되지 않게 봉합이 가능할 뿐 아니라 점막이 재생할 수 있는 frame-work의 역할을 하는 것으로 사료되었다. 이상과 같은 사실로 미루어 흉유돌근 자체가 견실하고 골막에 혈류공급이 잘되어 창상치유에 좋을 뿐 아니라 큰 후두결손부의 재건이 가능하리라고 사료되었다.로서 몇가지 앞으로의 치료지침에 도움이 되는 결과를 얻었기에 보고하는 바이다. 1) 성별 분포는 남자 16(39 %), 여자 25 (61%)이었으며 1 : 1.5의 빈도를 보였다. 2) 연령 분포는 20대와 30대에서 남녀 모두 25명으로 대부분을 차지하였다. 3) 부식제의 종류는 빙초산이 26명 (63.4 %)으로 대부분을 차지하였고 염산 7 (17.1 %) Lye 3 (0.7 %) 의 순이었다. 4) 음독후 12시간내에 식도경술을 받은 환자가 3명(0.7 %) 12-24시간에 받은 환자가 17명(41.5 %), 24 - 48시간에 받은 환자가 11명(26. 8%)으로 48시간 내에 시행받은 환자가 전체의 75.6%를 차지하였다. 5) 식도경 검사상 나타난 식도화상은 Grade I 11명 (26.8%) G.ade II 18(43.9%) Grade III 7명(17.1%) 이었으며 Grade II 인 경우가 18명(43.9%)로 가장 많았으며 Grade I 11명(26.8 %), Grade III 7명 (17.1 %) Normal 5명 (12.2 %) 순이었다. 6) 조기 식도경 검사에서 41명중 oral cavity burn이 없었던 경우가 15명(36. 1 %) 이었으며, oral cavity burn이 있었던 26명중 5명(19 .2 %)에서 Esophageal burn이 없었다 특히 Esophageal burn의 Grade II, III 25명 중 9명(29.6 %)에서 oral cavity burn이 없었다. 7) 식도 부식중 환자의 치료 원칙으로 Grade I, II, III에서 항생제 및 보존적 치료를 하였으며 Grade I에선 oral feeding을 시켰고 Steroid는 경우에 따라 투여하였으며 Grade III에선 원칙적으로 사용치 않았다. 식도조영술은 Grade I II III에서 3주 후에 모두 시행하였다. 8) 3주 후 식도조영술을 실

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