• Structural Engineering and Mechanics
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• 제90권6호
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• pp.591-600
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• 2024

This study investigated the acceleration response and shape change characteristics of a gravity quay wall according to the magnitude of the applied acceleration. The quay wall was defined as a port facility damaged by the Kobe earthquake. Four experimental scenarios were established based on the inclination condition grades, considered to be a significant defect factor in the quay wall. Then, the shaking table test was conducted using scaled-down quay wall models constructed per each scenario. The ground acceleration was gradually increased from the peak ground acceleration (PGA) of 0.1 g to 0.7 g. After each ground acceleration test, acceleration installed on the wall and backfill ground and inclination on the top of the wall were measured to assess the amplification of peak response acceleration and maximum response amplitude and the change in the inclination of the quay wall. This study also analyzed the separation of the quay wall from the backfill and the crack pattern of the backfill ground according to PGA values and inclination condition grades. The result of this study shows that response acceleration could provide a reasonable prediction for the changes in the inclination of the quay wall and the crack generation and propagation on the backfill from a current inclination condition grade.

• 한국지반공학회논문집
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• 제22권5호
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• pp.59-67
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• 2006

동일한 흙으로 조성된 모형지반에 대하여 1-g 모형실험과 원심모형실험을 수행하고 그 결과를 비교하였다. 원형지반은 10m 두께의 수평하고 느슨한 포화 사질토 지반으로 가정하였다. 1-g 모형실험은 1/20 축소모형, 원심모형실험은 1/40 축소모형을 이용하였다. 원심모형실험의 경우 점성유체를 사용하여 동적시간에 대한 상사비와 과잉간극수압소산시간에 대한 상사비가 동일하도록 하였다. 원심모형실험의 계측결과는 원형지반의 거동으로 가정하였다. 그리고, 1-g모형실험에 정상상태개념 및 두 가지 시간상사비 등을 적용하여 원형지반의 거동을 모사하고자 하였다. 동일한 위치에서의 과잉간극수압, 지반가속도 그리고 지표 침하량 등을 계측하여 비교하였다. 실험결과 지반의 투수계수가 작아서 진동 중 과잉간극수압 소산의 영향이 작고, 소산시간상사비를 적절하게 결정하면 1-g 모형실험으로부터 원형지반의 과잉간극수압 거동을 모사할 수 있는 것으로 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권4호
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• pp.52-58
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• 2016

최근 빈번한 지진발생으로 인한 구조물에 대한 안전성에 대한 관심이 증대하는 가운데 면진시스템은 신축 구조물뿐만 아니라 기존 구조물에 대해서도 구조물 자체의 기능이나 미관을 손상시키지 않고 효과적으로 내진성능을 향상시킬 수 있는 방법이며, 지진을 경험한 외국에서 이미 그 효율성이 입증된 방법이다. 본 연구에서는 스테인리스 물탱크를 대상으로 지진에 대한 안전성 확보를 위해 천연고무받침(NRB)을 이용한 면진시스템을 제안하였다. 이에 대해 비면진 물탱크와 천연고무받침이 설치된 물탱크의 내진성능을 평가하기 위해 진동대 실험을 실시하였다. 물탱크에 변위계를 설치한 후 0.0m, 1.5m, 2.5m 수위별로 인공지진파 0.154g, 0.231g, 0.341g, 0.348g를 가진하여 비면진 물탱크와 천연고무받침이 설치된 물탱크에 거동 특성을 비교 분석하였다. 진동대 실험 결과 수위 2.5m의 경우 면진 물탱크에서 전반적으로 면진시스템의 감쇠효과가 나타나지만, 수위 0.0m, 1.5m의 경우 비면진 물탱크보다 면진 물탱크에서 큰 변위가 발생하는 것으로 나타났다. 이는 물탱크 수위에 따른 중량이 면진시스템의 감쇠효과에 영향을 미치는 것으로 판단되며 면진시스템을 이용하여 물탱크의 내진 보강을 할 경우 유체의 저장 수위에 따라 지진격리받침을 설계해야 할 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2005년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.1118-1125
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• 2005

In this study, seismic safety of CFRD(Concrete-Face Rockfill Dam) type "D" dam in operation is evaluated from the results of 1-g shaking table test using similitude laws. Model dam is made by similitude law considering the grain size of prototype dam component. After the model dam is impounded to the normal water level(N.W.L), it is excited by artificial earthquake wave corresponding to standard design respond spectrum of the "D" dam site. Displacement response behavior of the dam is examined through the measurement of vertical and horizontal displacement of dam crest. Also, amplification characteristics of acceleration with dam height is examined through the measurement of acceleration with dam height. Finally, the purpose of this study is to evaluate seismic safety of "D" dam in operation. From the results of acceleration measurement, it was found that acceleration of dam crest was amplified about 1.52 times compared to the acceleration of dam bottom and amplification phenomenon is outstanding at three quarters of dam height from the bottom of dam. From the analysis of displacement behavior, it was estimated that vertical displacement of prototype dam is 6.8cm (0.1% of dam height) and horizontal displacement 12.3cm(0.2% of dam height). These percentages is much lower than 1% of dam height(general stability criteria). Therefore, it was concluded that seismic stability of "D" dam against an estimated earthquake is guaranteed.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제24권3호
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• pp.295-305
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• 2011

본 연구에서는 원자력발전소의 주요 설비중의 하나인 전기설비를 대상으로 지진취약도 재평가를 위한 진동대 실험을 수행하였다. 원자력발전소 내에는 많은 전기설비들이 설치되어 있으며, 이러한 전기설비의 손상은 전기설비 자체의 손상에서 그치는 것이 아니고 발전소 전체의 안전성에 큰 영향을 미칠 수 있다. 따라서 원자력발전소의 확률론적 지진안전성 평가에서는 주요 전기설비에 대한 지진취약도 결과를 활용한 평가를 수행하고 있다. 본 연구에서는 기존의 확률론적 지진안전성 평가에서 사용하고 있는 전기설비의 지진취약도 값에 대한 재평가를 위하여 원자력발전소에서 사용하고 있는 주요 기기에 대한 진동대 실험을 수행하였다. 평가대상 전기설비로는 480V MCC를 선정하였으며, 진동대 실험을 위하여 NRC 설계지진, 등재해도 스펙트럼에 의한 인공지진 그리고 PAB165'에서의 층응답스펙트럼을 이용한 인공지진의 3가지 지진파를 이용하였다. 설계지진동 수준인 최대지반가속도 0.2g부터 단계적으로 입력수준을 증가시키면서 실험을 수행하였다. NUREG/CR-5203에서 제시하고 있는 방법에 의거하여 캐비넷에서의 증폭비를 비교하였으며, EPRI TR-103959의 방법으로 취약도 평가를 수행하여 기존의 확률론적 지진안전성 평가에서 사용하고 있는 지진취약도 결과와 비교하였다. 결론적으로 기존의 보고서에서 제시하고 있는 취약도 결과가 다소 보수적으로 평가하고 있음을 알 수 있었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제24권7호
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• pp.5-14
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• 2023

최근 국내·외에서 지진이 자주 발생하고 있다. 이러한 지진은 다양한 형태의 자연적 피해와 물리적 피해의 원인이 된다. 특히, 지반이 액체와 같은 거동을 보이는 액상화는 구조물에 큰 피해를 발생시킨다. 이에 다양한 액상화 피해 저감 공법들이 연구 및 개발되고 있다. 이에 본 연구에서는 시트파일 공법을 이용하여 기존 구조물에 적용 가능한 지진 시 액상화 피해 저감 공법에 대해 연구하였다. 1-G 진동대 실험을 수행하였고 주문진 표준사로 지반을 조성하였다. 상사 법칙을 적용하여 2층 규모의 모형 구조물을 제작하였고, 입력파는 가속도 수준 0.6g와 주파수 10Hz의 정현파를 적용하였다. 다양한 근입비에 따른 구조물 피해 저감 효과를 분석하였다. 연구 결과, 시트파일 공법을 적용하여 지반을 보강하였을 때의 구조물 침하가 지반 보강을 하지 않았을 때보다 약 71% 정도 감소하였으며, 최소 침하량을 보인 근입비는 "1"이었다. 그리고 근입비가 증가할수록 시트파일로 인해 지반 내 간극수압의 소산이 지연되는 경향을 보였다. 이러한 결과를 바탕으로 근입비에 따른 구조물 침하와의 관계를 그래프와 관계식으로 제안하였다. 본 연구 결과는 향후 기존 구조물에 적용 가능한 시트파일 공법을 개발하는데 있어 기초자료로 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

• Advances in concrete construction
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• 제13권3호
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• pp.215-221
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• 2022

Considering their similar mass densities, an attempt was made to optimize the mix design of micro-concrete that used barite sand as an aggregate by substituting marble powder (5%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 70%), clay brick powder (30%, 50%, 70%), and fly ash (30%, 50%, 70%) for the concrete (by mass) to form specimens for shaking table tests. The test results showed that for these three groups of materials, the substitutions had little effect on the density. The barite sand played a decisive role in the density, and the overall density of the specimens reached approximately 2.9 g/cm³. The compressive strength and elastic modulus decreased with an increase in the substitution rates for the three types of materials. Among them, the 28 day compressive strength values of the 40% and 50% marble powder groups were 11.73 MPa and 8.33 MPa, respectively, which were 58.7% and 70.7% lower than the control group, respectively. Their elastic modulus values were 1.33×10⁴ MPa and 1.42×10⁴ MPa, respectively, which were 39.1% and 35% lower than those of the control group, respectively. The 28 day compressive strength values of the 50% and 70% clay brick powder groups were 13.13 MPa and 5.8 MPa, respectively, which were 53.8% and 79.6% lower than the control group, respectively. Their elastic modulus values were 1.54×10⁴ MPa and 1.19×10⁴ MPa, respectively, which were 29.7% and 45.4% lower than those of the control group, respectively. The 28 day compressive strength values of the 50% and 70% fly ash groups were 13.5 MPa and 7.1 MPa, respectively, which were 52.5% and 75% lower than those of the control group, respectively. Their elastic modulus values were 1.36×10⁴ MPa and 0.95×10⁴ MPa, respectively, which were 37.9% and 56.6% lower than those of the control group, respectively. There was a linear relationship between the 28 day compressive strength and elastic modulus, with the correlation coefficient reaching a value higher than 0.88. The test results showed that the model materials met the high density, low compressive strength, and low elastic modulus requirements for shaking table tests, and the test data of the three groups of different alternative materials were compared and analyzed to provide references and assistance for relevant model testers.

• Geomechanics and Engineering
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• 제3권4호
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• pp.291-321
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• 2011

The paper describes a simple numerical FLAC model that was developed to simulate the dynamic response of two instrumented reduced-scale model reinforced soil walls constructed on a 1-g shaking table. The models were 1 m high by 1.4 m wide by 2.4 m long and were constructed with a uniform size sand backfill, a polymeric geogrid reinforcement material with appropriately scaled stiffness, and a structural full-height rigid panel facing. The wall toe was constructed to simulate a perfectly hinged toe (i.e. toe allowed to rotate only) in one model and an idealized sliding toe (i.e. toe allowed to rotate and slide horizontally) in the other. Physical and numerical models were subjected to the same stepped amplitude sinusoidal base acceleration record. The material properties of the component materials (e.g. backfill and reinforcement) were determined from independent laboratory testing (reinforcement) and by back-fitting results of a numerical FLAC model for direct shear box testing to the corresponding physical test results. A simple elastic-plastic model with Mohr-Coulomb failure criterion for the sand was judged to give satisfactory agreement with measured wall results. The numerical results are also compared to closed-form solutions for reinforcement loads. In most cases predicted and closed-form solutions fall within the accuracy of measured loads based on ${\pm}1$ standard deviation applied to physical measurements. The paper summarizes important lessons learned and implications to the seismic design and performance of geosynthetic reinforced soil walls.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제21권6호
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• pp.409-418
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• 2018

In this study, experiments were carried out after fabricating and installing a physical model considering the size of the prototype. In the model test, the number of struts placed on the wall and the applied acceleration were selected as test variables. Two different types of waves, long-period and short-period, were applied with magnitudes of 0.05g, 0.1g, 0.2g, and 0.3g. Measured are displacements at specified points. As a result of the analysis, displacement exceeding the allowable displacement of the wall occurred at an acceleration greater than 0.05g to 0.1g depending on the seismic waves applied. Therefore guidelines have to be established through further studies for aseismic design of earth retaining walls.

• 한국지반공학회논문집
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• 제38권6호
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• pp.17-28
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• 2022

동적 하중 재하시 지반-구조물 상호작용 확인을 위해 진동대 실험이 많이 시행됐으나, 대부분 단자유도 상부 구조물과 단말뚝을 적용한 진동대 실험이 주를 이루고 있다. 이에 본 연구에서는 다자유도 구조물과 군말뚝을 적용한 대형진동대 실험을 통해, 상부 구조물의 관성 상호작용 영향을 분석하였다. 실험 결과, 단일 진동수에서의 증폭 경향을 나타내는 단자유도 구조물과는 다르게 다자유도 구조물에서는 다수의 진동수 구간에서 시간-가속도 발생 경향 및 응답 주파수의 유사성과 증폭 경향이 나타났다. 또한, 벽체 구조물에 비하여 기둥 구조물에서의 기초판과 상부 구조물과의 증폭현상이 더 크게 발생하여 기둥 구조물에 의한 관성 상호작용 효과가 더 큰 것으로 판단된다. 그리고 기초판에서의 전단력 및 관성력 관계, 상대 수직 변위 및 상대 수평 변위 관계와 심도별 동적 p-y 곡선에 대한 분석을 수행하였다. 분석 결과, 다자유도 구조물에서는 단자유도 구조물과는 상이한 거동을 나타내고 있으며, 벽체보다 기둥 구조물의 관성 상호작용의 효과가 더 큰 것으로 나타났다.