• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권10호
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• pp.5176-5183
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• 2013

일반적으로 국내에서의 경량기포콘크리트는 건축용 온도구조용 단열재나 토목용 폐공 채움재, 터널의 뒤채움재 등으로 사용되고 있으며 기타 사무실 바닥 충전재, 경량블록제조 등으로 사용되어지고 있다. 이러한 경량기포콘크리트의 사용범위를 확대하여 연약지반에 도로건설시 등간격으로 말뚝을 설치하여 기층으로 사용하는 공법을 연구중에 있다. 본 연구에서는 경량포장체의 연약지반에서의 거동 특성을 분석하기위해 지오센트리퓨지 시험을 이용하였다. 실제 포장체를 1/30로 축소한 슬래브 형태의 모형을 카올리나이트로 조성된 연약지반에서 시험을 실시하였다. 말뚝 배열은 무리말뚝(36본 $3{\times}12$)로 제작하여 사용하였다. 시험 중력 레벨은 실중력의 30배로 원심력을 작용하여 실험하였으며 이때 작용하는 경량포장체 모형의 거동특성을 바탕으로 실제 경량포장체의 거동특성을 추정하였다. FMA해석결과의 10배인 39.4kg(실제 하중35ton)의 횡하중를 가했을 경우 7.8mm(실제 거동 23.4mm)의 미세한 거동만 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권2호
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• pp.631-642
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• 2013

현장지반의 공학적 특성을 파악하기 위한 콘 관입시험(Cone Penetration Test; CPT)은 원지반의 연속적인 강도 특성을 분석하여 다양한 지반변수를 손쉽게 획득할 수 있다는 점에서 널리 활용되고 있으며, 원심모형실험에서도 널리 활용되고 있다. 본 연구에서는 원심모형실험에서 콘선단저항치를 계측할 수 있는 직경이 10 mm인 소형 콘을 개발하고 원심모형실험에서의 적용성을 평가하였다. 개발된 콘으로 4자유도 로봇을 활용하여 원심모형 가속 상태에서 콘 관입시험을 수행하였다. 이 때, 원심가속도 수준을 4회 변화시켜 다양한 유효응력상태에서 콘 관입시험을 실험을 수행하였다. 그 결과, 얕은 관입깊이의 동일한 유효응력에서 콘 선단저항치는 g-level에 영향을 받으며, 선단저항치가 임계 깊이 도달하는 깊이는 g-level과 상대밀도가 커질수록 깊어짐을 확인하였다. 또한, 각 실험에서 임계 깊이에 도달한 선단저항치와 실내실험에서 획득한 지반물성을 이용하여 기존 경험식과 비교하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제34권11호
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• pp.57-70
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• 2018

본 논문에서는 항만구조물의 성능기반 내진설계 도입을 위해서 액상화를 포함하는 비선형 유효응력해석기법의 검증을 실시하였다. 중력식 케이슨안벽의 지진시 거동에 대해서 수치해석의 결과는 동적원심모형시험의 결과와 원형스케일로 직접 검증되었다. 중력식 안벽의 모형은 강성토조내에 지진시 과잉간극수압의 증가가 발생하는 포화 사질토 지반위에 조성되었으며, 원심가속도 60g하에서 높이 10m, 폭 6m의 케이슨 안벽을 묘사할 수 있다. 원심모형시험의 원형스케일과 동일하게 2차원 평면 변형율 조건하에서 비선형 유효응력 수치해석 모델을 구성하였다. 지반의 비선형 거동모델과 함께 Byrne의 액상화 모델을 사용하였으며, 경계요소를 적용하여 안벽과 지반의 분리거동을 묘사하였다. 검증결과, 안벽의 잔류변위를 포함하여 지반 및 안벽의 수평가속도와 안벽기초 하부 사질토 지반의 과잉간극수압 증가양상 모두 유사한 결과를 나타내었다.

• 산업기술연구
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• 제25권B호
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• pp.55-62
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• 2005

This paper is the results of experimental and numerical works on analyzing the geotechnical engineering behavior and characteristics of excavated clay slope formed by the method of excavated replacement which is one of treatments in soft soil ground. For the centrifuge model tests, models of excavated clay slope were prepared by remolding the marine clayey soil sampled from the field. Tests were performed with changing the slope to investigate the behavior of them. On the other hand, numerical analyses were carried out to analyze the change of safety factor against instability of slope with time. Changes of pore water pressure, shear strength and displacement were also investigated. As results of centrifuge model tests with slopes of 1:1.5 and 1:3 using the confining body of simulating the effect of excavation, for the case of 1:1.5, slope failure occurred right after remove the confining body whereas relatively small displacements within the range of 3.2mm, implying to maintain the stability of slope, were observed for the case of 1:3 slope. From the results of numerical analyses using the software of PLAXIS to investigate the stability of slope after excavation, the minimum safety factor against slope failure was 1.28 for the case of 1:3 slope. The further researches in the future are required with considerations of build up of static pore water pressures during acceleration of centrifuge, depth of excavation influencing the behavior of the slope and permeability of the slope since excavation of the slope was not simulated well resulted from the limitations of apparatus at the stage of excavation during the centrifuge tests.

• 유체기계공업학회:학술대회논문집
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• 유체기계공업학회 2005년도 연구개발 발표회 논문집
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• pp.405-412
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• 2005

Numerical and experimental investigations were conducted to assess the aerodynamic performance of several centrifugal compressors. In order to impose an appropriate physics at the interface between impeller and vaned diffuser numerically, two different techniques, frozen rotor and stage models, were applied and the simulation results were compared with the corresponding prototype test data. An equivalent sand-grain roughness height was utilized in the present computational study to consider a relative surface roughness effect on the stage performance simulated. From a series of investigations, it was found that the stage model is more suitable than the frozen rotor scheme for the steady interactions between impeller and diffuser in turbocompressor applications. It is supposed that the solution by frozen rotor scheme is inclined to overrate the non-uniformity of the flow fields. The predicted aerodynamic performance accounting for surface roughness effect shows favorable agreement with experimental data. Simulations based on the aerodynamically smooth surface assumption tend to overestimate the stage performance.

• Geomechanics and Engineering
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• 제11권6호
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• pp.847-865
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• 2016

In this study, a series of geotechnical centrifugal tests were conducted to investigate the effectiveness of settlement control of two types of rigid pile structure embankments (PRSE) in collapsible loess under high-speed railway embankments. The research results show that ground reinforcement is required to reduce the post-construction settlement and settlement rate of the embankments. The rigid pile structure embankments using rigid piles can substantially reduce the embankment settlement in the construction of embankments on collapsible loess, and the efficiency in settlement reduction is affected by the pile spacing. The pile-raft structure embankments (PRSE) have much stronger ability in terms of the effectiveness of settlement control, while the pile-geogrid structure embankments (PGSE) provides rapid construction as well as economic benefits. Rational range of pile spacing of PRSE and PGSE are suggested based on the requirements of various railways design speeds. Furthermore, the time effectiveness of negative skin friction of piles and the action of pile-cap setting are also investigated. The relevant measures for improving the bearing capacity and two parts of transition zone forms as positive control mean have been suggested.

• 한국지반공학회논문집
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• 제29권3호
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• pp.29-40
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• 2013

본 논문에서는 얕은기초를 가지는 단자유도 구조물의 지진시 응답특성을 시간영역 비선형 유한차분해석을 이용하여 살펴보았다. 해석결과는 중력가속도 20g에서 시행된 동일한 제원을 가지는 동적원심모형실험 결과를 통하여 검증되었다. 검증결과 실험과 해석의 통제운동지점 경계조건 차이에서 발생하는 차이는 지반의 비선형 거동특성으로 발생하는 이력감쇠에 지반의 감쇠비를 추가하여 감소시킬 수 있었다. 이로부터 얻어진 구조물과 지반에서 계측된 가속도 시간이력 및 주파수대역 응답곡선 모두 유사한 결과를 나타내어, 시간영역 비선형 유한차분해석을 통한 지반-구조물 상호작용 해석의 신뢰성을 확보할 수 있었으며, 향후 동적원심모형으로 계측이 어려운 구조물의 잔류변위, 작용토압 등을 효과적으로 판단할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제20권2호
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• pp.347-360
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• 2018

서울 및 수도권의 교통 집중과 정체로 인하여 지하 공간 활용성이 필요함에 따라 여러 지하 구조물의 건설이 증가하고 있다. 그 중 대표적인 구조물로 복층터널이 있다. 복층터널은 상, 하부 차도를 구분하여 운영하고 있고, 그 가운데 중간슬래브가 있다. 중간슬래브는 차량의 하중 및 지진하중에 의하여 동적거동을 보이게 되는데, 특히 지진의 의한 응답특성은 하중의 크기 및 작용 메커니즘이 매우 복잡하고 이론적 접근이 어려워 실험적 연구가 필요하다. 본 연구에서는 복층터널의 중간슬래브의 지지조건에 따른 지진 시 응답특성을 파악하기 위해 원심모형시험을 수행하였다. 중간슬래브의 양쪽 지지조건을 양단 강결, 탄성 받침의 2가지 경우로 나누어서 인공지진파 및 Ofunato (단주기)지진파, Hachinohe (장주기)지진파 3가지의 지진파를 적용하여 시험을 수행하였다. 그 결과, 양단 강결 조건에 비해 탄성 받침 조건의 가속도 응답이 인공지진파에서 최대 10.6%, 단주기 지진파에서 최대 13.6%, 장주기 지진파에서 최대 10.3% 감쇠됨을 확인하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제30권6호
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• pp.5-21
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• 2014

지진시 불포화 도로성토의 붕괴는 지하수 및 강우의 침투에 기인한 함수비의 증가가 그 원인이 됨이 지적되어 왔다. 따라서, 이와 같은 지반재해의 방지를 위한 합리적 보강방안 및 적절한 설계기준의 정립을 위해 불포화 도로성토의 동적안정성 및 변형모드에 대한 함수비의 영향을 연구할 필요가 있다. 본 연구에서는 불포화 도로성토의 변형 및 파괴거동에 대한 함수비의 영향을 연구하기 위해 상이한 함수비를 갖는 도로성토 모형에 대하여 동적 원심모형실험을 진행하였다. 본 실험에서는 도로성토 모형에 대한 동적하중 부가시의 변위, 간극수압 및 가속도의 계측을 통해 최적함수비 부근 및 최적함수비보다 높은 함수비를 갖는 불포화 도로성토에 대한 동적 거동을 고찰하였다. 이와 함께, 화상해석에 의한 변위 및 변형율 분포의 분석을 통하여 최적함수비보다 높은 함수비를 갖는 불포화 도로성토의 변형모드를 구명하였다. 이로부터 사면 천단부의 침하는 천단부 아래에서의 체적압축에 기인하며, 구속압력이 작은 사면 선단부 및 사면 표면부 부근에서는 체적팽창을 동반한 큰 전단변형이 발생함을 확인하였다.

• Wind and Structures
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• 제35권2호
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• pp.83-92
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• 2022

When the rolling stocks run on the curve, the external rail has to be lifted to a certain level to balance the centrifugal force acting on the train body. Under such a situation, passengers may feel uncomfortable, and the slanted vehicle has the potential overturning risks at high speed. This paper conducted a wind tunnel test in an annular wind tunnel with φ=3.2 m based on a 1/20^th scaled high-speed train (HST) model. The sensitivity of Reynolds effects ranging from Re = 0.37×10⁶ to Re = 1.45×106 was tested based on the incoming wind from U=30 m/s to U=113 m/s. The wind speed covers the range from incompressible to compressible. The impact of roll angle ranging from γ=0° to γ=4° on train aerodynamics was tested. In addition, the boundary layer development was also analyzed under different wind speeds. The results indicate that drag and lift aerodynamic coefficients gradually stabilized and converged over U=70 m/s, which could be regeared as the self-similarity region. Similarly, the thickness of the boundary layer on the floor gradually decreased with the wind speed increase, and little changed over U=80 m/s. The rolling moment of the head and tail cars increased with the roll angle from γ=0° to γ=4°. However, the potential overturning risks of the head car are higher than the tail car with the increase of the roll angle. This study is significant in providing a reference for the overturning assessment of HST.