• 한국지반공학회논문집
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• 제39권9호
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• pp.35-50
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• 2023

본 논문은 흙막이 가시설의 내진설계 가이드라인을 작성하기 위한 기초 연구로서, 국내외에서 적용되고 있는 내진설계 기준과 등가정적해석을 위한 동적토압 산정 방법에 대해 문헌연구를 수행하였다. 그리고 2차원 유한차분해석 프로그램인 FLAC 2D를 이용하여 Semirigid pressure 방법, Wood 방법, Mononobe-Okabe 방법에 따라 등가정적해석을 수행하고, 벽체의 모멘트와 지보재 축력에 대한 해석 결과를 동해석 결과와 비교하여 등가정적해석의 적용성을 평가하였다. Semirigid 방법은 0.4%H 이하의 수평 변위가 발생하는 Stiff wall의 모멘트를 가장 합리적으로 예측하였다. 지보재의 축력은 구조물과 흙 사이의 동적인 상호작용을 고려할 수 없어 정확하게 예측하는 것이 어려웠으나, 안전측으로 보수적인 설계를 위한 예비검토에 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 터널과지하공간
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• 제9권3호
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• pp.185-193
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• 1999

본 연구에서는 2개 터널의 교차부에 설치된 교량에 이동차량하중이 작용될 때 동적해석결과를 제시하였다. 이와 같은 터널내에 위치한 교량은 매우 회귀한 사례로서 구조물의 동적특성은 통상적인 것으로 가정할 수 없을 것이다. 본 연구에서 조사한 교량은 서울 남산1호터널과 남산2호터널의 교차부에 설치된 철근콘크리트교이다. 교차부는 강구조물로된 가시설구조물에 의해 지지되며 이는 2호터널내의 라이닝이 교체되는 기간 동안에 설치될 것이다. 동적해석은 범용유한요소해석 프로그램인 SAP2000을 이용하였다. 이때 구조물, 터널의 라이닝 그리고 주변 암반은 3차원입체요소에 의해 표현되었으며 터널에서 방사되는 탄성파에너지를 모의하기 위하여 외부경계에 점성감쇠장치를 설치하였다. 주행속도에 따른 몇 가지 차량형태를 해석에서 고려하였다. 차량하중을 포함한 유한요소모델은 계측된 속도와 계산된 최대질점속도를 비교하여 검증되었다. 해석으로부터 이 교량에 대한 충격계수는 0.21로 추정되었다. 그러므로 이와 같은 교량구조물의 설계시 충격계수는 설계시방서에서 정한 상한값을 사용할 경우 안전측일 것으로 판단되었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제19권2호
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• pp.143-159
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• 2017

지진하중으로 초래되는 지하터널 구조물의 손상에 대한 위험도를 예측하기 위해 이 논문에서 확률론적 취약도 평가절차를 개발하였다. 특히 지진취약도 평가에 필수 요소인 취약도곡선의 유도를 위하여 단순화된 방법론을 정립하는 데 중점을 두었다. 지반-구조물상호작용(SSI) 효과를 고려한 구조물의 동적응답거동을 추정하기 위해서 지중구조물에 대한 지반응답가속도법(GRAMBS)을 제안기법에 적용하였다. 또한, 푸시오버 해석을 통해 터널의 손상상태를 정의하고 라틴하이퍼큐브 샘플링(LHS) 기법을 사용하여 설계변수와 관련된 불확실성을 고려하였다. 적용된 기법의 개념을 보다 상세하게 설명하기 위하여 설계스펙트럼을 만족하도록 생성된 다수의 인공지진운동에 대해 수치해석을 수행하고 취약도곡선을 개발하였다. 두 매개변수 대수정규분포 함수로 지진 취약도곡선을 표현하는데, 여기서 두 매개변수인 중앙값과 대수표준편차는 최우추정(MLE)법을 사용하여 산정하였다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제18권2호
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• pp.141-151
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• 2019

In this paper, it is aimed to present a detail investigation about the comparison of static and dynamic behavior of historical masonry arch bridges considering different arch curvature. $G{\ddot{o}}derni$ historical masonry two-span arch bridge which is located in Kulp town, Diyarbakir, Turkey is selected as a numerical application. The bridge takes part in bowless bridge group and built in large measures than the others. The restoration projects were approved and rehabilitation studies have still continued. Finite element model of the bridge is constituted with special software to determine the static and dynamic behavior. To demonstrate the arch curvature effect, the finite element model are reconstructed considering different arch curvature between 2.86 m-3.76 m for first arch and 2.64 m-3.54 m for second arch with the increment of 0.10 m, respectively. Dead and live vehicle loads are taken into account during static analyses. 1999 Kocaeli earthquake ground motion record is considered for time history analyses. The maximum displacements, principal stresses and elastic strains are compared with each other using contour diagrams. It is seen that the arch curvature has more influence on the structural response of historical masonry arch bridges. At the end of the study, it is seen that with the increasing of the arch heights, the maximum displacements, minimum principal stresses and minimum elastic strains have a decreasing trend in all analyses, in addition maximum principal stresses and maximum elastic strains have unchanging trend up to optimum geometry.

• Wind and Structures
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• 제25권5호
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• pp.459-474
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• 2017

In this study an analytical expression is derived for the natural frequency of the wind turbine towers supported on flexible foundation. The derivation is based on a Euler-Bernoulli beam model where the foundation is represented by a stiffness matrix. Previously the natural frequency of such a model is obtained from numerical or empirical method. The new expression is based on pure physical parameters and thus can be used for a quick assessment of the natural frequencies of both the real turbines and the small-scale models. Furthermore, a relationship between the diagonal and non-diagonal element in the stiffness matrix is introduced, so that the foundation stiffness can be obtained from either the p-y analysis or the loading test. The results of the proposed expression are compared with the measured frequencies of six real or model turbines reported in the literature. The comparison shows that the proposed analytical expression predicts the natural frequency with reasonable accuracy. For two of the model turbines, some errors were observed which might be attributed to the difference between the dynamic and static modulus of saturated soils. The proposed analytical solution is quite simple to use, and it is shown to be more reasonable than the analytical and the empirical formulas available in the literature.

• Computational Structural Engineering : An International Journal
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• 제1권1호
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• pp.31-38
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• 2001

In the case of the non-proportionally damped system such as the soil-structure interaction system, the structural control system and composite structures, the eigenproblem with the damping matrix should be necessarily performed to obtain the exact dynamic response. However, most of the eigenvalue analysis methods such as the subspace iteration method and the Lanczos method may miss some eigenvalues in the required ones. Therefore, the eigenvalue analysis method must include a technique to check the missed eigenvalues to become the practical tools. In the case of the undamped or proportionally damped system the missed eigenvalues can easily be checked by using the well-known Sturm sequence property, while in the case of the non-proportionally damped system a checking technique has not been developed yet. In this paper, a technique of checking the missed eigenvalues for the eigenproblem with the damping matrix is proposed by applying the argument principle. To verify the effectiveness of the proposed method, two numerical examples are considered.

• 대한토목학회논문집
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• 제10권3호
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• pp.1-6
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• 1990

다지점지진하중(多支點地震荷重)을 받는 사경문(四徑問) 연속철도교양(連續鐵道橋梁)의 동적거동(動的擧動)을 응답(應答)스펙트럼법(法)에 의하여 조사(調査)하였다. 소진복(小振福)의 진동(振動)과 재료(材料)의 선형(線形)-탄성거동(彈性擧動)을 가정(假定)하였으며, 지반(地盤)-구조물(構造物) 상호작용(相互作用) 효과(效果)는 무시(無視)하였고, 교량(橋梁)의 횡방향(橫方向) 등답(應答)만을 고려(考慮)하였다. 응답(應答)스펙트럼해석(解析)의 결과(結果)는 시간이력해석결과(時間履歷解析結果)와 비교(比較)되었으며 모우드 최대치(最大値)와 지지점운동(支持點運動)의 중량(重量)은 여러가지 조합법칙(組合法則) 즉(卽), Square-Root-Of-Sum-Squares, Double Sum, 그리고 P-Norm Rule을 적용(適用)하였다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제27권1호
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• pp.63-77
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• 2015

지진해일파(tsunami)에 의한 피해로 소중한 인명손실뿐만 아니라 침수 범람에 의한 가옥과 같은 건물의 유실, 그리고 방파제, 교량 및 항만과 같은 사회간접자본의 심각한 파괴 등을 들 수 있다. 본 연구의 대상인 연안구조물에서 피해원인으로 먼저 큰 작용파력을 고려할 수 있지만, 또한 기초지반에서 세굴과 액상화와 같은 지반파괴를 고려할 수 있다. 진동성분과 잔류성분으로 구성되는 과잉간극수압의 증가에 따른 유효응력의 감소로 해저지반 내에 액상화의 가능성이 나타나고, 액상화가 발생되면 그의 진행에 따라 구조물의 침하 혹은 전도에 의해 종국적으로 구조물이 파괴될 가능성이 높아지게 된다. 본 연구에서는 수위차를 이용하여 단파를 발생시키고, 그의 전파 및 직립호안과의 상호작용을 2D-NIT(Two-Dimensional Numerical Irregular wave Tank)모델로부터 해석한다. 이러한 결과로부터 직립호안 및 해저지반상에서 시간변동의 동파압을 지반의 동적응답과 구조물의 동적거동을 정밀하게 재현 할 수 있는 유한요소법에 기초한 탄 소성해저지반응답의 수치해석프로그램인 FLIP(Finite element analysis LIquefaction Program)모델에 입력치로 적용하여 해저지반 및 직립호안의 주변에서 과잉간극수압비와 유효응력경로의 시 공간변화, 지반변형, 구조물의 변위 및 지반액상화 등을 정량적으로 평가하여 직립호안의 안정성을 평가한다.

• 지질공학
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• 제22권4호
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• pp.399-408
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• 2012

지진원 및 구조물과 지반상호간의 동적 특성을 보다 신뢰성 있게 분석하기 위해 지반의 증폭특성은 반드시 고려되어야 하는 요소이다. 지반증폭 특성을 분석할 때 여러 가지 방법이 제시되어 있으나 본 연구에서는 Nakamura (1989)에 의해 제시된 방법을 적용하였다. 본 방법은 얕은 지반의 상시미동의 표면파 특성을 이해하기 위해 제시되었으나. 최근 S파 및 Coda파 등에 적용되어 지반의 동적인 증폭 특성연구에 많이 이용되고 있으며 본 연구에서 S파 에너지에 적용하여 분석하였다. 최근 국내의 관측소에 관측된 23개의 규모 3.0 이상의 지진으로 부터 관측된 180 여개의 관측된 지반진동 자료를 분석하여 8개 주요 국내 지진관측소 지반의 동적인 증폭특성을 분석하였다. 각각의 지진관측소마다 저진동수, 고진동수 특성 및 관측소 고유의 우월진동수가 서로 상이하여 관측소 고유의 증폭특성을 보여주었다. 본 연구의 결과를 다른 분석방법을 적용하여 얻어진 결과와 비교하면 국내 지반의 동적 특성 및 지반분류 연구에 많은 정보를 줄 수 있다고 사료된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제10권7호
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• pp.135-141
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• 2009

지진원 및 구조물과 지반상호간의 동적 특성을 보다 신뢰성 있게 도출하기 위해 지반의 증폭특성은 반드시 고려되어야하는 요소이다. 지반증폭 특성을 분석할 때 여러 가지 방법이 제시되어 있으나 본 연구에서는 Nakamura(1989)에 의해 제시된 방법을 적용하였다. 본 방법은 얕은 지반의 상시미동의 표면파 특성을 이해하기 위해 제시되어 한계점이 존재하나 근래에 와서 S파 등에 적용되어 지반의 동적인 증폭 특성연구에 많이 이용되고 있다. 일반적으로 S파가 이용되고 있으나 본 연구에서는 지진파 에너지인 Coda 파에 새로이 적용하였다. 최근 국내에 설치된 지진 관측기에 관측된 5개 지진(규모 3.6-5.1)의 약 60 여개의 관측자료를 이용하여 지진관측소 각각 지반의 동적인 증폭 특성을 분석하였다. 관측소마다 저진동수, 고진동수 및 우월주파수가 서로 다른 증폭특성을 보여주었다. 본 연구 결과 관측지반진동에서 지반 고유의 증폭특성을 제거하면 지진원 변수를 보다 신뢰성 있게 도출할 수 있다.