• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2008년도 춘계 학술발표회 초청강연 및 논문집
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• pp.51-58
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• 2008

The George Massey immersed tunnel passes the Fraser River near Vancouver, Western Canada. In this paper, dynamic analysis of the tunnel on sandy soils was performed using an effective stress constitutive model called UBCSAND. This model is able to calculate pore pressure rise and resulting tunnel deformation due to cyclic loading. Centrifuge tests conducted at RPI are used to verify the model performance. Centrifuge tests consist of 3 models: Model 1 is designed for an original ground condition, Model 2 for a ground improvement by compaction method, Model 3 for a ground improvement by gravel drainage. The results of centrifuge Model 1 are presented and compared with predictions of UBCSAND model. This model well captured the results of centrifuge test and therefore can be used to predict dynamic behavior of similar tunnels or underground structures on sandy soils.

• 한국지진공학회논문집
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• 제17권5호
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• pp.209-217
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• 2013

In order to verify the reliability of numerical site response analysis program, both soil free-field and base rock input motions should be provided. Beside the field earthquake motion records, the most effective testing method for obtaining the above motions is the dynamic geotechnical centrifuge test. However, need is to verify if the motion recorded at the base of the soil model container in the centrifuge facility is the true base rock input motion or not. In this paper, the appropriate input motion measurement method for the verification of seismic response analysis is examined by dynamic geotechnical centrifuge test and using three-dimensional finite difference analysis results. From the results, it appears that the ESB (equivalent shear beam) model container distorts downward the propagating wave with larger magnitude of centrifugal acceleration and base rock input motion. Thus, the distortion makes the measurement of the base rock outcrop motion difficult which is essential for extracting the base rock incident motion. However, the base rock outcrop motion generated by using deconvolution method is free from the distortion effect of centrifugal acceleration.

• 한국지진공학회논문집
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• 제16권4호
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• pp.27-36
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• 2012

본 연구는 원심 모형 시험을 위한 동적 현장 지반의 모사 기법을 제안하였다. 현장지반 모사를 위해서 현장 지반의 층상 구조 및 전단파 속도 주상도에 대한 자료를 바탕으로 모형시료를 조성하고, 구속압 별 공진주 시험을 수행하였다. 그리고 공진주 시험을 통하여 지반의 특성계수와 구속압 영향계수를 구하고, 모형 지반의 전단파 속도를 예측하였다. 이를 현장의 전단파 속도 주상도와 비교하여 시료 조건을 결정하였다. 그리고 결정된 시료 조건을 바탕으로 원심모형시험 모델을 제작하고, 인-플라이트 상태에서 벤더 엘리먼트 시험을 수행하여 제안된 기법의 타당성을 검증하였다. 그리고 대형지진시험이 수행된 적이 있는 대만 화련의 현장 지반을 대상으로 축소 모델링 기법을 적용하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제38권11호
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• pp.31-42
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• 2022

본 논문에서는 원심모형시험을 이용한 국제공동연구인 LEAP-2017의 결과를 이용하여 액상화 수치모델의 거동에 대한 검증을 실시하였다. 동적원심모형시험은 Ottawa F-65모래로 수면 아래 조성된 경사각 5°의 지반에 1Hz 테이퍼형 사인파를 가진하여 시행되었다. 원심모형시험의 원형스케일로 모델링 된 수치해석 모델은 유한차분법을 이용한 2차원 및 3차원 해석을 시행하였다. 수치해석의 검증은 깊이별 가속도와 간극수압 시간이력, 잔류변위에 대해 이루어 졌다. 검증결과, 모든 모델에서 시험과 유사한 가속도 시간이력을 나타내었으나, 일부모델이 나타내는 간극수압의 변화는 시험결과와 차이를 나타내었다. 수치해석결과로 나타난 액상화 후 잔류변위는 원심모형시험 대비 매우 작은 크기로 확인되어, 이에 대해서는 추후 LEAP-2017에 참여한 다른 기관의 시험결과와 비교분석이 필요한 것으로 확인되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제35권2호
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• pp.5-17
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• 2019

철도하중 및 지진하중 재하 시 궤도지지말뚝 구조의 동적 거동 평가를 위해 동적원심모형 실험을 수행하였다. 실험의 변수는 연약지반의 깊이와 성토체의 높이로 결정하였으며, 총 4가지 경우에 대해 실험을 수행하였다. 연약지반 깊이는 실제 연약지반층에 고속철도를 부설한 호남고속철도의 익산-정읍 구간의 시추주상도를 분석하여 결정하였으며, 성토체의 높이는 일반적인 고속철도의 성토체 높이 범위의 하한 값과 상한 값으로 결정하였다. 실험 결과, 연약지반 깊이 대비 성토체 높이 비율이 높을 수록 말뚝에 작용하는 최대 휨모멘트 값이 크게 평가되었다. 또한, 실험조건 내에서 부설되는 궤도지지말뚝 구조는 단주기 지진파에 대해서는 국내 내진설계 기준의 최대 지진하중인 0.22g에 대해서까지 안전한 것으로 확인되었다. 그러나, 장주기 지진파에 대해서는 재현주기 2400년 지진인 0.22g로 가진시 말뚝의 균열 모멘트가 초과되었다. 일련의 실험결과를 바탕으로, 본 논문에 기술된 연약지반 깊이와 성토체 높이 범위 내에서 궤도지지말뚝 일반 단면에 대한 연약지반 대비 성토체 높이 비율 기준을 제시하였다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제12권2호
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• pp.239-255
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• 2017

Various centrifuge model tests on the pile foundations were performed to investigate fundamental characteristics of a pile-soil-foundation system recently, but it is hard to find numerical analysis results of a pile foundation system considering the nonlinear behavior of soil layers due to the dynamic excitations. Numerical analyses for a pile-soil system were carried out to verify the experimental results of centrifuge model tests. Centrifuge model tests were performed at the laboratory applying 1.5 Hz sinusoidal base input motions, and nonlinear numerical analyses were performed utilizing a finite element program of P3DASS in the frequency domain and applying the same input motions with the intensities of 0.05 g~0.38 g. Nonlinear soil properties of soil elements were defined by Ramberg-Osgood soil model for the nonlinear dynamic analyses. Nonlinear numerical analyses with the P3DASS program were helpful to predict the trend of experimental responses of a centrifuge model efficiently, even though there were some difficulties in processing analytical results and to find out unintended deficits in measured experimental data. Also nonlinear soil properties of elements in the system can be estimated adequately using an analytical program to compare them with experimental results.

• 한국지진공학회논문집
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• 제20권5호
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• pp.285-293
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• 2016

Soil-foundation-structure interaction (SFSI) is one of the important issues in the seismic design for evaluating the exact behavior of the system. A seismic design of a structure can be more precise and economical, provided that the effect of SFSI is properly taken into account. In this study, a series of the dynamic centrifuge tests were performed to compare the seismic response of the single degree of freedom(SDOF) structure on the various types of the foundation. The shallow and pile foundations were made up of diverse mass and different conjunctive condition, respectively. The test specimen consisted of dry sand deposit, foundation, and SDOF structure in a centrifuge box. Several types of earthquake motions were sequentially applied to the test specimen from weak to strong intensity of them, which is known as a stage test. Results from the centrifuge tests showed that the seismic responses of the SDOF structure on the shallow foundation and disconnected pile foundation decreased by the foundation rocking. On the other hand, those on the connected pile foundation gradually increased with intensity of input motion. The allowable displacement of the foundation under the strong earthquake, the shallow and the disconnected pile foundation, have an advantage in dissipating the earthquake energy for the seismic design.

• 한국지반공학회논문집
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• 제34권8호
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• pp.15-26
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• 2018

최근, 성능기반 내진설계법이 도입되면서 동적수치해석을 수행하여 지진에 대한 구조물의 실제 거동을 엄밀히 평가하는 것이 필요해지고 있다. 성능기반설계를 수행하려면 수치해석 모델링의 적용성을 검증하는 것이 매우 중요하다. 그러므로, 본 연구에서는 2차원 수치해석을 수행하여 말뚝지지 구조물의 동적 거동을 분석하고 수치모델링 기법과 입력변수값 산정방법을 제안하였다. 수치모델링의 적용성은 느슨한 사질토 지반에 설치된 무리말뚝의 동적 원심모형실험 결과와 비교하여 검증하였다. 본 수치모델링은 동적 지반 물성값, 지반-말뚝 상호작용, 경계조건, 무리말뚝과 구조물의 모델링 등 원심모형실험의 실제 조건을 반영하도록 모델링하였다. 그 결과, 수치해석에서 얻어진 결과는 지반 내 가속도 변화, 말뚝의 모멘트와 변위, 그리고 구조물의 변위와 가속도 결과를 잘 모사하였다. 그러므로, 본 수치모델링 기법과 입력변수 산정기법이 무리말뚝의 내진성능을 평가할 때 유용하게 적용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국지진공학회:학술대회논문집
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• 한국지진공학회 2006년도 학술발표회 논문집
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• pp.97-104
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• 2006

The centrifuge and 1-g shaking table tests were performed simultaneously to compare the dynamic behaviors of loose sands of same geotechnical properties. The prototype soils were 10 m thick liquefiable loose sands. The geometric scaling factors were 20 for 1-g and 40 for centrifuge tests. The excess pore pressure, surface settlement, and acceleration in the soil were measured at the same locations in the 1-g and centrifuge tests. The total excess pore pressure from development to dissipation was measured. In the centrifuge test, viscous fluid was used as the pore water to eliminate the time scaling difference between dynamic time and dissipation time. In the 1-g tests, the steady state concept was applied to determine the unit weight of the model soil, and two different time scaling factors were applied for the dynamic time and the dissipationtime. It is concluded that the 1-g tests can simulate the excess pore pressure of the prototype soil if the permeability of the model soil is small enough to prevent dissipation of excess pore pressure during shaking and the dissipation time scaling factor is properly determined.

• 한국지반공학회논문집
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• 제32권3호
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• pp.39-47
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• 2016

본 연구에서는 말뚝 설치 방법에 따른 동적 p-y 곡선의 차이를 분석하기 위하여, 1g 상태에서 지반 조성 전 설치한 말뚝과 지반 조성이 완료된 후에 1g 상태에서 압입하여 설치한 말뚝, 그리고 40g의 원심 가속도 조건에서 압입시킨 말뚝에 대해 동적 원심모형 실험을 수행하였다. 실험 결과로부터 얻은 각 모형 말뚝의 동적 p-y 곡선의 최대지반반력을 이용하여 동적 p-y 중추곡선(Backbone curve)을 쌍곡선 함수로 나타내었다. 말뚝 설치 방법에 따른 동적 p-y 중추곡선 분석 결과, 40g 조건에서 압입한 말뚝이 1g 상태에서 압입한 말뚝 및 지반 조성 전 설치 말뚝에 비해 말뚝에 작용하는 지반반력이 크게 평가되었으며, 이러한 지반반력의 차이는 깊이가 깊어질수록 작아지는 것으로 나타났다. 일련의 p-y 곡선 결과를 바탕으로 기존에 제안된 현장타설말뚝에 대한 동적 p-y 중추곡선의 적용성을 평가하고, 이를 수정한 압입 및 항타 말뚝에 대한 동적 p-y 곡선 산정식을 개발하였다.