• Geomechanics and Engineering
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• 제34권4호
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• pp.409-424
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• 2023

Response of the pipeline crossing fault is considered as the large strain problem. Proper estimation of the pipeline response plays important role in mitigation studies. In this study, an advanced continuum modeling including material non-linearity in large strain deformations, hardening/softening soil behavior and soil-pipeline interaction is applied. Through the application of a fully nonlinear analysis based on an explicit finite difference method, the mechanics of the pipeline behavior and its interaction with soil under large strains is presented in more detail. To make the results useful in oil and gas engineering works, a continuous pipeline of two steel grades buried in two clayey soil types with four different crossing angles of 30°, 45°, 70° and 90° with respect to the pipeline axis have been considered. The results are presented as the fault movement corresponding to different damage limit states. It was seen that the maximum affected pipeline length is about 20 meters for the studied conditions. Also, the affected length around the fault cutting plane is asymmetric with about 35% and 65% at the fault moving and stationary block, respectively. Local buckling is the dominant damage state for greater crossing angle of 90° with the fault displacement varying from 0.4 m to 0.55 m. While the tensile strain limit is the main damage state at the crossing angles of 70° and 45°, the cross-sectional flattening limit becomes the main damage state at the smaller 30° crossing angles. Compared to the stiff clayey soil, the fault movement resulting 3% tensile strain limit reach up to 40% in soft clayey soil. Also, it was seen that the effect of the pipeline internal pressure reaches up to about 40% compared to non-pressurized condition for some cases.

• 터널과지하공간
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• 제15권2호
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• pp.111-118
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• 2005

연구지역은 옥천변성대에 속하며 단층파쇄대가 터널굴착방향과 평행하게 존재하여 막장면의 자립성 저하 및 이에 따르는 터널 주변지반의 이완 등으로 터널 내에 과도한 변위가 발생하였다. 이에 따라 단층파쇄대의 영향범위를 파악하고 특성을 분석하기 위하여 TSP(Tunnel Seismic Prediction)탐사를 수행하였다. 또한 막장면 조사와 시추조사를 병행 실시하여 거동원인을 분석하고 전방 파쇄대의 예측을 통하여 터널 굴착 및 지보에 영향을 주는 지질구조대나 용수대의 위치와 규모를 확인하였다. 조사결과를 토대로 터널형상 및 그에 따른 지층상태를 3차원으로 모델링 하였다. 모델링된 개체 내에 포함된 여러 변수(함유량, 물성치, 암반등급 등 모든 정량적인 수치)는 지구통계학적 기법을 통해 분석하였다. 모델링 결과를 분석하면 단층파쇄대에 의한 풍화대의 분포가 터널우측을 중심으로 발달하면서 좌측으로 그 범위가 감소하고 있다. 단층파쇄대는 주향 $N0\~5^{\circ}E$, 경사 NW의 방향성을 가지며, 여러 개의 지질이상대를 포함한 대규모의 파쇄대로 이루어진 것으로 확인되었다. 터널내 과대 변위는 해당구간에 밀집된 불연속면의 상호교차 및 단층대에 의한 터널 좌우측 암반강도 불균형으로 편하중이 발생한 것으로 판단되며 그라우팅 등의 터널보강공법이 필요한 것으로 판단된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제24권12호
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• pp.53-60
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• 2023

최근들어 고속철도 및 도로 설계속도 향상과 더불어 터널건설공사가 차지하는 비중이 비례하여 높아지고 있다. 특히, 우리 나라 지형특성인 산악지가 많으므로 장대터널공사가 급증하고 있다. 이와같이 터널 장대화 추세로 단층대 구간을 회피하여 터널 설계 및 시공이 어려운 것이 현실이고 산악지에 터널건설은 설계 시에도 지반조사가 지형조건상 어려운 경우가 많아서 정밀한 지반 조사가 어렵고 이로 인하여 터널시공 중에 터널 주변 지반에 풍화 취약구간인 단층대들이 존재하는 경우에는 단층대 분포와 강도특성, 지하수 분포범위에 따라 굴착 중 터널 안정성에 직접적인 영향을 주게된다. 특히 본 연구대상 터널과 같이 터널 천정부에 일정 간격 이격되어 터널 상부에 단층대가 분포하고 있어 설계 시 지반조사에서 파악이 안된 경우에는 굴착 시간이 경과 후 터널바닥부 변형이 발생하게 되어 막장면 관찰을 통해 변위 발생 여부를 분석하는데는 한계가 있다. 따라서 유사사례 분석을 통해 변형 등이 발생하였을 때 적절한 보강방안에 대한 분석이 필요하다.

• 한국지구과학회지
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• 제36권1호
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• pp.1-15
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• 2015

한반도 서부인 당진 지역에서 새로이 발견된 제4기 진관단층의 운동 특성과 단층활동 이력에 대한 윤곽을 잡기 위해 몇 개의 단층비지대로 구성된 진관단층의 기하 분석과 단층비지 물질에 대한 ESR 연령측정을 하였다. 진관단층은 정단층으로, $N55^{\circ}E$ 주향의 이 단층은 낮은 곳에서는 경사가 $57^{\circ}NW$, 상부로 갈수록 경사가 수직에 가깝게 변화를 보여 주며 리스트릭 단층임을 보여준다. 단층비지대의 두께는 노두 하부의 기반암과 기반암 사이에서 2~3 cm, 중상부의 기반암과 제4기층 사이 경계에서는 20~30 cm 폭으로 보다 두껍다. 후자의 경우에 있어서 3개 이상의 단층비지대가 분리되거나 합쳐지기도 하며, 부분적으로는 서로 중첩되기도 하는데 이는 서로 다른 단층운동 사건들이 있었음을 지시한다. 지질단면도로부터 산출된 단층의 누적 총변위는 약 10 m이며 누적 총변위와 단층의 길이 사이 경험식에 따르면 약 2.5 km의 단층 길이에 해당된다고 할 수 있다. 그러므로 단층의 길이를 제대로 알기 위해 보다 연구가 요구된다. 단층대를 따라 채취한 세 단층암 샘플에 대한 ESR 연령측정 결과, $651{\pm}47$, $649{\pm}96$, $436{\pm}66ka$ 등으로 나타났으며 최소 두번의 단층운동이 있었음을 지시한다. 단층면에서 관찰되는 단층조선은 순전한 경사이동만을 지시하며(정단층 운동), 동북동-서남서 주향의 진관단층은 북북서-동남동 방향의 수평 최소 압축응력 환경에서 단층운동이 있었음을 제시한다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제40권4호
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• pp.489-500
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• 2011

The elastic seismic response of plan-asymmetric multi storey steel-frame buildings is investigated under earthquake loading with particular emphasis on forward-rupture directivity and fling records. Three asymmetric building systems are generated with different torsional stiffness and varying static eccentricity. The structural characteristic of these systems are designed according to UBC 97 code and their seismic responses subjected to a set of earthquake records are obtained from the response history analysis (RHA) as well as the linear static analysis (LSA). It is shown that, the elastic torsional response is influenced by the intensity of near-fault ground motions with different energy contents. In the extreme case of very strong earthquakes, the behaviour of torsionally stiff buildings and torsionally flexible buildings may differ substantially due to the fact that the displacement envelope of the deck depends on ground motion characteristics.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1998년도 추계학술대회 논문집 학회본부 C
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• pp.976-978
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• 1998

In this paper, we designed basic concept and structure of bypassing device which promoted the activity of low voltage line-fuse, when it perceived the too small short-fault current to activate line-fuse which located at the between secondary of pole transformer and home immediately. And we study displacement of bypass contact and electromagnetic force caused by the short-fault current by the basic experiment to understand the basic characteristic of bypassing movements.

• 대한지리학회지
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• 제43권6호
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• pp.775-790
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• 2008

본 연구는 강원도 평창군의 진부 단층선을 대상으로, 단층 및 하천 지형의 분포 특성과 단층 파쇄 점토의 광물 조성을 분석하여, 활단층의 존재 가능성을 살펴보았다. 진부 단층선을 따라 오대천의 상류와 연곡천 상류는 뚜렷한 단층선곡을 형성하고 있다. 진부 단층선의 남단인 간평리의 오대천 우안의 사면에서는 삼각말단면, 단층잔구, 단층와지, 선상지 등 단층 작용과 관계된 지형들이 선상으로 분포하고 있다. 단층와지에 위치한 5개의 노두($jbf1{\sim}5$)에서는 단층 파쇄 점토대가 형성되어 있다. 특히, 화강암 풍화층에 발달한 단층 노두인 jbf1은 뚜렷한 단층면을 가지며, 일라이트와 로몬타이트를 함유한 단층점토가 확인되고 있다. jbf4-2-3-5를 잇는 진부 단층선은 매우 오래전부터 작용했던 광역적 인 압축 응력에 의한 것일 가능성이 크고, jbf1 단층은 신생대 제4기 플라이스토세 후기 이전의 시기에 발생한 진부 단층선의 지류 단층일 것으로 판단된다. 진부 단층선 동 서측 지괴의 수직적 변위 속도는 $0.024{\sim}0.027m/ka$로 계산되었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제15권2호
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• pp.45-52
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• 2014

차량의 양호한 주행성능 확보를 위한 터널공사의 증가와 더불어 터널시공 중 터널 붕락 및 과다변위 발생사례가 증가하고 있다. 터널공사의 특징이 지반의 강도특성을 최대한 이용하는 경험적인 시공방법이라는 측면에서 터널붕락 및 과다변위 발생사례에 대한 붕락 및 과다변위 발생 원인분석이 중요하다. 따라서 본 논문에서는 취약지반조건에서 대표적인 붕락 및 과다변위 발생사례의 붕락 원인에 대하여 분석하였다. 분석결과, 국지성 강우량의 증가, 시공 중 계측값의 지속적인 증가, 단층파쇄대가 지표면까지 연결되는 지반조건이 공통적으로 존재하는 경우 대규모 붕락 또는 과다변위가 발생한 것으로 분석되었다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제66권5호
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• pp.637-648
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• 2018

When the centers of mass and stiffness of a building do not coincide, the structure experiences torsional responses. Such systems can consist of the underlying soil and the super-structure. The underlying soil may modify the earthquake input motion and change structural responses. Specific effects of the input motion shall also not be ignored. In this study, seismic demands of asymmetric buildings considering soil-structure interaction (SSI) under near-fault ground motions are evaluated. The building is modeled as an idealized single-story structure. The soil beneath the building is modeled by non-linear finite elements in the two states of loose and dense sands both compared with the fixed-base state. The infinite boundary conditions are modelled using viscous boundary elements. The effects of traditional and yield displacement-based (YDB) approaches of strength and stiffness distributions are considered on seismic demands. In the YDB approach, the stiffness considered in seismic design depends on the strength. The results show that the decrease in the base shear considering soft soil induced SSI when the YDB approach is assumed results only in the center of rigidity to control torsional responses. However, for fixed-base structures and those on dense soils both centers of strength and rigidity are controlling.

• Smart Structures and Systems
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• 제29권3호
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• pp.485-498
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• 2022

In near-fault earthquake prone areas, the velocity pulse-like seismic waves often results in excessive horizontal displacement for structures, which may result in severe structural failure during large or near-fault earthquakes. The recently developed isolator-gap damper (IGD) systems provide a solution for the large horizontal displacement of long period base-isolated structures. However, the hysteresis characteristics of the IGD system are significantly different from the traditional hysteretic behavior. At present, the hysteretic behavior is difficult to be reflected in the structural analysis and performance evaluation especially under random earthquake excitations for lacking of effective analysis models which prevent the application of this kind of IGD system. In this paper, we propose a mathematical hysteretic model for the IGD system that presents its nonlinear hysteretic characteristics. The equivalent linearization is conducted on this nonlinear model, which requires the variances of the IGD responses. The covariance matrix for the responses of the structure and the IGD system is obtained for random earthquake excitations represented by the Kanai-Tajimi spectrum by solving the Lyapunov equation. The responses obtained by the equivalent linearization are verified in comparison with the nonlinear responses by the Monte Carlo simulation (MCS) analysis for random earthquake excitations.