• Earthquakes and Structures
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• 제14권4호
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• pp.349-360
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• 2018

Reinforced concrete (RC) moment frames supported on two ground levels have been widely constructed in mountainous areas with medium to high seismicity in China. In order to investigate the seismic collapse behavior and risk, a scaled frame model was tested under constant axial load and reversed cyclic lateral load. Test results show that the failure can be induced by the development of story yielding at the first story above the upper ground. The strong column and weak beam mechanism can be well realized at stories below the upper ground. Numerical analysis model was developed and calibrated with the test results. Three pairs of six case study buildings considering various structural configurations were designed and analyzed, showing similar dynamic characteristics between frames on two ground levels and flat ground of each pair. Incremental dynamic analyses (IDA) were then conducted to obtain the seismic collapse fragility curves and collapse margin ratios of nine analysis cases designated based on the case study buildings, considering amplification of earthquake effect and strengthening measures. Analysis results indicate that the seismic collapse safety is mainly determined by the stories above the upper ground. The most probable collapse mechanism may be induced by the story yielding of the bottom story on the upper ground level. The use of tie beam and column strengthening can effectively enhance the seismic collapse safety of frames on two ground levels.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제10권6호
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• pp.5-18
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• 2009

국내 건축구조물 건설시 풍화대 지반(풍화토, 풍화암, 파쇄대 지반 등) 위에 건설되는 경우가 흔하게 나타나며 이 경우 경제적인 설계방안으로 풍화대의 지반지지력을 활용하기 위하여 전면기초를 사용한다. 국내 풍화대(풍화암, 풍화파쇄대, 풍화토) 지반위에 축조된 전면기초의 3가지 사례를 분석하였으며 전면기초의 설계 및 해석 절차, 침하량 평가절차, 굴착후 암반면 평가 절차, 전면기초 하부 풍화대 지반의 보강방법 결정 등에 관하여 자세하게 고찰하였다. 건축물의 전면기초를 지지하는 풍화암 또는 풍화파쇄대지반에서 사전 조사에 의한 분석뿐만 아니라 암반 노출면에 대한 암반면 조사(face mapping) 분석을 통하여 암반의 지질 구조적 특성을 평가하였으며 암반면 조사 결과를 토대로 보강방법을 결정하였다. 그리고 전면기초를 지지하는 풍화토 지반에서 직경 1m의 대형평판재하시험을 실시하였으며 크기효과를 고려하여 실제 기초의 지지력과 침하량을 평가하였다.

• International Journal of Internet, Broadcasting and Communication
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• 제13권1호
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• pp.47-53
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• 2021

Gait kinematics and kinetics have a similar tendency between men and women, yet it remains unclear how walking while carrying a load affects the gait mechanism. Twenty adults walked with preferred velocity on level ground of 20 m relative to change of a load carriage (no load, 15%, 30% of the body weights) aimed to observe gait mechanism. We measured gait posture using the three-dimensional image analysis and ground reaction force system during stance phase on left foot. In main effect of gender difference, men showed increased displacement of center of gravity (COG) compared to women, and it showed more extended joint angle of hip and knee in sagittal plane. In main effect of a load difference, knee joint showed more flexed postuel relative to increase of load carriage. In main effect of load difference on the kinetic variables, medial-lateral force, anterior-posterior force (1st breaking, 2nd propulsive), vertical force, center of pressure (COP) area, leg stiffness, and whole body stiffness showed more increased values relative to increase of load carriage. Also, men showed more increased COP area compared to women. Interaction showed in the 1st anterior-posterior force, and as a result of one-way variance analysis, it was found that a load main effect had a greater influence on the increase in the magnitude of the braking force than the gender. The data in this study explains that women require little kinematic alteration compared to men, while men in more stiff posture accommodate an added load compared to women during gait. Additionally, it suggests that dynamic stability is maintained by adopting different gait strategies relative to gender and load difference.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제11권9호
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• pp.27-38
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• 2010

모형실험과 유한요소법에 의한 수치해석을 통하여 측방변형지반 속에 설치된 매설관에 작용하는 측방토압을 관찰하였다. 모형실험에서는 모형지반 속에 매설관을 설치한 후 모형지반에 측방변형이 발생될 수 있게 모형실험기를 제작하여 실제 지반에서의 상황을 시뮬레이션하였다. 이 모형실험기는 지반의 변형속도를 여러 가지로 조절할 수 있게 제작하였다. 여러 가지 직경과 형상의 매설관에 대하여 실험을 실시함으로써 이들 요인이 측방토압에 미치는 영향을 조사하였다. 모형실험결과 연약지반의 측방유동으로 인하여 매설관에 작용하는 측방하중은 연약지반의 측방변형속도가 빠를수록 크게 작용하였다. 순간재하 조건에 의한 수치해석 결과는 지반변형속도가 중간 정도 빠르기인 0.3mm/min에서 1.0mm/min 사이의 지반변형속도의 조건에서 실시한 모형실험 결과와 유사하였다. 대부분의 모형실험결과 지반변형량이 작은 시점에서 측방하중의 제1항복이 발생하며 이때까지 탄성변형거동을 보이다가 제2항복에 이르기까지 하중이 한 동안 수렴되는 소성거동을 보였다. 지반변형이 계속하여 증가하면 측방하중도 다시 증가하여 압축거동을 보였다. 그러나 빠른 지반변형속도에서의 실험 결과에서는 항복하중에 도달한 후 수렴과정이 없이 계속하여 하중이 증가하였음을 볼 수 있다. 매설관의 직경이 클수록 측방유동 연약지반 속에 설치된 매설관에 작용하는 측방하중의 크기와 하중증가 속도가 컸으며 초기지반변형에서는 측방하중이 매설관의 직경 및 형상의 영향을 적게 받지만 지반변형량이 증가함에 따라 그 영향이 크게 나타났다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회B
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• pp.3371-3376
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• 2007

The design of a ground-source heat pump system includes specifications for a ground loop heat exchanger where the heat transfer rate depends on the thermal conductivity of the ground. To evaluate this heat transfer property, in-situ thermal response tests on four vertical test boreholes with different grouting materials were conducted by adding a monitored amount of heat to water over various test lengths. By measuring the water temperatures entering and exiting the loop, water flow rate, and heat load, effective thermal conductivity values of the ground were determined. The effect of increasing thermal conductivity of grouting materials from 0.82 to 1.05 W/m$^{\circ}C$ resulted in overall increases in effective ground thermal conductivity by 25.8% to 69.5%.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제19권5호
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• pp.761-778
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• 2017

도시 내에서 기반시설을 확충하기 위해 지하공간의 활용이 급증하고 있으며, 이에 따라 얕은터널의 수요가 늘고 있다. 도시 내 얕은터널은 자체 안정성 뿐만 아니라 상부 건축물과 터널 주변 지중매설물의 안전성도 확보해야 하는 특성이 있다. 지금까지 얕은터널에 대한 연구는 천단부나 측벽부 등 국부적 변형에 따른 주변지반 거동에 집중되었고 터널 전체의 변형에 따른 주변지반의 거동을 연구한 예가 거의 없다. 따라서, 본 연구에서는 터널 전체의 변형에 의해 발생되는 주변지반 거동의 모형시험을 수행하여 분석하고 그 안정성을 검토하였으며, 이를 위해 터널 상부지표의 경사와 토피별로 구분하여 모형시험을 수행하였다. 모형터널(폭 300 mm, 높이 200 mm)은 도로 2차선 터널 단면을 기준으로 수직 수평방향으로 동시에 내공변위가 일어나도록 제작하였으며, 모형지반은 3가지 규격(직경 4 mm, 6 mm, 8 mm)의 탄소봉으로 조성하였고, 터널 전체를 변형시키면서 터널 토피와 상부지표의 경사에 따른 지표침하, 천단하중, 측벽하중, 하중전이를 측정하였다. 그 결과 얕은터널의 지표침하는 터널상부에서 가장 크게 발생하였고, 터널에서 멀어질수록 감소하여 일정영역을 벗어나면 발생하지 않았으며, 경사지에서는 토피가 높은 곳의 지표침하가 넓게 나타났다. 천단하중과 측벽하중은 지표경사의 영향이 뚜렷하였으나 토피가 일정깊이 이상이면 지표경사의 영향을 받지 않았다. 터널의 하중전이는 수평지표에서는 토피가 높을수록, 경사진 지표에서 지표가 높을수록 하중전이 폭이 넓고 크기가 작게 나타났으며, 경사진 지표 하부 얕은 터널에서는 토피가 낮은 쪽의 터널 측벽부 주변 하중전이가 뚜렷하게 나타났다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제19권6호
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• pp.871-885
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• 2017

최근 도심지 등에서 활용도가 높아지고 있는 얕은터널은 구조물에 인접하여 얕은 심도에 건설하므로 그 거동에 따른 주변지반 변위에 대한 연구는 아직 충분하지 않다. 특히, 얕은터널의 측벽에서 변위가 일어나면 주변지반의 이완형태 및 주변지반으로 전이되는 하중의 분포와 크기가 영향을 받을 수 있다. 그러나 지금까지 터널의 측벽변위에 관련된 연구는 많지 않고 그나마 터널과 주변지반을 평면변형률조건(plane strain state)으로 단순화하고 터널 전체의 안정이나 파괴메커니즘 규명에 대한 연구에 국한되어 있고, 터널 측벽일부의 변위에 따른 영향을 연구한 사례는 거의 없는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 터널측벽의 변위가 터널 주변 횡방향 하중전이에 미치는 영향을 규명하였다. 이를 위하여 탄소봉으로 지반을 조성하고 알미늄으로 터널의 형상을 모형화하여 터널의 한쪽측벽에 수평으로 변위를 주어 토피(0.5D, 0.75D, 1.0D, 1.25D)를 변화시키면서 모형시험을 수행하였고, 일부 측벽의 파괴에 따른 주변지반의 하중전이 거동을 분석하였다. 연구 결과, 얕은터널에서 토피가 일정깊이(0.75D) 이상이면 토피고에 무관하게 일정한 형태로 터널 측벽파괴가 발생하였고 반대측벽에 영향을 미치지 않았다. 그러나, 토피고가 일정깊이 이하일 경우에는 한쪽 측벽의 파괴가 반대쪽 측벽에까지 영향을 미칠 수 있음을 알 수 있었다. 또한, 터널 굴착시 측벽변위가 예상변위량의 50% 발생하면, 터널 파괴는 75% 이상 진행되는 것을 발견하였다. 그러나, 지반조건에 따라 차이를 보일 수 있으므로 이에 대한 추가적인 연구가 필요할 것으로 판단된다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제17권4호
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• pp.293-304
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• 2018

본 연구에서는 하수관 손상 등과 같은 원인에 의해 발생한 공동을 개착식으로 복구하기 위하여 개발된 복구재료를 이용하여 평판재하시험 기반의 현장실험을 실시하였다. 또한 실험결과를 이용하여 복구재료에 대한 지지력을 비교하였으며, 하중지지특성을 분석하였다. 시험 결과, 팽창매트를 지표로부터 각각 0.1m, 0.2m 하부에 매설한 경우에 원지반의 최대 응력조건에서의 지지효과는 약 66%~70% 정도인 것으로 분석되었지만, 매설깊이에 따른 지지효과의 차이는 크지 않은 것으로 나타났다. 콘크리트매트가 적용된 경우의 지지효과는 원지반에 비하여 약 82%~90%로 나타났으며, 팽창매트로 보강된 경우에 비해서도 약 50% 정도의 지지효과를 보였다. 그리고 복구재료에 따른 허용지지력을 분석한 결과, 팽창매트와 콘크리트매트가 매설된 경우의 허용지지력은 원지반 대비 각각 약 130%~150%와 약 160% 이상을 확보하는 것으로 분석되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제38권3호
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• pp.5-16
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• 2022

극한 및 극서지에서는 환경적 요인으로 인하여 지반 침하가 발생할 수 있다. 지반의 침하는 부주면 마찰력을 발생시켜 선단 하중을 증가시켜 말뚝의 안정성을 저해할 수 있다. 본 연구에서는 지반 침하 시 부주면 마찰력에 의해 소폭 압축되는 지반 변형 대응 부재가 삽입되어 부주면 마찰력을 저감시키는 말뚝을 제안하였다. 지반 변형 대응 부재로는 스프링 및 스프링-대시팟 부재가 고려되었다. 제안된 말뚝의 성능을 검증하기 위해 모형 실험을 통해 지반 침하 시 일반 말뚝과 지반 변형 대응 부재가 적용된 말뚝의 선단 하중, 주면 마찰력, 횡 토압을 측정하고 분석하였다. 실험 결과, 스프링 부재 말뚝은 침하량이 작은 경우에는 스프링의 압축에 의해 상대변위가 줄어들며 부주면 마찰력이 감소하였다. 그러나 지반이 지속적으로 침하함에 따라 스프링이 더 이상 압축되지 않는 시점부터는 하중 전달 기전이 일반 말뚝과 유사해졌다. 스프링-대시팟 부재 말뚝의 경우, 대시팟이 스프링으로의 하중 전달을 지연시키고 하중 제하 곡선상에 주면 마찰력을 위치시키므로 지반 침하로 인한 부주면 마찰력이 지속적으로 감소하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제10권6호
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• pp.69-77
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• 2009

연약지반은 해성점토, 실트질, 사질토 등과 같은 지반으로 항만, 공항, 교량과 같은 구조물의 축조시 지지력 부족 및 침하, 전단변형 등의 문제점을 가진다. 이러한 문제점을 개선하고 연약지반의 조기 침하 및 강도증진을 위해 다양한 지반개량공법들이 적용되고 있으며 연약지반의 압밀에 소요되는 시간을 단축시키기 위해 연직배수공법이 많이 사용되고 있다. 특히, 연직배수공법에서 가장 많이 사용되는 배수재는 PBD(Plastic Board Drain)이다. 본 연구에서는 대심도 연약지반에 적용될 PBD공법에 대해 복합통수능실험을 실시하여 거동특성을 평가하였다. 그 결과, 상재압력의 증가에 따라 침하는 점진적으로 발생하였으며, 상재압력 $500kN/m^2$ 이후에는 간극수압의 소산에 따라 압밀침하가 진행되었다. 따라서 재하단계별 침하량의 변화는 간극수압의 소산에 따른 것임을 확인할 수 있었다. 또한, 연직 배수재의 통수능은 압력이 증가할수록 또 시간이 경과함에 따라 현저히 감소함을 알 수 있었다.