• Coupled systems mechanics
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• 제9권4호
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• pp.359-379
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• 2020

Due to susceptibility of bridges in the past earthquakes, vulnerability assessment and strengthening of bridges has gained a particular significance. The objective of the present study is to employ an analytical method for the development of fragility curves, as well as to investigate the effect of strengthening on the RC box-girder bridges. Since fragility curves are used for pre-and post-earthquake planning, this paper has attempted to adopt the most reliable modeling assumptions in order to increase the reliability. Furthermore, to acknowledge the interaction of soil, abutment and pile, the effect of different strengthening methods, such as using steel jacketing and FRP layers, the effect of increase in the bridge pier diameter, and the effect of vertical component of earthquake on the vulnerability of bridges in this study, a three-span RC box-girder bridge was modeled in 9 different cases. Nonlinear dynamic analyses were carried out on the studied bridges subjected to 100 ground motion records via OpenSEES platform. Therefore, the fragility curves were plotted and compared in the four damage states. The results revealed that once the interaction of soil and abutment and the vertical component of the earthquake are accounted for in the calculations, the median fragility is reduced, implying that the bridge becomes more vulnerable. It was also confirmed that steel jackets and FRP layers are suitable methods for pier strengthening which reduces the vulnerability of the bridge.

• Interaction and multiscale mechanics
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• 제4권2호
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• pp.139-153
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• 2011

In this paper we develop a fully anisotropic pressure and temperature dependent model to investigate the effect of the microstructure on the shock response of ${\beta}$-HMX molecular single and polycrystals. This micromechanics-based model can account for crystal orientation as well as crystallographic twinning and slip during deformation and has been calibrated using existing gas gun data. We observe that due to the high degree of anisotropy of these polycrystals, certain orientations are more favorable for plastic deformation - and therefore defect and dislocation generation - than others. Loading along these directions results in highly localized deformation and temperature fields. This observation confirms that most of the temperature rise during high rates of loading is due to plastic deformation or dislocation pile up at microscale and not due to volumetric changes.

• 한국지반공학회논문집
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• 제22권5호
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• pp.69-81
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• 2006

직경 $150\sim300mm$ 정도의 보링공에 강봉 또는 강관을 삽입하여 그라우팅 재료로 주입 압력을 가하는 소구경 현장 타설 말뚝의 일종인 마이크로파일 공법은 기계의 소형화, 저진동, 저소음 등의 장점으로 도심지의 협소한 공간에서의 적용 범위가 점차 확대되고 있다. 마이크로파일은 지지력 증가, 지반 변위억제를 통한 구조물 안정성 확보 등에 주로 적용되어져 왔고, 향후 공법의 유효성과 잠재성으로 다양한 방면에 활용될 것으로 예상된다. 본 연구에서는 마이크로 파일과 지반과의 상호작용에 초점을 두고 기초의 인접지반(지반보강 개념) 보강을 실시하였으며, 실험 결과 및 지반변형 분석을 통해서 보강 효과(지지력 증가효과 및 침하억제 효과)를 정성적 정량적으로 분석하여 설계 및 시공에서의 효율성과 적용성을 높이고자 한다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권3C호
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• pp.191-200
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• 2006

직경 100~300mm 정도의 보링공에 강봉 또는 강관을 삽입하여 그라우팅 재료로 주입 압력을 가하는 소구경 현장 타설 말뚝의 일종인 마이크로파일 공법은 기계의 소형화, 저진동, 저소음 등의 장점으로 도심지의 협소한 공간에서의 적용 범위가 점차 확대되고 있다. 마이크로파일은 지지력 증가, 지반 변위억제를 통한 구조물 안정성 확보 등에 주로 적용되어져 왔고, 향후 공법의 유효성과 잠재성으로 다양한 방면에 활용될 것으로 예상된다. 본 연구에서는 마이크로파일과 지반과의 상호작용에 초점을 두고 기초의 하부지반(구조물 지지개념) 보강을 실시하였으며, 모형실험 결과 및 지반 변형 분석을 통해서 보강 효과(지지력 증가효과 및 침하억제 효과)를 정성적 정량적으로 분석하여 설계 및 시공에서의 효율성과 적용성을 높이고자 한다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제36권11호
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• pp.35-49
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• 2020

마이크로파일의 수평 지지력은 파일의 본 수, 설치 각도와 간격 등 설치조건에 좌우된다. 마이크로파일에 관한 기존 연구는 연직 지지특성에 대한 평가와 효과적인 설치방법의 제안 등에 국한되어 있고, 파괴 모드와 같은 파괴 메커니즘 등에 대한 연구는 거의 없는 실정이다. 또한 대부분의 수평 지지력에 관한 연구도 단열 마이크로파일(1-row micropile)에 관한 것이다. 이에 본 연구에서는 파일의 설치 길이, 각도, 간격 등 설치조건을 달리한 경우 복열 마이크로 파일(2-row micropile)의 거동 및 지지특성을 평가하기 위하여 모형시험을 수행하였다. 모형시험결과, 설치 각도 θ > 0°인 경우(비교차 설치)의 복열 마이크로파일의 수평 지지력은 파일의 간격에 좌우되며, 설치 각도 θ = +30°인 조건이 지지력 증대에 가장 효과적이었다. 또한 설치 각도 θ < 0°인 경우(교차 설치)에는 파일의 간격과 각도에 좌우되며, 설치 각도 θ = -15°인 조건이 지지력 증대에 가장 효과적인 것으로 나타났다.

• 한국철도학회논문집
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• 제16권4호
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• pp.278-285
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• 2013

콘크리트궤도가 도입됨에 따라 토공노반에서의 잔류침하 억제가 중요한 사안으로 대두되고 있다. 파일슬래브구조는 침하억제공법으로서 슬래브는 성토하중을 분산하고 파일은 분산된 하중을 지지층까지 직접 전달시켜 충분히 지지력을 확보하여 침하를 방지한다. 철도노반에 적용시 하중전달특성은 매우 우수하지만, 주행하중에 대한 진동전달 및 상호작용에 대한 특성이 규명되지 않았다. 구조적 특성상 이동하는 열차하중에 의해 발생한 진동은 슬래브를 반사층으로 하여 상부성토체 내에서 다중반사되어 전파할 가능성이 있는데 이는 열차의 주행안정성과 승차감에 영향을 미칠 수 있다. 본 논문에서는 파일슬래브가 설치된 철도노반에서 열차 주행에 의해 발생되는 진동에너지의 전파특성을 평가하기 위하여 인공적인 충격하중과 고속열차의 실측하중을 사용하여 노반구조별 진동전파특성을 시간영역 및 주파수 영역에서 해석하였다. 검토 결과, 파일슬래브 구조에서의 진동 반사효과를 확인하였으며, 적정 성토고가 확보되는 경우에는 진동에 안정적이지만 성토고가 낮은 경우에는 저주파 영역의 진동에너지가 증가하는 것으로 나타났다.

• Earthquakes and Structures
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• 제16권6호
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• pp.641-654
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• 2019

This paper investigates the seismic response of a typical non-navigable continuous girder bridge isolated with friction sliding bearings of the Hong Kong-Zhuhai-Macao link projects in China. The effectiveness of the friction pendulum system (FPS) and accuracy of the numerical model were evaluated by a 1/20 scaled bridge model using shaking table tests. Based on the hysteretic properties of friction pendulum system (FPS), double concave friction pendulum (DCFP), and triple friction pendulum system (TFPS), seismic response analyses of isolated bridges with the three sliding-type bearings are systematically carried out considering soil-pile interaction under offshore soft clay conditions. The fast nonlinear analysis (FNA) method and response spectrum are employed to investigate the seismic response of isolated offshore bridge structures. The numerical results show that the implementation of the three sliding-type bearings effectively reduce the base shear and bending moment of the reinforced concrete pier, at the cost of increasing the absolute displacement of the bridge superstructure. Furthermore, the TFPS and DCFP bearings show better isolation effect than FPS bearing for the example continuous girder bridge.

• Journal of Ecology and Environment
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• 제45권1호
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• pp.1-9
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• 2021

Background: Abandoned coal piles after the closure of mines have a potential negative influence on the environment, such as soil acidification and heavy metal contamination. Therefore, revegetation by efficient species is required. For this, we wanted to identify the role of Silene acaulis in the succession of coal piles as a pioneer and a nurse plant. S. acaulis is a well-studied cushion plant living in the Arctic and alpine environments in the northern hemisphere. It has a highly compact cushion-like form and hosts more plant species under its canopy by ameliorating stressful microhabitats. In this research, we surveyed vegetation cover on open plots and co-occurring species within S. acaulis cushions in coal piles with different slope aspects and a control site where no coal was found. The plant cover and the similarity of communities among sites were compared. Also, the interaction effects of S. acaulis were assessed by rarefaction curves. Results: S. acaulis was a dominant species with the highest cover (6.7%) on the coal piles and occurred with other well-known pioneer species. Plant communities on the coal piles were significantly different from the control site. We found that the pioneer species S. acaulis showed facilitation, neutral, and competition effect in the north-east facing slope, the south-east facing slope, and the flat ground, respectively. This result was consistent with the stress gradient hypothesis because the facilitation only occurred on the north-east facing slope, which was the most stressed condition, although all the interactions observed were not statistically significant. Conclusions: S. acaulis was a dominant pioneer plant in the succession of coal piles. The interaction effect of S. acaulis on other species depended on the slope and its direction on the coal piles. Overall, it plays an important role in the succession of coal piles in the High Arctic, Svalbard.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권1호
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• pp.5-19
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• 2003

본 연구에서는 인접 성토로 인하여 측방유동이 발생하는 연약한 점성토 지반에 시공된 교대말뚝기초를 원심모형실험으로 재현하여 지반조건과 성토지반의 시공속도에 따른 교대말뚝기초의 거동특성을 분석하였다. 이를 위해 지반조건과 성토지반 시공속도를 교대말뚝기초의 측방유동에 가장 중요한 영향을 미치는 변수로 선정하여 총 6 종류의 원심모형실험을 실시하였다. 본 실험에서 지반조건은 점성토 지반의 두께와 지층단면에 따라 세 가지 종류로 구분하였으며 성토하중 재하조건은 한계성토고까지 단계적으로 재하하는 방법(1m/30일, 1m/15일)과 한계성토고에 해당하는 하중을 급속재하 하는 방법으로 나누어 고려하였다. 그 결과 동일한 조건하에서 측방유동을 받는 교대말뚝기초의 비배수 단기거동과 장기거동을 파악하기 위해 성토하중 재하단계와 성토 후 압밀이 약 80% 진행된 단계에서의 지반-말뚝 거동특성을 비교ㆍ 분석하였다. 본 연구 결과, 편차 성토하중으로 인해 연약지반상 교대말뚝기초에 발생하는 측방유동압은 단계별 성토하중 재하시 사다리꼴 분포형태와 유사하였으며 이때 발생하는 최대 측방유동압($P_{max}$)과 편차 성토하중($\gamma$ H)의 비($\alpha$)는 비배수 상태인 단기거동시에는 0.75, 압밀이 약 80% 진행된 장기거동시에는 0.35 정도로 나타남을 알 수 있었다.

• 대한조선학회지
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• 제23권2호
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• pp.33-45
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• 1986

In the present paper, the nonlinear analysis of dynamic response of the jacket type offshore structures subject to nonlinear fluid force is performed. Furthermore, several analysis methods, such as quasi-static analysis, Newmark-$\beta$ method and state vector time integration technique, and described and compared with each others in order to investigate the efficiency numerical of the schemes for this kind of nonlinear structural analysis. In the problem formulation, various environmental forces acting on the jacket type offshore structure have been studied and calculated. Particularly, hydrodynamic forces are calculated by using the Morison type formula, which contains the interaction effect between the motion of the structure and the velocity of fluid particles. Also, Stokes' 5th order wave theory and Airy's linear wave theory are used to predict the velocity distribution of the fluid particles. Finally, the nonlinear equation of motion of the structure is obtained by using three-dimensional finite element formulation. Based on the above procedures, two examples, i.e. a single pile and a typical offshore jacket platform, are studied in details.