• Geomechanics and Engineering
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• 제16권6호
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• pp.655-667
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• 2018

To evaluate the stability of a rock slope with one pre-exiting vertical crack, this paper performs corresponding probabilistic stability analysis. The existence of cracks is generally ignored in traditional deterministic stability analysis. However, they are widely found in either cohesive soil or rock slopes. The influence of one pre-exiting vertical crack on a rock slope is considered in this study. The safety factor, which is usually adopted to quantity the stability of slopes, is derived through the deterministic computation based on the strength reduction technique. The generalized Hoek-Brown (HB) failure criterion is adopted to characterize the failure of rock masses. Considering high nonlinearity of the limit state function as using nonlinear HB criterion, the multivariate adaptive regression splines (MARS) is used to accurately approximate the implicit limit state function of a rock slope. Then the MARS is integrated with Monte Carlo simulation to implement reliability analysis, and the influences of distribution types, level of uncertainty, and constants on the probability density functions and failure probability are discussed. It is found that distribution types of random variables have little influence on reliability results. The reliability results are affected by a combination of the uncertainty level and the constants. Finally, a reliability-based design figure is provided to evaluate the safety factor of a slope required for a target failure probability.

• 대한토목학회논문집
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• 제10권1호
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• pp.9-16
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• 1990

콘크리트 원전(原電) 차폐(遮蔽) 구조물(構造物)은 발생(發生) 가능(可能)한 각종(各種) 자연재해(自然災害) 또는 사고하중하(事故荷重下)에서도 안전성(安全性)이 보장(保障)되어야 한다. 그러나 현행(現行) 설계(設計) 규준(規準)은 신뢰성(信賴性) 설계(設計) 개념(槪念)에 의한 것이 아닌 재래적(在來的)인 설계(設計) 개념(槪念)을 그대로 사용(使用)하고 있는 실정(實情)이다. 본(本) 연구(硏究)에서는 구조물(構造物)의 사용성(使用性) 한계상태(限界狀態)와 FEM 해석(解析) 결과(結果)를 기초(基礎)로한 랜덤 진동(振動) 이론(理論)에 의한 확률적(確率的) 신뢰성(信賴性) 해석(解析) 방법(方法)에 대해 연구(硏究)하였다. 한계상태(限界狀態) 모형(模型)은 보다 실제적(實際的)인 방사능(放射能) 누출(漏出) 한계(限界) 균열(龜裂)에 대한 사용성(使用性) 한계상태(限界狀態)로 정의(定義)하였으며, 강도(强度) 한계상태(限界狀態)의 경우(境遇)와 비교(比較)하였다. 종래(從來)의 일반적(一般的) 신뢰성(信賴性) 해석(解析) 방법(方法)과는 달리 유한요소(有限要所) 해석(解析) 결과(結果)를 랜덤 진동이론(振動理論)에 결합(結合)하여 한계상태(限界狀態) 확률(確率)을 계산(計算)하므로써 지진하중(地震荷重) 등 각종(各種) 동적(動的) 하중(荷重)에 대한 보다 정확(正確)한 신뢰성(信賴性) 해석(解析)이 가능(可能)하게 되었다. 하중(荷重) 및 저항(抵抗)의 불확실량(不確實量)에 대해서는 가용(可用)한 국내외(國內外) 자료(資料)를 우리 실정(實情)에 맞게 수정보완(修整補完)하였으며, 특히 지진하중(地震荷重)의 경우, 설계(設計) 지진하중(地震荷重)은 한반도(韓半島) 지반(地盤) 가속도(加速度)에 대한 확률적(確率的) 연구(硏究) 결과(結果)를 종합(綜合)하여 산정(算定)하였다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제28권4호
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• pp.405-419
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• 2022

Cavity expansion and contraction solutions for cylindrical and spherical cavities in unsaturated residual soils are presented in this paper. Varying soil state in the plastic zone is accounted by a numerical approach, wherein an element-by-element discretization of the plastic zone of both expanding and contracting cavities is carried out. Unlike existing methods utilizing self-similarity technique, the solution procedure enables the prediction of entire soil-state at any stage of expansion and subsequent contraction. It is also applicable for both cavity creation and expansion problems. The approach adopts constant contribution of suction to effective stress (constant X^s drainage condition) for analysis. The analysis procedure is validated by interpreting the previously reported pressuremeter test results in lateritic residual soil. The typical cavity expansion and contraction characteristics of unsaturated Indian lateritic soil were then examined using this solution procedure. The effect of initial soil-state on cavity limit pressure, plastic radius, reverse yield pressure, and reverse plastic radius are also presented.

• Computers and Concrete
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• 제4권4호
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• pp.259-272
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• 2007

A method based on the lower-bound theorem of limit analysis is presented for the capacity assessment of nodal zones in strut-and-tie models. The idealized geometry of the nodal zones is formed by the intersection of effective widths of the framing struts and ties. The stress distribution is estimated by dividing the nodal zones into constant stress triangles separated by lines of stress discontinuity. The strength adequacy is verified by comparing the biaxial stress field in each triangle with the corresponding failure criteria. The approach has been implemented in a computer-based strut-and-tie tool called CAST (Computer-Aided Strut-and-Tie). An application example is also presented to illustrate the approach.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제20권6호
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• pp.1125-1146
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• 2018

쉴드 TBM터널에 적용되는 세그먼트 라이닝은 주로 콘크리트로 제작되며, 시공 중 및 완공 후 작용 하중에 견딜 수 있는 충분한 강도가 요구된다. 한계상태설계법에 의한 세그먼트라이닝 설계는 주로 극한하중상태(ULS) 및 사용하중상태(SLS)에 대하여 검토하며, 상시하중과 임시하중에 대하여 발생 가능한 조합을 구성하여 적용한다. 또한 TBM에 의한 시공을 고려한 한계상태 설정과 구조해석이 필요하며, 특히 세그먼트라이닝은 현장에서 조립되어 원형구조물을 완성하는 방식이기 때문에, 콘크리트표면이 접촉하는 조인트가 필수적으로 존재하며 이 조인트를 통해 상당한 크기의 압축응력이 전달되므로 조인트에 대한 구조검토가 중요하다. 일반적으로 세그먼트 라이닝의 원주방향 조인트(circumferential joint)와 반경방향 조인트(radial joint)에서의 인장응력에 대하여 FEM모델이나 이론식으로 검토한다. 영국의 설계지침(PAS 8810, 2016)에 의하면, 버스팅을 일으키는 조인트에서의 압축응력은 원주방향 조인트(circumferential joint)에 잭 추력을 가하는 경우뿐만 아니라 반경방향 조인트(radial joint)에 축력이 전달되는 경우에도 발생하므로 버스팅 응력을 검토하여 세그먼트의 인장강도와 비교하여 필요할 경우 보강을 하여야 한다. 본 연구에서는 대표적인 한계상태설계코드인 EURO CODE와 AASHTO LRFD (2017)의 하중조건을 적용하여 조인트 응력을 비교 분석하였고, FEM해석을 통하여 버스팅(bursting)을 유발하는 조인트응력을 평가하고 발생경향을 이론식과 비교 분석하였다. 분석결과, 조인트 응력이 콘크리트의 허용 인장강도를 초과하는 경우가 발생하여 보강이 필요한 것으로 검토되었다. 따라서 조인트 버스팅 검토는 세그먼트라이닝 한계상태설계 시 설계항목으로 비중 있게 고려할 필요가 있다.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제11권5호
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• pp.5-11
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• 2008

Recently developed radars use the solid-state power amplifier to amplify the RF signal. The stability of RF signal directly depends on that of the electric power. So the stable and reliable electric power should be needed. When the electric power switch is tuned on for the first time in order to operate the radar system, the in-rush current is generated because of the capacitive characteristic. The excess in-rush current breaks the element. Therefore, the analysis about the in-rush current to design the electric power system is necessary. In this paper, modeling and simulation on the whole power system is carried out and the necessity of limiting the in-rush current is verified. After the analysis, the circuit to limit the in-rush current is designed and examined to verify the analysis. The circuit is good enough to limit the in-rush current.

• 한국안전학회지
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• 제31권6호
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• pp.58-66
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• 2016

This study aims to estimate the failure probability of concrete gravity dams for their risk analysis under flood situation. To the end, failure modes of concrete gravity dams and their limit state functions are proposed based on numerous review of domestic and international literatures on the dam failure cases and design standards. Three failure modes are proposed: overturning, sliding, and overstress. Based on the failure modes the limit state functions, the failure probability is assessed for a weir section and a non-weir section of a dam in Korea. As water level is rising from operational condition to extreme flood condition, the failure probability is found to be raised up to the warning condition, especially for overturning mode at the non-weir section. The result can be used to reduce the risk of the dam by random environmental variables under possible flood situation.

• 대한수학교육학회지:수학교육학연구
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• 제20권3호
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• pp.293-303
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• 2010

이 연구의 목적은 인식론 분석을 통해 수학사의 세 가지 역할을 분류하는 것이다. 무한과 극한에 대한 수학사를 바탕으로 네 가지의 다른 인식론들을 통해 "잠재적 무한"과 "실제적 무한" 담화를 묘사한다. 무한과 극한 개념의 상호 의존성을 또한 제시한다. 이러한 분석들을 이용하여 무한과 극한에 대한 수학사의 세가지 다른 사용을 보이고자 한다 : 과거, 현재, 그리고 미래사용.

• Earthquakes and Structures
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• 제18권3호
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• pp.285-296
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• 2020

Dams are important structures for management of water supply for irrigation or drinking, flood control, and electricity generation. In seismic regions, the structural safety of concrete gravity dams is important due to the high potential of life and economic loss if they fail. Therefore, the seismic analysis of existing dams in seismically active regions is crucial for predicting responses of dams to ground motions. In this paper, earthquake response of concrete gravity dams is investigated using the finite element (FE) method. The FE model accounts for dam-water-foundation rock interaction by considering compressible water, flexible foundation effects, and absorptive reservoir bottom materials. Several uncertainties regarding structural attributes of the dam and external actions are considered to obtain the fragility curves of the dam-water-foundation rock system. The structural uncertainties are sampled using the Latin Hypercube Sampling method. The Pine Flat Dam in the Central Valley of Fresno County, California, is selected to demonstrate the methodology for several limit states. The fragility curves for base sliding, and excessive deformation limit states are obtained by performing non-linear time history analyses. Tensile cracking including the complex state of stress that occurs in dams was also considered. Normal, Log-Normal and Weibull distribution types are considered as possible fits for fragility curves. It was found that the effect of the minimum principal stress on tensile strength is insignificant. It is also found that the probability of failure of tensile cracking is higher than that for base sliding of the dam. Furthermore, the loss of reservoir control is unlikely for a moderate earthquake.

• 한국수자원학회논문집
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• 제43권11호
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• pp.967-976
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• 2010

우수관의 성능이 한계상태(performance limit state)에 도달할 확률을 정량적으로 산정할 수 있는 FORM(First-Order Reliability Model)의 AFDA(Approximate Full Distribution Approach) 신뢰성 모형을 개발하였다. 우수관망에서 각각의 관으로 유입하는 유량이 그 관의 허용 가능 배출량을 초과하여 성능한계상태에 도달할 때 이를 파괴상태(failure state)라 정의하여 신뢰함수를 수립하였다. 우수관거로의 유입량은 합리식, 유출량은 Manning의 공식을 적용하였다. 또한 신뢰성 해석을 위한 관련 확률변수들에 대한 통계적 특성과 분포함수에 대한 해석이 수행되었다. 강우자료의 불확실성 해석에서 우리나라 여러 중소도시에 대한 연 최대강우강도의 확률분포가 Gumbel 극치분포함수와 일치함을 확인하였다. 개발된 신뢰성 모형을 Y자형 우수관망에 적용하여 성능한계상태가 발생할 확률, 즉 파괴확률(probability of failure)을 정량적으로 산정하였다. Manning의 공식을 이용하여 우수관의 직경 변화에 따른 파괴확률의 거동특성을 분석하였다. 특히 문경과 대전의 50년 재현기간을 갖는 설계 강우강도에 대한 우수관의 파괴확률을 산정한 결과에 의하면, 관의 직경이 특정수치 이하일 경우 파괴확률이 급격히 커지는 것을 확인할 수 있었다. 이는 실제 우수관의 유효직경이 설계직경에 가깝도록 항상 관내 불순물을 제거하는 것이 파괴확률을 줄이는 최선의 방법임을 의미하는 것이다. 또한 우수관 시스템의 경우 여러 개의 관이 모여 하나의 관으로 흘러 들어가는 경우가 많으며 이 경우 다중파괴유형(multiple failure mode)을 적용하여 시스템이 파괴상태에 도달할 확률을 정량적으로 산정하였다. 본 연구에서 개발된 신뢰성 모형은 우수관의 운용, 관리, 감독은 물론 설계에 활용이 가능 할 것이다.