• 한국지반공학회논문집
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• 제24권10호
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• pp.25-32
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• 2008

암반에 근입된 현장타설말뚝의 주면마찰력은 암석의 일축압축강도 외에 굴착면의 거칠기, 암반의 재료특성, 초기 수직응력, 말뚝의 직경, 암반의 절리 및 풍화도 등에 크게 영향을 받는 것으로 알려져 있다. 특히 주면마찰력에 영향을 미치는 인자 중 굴착공의 거칠기는 암반의 종류, 말뚝의 직경, 그리고 말뚝의 시공법에 따른 영향이 큰 것으로 알려져 있다. 암반의 굴착공 벽면거칠기 측정장치인 Backyoung-Kyungsung Laser Roughness Profiling System(이하 BKS-LRPS라 칭함)의 혼탁도에 대한유효측정영역 및 측정 가능 여부를 결정하기 위하여 실내모형실험을 수행하였으며, 여기서 혼탁($T_b$)와 BKS-LRPS의 유효 측정거리(Effective Measurement Distances(EMD), mm)의 관계식은 $EMD=1149.2{\times}T_{b}^{-0.64}$로 구할 수 있었다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제27권5호
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• pp.281-294
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• 2015

해상 풍력발전체 최적설계에 필요한 파력과 풍력의 비선형 상쇄 간섭 생성기작을 규명하기 위해 5MW급 해상풍력 발전체를 대상으로 1/50 scale로 수리모형실험을 수행하였다. 해상풍력 발전체의 하부구조물은 시공이 용이하여 가장 선호되는 mono pile로 선정하였다. 돌풍은 Kaimal 스펙트럼과 상호스펙트럼에 기초한 Monte carlo 모로 재현하였으며, 모의결과를 토대로 순간 최대풍속은 10 m/s로 조정하였다. 파고는 해상풍력 시범단지가 예정되어있는 우리나라 서해안 해역의 파황을 고려하여 $H_s=0.1m$, 0.15 m, 0.2 m로 선정하였다. 수리모형실험 결과, 파력과 풍력의 비선형 상쇄 간섭은 해역이 거칠수록 보다 확연하게 관측되었으며, 이러한 결과는 해수면 요철로 인해 대기와 해수면의 경계에서 출현하는 Large eddy가 비선형 상쇄 간섭의 생성 기작이라는 우리의 추론을 뒷받침한다.

• 암석학회지
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• 제23권4호
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• pp.351-366
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• 2014

백두산에서 폭발적인 플리니식 분화에 의해 분연주가 형성되고, 이 분연주의 붕괴에 의하여 화쇄류가 발생하는 조건을 가정하였다. 이 가정에 근거하여 Titan2D 모델을 적용하여 모의하였다. 화산분화 시나리오에 근거하여 화쇄류의 영향 범위를 파악하기 위하여 화산폭발지수별로 영향 범위를 산출하였다. 각 화산 시나리오별 결과를 비교하기 위하여, 화구의 위치는 산사면 8곳(8방위)과 칼데라 중심부 1곳 등 9곳을 선정하였다. 화쇄류 흐름의 내부마찰각은 $35^{\circ}$, 층저마찰각은 $16^{\circ}$로 설정하였다. 각 화산폭발지수별 붕괴 분연주의 높이, 화구의 직경, 분연주 붕괴에 의한 초기속도, 붕괴 화산재의 체적에 근거한 수치모의시간 등을 적절하게 가정하였다. 수치모의 결과를 비교하여 보면, 높은 화산폭발지수일수록 분화가 증가하면 화쇄류는 더 멀리 퍼져 나간다. 칼데라 바깥쪽 북동쪽 산사면에 위치한 화구로부터의 화쇄류 발생은 화산폭발지수가 2에서 7로 증가함에 따라 각각 3.3 km, 4.6 km, 13.2 km, 24.0 km, 50.2 km, 83.4 km로 멀어진다. 본 연구 결과가 DB로 구축되면 백두산 인근 지역에서 화쇄류 발생으로 인한 인적, 물적 피해를 최소화하는 것을 목표로 하는 재해예방과 비상 관리 차원에서 매우 중요한 자료로 제공되어 질 것이다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2010년도 추계 학술발표회 3차
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• pp.72-77
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• 2010

The Incheon Bridge, which was opened to the traffic in October 2009, is an 18.4 km long sea-crossing bridge connecting the Incheon International Airport with the expressway networks around the Seoul metropolitan area by way of Songdo District of Incheon City. This bridge is an integration of several special featured bridges and the major part of the bridge consists of cable-stayed spans. This marine cable-stayed bridge has a main span of 800 m wide to cross the vessel navigation channel in and out of the Incheon Port. In waterways where ship collision is anticipated, bridges shall be designed to resist ship impact forces, and/or, adequately protected by ship impact protection (SIP) systems. For the Incheon Bridge, large diameter circular dolphins as SIP were made at 44 locations of the both side of the main span around the piers of the cable-stayed bridge span. This world's largest dolphin-type SIP system protects the bridge against the collision with 100,000 DWT tanker navigating the channel with speed of 10 knots. Diameter of the dolphin is up to 25 m. Vessel collision risk was assessed by probability based analysis with AASHTO Method-II. The annual frequency of bridge collapse through the risk analysis for 71,370 cases of the impact scenario was less than $0.5{\times}10^{-4}$ and satisfies design requirements. The dolphin is the circular sheet pile structure filled with crushed rock and closed at the top with a robust concrete cap. The structural design was performed with numerical analyses of which constitutional model was verified by the physical model experiment using the geo-centrifugal testing equipment. 3D non-linear finite element models were used to analyze the structural response and energy-dissipating capability of dolphins which were deeply embedded in the seabed. The dolphin structure secures external stability and internal stability for ordinary loads such as wave and current pressure. Considering failure mechanism, stability assessment was performed for the strength limit state and service limit state of the dolphins. The friction angle of the crushed stone as a filling material was reduced to $38^{\circ}$ considering the possibility of contracting behavior as the impact.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권6A호
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• pp.861-872
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• 2008

콘크리트충전 유리섬유 복합소재 튜브는 좋은 내구성과 심한 부식환경에서 견딜 수 있는 높은 화학적인 저항성으로 인해서 해양구조물에서 종종 사용된다. 이 연구는 원형 콘크리트충전 유리섬유 복합소재 튜브에 대한 다양한 실험을 수행하고 결과를 분석한다. 유리섬유 직포 수적층, 필라멘트 와인딩 적층을 압축을 받는 관의 바깥 튜브로 사용하는 경우에 고려해야 하는 몇 가지 측면을 실험 분석한다. 이 연구의 목적은 다음과 같다: (1) 유리섬유 층의 필라멘트 와인딩 각도의 효율성 검증 (2) GFRP 적층수가 강도 및 최고 변형률에 미치는 영향 평가 (3) 단부 재하조건이 구속효과 및 파괴양상에 미치는 영향 파악, 그리고 (4) 구속 상태에서 콘크리트의 응력-변형률 거동을 모사하는 해석적인 모델 제시이다. 세 가지 서로 다른 종류의 섬유 구성이 사용되었다: 직포층, ${\pm}45^{\circ}$ 필라멘트 와인딩 층, 그리고 ${\pm}85^{\circ}$ 필라멘트 와인딩 층. 각 층은 독립적으로 혹은 복합적으로 함께 사용되었다. 시편의 비 및 지름이 서로 다른 경우도 실험하였다. 총 27개의 GFRP 튜브 시편을 이용해서 인장 실험을 수행하였고, 66개의 콘크리트충전 GFRP튜브 시편을 이용해서 압축 실험을 수행하고 결과를 분석하였다. 구속상태의 콘크리트 응력-변형률 거동을 모사하는 해석적인 모델 및 영향계수를 제시하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제13권11호
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• pp.61-68
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• 2012

지반보강을 위해 국내에서 널리 사용되고 있는 공법으로 앵커공법, 소일네일 공법 및 소구경말뚝 공법 등을 들 수 있다. 상기 공법의 경우 보강재의 시공은 용도에 따라 구분되지만 공통적으로 보강재를 삽입한 후에 그라우팅 작업을 실시하는 공정이 포함되어 있다. 지금까지는 국내 대부분의 경우 중력식 그라우팅으로 시공되고 있지만 중력에 의해 그라우팅을 실시하기 때문에 천공 시 발생하는 지반이완영역에 대한 복원이 명확지 않아 보강재의 구조적 결함을 유발할 우려가 있다. 반면에 압력재주입 그라우팅은 먼저 그라우트를 채운 후 소정의 시간이 지나고 미리 설치한 튜브를 통하여 추가적으로 재주입하는 방식으로 기존의 그라우팅 방식에서 발생할 수 있는 문제를 상당부분 해결할 수 있어 그라우팅의 품질을 향상할 수 있다. 본 연구에서는 그라우팅 방식에 따른 인발특성을 평가하기 위하여 화강풍화토 지반을 대상으로 모형실험을 실시하였으며, 그라우팅방법에 따른 인발력 변화와 압력 재주입그라우팅의 재주입시기와 재주입압에 따른 보강재 지지력 증대 특성을 평가하고자 하였다. 연구결과 압력재주입식 그라우팅이 중력식그라우팅에 비해 최소 1.1배에서 1.3배까지 인발력이 크게 발휘되는 것을 확인하였으며, 압력재주입식 그라우팅의 적정 물시멘트비, 주입압력 및 재주입시기에 대한 고찰결과를 제시하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제21권8호
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• pp.5-13
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• 2020

노후시설물의 지하공간 확장공사 시 공사 중 소음 및 진동 문제 뿐만 아니라 기존 주민의 임시 거주공간 확보가 필요하고, 상업용, 공업용, 사회용 등의 시설물의 경우에는 시설물 이용의 중단에 따른 피해가 예상되므로, 지하증축 공사 중 소음 및 진동을 최소화하여 공사 중에도 기존 시설물의 이용을 가능하게 하는 기술이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 가설구조물의 안정성 문제와 공사 중 발생되는 소음진동 문제를 효과적으로 해결하여 지하증축 공사 중 시설물을 이용하면서 진행한 공사현장의 시공단계별 계측결과로 가설구조물과 주변지반의 거동을 분석하여 국내 현실에 적합한 지하증축공사 모델을 제시하였다. 시공 시 발생되는 문제를 해결하기 위해 초기 굴착 후 슬라브 선타설공법을 적용한 현장의 계측결과(건물경사계, 균열측정계, 구조물경사계, 지표침하계)를 확인한 결과 건물경사계와 구조물경사계는 슬라브 선타설후 변위가 감소하거나 수렴하는 경향을 확인할 수 있었으며, 균열측정계와 지표침하계는 관리기준 이내의 안정적인 모습을 확인할 수 있었다. 이 결과로 볼 때, 지하증축 공사 시 지하층 슬라브를 선타설하는 것은 공사 중 발생하는 소음·진동의 문제를 해결해주는 것 뿐만 아니라 지하증축 공사 시 가설구조물의 안정성을 확보하는데 큰 역할하고 있는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권11호
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• pp.870-877
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• 2020

석션버켓기초는 20m 이상의 수심 조건에서 경제적인 시공이 가능한 건설 공법이다. 석션버켓기초는 내부가 비어 있는 양동이가 뒤집어진 형태의 구조물을 목표지점에 위치시킨 후, 버켓 내의 공기나 물을 흡입하여 내/외부의 수압차이에 의한 관입력으로 기초를 설치한다. 안정성 확보를 위해 버켓의 수직도 확보는 필수적이다. 그러나 해저지반의 불균질성이나 편심으로 인하여 버켓의 기울어짐이 발생할 수 있다. 석션버켓기초는 현재 시공과정에서 관입/인발 작업 반복을 통해 수직도를 확보하는 방법이 일반적으로 적용되고 있다. 그러나 이 방법은 현장 작업자의 경험 및 숙련도에 의존적이며 수직도 확보에 비교적 장시간이 소모된다. 본 논문에서는 실시간 석션버켓 수직도 모니터링 시스템을 제안한다. 제안된 시스템은 수직도 데이터를 수집하는 센서부, 수집된 데이터를 처리하여 무선 전송해 주는 컨트롤러부, 원형강관의 수직도 정보를 실시간으로 보여주는 디스플레이부로 구성되어 있다. 제안된 시스템은 기울기 센서와 임베디드 컨트롤러를 활용하여 구현되었다. 제안된 시스템의 실험 결과 roll/pitch가 0.028% 이내의 오차로 측정이 가능함을 확인하였다. 또한, 제안된 시스템을 석션버켓기초 모형실험에 적용하여 수직도 정보의 실시간 확인이 가능함을 보였다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제15권4호
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• pp.524-530
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• 2019

연구목적: 본 논문에서는 3차원 해석프로그램을 활용하여 인터페이스 요소를 구성하고, 일반적인 부재의 특성치와 강도가 보강된 부재의 특성치 등의 실제 표현할 수 있는 물성조건을 적용하여 연결체의 복합거동 안정성을 평가하고자 하였다. 연구방법: 해석 모델은 비선형적인 재료 거동을 포함한 솔리드 요소(Solid Element)를 사용하여 빔 구조 및 원형 플랜지, 볼팅 시스템 등의 부재를 설계도면과 동일한 치수로 모델링을 완성하였고 각 부재는 하나의 복합거동연결체로 조립되는 과정에서 다른 요소유형(Element Type) 접촉면의 통일성과 매쉬(Mesh) 생성을 보다 효율적으로 제어하여 분할작업(Partition)을 수행하였으며 부재들에 활용된 강재는 Gr. 50 탄소강 재질로 모델링 하였다. 연구결과: 부재별 접촉 인접부위, 하중재하부위, 고정단 부위, 취약예상부위 등으로 하여 하중단계별 변위 및 변형, 응력상태 등을 나타내고, 유한요소 해석 후 복합거동연결체의 각 하중단계에서의 변위, 변형, 응력 등의 분포도로 영향을 검증하고 설계의 타당성을 확인하였다. 결론: 따라서 이 결과를 토대로 하여 마이크로 파일의 설계 지지력이 결정되면 복합거동 연결체의 취약 지점의 파악과 보강의 정도를 파악할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제23권2호
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• pp.13-23
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• 2022

교량 기초의 지반-구조물 상호작용은 지진 시 교량의 거동에 영향을 미치는 주요한 요인으로 지적되어 왔다. 본 연구에서는 지반의 특성 및 기초의 특성이 교량 기초의 지진취약도에 미치는 영향을 분석하였다. 지반의 특성 변화 및 기초의 크기 변화를 고려한 등가정적해석 결과, 상재하중이 작용하는 경우 같은 수준의 횡방향 변위를 발생시키기 위해 요구되는 하중이 증가되는 것을 확인할 수 있었으며, 비선형성은 상재하중이 없는 경우가 더 큰 것으로 나타났다. 느슨한 지반에서 조밀한 지반으로 갈수록 기초의 크기가 증가할수록 동일한 변위를 발생시키기 위해 더 큰 하중을 필요로 하는 것으로 나타났다. 또한, 교량의 지진취약도를 합리적으로 획득하기 위한 접근법을 도출하기 위하여 교량 기초의 지진취약도를 4가지의 조건(고정단 조건, 도로교 설계기준-등가선형강성, 상재하중 고려 시 및 미고려 시 비선형 강성)을 고려하여 비교하였다. 단주교각에 대한 지진해석은 Opensees를 이용하여 수행하였다. 지진취약도 분석 결과, 보수적인 접근법으로 확대기초는 고정단으로 고려할 수 있으며, 말뚝기초의 크기가 작은 경우는 고정단으로 고려하여 안전측 설계를 검토할 수 있으나, 말뚝의 크기가 대형화 하는 경우는 비경제적인 설계가 될 수 있으므로, 지반조건에 따라 기초의 강성을 평가할 수 있는 도로교 등가 선형 스프링 강성을 고려하는 것이 합리적인 접근법으로 판단된다.