• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권3호
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• pp.1391-1395
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• 2012

불균질지반의 압밀에 미치는 투수계수와 압밀계수의 영향을 살펴보고자 해석목적에 맞게 자체적으로 코딩한 프로그램을 사용하였다. 두 개의 압밀층으로 구성된 해석대상지반에 대하여 투수계수와 압밀계수를 달리한 다양한 조건을 가정하여 압밀해석을 수행하였다. 해석결과에 따르면 불균질지반에서의 과잉간극수압분포 및 압밀침하량에 미치는 영향에 있어서는 압밀계수의 영향이 큼을 알 수 있었고 투수계수의 영향은 미미하였다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제14권1호
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• pp.71-81
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• 2018

Soils are mostly nonhomogeneous and anisotropic in nature. In this study, nonhomogeneity and anisotropy of soil are taken into consideration by assuming that the cohesion increases with depth linearly and also varies with respect to direction at a particular point. A three-dimensional rotational failure mechanism is adopted, and then a three-dimensional stability analysis of slope is carried out with the failure surface in the shape of a curvilinear cone in virtue of the limit analysis method. A quasistatic approach is used to develop stability charts in nonhomogeneous and anisotropic soils. One can easily read the safety factors from the charts without the need for iterative procedures for safety factors calculation. The charts are of practical importance to prevent a plane failure in excavation slope whether it is physically constrained or not. Then the most suitable location of piles within the reinforced slope in nonhomogeneous and anisotropic soils is explored, as well as the interactions of nonhomogeneous and anisotropic coefficients on pile reinforcement effects. The results indicate that piles are more effective when they are located between the middle and the crest of the slope, and the nonhomogeneous coefficient as well as the anisotropic coefficient will not only influence the most suitable location for piles but also affect the calculated safety factor of existing reinforced slope. In addition, the two coefficients will interact with each other on the effect on slope reinforcement.

• Earthquakes and Structures
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• 제10권5호
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• pp.1143-1179
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• 2016

Offshore wind turbines are considered as a fundamental part to develop substantial, alternative energy sources. In this highly flexible structures, monopiles are usually used as support foundations. Since the monopiles are large diameter (3.5 to 7 m) deep foundations, they result in extremely stiff short monopiles where the slenderness (length to diameter) may range between 5 and 10. Consequently, their elastic deformation patterns under lateral loading differ from those of small diameter monopiles usually employed for supporting structures in offshore oil and gas industry. For this reason, design recommendations (API and DNV) are not appropriate for designing foundations for offshore wind turbine structures as they have been established on the basis of full-scale load tests on long, slender and flexible piles. Furthermore, as these facilities are very sensitive to rotations and dynamic changes in the soil-pile system, the accurate prediction of monopile head displacement and rotation constitutes a design criterion of paramount importance. In this paper, the Fourier Series Aided Finite Element Method (FSAFEM) is employed for the determination of static impedance functions of monopiles for OWT subjected to horizontal force and/or to an overturning moment, where a non-homogeneous soil profile has been considered. On the basis of an extensive parametric study, and in order to address the problem of head stiffness of short monopiles, approximate analytical formulae are obtained for lateral stiffness $K_L$, rotational stiffness $K_R$ and cross coupling stiffness $K_{LR}$ for both rough and smooth interfaces. Theses expressions which depend only on the values of the monopile slenderness $L/D_p$ rather than the relative soil/monopile rigidity $E_p/E_s$ usually found in the offshore platforms designing codes (DNV code for example) have been incorporated in the expressions of the OWT natural frequency of four wind farm sites. Excellent agreement has been found between the computed and the measured natural frequencies.

• 대한토목학회논문집
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• 제43권2호
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• pp.187-193
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• 2023

이 논문은 말뚝체의 자중을 고려한 말뚝의 좌굴거동에 관한 연구이다. 비균질 지반에 설치된 부분매립 말뚝의 좌굴을 지배하는 미분방정식과 경계조건을 유도하였다. Runge-Kutta법과 Regula-Falsi법을 결합한 수치해석법을 적용하여 말뚝의 좌굴하중과 좌굴형을 산정하였다. 계산된 좌굴하중의 수치해와 문헌값은 잘 일치하였고, 수치예를 통해 말뚝의 자중, 매립비, 세장비, 경계조건 및 지반의 반력형상비, 지반강성비가 말뚝의 좌굴특성에 미치는 영향을 분석하였다. 분석결과, 말뚝의 자중은 말뚝의 좌굴하중을 감소시켰으며 이러한 자중효과의 무시는 부분매립 말뚝의 좌굴하중을 과대평가할 수 있음을 확인하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제30권4호
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• pp.35-45
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• 2014

사면의 안정성을 위한 한계평형해석은 간편함과 적용성 때문에 가장 널리 적용되고 있다. 이러한 간편한 방법으로 균질하지 않고 방향성 있는 지층 같은 다양한 지형조건을 해석하기에는 신뢰성과 설득력 있는 결과를 주기에 한계가 있다. 또한 지반굴착과 성토지반 같은 토사사면의 초기 응력상태나 응력경로와 같은 지반의 응력변화에 대해서 고려하지 못한다. 반면, 한계평형해석과는 다르게, 유한요소법에 의한 변형과 응력분포 해석은 시간에 따른 복잡한 하중단계와 탄성영역외의 범위를 다룰 수 있다. 본 연구에서는 불포화 토사사면에서 발생하는 얕은 파괴의 안전율 계산과 임계단면을 결정하는 방법을 제안한다. 유한요소해석은 유효응력 거동을 근간으로 각 요소들의 가우스 포인트에서 응력들이 계산되고 안전율이 가장 약한 지점들을 찾아 비선형 임계단면이 결정된다. 이러한 사면안정해석은 강우침투에 의해 변형되는 지반의 사면 표층파괴에 적합하게 계산된다. 침투에 의한 지반의 단위중량의 변화는 사면의 연직 및 수평변위에 영향을 주며, Drucker-Prager 파괴기준은 수리학-역학적인 연계된 불포화토의 거동 해석과 응력-변형률 관계를 위해 적용된다.