• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제9권7호
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• pp.13-23
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• 2008

본 연구에서는 모래다짐말뚝으로 개량된 점성토 지반에 고성토시 발생될 수 있는 측방유동과 교대의 안정성을 파악하기 위하여 원심모형실험과 수치해석을 수행하였다. 원심모형실험과 수치해석은 교대 배면구간을 EPS로 성토한 경우(Case 1)와 토사로 성토한 경우(Case 2)에 대하여 수행하였으며, 모형실험시 교대와 성토체에 potentiometer를 설치하여 교대상부의 수직변위와 수평변위 및 성토체의 수직변위를 측정하였다. 원심모형실험결과 Case 1에서 교대의 수평변위는 1.4cm 정도로 해석결과와 거의 일치하며, 허용기준을 만족하는 것으로 나타났다. 반면, Case 2에서 교대의 수평변위는 12cm 정도로 해석결과에 비해 18% 정도 크게 평가되었으며, 허용기준을 초과하는 것으로 나타났다. 해석결과 Case 1에서 말뚝의 최대수평변위는 1.26cm로 허용 수평변위 기준(1.5cm)을 만족하는 것으로 나타난 반면, Case 2에서 말뚝의 최대 수평변위는 1.005m로 허용기준을 크게 초과하는 것으로 나타났다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제3권2호
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• pp.5-14
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• 2002

본 연구에서는 지중내에 설치한 매설관에 작용하는 응력-변형 특성을 분석하였다. 연약지반의 수축과 팽창특성을 고려할 수 있는 Egg-Cam Clay 모델을 소개하였다. 기존에 사용하던 Cam Clay 모델은 연약지반의 수축 및 팽창 특성을 고려하지 못하는 단점이 있기 때문에 Cam Clay 모델을 수정하여 Egg-Cam Clay 모델을 제안하였다. 이와는 별도로 지중내의 매설관에 작용하는 응력-변형을 감소시키기 위하여 지오그리드, EPS 지오폼을 매설관과 함께 설치하였다. 탄소성모델을 이용하여 현장에 시험시공한 여러 단면에 유한요소해석한 결과 긍정적인 효과를 얻었다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제34권5호
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• pp.577-595
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• 2023

A dynamic triaxial discrete element numerical model of lightweight soil was established using the discrete element method to study the microscopic mechanism of expanded polystyrene (EPS) particles in the soil under cyclic loading. The microscopic parameters of the discrete element model of the lightweight soil were calibrated depending on the dynamic triaxial test hysteresis curves. Based on the calibration results, the effects of the EPS particles volume ratio and amplitude on the contact force, displacement field, and velocity field of the lightweight soil under different accumulated strains were studied. The results showed that the hysteresis curves of lightweight soil exhibit nonlinearity, hysteresis, and strain accumulation. The strain accumulated in remolded soil is mainly tensile strain, and that in lightweight soil is mainly compressive strain. As the volume ratio of EPS particles increased, the contact force first increased and then decreased, and the displacement and velocity of the particles increased accordingly. With an increase in amplitude, the dynamic stress of the particle system increased, and the accumulation rate of the dynamic strain of the samples also increased. At 5% compressive strain, the contact force of the particles changed significantly and the number of particles deflected in the direction of velocity also increased considerably. These results indicated that the cemented structure of the lightweight soil began to fail at a compressive strain of 5%. Thus, a compressive strain of 5% is more reasonable than the dynamic strength failure standard of lightweight soil.

• 한국수자원학회논문집
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• 제38권3호
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• pp.179-188
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• 2005

본 연구에서는 화북다목적댐을 대상으로 2차원, 3차원 수치모형실험이 수리모형실험과 더불어 설계자에게 유용한 해석도구로 사용될 수 있음을 보였다. 2차원, 3차원 수치모형으로 천수방정식을 지배방정식으로 하는 RMA2와 RANS를 지배방정식으로 하는 FLOW-3D 모형을 이용하였다. 수몰지역과 접근수로에서의 유황, 월류웨어의 방류능력, 월류부, 도류부, 감세지에서의 수면형상, 월류부에서의 압력분포에 대한 수치모의 결과를 수리모형실험 결과와 비교하였다. 비교 결과, 대부분의 경우에 수치모의 결과는 수리모형실험 결과를 잘 재현하는 것으로 나타났다 그러나, 감세지에서의 도수현상에 대한 수치모의 결과는 공기연행효과로 인해 수리모형실험 결과와 다소 차이가 발생하는 것으로 나타났다.

• 지질공학
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• 제31권4호
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• pp.589-601
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• 2021

본 연구에서는 지하공간 개발로 인해 발생하는 지하수위저하, 지반함몰 등의 문제를 해결하는 방법 중 하나인 인공함양기술에 있어 지하수 함양에 결정적인 역할을 하는 지표매질 특성인 수리전도도(hydraulic conductivity)에 관한 적용성에 대한 연구를 수행하였다. 경기도 이천에 위치한 인공함양시설의 설계조건을 동일하게 하여 양수시험과 주입시험을 수행하였다. 양수시험을 통해서는 지하수위를 회복하는데 있어 결정적인 역할을 하는 대수층의 수리상수값을 도출하였으며, 현장 대수층을 단순화 시킨 모델을 구축하여 양수시험 조건과 동일하게 적용한 부정류 해석을 수행하여 실측값과 모델값의 상관성을 검토한 결과 R² = 0.78로 분석되었다. 동일한 조건으로 주입시험을 수행하였으며, 주입되는 지층은 실트질모래와 점토질모래로 구성된 퇴적층에서 시험을 진행하였다. 주입시험을 통해 측정된 결과를 통해 시간-수위 자료로부터 대수층의 매개변수를 결정하는 대표적 우물해석해인 Thiem의 공식을 활용하여 경험식을 유도하였으며, 유도된 경험식과 실측값의 상관분석을 수행한 결과 R² = 0.99의 높은 상관성을 가지는 경험식을 유도하였다. 본 연구는 주입시험이 수행되기 어려운 지역에서 양수시험을 통해 결정된 대수층의 수리전도도를 활용할 경우, 특정 조건에서 신뢰도 높은 결과를 예측하는데 적절히 활용될 것으로 판단된다.

• Earthquakes and Structures
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• 제9권6호
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• pp.1273-1290
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• 2015

JK wall is a shear wall made of lightweight EPS mortar and reinforced with a 3-D galvanized steel mesh, called JK panel, and truss-like stiffeners, called JK stiffeners. Earlier studies have shown that low strength lightweight concrete has the potential to be used in structural elements. In this study, seismic contribution of the JK infill walls surrounded by steel frames is numerically investigated. Adopting a hybrid numerical model, behavior envelop of the wall is derived from the general purpose finite element software, Abaqus. Obtained backbone would be implemented in the professional analytical software, SAP2000, in which through calibrated hysteretic parameters, cyclic behavior of the JK infill can be simulated. Through comparison with earlier experimental results, it turned out that the proposed hybrid modeling can simulate monotonic and cyclic behavior of JK walls with good accuracy. JK infills have a panel-type configuration which their dominant failure mode would be ductile in flexure. Finally technical and economical advantages of the proposed JK infills are assessed for two representative multistory buildings. It is revealed that JK infills can reduce maximum inter-story drifts as well as residual drifts at the expense of minor increase in the developed base shear.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2008년도 춘계 학술발표회 초청강연 및 논문집
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• pp.300-310
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• 2008

A series of numerical simulations on the several types of breakwaters on the foundation systems utilizing buoyancy were carried out in plane-strain conditions using the modified Cam-Clay model and the Biot's consolidation theory. Improved foundation system by the replacement of original ground with light weighted material, expandable poly-styrene (called below EPS) and several foundation systems with buoyant cells were used. From the results of numerical simulations we found that the foundation systems utilizing buoyancy are efficient to reduce the maximum consolidation settlements without reducing lateral safety.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2009년도 세계 도시지반공학 심포지엄
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• pp.133-144
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• 2009

Incheon Bridge, 18.4 km long sea-crossing bridge, will be opened to the traffic in October 2009 and this will be the new landmark of the gearing up north-east Asia as well as the largest & longest bridge of Korea. Incheon Bridge is the integrated set of several special featured bridges including a magnificent cable-stayed girder bridge which has a main span of 800 m width to cross the navigation channel in and out of the Port of Incheon. Incheon Bridge is making an epoch of long-span bridge designs thanks to the fully application of the AASHTO LRFD (load & resistance factor design) to both the superstructures and the substructures. A state-of-the-art of the geotechnologies which were applied to the Incheon Bridge construction project is introduced. The most Large-diameter drilled shafts were penetrated into the bedrock to support the colossal superstructures. The bearing capacity and deformational characteristics of the foundations were verified through the world's largest static pile load test. 8 full-scale pilot piles were tested in both offshore site and onshore area prior to the commencement of constructions. Compressible load beyond 30,000 tonf pressed a single 3 m diameter foundation pile by means of bi-directional loading method including the Osterberg cell techniques. Detailed site investigation to characterize the subsurface properties had been carried out. Geotextile tubes, tied sheet pile walls, and trestles were utilized to overcome the very large tidal difference between ebb and flow at the foreshore site. 44 circular-cell type dolphins surround the piers near the navigation channel to protect the bridge against the collision with aberrant vessels. Each dolphin structure consists of the flat sheet piled wall and infilled aggregates to absorb the collision impact. Geo-centrifugal tests were performed to evaluate the behavior of the dolphin in the seabed and to verify the numerical model for the design. Rip-rap embankments on the seabed are expected to prevent the scouring of the foundation. Prefabricated vertical drains, sand compaction piles, deep cement mixings, horizontal natural-fiber drains, and other subsidiary methods were used to improve the soft ground for the site of abutments, toll plazas, and access roads. Light-weight backfill using EPS blocks helps to reduce the earth pressure behind the abutment on the soft ground. Some kinds of reinforced earth like as MSE using geosynthetics were utilized for the ring wall of the abutment. Soil steel bridges made of corrugated steel plates and engineered backfills were constructed for the open-cut tunnel and the culvert. Diverse experiences of advanced designs and constructions from the Incheon Bridge project have been propagated by relevant engineers and it is strongly expected that significant achievements in geotechnical engineering through this project will contribute to the national development of the longspan bridge technologies remarkably.

• 한국수자원학회논문집
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• 제41권1호
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• pp.75-85
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• 2008

피라미는 국내 하천에서 서식하며 국지적인 회유를 하는 대표적인 어종이다. 피라미와 같이 작은 몸집의 국지회유성 어종은 서식처간의 이동이 생존을 위해 필수적이다. 그러나 어류 서식처간의 연결부가 배수암거(culvert)로 설치되어 있는 경우에는 평상시 빠른 유속이 발생되어 어류 이동에 많은 장애를 주고 있다. 외국에서는 배수암거의 설계유량과 유속기준이 홍수기간과 어류가 상류로 올라가는 기간별로 필요한 기능에 따라 제시되어 있어 홍수시에는 홍수소통기능, 평상시에는 어도기능이 발휘되도록 설계하고 있다. 암거식 어도의 설치는 암거의 어도기능을 향상시키는 방법 중 하나이다. 그러나 국내에서는 배수암거의 설계유량과 유속기준이 홍수소통기능에 대해서만 제시되어 있어 어도기능은 고려하지 못하고 있다. 본 연구에서는 옵셋배플 설치후 수리특성 및 어류이동 효과의 실험을 실험수로 내에서 일정간격의 유속단계별로 옵셋배플 설치전과 비교하며 분석하였다. 실험 결과 유속 1.2m/s 경우에서는 높이 5cm의 옵셋배플 설치 후 유속이 저감됨에 따라 피라미가 암거식 어도를 따라서 상류로 거슬러 올라가는 성공률, 즉 소상성공률이 최대 20% 개선됨을 확인하였다. 특히 직각으로 설치된 짧은 배플 구간이 피라미가 이동하는 주 이동경로로 나타났다. 그리고 FLOW-3D 모형을 이용한 3차원 수치해석을 수행하여 어도 설계시 수치모형실험의 활용가능성을 검토하였다.