• 한국지반공학회논문집
• /
• 제24권8호
• /
• pp.13-23
• /
• 2008

다양한 토목 건축 구조물의 하부구조로 많이 사용되는 콘크리트 말뚝기초는 상부 토목 건축 구조물의 안전에 있어 매우 중요한 요소이다. 본 논문에서는 이러한 말뚝의 비파괴적인 건전성 평가를 위하여, 범용적인 파의 위상 그룹속도 결정법인 HWAW(Harmonic Wavelet Analysis of Wave)방법을 말뚝의 비파괴 시험에 적용하였다. 제안된 방법은 말뚝자체의 건전성 평가와 선단지지말뚝의 거동에 매우 중요한 말뚝 선단부 상태(경계조건)를 자동적으로 결정할 수 있다. 제안된 방법을 검증하기 위하여 ABAQUS를 사용한 수치모의 실험을 수행하였으며, 실제 모형말뚝을 제작하여 공기중 실험과 실제 지반조건을 모사하기 위한 토조내 실험을 수행하였다. 이러한 수치모의 실험과 실제 모의 실험을 통하여 말뚝의 비파괴 건전성 평가에 있어서의 제안된 방법의 타당성을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제17권4호
• /
• pp.734-742
• /
• 2016

최근 21세기에 접어들어 무분별한 발전의 결과로 석탄, 석유 등의 화석연료가 고갈되고 있으며, 지구 온난화가 진행중이다. 이미 유럽과 미국 등의 선진국에서는 신재생 에너지 분야에 관심을 갖고 있으며, 그 중에서도 풍력에너지가 많은 관심을 받고 있다. 풍력발전타워는 운용 중 주기적인 하중의 발생으로 만들어지는 주파수를 회피하여 설계를 해야 한다. 일반적으로 구조해석 과정 시 지반을 고정단 경계조건으로 해석한다. 하지만, 고정단 경계조건의 경우 지반 조건 상호작용을 고려하지 못하여 목표 진동수를 벗어나게 된다. 본 연구에서는 용량 별 지반경계 조건 및 기초의 근입깊이를 고려한 고유진동수 효과를 연구하였으며, 변수에 따른 차이를 확인하였다. 결과적으로 고정단 경계조건 모델은 지반조건과 근입깊이의 영향을 받지 않으며, Coupled Spring 경계조건 모델은 지반조건에는 영향을 받지만, 근입깊이에는 영향을 받지 않는다. Winkler Spring 경계조건의 경우에는 지반조건과 근입깊이에 모두 영향을 받는다. 하지만, 얕은 깊이의 지반에서는 지반조건의 영향을 받지 않으므로 Coupled Spring 경계조건 모델을 활용한 지반조건 별 해석을 수행하는 것이 효과적이다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제10권3호
• /
• pp.283-293
• /
• 2008

현재까지 기존 파일에 근접하여 터널을 굴착할 경우 발생하는 상호적인 지반거동에 대한 연구는 대부분의 지반공학자에게 잘 인식이 되지 않아 왔다. 왜냐하면 이것은 매우 복잡한 경계조건의 문제이기 때문이다. 따라서 본 연구에서는 이러한 복잡한 지반거동과 관련한 전단변형률 형성을 파악하기 위해 실내모형실험과 더불어 수치해석을 수행하였다. 실험 및 수치해석 결과, 선단지지파일의 선단부 위치에 따른 두 개의 뚜렷한 전단변형률 형성을 구분하는 경계선을 제안하였다. 이러한 경계선은 도심지에서 파일로 지지되는 빌딩의 손상을 방지하기 위해 적절한 터널의 위치를 계획하는데 있어 도움이 될 것이라고 판단한다.

• 자연, 터널 그리고 지하공간
• /
• 제21권2호
• /
• pp.117-129
• /
• 2019

Tunnelling in urban environments is very common nowadays as large cities are expanding and transportation demands require the use of the underground space for creating extra capacity. Inevitably, any such new construction may have significant effects on existing nearby infrastructure and therefore relevant assessment of structural integrity and soil-structure interaction is required. Foundation piles can be rather sensitive to nearby tunnel construction and therefore their response needs to be evaluated carefully. Although detailed three-dimensional continuum finite element analysis can provide a wealth of information about this behaviour of piles, such analyses are generally very computationally demanding and may require a number of material and other model parameters to be properly calibrated. Therefore, relevant simplified approaches are used to provide a practical way for such an assessment. This paper presents a simple method where the pile is modelled with beam finite elements, pile-soil interaction is modelled with soil springs and tunnelling-induced displacements are introduced as an input boundary condition at the end of the soil springs. The performance of this approach is assessed through some examples of applications.

• 한국음향학회지
• /
• 제35권4호
• /
• pp.261-271
• /
• 2016

지반에 인입된 파일에 대한 거동 해석은 지반의 비선형 거동 특성으로 인해 일반적으로 유한요소에 기반한 수치적인 방법을 주로 이용한다. 그러나 수치 해석은 파일-지반 모델링 및 연산에 많은 노력과 시간을 요구하므로 파일의 제원과 지반 물성치가 확정되지 않은 초기 설계 단계에서는 활용에 많은 한계를 갖는다. 반면, 지반을 선형화한 이론해석의 경우 수치 해석에 비해 모델이 단순하고 연산 시간이 매우 짧으므로, 해석의 신뢰성이 확보된다면 지반-지지구조의 거동 특성을 초기에 예측하는데 유용할 것이다. 본 연구에서 대상으로 하는 풍력발전기의 경우, 초기 설계 단계에서 풍력터빈의 고유진동수 예측을 위한 동적 거동 해석이 요구되며, 이 때 지반에 인입된 풍력터빈의 지지구조는 탄성경계조건으로 단순화하여 동적 거동 해석에 반영할 수 있다. 이를 위해, 본 논문에서는 풍력터빈 지지구조의 선단부 탄성 계수를 도출하고자 지반에 인입된 파일에 대한 파일-지반 연성해석을 수행하였다. 해석 시 지반의 변형은 탄성범위 이내에 있다고 단순화하여 지반에 인입된 파일을 탄성지지된 보로 모델링하였다. 탄성지지보 모델을 이용해 파일 선단에 수평 하중 또는 모멘트가 작용할 때 발생하는 파일의 횡변형을 구하고, 이로부터 영향계수를 도출하였다. 풍력터빈의 지지구조에 대한 해석 예로써, 모노파일과 석션파일에 대해 파일 선단의 영향계수를 구하고, 이를 문헌의 결과와 비교함으로써 해석 결과의 신뢰도를 검증하였다. 또한 이 두 파일의 깊이에 따른 변형 및 선단부의 스프링 상수를 비교하여 지지구조의 강성 측면에서 모노파일과 석션파일의 특성을 살펴보았다.