• 한국해양학회지:바다
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• 제5권2호
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• pp.95-104
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• 2000

울릉분지의 탄성파 단면에서 반사특성에 의해서 분류된 4개의 단위 퇴적층까지의 심도와 두께를 산출하고 분포도를 작성하였으며, 이를 중력 및 자기이상분포와 대비하여 울릉분지 심부구조의 특성을 해석하였다. 울릉분지 퇴적층은 중앙부에서 3,000-4,000 m이나 국지적으로 6,000m까지 두꺼워 지며, 북동쪽에서 남서쪽으로 두꺼운 지역의 분포가 넓어지는 양상을 보인다. 음향기반은 분지 중앙부에서 5,000 m, 남서단 및 서단에서 최대 7,500 m까지 지역적으로 깊어지며 전체적으로 남서-북동 방향의 긴 저지대를 이루면서 음향기반 상부 퇴적층들의 구조에 직접적인 영향을 주고 있다. 울릉분지 서쪽 및 남쪽 가장자리의 저중력분포는 두꺼운 퇴적층을 갖는 기반함몰대및 대륙-해양의 전이지각의 존재를 반영하며, 특히 기반함몰대는 탄성파 자료에 근거한 것과 같이 국지적이지 않고 북쪽의 한국대지 남단에서부터 울릉분지의 남단까지 주변부를 따라 연속적으로 발달하고 있다. 분지 중앙부에서 고중력이상분포는 북동단이 넓고 남서단쪽으로 좁아지는데, 이것은 고밀도 지각과 맨틀의 천부 존재를 지시한다. 울릉분지 중앙부의 북서부 및 남동부 가장자리를 따라 나타나는 한 쌍의 자기이상 선상분포는 탄성파 자료에서 밝혀진 분지내 기반암 저지대의 경계부와 대체적으로 일치한다. 이 자기선상 분포는 울릉분지가 해저확장하면서 형성된 대륙지각과 해양지각간 전이대의 열개된 지각틈새를 따라 관입 혹은 분출된 일련의 화성암체와 관련이있다. 탄성파 속도 분포가 울릉분지 중앙부에 해양지각이 존재할 가능성을 시사하는 것에 근거한다면 울릉분지내해양지각은 이 한 쌍의 자기선구조를 경계로 그 안쪽인 남서부에서 좁고 북동쪽으로 가면서 120 km까지 넓어지는 한정된 지역에만 분포하는 것으로 해석된다. 분지지각의 남쪽경계가 휘어져 있는 것은 필리핀판 등 해양지각판이 일본열도에 충돌할 때 받은 압축력의 영향으로 울릉분지 지괴가 변형 받았다는 것을 지시한다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제9권3호
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• pp.207-224
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• 2006

탄성파 피에조콘 관입 시험(Seismic Piezo-Cone Penetration Test, SCPTu)은 동적 및 정적 물성과 같은 지반의 공학적 특성 평가에 가장 유용한 조사 기법 중의 하나이다. 본 연구에서는 국내 지반에 대한 실질적 활용 연구로서, 국내 대표적 퇴적 지층 발달 지역인 부산과 인천을 대상으로 각각 두 부지와 네 부지에서 SCPTu를 수행하였다. 현장에서 SCPTu로부터 획득한 파형 신호에 대해 교차법을 이용한 신호 판독을 실시하여 깊이별 전단파의 초기 도달 시점 및 그에 따른 깊이별 도달 시차를 결정하였다. 이를 토대로 Snell의 법칙에 근간한 굴절 전파 경로법을 이용하여 전단파 속도$(V_S)$의 깊이별 분포를 도출하였다. 결정된 깊이별 $V_S$ 분포를 콘 선단 저항력$(q_t)$과 비교해 본 결과, 깊이에 따른 두 값의 경향이 유사하게 나타났다. 일반적인 CPTu 자료의 지진공학적 활용을 목적으로 SCPTu로부터 측정된 결과를 토대로 $V_S$와 콘 관입 특성값의 상관관계를 분석 도출하였다. 다중 회귀 분석을 수행하여 전단파 속도와 콘 관입 특성값 중 네 가지의 독립변수인 콘 관입 저항력$(q_t)$, 주면 마찰력$(f_s)$, 유효상재응력$(\sigma'_{v0})$ 및 간극수압계수$(B_q)$ 간의 상호 관련성을 정량적으로 평가하였으며, 특히 흙 분류 지수인 $I_c$값에 의하여 객관적으로 구분된 사질토 및 점토와 전체 토사에 대한 변수별 경험적 상관식을 제안하였다. SCPTu의 하향식 탄성파 시험과 일반적인 CPTu의 대상 변형률 수준이 다름에도 불구하고 본 연구에서 도출 제안된 $V_S$와 CPTu 특성값의 상관관계는 국내 일부 퇴적 지반에 대한 $V_S$의 예비적 평가에 매우 유용하였으며, 기존 해외 연구의 상관관계에 비해서도 높은 상관성을 보였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제25권6호
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• pp.423-446
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• 2023

쉴드 TBM 터널 라이닝은 세그먼트와 링으로 분절되어 있다. 2-링 빔-스프링 모델은 세그먼트 라이닝의 링과 세그먼트의 연결부 경계조건을 통해 불연속성을 고려하며 단면 설계 시 주로 활용하는 모델링 방법이다. 그러나 3차원 해석이 필요한 경우 대체로 Segmentation에 대한 고려 없이 연속체 라이닝으로 간주하여 세그먼트 라이닝에 대한 응력과 변위를 검토하는 경향이 일반적이다. 본 연구는 세그먼트와 링의 접촉면에 Coulomb의 마찰 법칙에 근거한 Shell interface element를 적용하여 세그먼트 간 계면 거동하는 모델링으로 지진 시 세그먼트 라이닝의 응력과 변위에 대한 응답 특성을 연구한다. 세그먼트 라이닝은 건설 과정에서 Ovaling 변형이 발생된다. 국내 세그먼트 라이닝의 Ovaling 변형에 대한 관리 기준은 없다. 스웨덴이나 중국의 경우 내경 7.0 m의 라이닝인 경우 5~10‰의 Ovality 기준을 갖고 있으나 이는 현실적으로 실현하기 어려운 기준치이다. 본 연구는 Shell interface element를 활용한 세그먼트 라이닝 모델링을 통해 지진 시 라이닝에 발생되는 응력과 변위의 특성을 연속체 모델링 결과와 비교하여 Segmentation이 고려된 라이닝의 지진에 대한 응답 특성을 연구하고 이를 통해 세그먼트 라이닝의 Ovality 기준과 의미를 연구한다. 연속체 라이닝과 세그먼트 라이닝의 지진 시 응력과 변위의 분포 양상은 유사하였다. 그러나 응력과 변위의 최댓값은 세그먼트 라이닝과 차이를 보여주었다. Shell로 모델링 된 연속체 라이닝의 지진 시 응력 분포는 3차원 원통형 형상에 연속성을 갖는 응력 분포를 보이지만 세그먼트 라이닝은 분절된 세그먼트 외측으로 응력이 집중되었고 세그먼트와 링의 접촉면이 집중되는 위치에서 가장 큰 응력이 발생되었다. 이러한 단속적이고 국부적 응력 분포는 라이닝의 Ovality가 클수록 지진 시 더욱더 국부적 집중도가 커진다. 응력 분포가 급격하게 커지는 Ovality는 150‰ 정도에서 발생되기 시작했으며 그보다 작은 Ovality 에서는 원형 단면 라이닝에서 발생되는 응력보다 작은 응력이 발생되었다. 그러나 Ovality 150‰는 실제 라이닝에서 실현될 수 없는 비현실적 값이다. 따라서 세그먼트 라이닝의 Ovality는 심도에 따라 증가될 수 있으나 지진 하중에 대한 안정성에는 큰 영향을 미치지 않는다. 그러나 터널의 단면 확보 및 품질관리를 위해서는 Ovality에 대한 계측과 관리가 요구된다.

• 암석학회지
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• 제28권3호
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• pp.157-169
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• 2019

경상남도 하동군 화개면 지리산 불일폭포에 분포하는 선캄브리아시대 고원생대의 화강암질편마암 노두에서 관찰되는 중생대 백악기 이후에 형성된 것으로 추정되는 슈도타킬라이트를 대상으로 야외 산상과 구조지질학적 특성, 암석기재, 전자현미경 관찰, 지화학적 분석 등을 수행하였다. 연구지역 노두에서 동일한 전단영역에 발달한 취성변형작용의 산물인 단층암은 슈도타킬라이트와 엽리상 파쇄암으로 분류된다. 이들 중에서 단층작용에 수반된 암회색 슈도타킬라이트들의 산출형태는 수 mm~수 cm 단위의 두께로 단층면을 따라 발달한 '단층세맥형'과 단층세맥형의 슈도타킬라이트로부터 그 용융물이 주변암에 주입되어 형성된 '주입세맥형'으로 구분된다. 이들 슈도타킬라이트의 암석 슬랩과 박편에서는 유리질 내지 탈유리화된 기질부에 석영, 알칼리장석, 사장석, 흑운모 등 잔류광물들의 쇄설성 조직, 만입경계가 발달한 반정, 반응연, 산화물의 물방울 모양구조, 행인상구조, 빠른 냉각으로 형성된 유리, 유동구조 등이 관찰된다. 또한, 슈도타킬라이트의 주성분 및 광물의 조성은 일반적인 염기성 암맥과 달리 모암인 화강암질편마암의 조성과 거의 동일하게 나타난다. 이상의 관찰과 분석은 아주 천처에서 고속 미끌림의 지진성 단층운동으로 발생한 마찰열로부터 모암의 마모와 선별적인 용융의 결과로 생성된 슈도타킬라이트임을 지시한다. 본 연구에서 완전히 규명하지 못한 슈도타킬라이트의 명확한 생성연대, 생성 온도와 깊이, 운동학적 특성과 관련한 단층의 변위와 길이, 단층 미끌림 속도 등에 관해서는 후속연구로부터 밝힐 예정이다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제21권2호
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• pp.175-181
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• 2009

해저지진 시 해양구조물의 진동제어를 위한 인공지능 능동제어기법을 제안하였다. 해양구조물의 동적거동은 유체-구조물 상호작용에 의한 비선형 거동을 고려하였으며 인공신경망의 학습기법을 이용하여 해양구조물의 진동제어기를 구현하였다. 수치해석결과 비제어시와 수동제어 그리고 본 연구에서 개발한 인공신경망 제어기법에 의한 성능을 비교하였다. 진동제어 성능은 능동제어가 가장 우수하였으며 신경망 제어기법은 비선형거동을 하는 해양구조물에 적용하여도 그 성능이 매우 뛰어남을 확인하였다.

• Earthquakes and Structures
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• 제4권1호
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• pp.63-84
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• 2013

A semi-active mass damping (SMD) system with magnetorheological (MR) dampers focusing on low- and mid-rise buildings is proposed in this paper. The main purpose of this study is to integrate the reliable characteristics of the traditional tuned mass damper (TMD) and the superior performance of the active mass damper (AMD) to the new system. In addition, the commonly seen solution of deploying dense seismic dampers throughout the structure nowadays to protect the main structure is also expected to switch to the developed SMD system on the roof with a similar reduction performance. In order to demonstrate this concept, a full-size three-story steel building representing a typical mid-rise building was used as the benchmark structure to verify its performance in real life. A numerical model with the interpolation technique integrated was first established to accurately predict the behavior of the MR dampers. The success of the method was proven through a performance test of the designated MR damper used in this research. With the support of the MR damper model, a specific control algorithm using a continuous-optimal control concept was then developed to protect the main structure while the response of the semi-active mass damper is discarded. The theoretical analysis and the experimental verification from a shaking table test both demonstrated the superior mitigation ability of the method. The proposed SMD system has been demonstrated to be readily implemented in practice.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제33권2호
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• pp.137-158
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• 2009

This paper investigates the behavior of reinforced concrete (RC) circular columns under combined loading including torsion. The main variables considered in this study are the ratio of torsional moment to bending moment (T/M) and the level of detailing for moderate and high seismicity (low and high transverse reinforcement/spiral ratio). This paper presents the results of tests on seven columns subjected to cyclic bending and shear, cyclic torsion, and various levels of combined cyclic bending, shear, and torsion. Columns under combined loading were tested at T/M ratios of 0.2 and 0.4. These columns were reinforced with two spiral reinforcement ratios of 0.73% and 1.32%. Similarly, the columns subjected to pure torsion were tested with two spiral reinforcement ratios of 0.73% and 1.32%. This study examined the significance of proper detailing, and spiral reinforcement ratio and its effect on the torsional resistance under combined loading. The test results demonstrate that both the flexural and torsional capacities are decreased due to the effect of combined loading. Furthermore, they show a significant change in the failure mode and deformation characteristics depending on the spiral reinforcement ratio. The increase in spiral reinforcement ratio also led to significant improvement in strength and ductility.

• Steel and Composite Structures
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• 제18권1호
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• pp.165-185
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• 2015

The suspended zipper bracing system is suggested to reduce the flaws of ordinary zipper braced and concentric inverted V braced frames. In the design procedure of suspended zipper bracing systems, columns and top story truss elements are strengthened. This bracing system show different performances and characteristics compared with inverted V braced and ordinary zipper frames. As a result, a different response modification factor for suspend zipper frames is needed. In this research paper, the response modification factor of suspended zipper frames was obtained using the incremental dynamic analysis. Suspended zipper braced frames with different stories and bay lengths were selected to be representations of the design space. To analyze the frames, a number of models were constructed and calibrated using experimental data. These archetype models were subjected to 44 earthquake records of the FEMA-P695 project data set. The incremental dynamic analysis and elastic dynamic analysis were carried out to determine the yield base shear value and elastic base shear value of archetype models using the OpenSEES software. The seismic response modification factor for each frame was calculated separately and the values of 9.5 and 13.6 were recommended for ultimate limit state and allowable stress design methods, respectively.

• Earthquakes and Structures
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• 제5권6호
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• pp.679-702
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• 2013

During an earthquake, soils filter and send out the shaking to the building and simultaneously it has the role of bearing the building vibrations and transmitting them back to the ground. In other words, the ground and the building interact with each other. Hence, soil-structure interaction (SSI) is a key parameter that affects the performance of buildings during the earthquakes and is worth to be taken into consideration. Columns are one of the most crucial elements in RC buildings that play an important role in stability of the building and must be able to dissipate energy under seismic loads. Recent earthquakes showed that formation of plastic hinges in columns is still possible as a result of strong ground motion, despite the application of strong column-weak beam concept, as recommended by various design codes. Energy is dissipated through the plastic deformation of specific zones at the end of a member without affecting the rest of the structure. The formation of a plastic hinge in an RC column in regions that experience inelastic actions depends on the column details as well as soil-structure interaction (SSI). In this paper, 854 different scenarios have been analyzed by inelastic time-history analyses to predict the nonlinear behavior of RC columns considering soil-structure interaction (SSI). The effects of axial load, height over depth ratio, main period of soil and structure as well as different characteristics of earthquakes, are evaluated analytically by finite element methods and the results are compared with corresponding experimental data. Findings from this study provide a simple expression to estimate plastic hinge length of RC columns including soil-structure interaction.

• Steel and Composite Structures
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• 제16권2호
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• pp.117-133
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• 2014

Natural vibration of truss cable structures is analyzed based upon the general structural analysis software ANSYS, energy variational method and Rayleigh method, the calculated results of three methods are compared, from which the characteristics of free-vibration are obtained. Moreover, vertical seismic response analysis of truss cable structures is carried out via time-history method. Introducing three natural earthquake waves calculated the results including time-history curve of vertical maximal displacement, time-history curve of maximal internal force. Variation curve of maximal displacement of node along span, and variation curve of maximal internal force of member along span are presented. The results show the formulas of frequencies for truss cable structures obtained by energy variational method are of high accuracy. Furthermore, the maximal displacement and the maximal internal force occur near the 1/5 span point. These provide convenient and simple design method for practical engineering.