• Earthquakes and Structures
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• 제20권1호
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• pp.71-86
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• 2021

This paper focuses on the development and assessment of the expected damage for the rocking response of rigid anchored blocks, with irregular geometry and non-uniform mass distribution, considering the site conditions and the seismicity of Mexico City. The non-linear behavior of the restrainers is incorporated to evaluate the pure tension and tension-shear failure mechanisms. A probabilistic framework is performed covering a wide range of block sizes, slenderness ratios and eccentricities using physics-based ground motion simulation. In order to incorporate the uncertainties related to the propagation of far-field earthquakes with a significant contribution to the seismic hazard at study sites, it was simulated a set of scenarios using a stochastic summation methods of small-earthquakes records, considered as Empirical Green's Function (EGFs). As Engineering Demand Parameter (EDP), the absolute value of the maximum block rotation normalized by the body slenderness, as a function of the peak ground acceleration (PGA) is adopted. The results show that anchorages are more efficient for blocks with slenderness ratio between two and three, while slenderness above four provide a better stability when they are not restrained. Besides, there is a range of peak intensities where anchored blocks located in soft soils are less vulnerable with respect to those located in firm soils. The procedure used in here allows to take decisions about risk, reliability and resilience assessment of different types of contents, and it is easily adaptable to other seismic environments.

• Advances in concrete construction
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• 제12권5호
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• pp.377-389
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• 2021

Reinforced concrete vertical silos are universal structures that store large amounts of granular materials. Due to the asymmetric structure, heavy load, uneven storage material distribution, and the difference between the storage volume and the storage material bulk density, the corresponding earthquake is very complicated. Some scholars have proposed the calculation method of horizontal forces on reinforced concrete vertical silos under the action of earthquakes. Without considering the effect of torsional effect, this article aims to reveal the expansion factor of the silo group considering the torsional effect through experiments. Through two-way seismic simulation shaking table tests on reinforced concrete column-supported group silo structures, the basic dynamic characteristics of the structure under earthquake are obtained. Taking into account the torsional response, the structure has three types of storage: empty, half and full. A comprehensive analysis of the internal force conditions under the material conditions shows that: the different positions of the group bin model are different, the side bin displacement produces a displacement difference, and a torsional effect occurs; as the mass of the material increases, the structure's natural vibration frequency decreases and the damping ratio Increase; it shows that the storage material plays a role in reducing energy consumption of the model structure, and the contribution value is related to the stiffness difference in different directions of the model itself, providing data reference for other researchers; analyzing and calculating the model stiffness and calculating the internal force of the earthquake. As the horizontal side shift increases in the later period, the torsional effect of the group silo increases, and the shear force at the bottom of the column increases. It is recommended to consider the effect of the torsional effect, and the increase factor of the torsional effect is about 1.15. It can provide a reference for the structural safety design of column-supported silos.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제72권5호
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• pp.643-652
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• 2019

Protection of cultural heritage and carrying it to the future are at the top of the significant topics of research and implementation in engineering in the 21st century. There are several historical structures in the district of Ahlat located in the east of Turkey on the Lake Van Basin that has harbored many civilizations. Some of such works are the gravestones that are found in the Ahlat Seljuk Cemetery, which is the oldest and largest cemetery in the district. This study firstly provides information about the Ahlat Seljuk Cemetery and the gravestones found in it. Observation-based structural analyses were carried out on these gravestones that are found in this area that are known to have belonged to different civilizations based on their physical and constructional characteristics. These stones were built out of Ahlat stone as single pieces. Information is provided on the damages that have occurred on the gravestones in time and their causes. In general, losses of mass, abrasions, separations, collapses and calcifications due to natural conditions, as well as vegetative formations, were observed in the gravestones. To provide an example of other gravestones within the context of the study, the gravestone that is known to belong to the person named Nureddin Ebu Hasan was selected. As a result of the modeling that was carried out for this gravestone by using the finite elements method, modal analyses were carried out. With these analyses, for the gravestone, period, effective mass participation rates and stress values were calculated. The stress values that were obtained in this study were compared to the material safety stress values that were obtained in previous studies. Additionally, QR code application was created for the gravestone that was selected as an example in the study, and information on this gravestone was transferred to an electronic environment. The QR code application includes different language options, visuals of the gravestone and information on the gravestone. The QR application was also supported with a video of the cemetery where the gravestone is located. With this application, access to information about gravestones will be possible by using tablets and smartphones. With a QR code to be created for each gravestone, these gravestones will obtain identity cards.

• 지질공학
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• 제18권4호
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• pp.371-379
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• 2008

본 연구에서는 경기도 일대의 편마암지역 11곳에서 다운홀(down-hole) 탄성파탐사를 이용하여 획득한 탄성파속도를 이용, 편마암지역에서의 탄성파 속도와 동탄성계수와의 상관성을 조사하였다. 연구결과 편마암에서의 탄성파속도의 특성은 $V_s=0.5589{\times}V_p$ 상관관계를 보여준다. 탄성파 속도와 동탄성계수와의 상관관계는 두 개의 군으로 분리된다. 풍화가 진행됨에 따라 첫 번째 군은 암석의 비중에 큰 영향을 받지만 두 번째 군에서는 절리면의 간격에 영향을 받는다. 풍화가 진행됨에 따라 첫 번째 군은 감소하는 경향을 보인다. 경암반에서의 압축파속도($V_p$) 동탄성계수($E_d$, $G_d$, $K_d$)의 상관관계는 선형으로 분석되었지만, 보통암반에서의 압축파속도($V_p$)와 동탄성계수($E_d$, $G_d$, $K_d$)의 상관관계는 2차 함수 포물선 곡선의 형태를 띠는 것으로 분석되었다. 전단파속도($V_s$)와 동탄성계수($E_d$, $G_d$, $K_d$)의 상관관계 또한 압축파속도($V_p$)와 유사한 결과를 보이는 것으로 분석되었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제22권3호
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• pp.239-248
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• 2020

터널 굴착 시 정확한 암반 분류는 적합한 지보패턴을 설치하는 데 도움을 준다. 암반의 분류를 위해 주로 RMR (Rock Mass Ration)과 Q값을 산정하여 수행되며, 페이스 매핑(face mapping)을 바탕으로 산정된다. 점보드릴 및 프로브드릴의 기계 데이터을 활용하거나 딥러닝을 활용한 굴착면 사진 분석 등의 방법이 암반등급 분류를 예측하기 위해 사용되고 있으나, 분석 시 오랜 시간이 소요되거나, 굴착면 전방의 암반등급을 파악할 수 없다는 점에서 한계를 갖는다. 본 연구에서는 순환인공신경망(Recurrent neural network, RNN)을 활용하여 굴착면 전방의 Q값을 예측하는 방법을 개발하였고 페이스 매핑으로부터 획득한 Q값과 비교/검증하였다. 4,600여개의 굴착면 데이터 중 70%를 학습에 활용하였고, 나머지 30%는 검증에 사용하였다. 학습의 횟수와 학습에 활용한 이전굴착면의 개수를 변경하여 학습을 수행하였다. 예측된 Q값과 실제 Q값의 유사도는 RMSE (root mean square error)를 기준으로 비교하였다. 현재 굴착면과 바로 직전의 굴착면의 Q값을 활용하여 600회 학습하여 예측한 Q값의 RMSE값이 가장 작은 것을 확인하였다. 본 연구의 결과는 학습에 사용한 데이터 값 등이 변화하는 경우 변화할 수 있으나 터널에서의 이전 지반상태가 앞으로의 지반상태에 영향을 미치는 시스템을 이해하고, 이를 통해 터널 굴착면 전방의 Q값의 예측이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제22권5호
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• pp.487-496
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• 2010

미국의 NRC(United States Nuclear Regulatory Commission)에서 발간된 "Regulatory Guide 1.61 of United States NRC(2007)"는 원전구조물의 내진설계에 적용되는 구조감쇠비를 철근콘크리트(이하 RC)구조의 경우 4%(OBE)와 7%(SSE), 강구조의 경우 3%(OBE)와 4%(SSE)를 규정하고 있다. 그러나 최근 개발된 강판-콘크리트(이하 SC)구조의 경우 구조감쇠비에 대한 규정이 없다. 본 연구의 목적은 RC구조와 SC구조의 감쇠비의 상대적 차이를 비교함으로서 SC구조의 감쇠비를 조사하는 것이다. 4개의 실험체, RC-S, RC-M, SC-S 그리고 SC-M에 대한 실험적 연구가 수행되었다. 뒷 글자 S와 M은 실험체의 거동이 전단에 의해 지배되는 것과 휨에 의해 지배되는 것을 의미한다. 실험방법은 엑츄에이터와 실험체의 질량사이를 연결하는 인장시험편이 파단되면서 실험체의 자유진동을 발생하게 하는 방법을 적용하였다. 가속도계를 이용하여 측정된 실험데이타를 분석하여 하중의 크기에 따른 기본진동수와 감쇠비를 결정하였다. 4개 실험체의 감쇠비를 비교분석하여 SC구조의 감쇠비는 OBE해석에 RC구조와 동일하게 4%를 제안하였으며 SSE해석의 경우 RC구조의 감쇠비보다 1% 적은 6%를 제안하였다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제7권6호
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• pp.101-108
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• 2003

실험장비의 용량 제약, 경제적인 이유 등으로 지진하중에 대한 구조물의 동적 거동을 연구할 경우, 보편적으로 축소모형이 많이 적용되고 있다. 그러나 구조물의 지진응답은 비탄성 거동을 나타내기 때문에 거동예측이 복잡함에도 불구하고, 축소모형의 지진실험 결과로부터 원형구조물의 지진응답을 유추하기 위한 상사법칙의 연구는 미비한 실정이다. RC구조물의 축소모형 제작 시 상사율이 커지면 상대적으로 부가질량이 증가하며, 또한 굵은 골재 크기의 영향으로 원형구조물과 축소모형의 제작에 동일한 재료를 사용하지 않는 것이 바람직하다. 따라서 동일한 재료를 사용하지 않을 경우, 상사법칙은 기하학적인 상사율과 재료적인 등가탄성계수비에 의존하게 된다. 본 연구에서는 원형구조물과 축소모형에 각각 적용되는 normal-concrete와 micro-concrete의 재료 비선형성을 파악하기 위해 압축강도시험을 수행하여, 재료의 거동구간을 등가의 다단계로 나누어 등가탄성계수비를 적용시킴으로써 지진손상의 정도를 고려할 수 있는 Equivalent multi-phase similitude law를 유도하였다. 이러한 상사법칙을 적용한 유사동적실험 알고리즘을 구축하여 수치해석적인 검증을 수행하여 유사동적실험의 적용성을 확인하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제21권3호
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• pp.347-362
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• 2019

도심지 터널 공사가 많아지면서 이에 따른 소음, 진동, 교통불편 및 민원 저감을 위해 TBM 굴착이 증가하고 있다. 그러나 이러한 추세에도 불구하고 국내 TBM 공동구 설계 및 시공을 위한 기준들은 대부분 해외기술(일본, 독일 등)을 이용하고 있어 국내환경을 고려하지 못하고 있다. 특히, 공동구 TBM 설계의 주요 기준이 되는 굴진율은 대부분 일축압축강도만으로 산정되며 이마저도 실제 현장 특성과 맞지 않아 개선이 필요하다. 본 연구에서는 국내 현장에 적합한 굴진율을 예측하기 위해 수행되었다. 이를 위해 시공 중인 소단면 쉴드 TBM 굴착 현장의 지반 및 굴진데이터를 수집하고 상관관계 분석을 통해 굴진율에 영향을 미치는 주요인자를 파악하였다. 도출된 영향인자들은 통계적 분석기법을 기반으로 한 다중선형 회귀분석에 적용되어 굴진율을 예측하는 회귀식의 예측변수로 이용되었다. 결과적으로 회귀분석을 통해 도출된 회귀식은 일축압축강도와 절리간격을 예측변수로 추정되었으며, 해외 경험식과 비교하여 국내현장 굴진율의 예측 정확도가 높은 것으로 나타났다. 다만, 이 회귀식을 타 국내 현장에 적용할 경우 예측오차가 다소 증가하였다. 회귀식이 갖는 이와 같은 적용 한계를 개선하기 위해서는 추가적인 연구를 통해 현장조건에 제약을 받지 않는 굴진율 예측모델 도출이 필요할 것으로 보인다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제18권6호
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• pp.5-19
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• 2017

본 연구에서는 편마암지역의 NATM 해저터널 막장 9개소에서 실시한 차수 주입홀 315공에 대한 주입재 주입량에 대하여 RMR 분류요소들과 주입재 주입량, 루전값과 RQD, 루전값과 시멘트 주입량의 상관관계를 분석하여 암반 차수 주입 효과를 연구하였다. 연구대상 해저터널에서 막장별 주입재 총주입량은 일부 막장에서 다소 변화폭은 있으나, 불연속면의 간격(R3, Js)과 지하수상태(R5)에서 분류요소의 평점이 높을수록 감소하는 것으로 나타났으며, 막장별 총주입량은 RMR 분류요소들보다는 탄성파탐사(3D, TSP)의 지질이상대 및 감지공의 유입량과 상관관계가 큰 것으로 나타났다. 단위주입량은 불연속면의 상태(Jc, R4)의 풍화도를 제외한 RMR 분류요소들에서 평점이 높을수록 감소하는 것으로 나타났다. RQD와 루전값은 상관관계가 크지 않으나, RQD 값이 클수록 루전값이 감소하는 경향을 확인할 수 있었다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제64권2호
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• pp.233-241
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• 2017

Earlier numerous studies have been done on implementation of Tuned Liquid Damper (TLD) for structural vibration control by many researchers. As per current review there is no significant study on a sloped bottom TLD. TLD's are passive devices. A TLD is a tank rigidly attached to the structure and filled partially by liquid. When fundamental linear sloshing frequency is tuned to structure's natural frequency large sloshing amplitude is expected. In this study set of experiments are conducted on flat bottom and sloped bottom TLD at beach slope $20^{\circ}$, $30^{\circ}$ and $45^{\circ}$, for different types of structures, mass ratio, and depth ratio to investigate the overall effectiveness of TLD and specific effect of TLD parameters on structural response. This experimental study shows that a properly designed TLD reduces structural response. It is also observed that effectiveness of TLD increases with increase in mass ratio. In this experimental study an effectiveness of sloped bottom TLD with beach slope $30^{\circ}$ is investigated and compared with that of flat bottom TLD in reducing the structural response. It is observed from this study that efficiency of sloped bottom TLD in reducing the response of structure is more as compared to that of flat bottom TLD. It is shown that there is good agreement between numerical simulation of flat bottom and sloped bottom TLD and its experimental results. Also an attempt has been made to investigate the effectiveness of sloped bottom TLD with beach slope $20^{\circ}$ and $45^{\circ}$.