• Geomechanics and Engineering
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• 제29권4호
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• pp.435-449
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• 2022

In this paper, unreinforced and geogrid-reinforced soil foundations were modeled by discrete element method and this performed under surface strip footing loads. The effects of horizontal position of geogrid, vertical position, thickness, number, confining pressure have been investigated on the footing settlement and propagation of tensile force along the geogrids. Also, interaction between rectangular tunnel and strip footing with and without presence of geogrid layer has been analyzed. Experimental results of the literature were used to validation of relationships between the numerically achieved footing pressure-settlement for foundations of reinforced and unreinforced soil. Models and micro input parameters which used in the numerical modelling of reinforced and unreinforced soil tunnel were similar to parameters which were used in soil foundations. Model dimension was 1000 mm* 600 mm. Normal and shear stiffness of soils were 5*10⁵ and 2.5 *10⁵ N/m, respectively. Normal and shear stiffness of geogrid were 1*10⁹ and 1*10⁹ N/m, respectively. Loading rate was 0.001 mm/sec. Micro input parameters used in numerical simulation gain by try and error. In addition of the quantitative tensile force propagation along the geogrids, the footing settlements were visualized. Due to collaboration of three layers of geogrid reinforcements the bearing capacity of the reinforced soil tunnel was greatly improved. In such practical reinforced soil formations, the qualitative displacement propagations of soil particles in the soil tunnel and the quantitative vertical displacement propagations along the soil layers/geogrids represented the geogrid reinforcing impacts too.

• 한국지반공학회논문집
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• 제22권1호
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• pp.15-23
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• 2006

지진시 중력식 안벽에 작용하는 하중성분은 벽체 관성력, 토압 그리고 수압으로 구성되어 있는데 이러한 하중성분은 배면지반의 밀도, 자갈 뒤채움 등 배면지반 조건에 큰 영향을 받게 된다. 그러므로, 본 연구에서는 배면지반의 다짐정도, 자갈 뒤채움재의 설치여부를 달리한 총 4가지 배면지반 조건에 대한 진동대 실험을 수행한 후, 중력식안벽에 작용하는 벽체 관성력, 수압 그리고 배면토압의 크기와 위상관계를 분석하였다. 그 결과 자갈 뒤채움과 지반 다짐이 과잉간극수압 발생을 억제하는데 효과적이며, 배면 동적작용력의 크기와 위상은 과잉간극수압의 크기에 큰 영향을 받는 것으로 나타났다. 또한, 입력가속도 진폭이 0.1g 일때 전체하중에서 관성력, 전면동적수압 그리고 배면 작용력이 차지하는 비율은 각각 $64\%,\;21\%$ 그리고 $16\%$로 나타났으며 과잉간극수압의 크기가 증가함에 따라 전체합력에서 배면작용력이 차지하는 비율이 증가하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제39권12호
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• pp.23-35
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• 2023

농림축산식품부는 강풍에 의한 비닐하우스의 인발파괴에 대응하기 위해 30년 빈도의 풍속에 대비할 수 있는 내재해형 비닐하우스 설계 기준을 고시하였다. 하지만 여전히 많은 비닐하우스가 기존 규격시설인 농가 보급·지도형으로 유지 및 신설되고 있다. 농가 보급·지도형 비닐하우스에는 인발파괴에 저항하기 위한 보강 수단으로 소형말뚝 종류 중 하나인 철항이 사용된다. 철항의 인발저항력은 토양의 환경과 철항의 관입 형태에 따라 변화한다. 이번 연구에서는 양토와 사양토에 설치되는 철항의 인발저항력을 토양경도계를 사용하여 유추할 수 있는 상관관계를 제시하였다. 토양의 환경인 함수비와 다짐도에 따른 철항의 인발저항력을 유추하기 위해 흙의 다짐시험과 모형토조시험, 현장시험을 수행하였다. 흙의 다짐도를 간단하게 확인할 수 있는 토양경도계를 사용하여 다짐도를 측정하였으며, 이를 이용하여 흙의 다짐시험과 모형토조의 다짐도에 대한 상관관계를 분석하였다. 또한, 모형토조에서의 철항의 인발저항력으로 현장에서의 인발저항력을 추정하는 상관관계를 제시하였다. 이번 논문의 결과는 환경 변화에 따른 철항의 관입 형태별 인발저항력의 예측에 활용될 것으로 기대된다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 1997년도 추계학술대회 논문집
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• pp.357-360
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• 1997

Abstract: In teleoperation field robotic system such as hydraulically actuated robotic excavator, the maneuverability and convenience is the most important part in the operation of robotic excavator. Particularly the force information is important in dealing with digging and leveling operation in the teleoperated excavator. Excavators are also subject to a wide variation of soil-tool interaction forces. This paper presents a new force reflecting joystick in a velocity-force type bilateral teleoperation system. The master system is electrical joystick and the slave system IS hydraulically actuated cylinder with linear position sensor. Particularly Pneumatic motor is used newly in the master joystick for force reflection and the information of the pressure of salve cylinder is measured and utilized as the force feedback signal. Also force-reflection gain greatly affects the excavation performance of a hydraulically actuated robotic system and it is very difficult to determine it appropriately since slave excavator contacts with various environments such as from soft soil to rock. To overcome this, this paper proposes a force-reflection gain selecting algorithm based on artificial neural network and fuzzy logic.

• 한국농공학회논문집
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• 제49권6호
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• pp.87-92
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• 2007

Strain-stress behavior of soil is of importance in dealing with geo-techniques which relate to bearing capacity, slope stability, earth pressure and many geo-technical problems. So understanding mechanism of the behavior and reinforcing soil to the required state has been an issue for many years. This paper presents the possibility of magnetic force in enhancing shear strength. To analyze the reinforcing effect, triaxial compression tests were performed on two sets of steel-sand mixtures, one of which is influenced by permanent magnet, NdFeB. With magnetic force under 50 kPa confining pressure, maximum shear strengths increased according to steel percentages but under 100 kPa, no significant changes in maximum shear strengths occurred. Therefore the analysis by Mohr's circles indicates that magnetic force converts the shearing characteristics of sand into those of clay.

• Earthquakes and Structures
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• 제18권6호
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• pp.667-675
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• 2020

The current study compares the effect of structure-soil-structure interaction (SSSI) on the dynamic responses of adjacent buildings and isolated structures including soil-structure interaction (SSI) with the responses of fixed-base structures. Structural responses such as the relative acceleration, displacement, drift and shear force were considered under earthquake ground motion excitation. For this purpose, 5-, 10- and 15-story structures with 2-bay moment resisting frames resting on shallow foundations were modeled as a group of buildings in soft soil media. Viscous lateral boundaries and interface elements were applied to the soil model to simulate semi-infinite soil media, frictional contact and probable slip under seismic excitation. The direct method was employed for fully nonlinear time-history dynamic analysis in OpenSees using 3D finite element soil-structure models with different building positions. The results showed that the responses of the grouped structures were strongly influenced by the adjacent structures. The responses were as much as 4 times greater for drift and 2.3 times greater for shear force than the responses of fixed-base models.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제13권6호통권58호
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• pp.183-191
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• 2009

본 연구에서는 지진시 nailed-soil 굴착벽체의 안전율과 거동특성에 대하여 제시하였다. 시간이력해석을 이용하여 정적하중과 지진하중을 받는 nailed-soil 굴착벽체 전면부의 수평변위, 축력, 전단력, 모멘트를 해석하였다. Dawson과 Roth가 제안한 전단강도 감소기법에 바탕을 둔 안전율을 지진시 nailed-soil 굴착벽체의 안전율 계산에 사용하였다. 제안된 방법에 의한 안전율을 기존의 연구에서 산정된 안전율과 비교하여 그 타당성을 확인하였다.

• 한국해양공학회지
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• 제16권6호
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• pp.44-48
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• 2002

In lateral ground flow, slope stability, and land slide problems, H-piles have often been used, on a horizontally deforming ground, to prevent the failure of mass of soil in a downward and outward movement of a slope. Here, theoretical equations are derived to estimate the lateral force, assuming that the Mohr-Coulomb's plastic states occur in the ground, just around H-piles. In this study, some model experiments were performed to check the lateral forces determined from theoretical equations, using several pile widths, heights and various interval ratios between H-piles for sand specimens. The solution of the theoretical equation, derived from previous studies, showed reasonable characteristics for constants of soil, as well as for the interval, widths, and heights of H-Pile.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2005년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.538-547
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• 2005

This paper presents the shaking table testing method, only using building specimen as an experimental part taking into account the dynamic soil-structure interaction based on the substructure method. The Parmelee's soil stiffness is used as an assumed soil model in here. The proposed methodologies are summarized as: (1) Acceleration feedback method is the one that the shaking table is driven by the motion, corresponding to the acceleration at foundation of the total SSI system. This is found by observing the fed-back accelerations of superstructure and using the interaction force based on the acceleration formulation. (2) Velocity feedback method is the one that the shaking table is driven by the motion, corresponding to the velocity at foundation of the total SSI system. This is found by observing the fed-back accelerations of superstructure and using the interaction force based on the velocity formulation. The applicability of the proposed methodologies to the shaking table test is investigated and experimentally verified in this paper.

• 한국지반공학회논문집
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• 제32권9호
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• pp.51-62
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• 2016

다양한 현장 조건에서 일어날 수 있는 건조토 지반-말뚝-구조물 시스템의 동적거동을 평가하고 고찰하기 위해 3차원 수치 모델을 이용한 매개변수 연구가 수행되었다. 강진 시 지반의 비선형 거동을 적절하게 모사하기 위해 상용 유한 차분 프로그램인 FLAC3D를 통해 시간 영역에서 이루어졌다. 지반 구성 모델은 Mohr-Coulomb 탄소성 모델을 적용하였으며 지반 전단 탄성 계수의 비선형적인 감소를 모사할 수 있는 이력 감쇠 모델을 적용하였다. 진동 시 지반-말뚝 간의 완전 접촉, 미끄러짐, 분리 현상을 모두 모사하는 경계요소 모델을 적용하였으며 경계 조건의 경우, 지반-말뚝 상호작용의 영향을 받는 근역 지반만 메쉬를 생성하고 근역 지반의 경계부에 원역 지반의 가속도-시간 이력을 입력하는 방식인 단순화 연속체 모델링 기법을 적용함으로써 해석 효율을 증가시키고자 하였다. 또한, 적절한 최대지반탄성계수와 항복 깊이의 설정으로 지반의 비선형 거동을 더욱 정확히 모사하고자 하였다. 개발된 수치 모델을 이용하여 상부질량의 크기, 말뚝의 길이, 두부 경계조건, 지반의 상대밀도에 대한 매개변수 연구를 수행함으로써 다양한 현장 조건에 대한 지반-말뚝-구조물 시스템의 동적 거동을 평가하였다. 매개변수 연구 결과, 건조토 지반 조건에서는 상부질량에 의한 관성력이 시스템의 동적 거동에 지배적인 영향을 미침을 확인하였으며 지반에 의한 운동력의 영향은 상대적으로 적다고 평가되었다. 또한 짧은 말뚝과 긴 말뚝의 동적 거동 차이 및 말뚝두부 고정단과 자유단의 거동 차이를 해석적으로 검증하였다.