• 지구물리와물리탐사
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• 제8권1호
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• pp.1-6
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• 2005

조립질 물질을 이용한 축소모형실험(예를 들어 모래상자실험)을 다양한 크기의 많은 지질학적 문제에 성공적으로 적용되어왔다. 이러한 물리적 실험은 개별요소법(DEM)을 이용하여 수치적으로도 수행될수 있다. 이연구에서는 현재 지구상에서 가장 중요한 지구조적 과정 중의 하나인 인도판과 유라시아판의 충돌문제를 시뮬레이션하기 위해 개별요소법을 적용하였다. 개별요소 시뮬레이션은 구조지질학뿐만 아니라 토질역학, 암석역학 등의 다양한 동역학적 분야에 적용되어왔다. 조사대상이 많은 작은 입자들의 조합으로 가정되기 때문에 개별요소 시뮬레이션은 거대하고 불연속적인 변형이 일어나는 대상을 다룰 수 있다. 그러나 DEM 시뮬레이션에서는 개개 입자에 대한 입력변수들과 전체 물성의 관계에 대해 거의 알려져 있지 않기 때문에 입력 변수들의 타당성을 검증하기 어려운 경우가 자주 있다. 그러므로 이전의 연구들에서는 시행착오에 의해 입력변수를 조정하여만 하였다. 이러한 어려움을 극복하기 위하여, 이 연구에서는 개별요소 시뮬레이션에 수치적인 이축 시험을 도입하였으며, 이러한 수치 시험 결과를 이용하여 충돌 모델에 사용되는 입력변수의 타당성을 검토하였다. 결과적인 층돌 모델은 동 아시아에서 관측되는 실제 변형과 매우 비슷하며, GPS 자료 및 동 아시아의 원위치 응력자료와 잘 대비된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제21권6호
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• pp.81-91
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• 2005

"조립질 토목재료"라 함은 쇄석 또는 자갈 등을 일컫는 말로써, 조립재료를 포함하는 지반의 거동은 큰 입자의 영향에 의해 기존의 토질역학 이론으로는 그 특성을 명확히 설명하기는 곤란하기에 이와 같은 큰 입자의 영향을 파악하기 위해서는 그에 맞는 대형시험이 필수적이라 하겠다. 이에, 선행연구(이대수 등, 2005)에서 조립재료의 공학적 특성을 결정짓는 주요한 인자로 밝혀진 최대 입자의 크기, 함수비, 시험밀도 및 균등계수의 크기 등이 국내의 조립재료의 전단강도에 어느 정도 영향을 주는지를 대형직접전단시험기(홍성연 등, 2004)를 이용하여 확인하였으며, 그 중 본 고에서는 최대입경의 크기와 함수비의 변화가 전단강도에 주는 영향을 분석하였다. 아울러, 각 수직응력별로 한계상태에서 조립재료가 갖고 있는 마찰계수를 Wood(1998)가 제안한 방정식을 이용하여 산출하였으며, 시험에 사용한 재료는 경기와 충청지역 석산에서 생산중인 조립재료이다. 시험결과 최대입경 50.8mm의 전단강도의 크기가 76.3mm의 값보다 상대적으로 크게 나타났으며, 공기건조상태의 재료가 포화상태의 값보다 큰 전단강도를 갖는 것으로 나타났다. 한편, 조립질 토목재료가 갖고 있는 한계상태에서의 마찰계수는 각 시험조건별로 $1.0\sim1.6$의 범위로 나타났다.

• 터널과지하공간
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• 제19권6호
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• pp.526-533
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• 2009

본 연구는 광산지역 암반사면이나 광물찌꺼기 적치 사면 등을 보호하기 위한 섬유 방틀공법에 관한 것이다. 섬유 방틀공법은 식생이 자라기 어려운 열악한 환경에서 섬유를 이용해 식생기반을 조성하여 식생이 활착할 수 있도록 도와주는 사면보호공법이다. 섬유 방틀공은 폴리에스테르 섬유매트, 토양, 종자, 사면에 부착을 위한 앵커부로 구성되어 있다. 섬유 방틀공의 무공상태에서 나타난 저조한 발아율을 V형 타공으로 개선하였으며 18개 초본류에 대한 실내발아시험 결과를 토대로 섬유 내 충전재의 최적 배합비를 산정하였다. 최적 배합비는 4곳의 현장 시험시공에 적용 되었으며 활착율이 낮은 현장에서는 보완된 현장시험 시공을 통해 시공된 섬유를 피복하는 식생 활착률이 70% 이상임을 확인하였다. 특히 시험시공 결과 토양보습제는 식생 활착을 위한 충전재 중 가장 중요한 요소로 작용하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제14권3호
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• pp.287-306
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• 2002

The assessment of structural performance of transfer structures under potential seismic actions is presented. Various seismic assessment methodologies are used, with particular emphasis on the accurate modelling of the higher mode effects and the potential development of a soft storey effect in the mega-columns below the transfer plate (TP) level. Those methods include response spectrum analysis (RSA), manual calculation, pushover analysis (POA) and equivalent static load analysis (ESA). The capabilities and limitations of each method are highlighted. The paper aims, firstly, to determine the appropriate seismic assessment methodology for transfer structures using these different approaches, all of which can be undertaken with the resources generally available in a design office. Secondly, the paper highlights and discusses factors influencing the response behaviour of transfer structures, and finally provides a general indication of their seismic vulnerability. The representative Hong Kong building considered in this paper utilises a structural system with coupled shear walls and moment resisting portal-frames, above and below the TP, respectively. By adopting the wind load profile stipulated in the Code of Practice on Wind Effects: Hong Kong-1983, all the structural members are sized and detailed according to the British Standards BS8110 and the current local practices. The seismic displacement demand for the structure, when built on either rock or deep soil sites, was determined in a companion paper. The lateral load-displacement characteristic of the building, determined herein from manual calculation, has indicated that the poor ductility (brittle nature) of the mega-columns, due mainly to the high level of axial pre-compression as found from the analysis, cannot be effectively alleviated solely by increasing the quantity of confinement stirrups. The interstorey drift demands at lower and upper zones caused by seismic actions are found to be substantially higher than those arising from wind loads. The mega-columns supporting the TP and the coupling beams at higher zones are identified to be the most vulnerable components under seismic actions.

• Earthquakes and Structures
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• 제7권2호
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• pp.141-157
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• 2014

The Conditional Mean Spectrum represents a powerful link between the seismic hazard information and the selection of strong ground motion records at a particular site. The scope of the paper is to apply for the city of Bucharest for the first time the method to obtain the Conditional Mean Spectrum (CMS) presented by Baker (2011) and to select, on the basis of the CMS, a suite of strong ground motions for performing elastic and inelastic dynamic analyses of buildings and structures with fundamental periods of vibration in the vicinity of 1.0 s. The major seismic hazard for Bucharest and for most of Southern and Eastern Romania is dominated by the Vrancea subcrustal seismic source. The ground motion prediction equation developed for subduction-type earthquakes and soil conditions by Youngs et al. (1997) is used for the computation of the Uniform Hazard Spectrum (UHS) and the CMS. The disaggregation of seismic hazard is then performed in order to determine the mean causal values of magnitude and source-to-site distance for a particular spectral ordinate (for a spectral period T = 1.0 s in this study). The spectral period of 1.0 s is considered to be representative for the new stock of residential and office reinforced concrete (RC) buildings in Bucharest. The differences between the Uniform Hazard Spectrum (UHS) and the Conditional Mean Spectrum (CMS) are discussed taking into account the scarcity of ground motions recorded in the region of Bucharest and the frequency content characteristics of the recorded data. Moreover, a record selection based on the criteria proposed by Baker and Cornell (2006) and Baker (2011) is performed using a dataset consisting of strong ground motions recorded during seven Vrancea seismic events.

• 한국지반공학회논문집
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• 제21권1호
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• pp.81-91
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• 2005

본 논문은 SCP로 보강된 점성토 지반의 파괴메카니즘 및 응력분담비, 지지력등에 미치는 설계변수에 대한 실험적 수치적 연구 결과이다. SCP로 보강된 점성토 지반의 거동을 알아보기 위하여 SCP의 치환율을 20, 40, $70\%$로 변화시키고, 비소성 세립분 함유량을 5, 10, $15\%$로 변화시켰으며 하중재하폭에 대한 지반개량폭의 비를 1, 2, 3으로 변화시키는 광범위한 원심모형실험을 실시하였다. 한편, 원심모형실험 결과를 모사하기 위하여 상용 유한요소 프로그램인 CRISP을 이용하였으며, 수치해석시 모래다짐말뚝은 탄소성모델로 점토지반은 한계상태이론에 기초한 수정 Cam-clay 모델을 사용하였다.

• 터널과지하공간
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• 제15권1호
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• pp.71-79
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• 2005

지표로부터 터널까지의 토피가 얇고 지반이 풍화토 혹은 풍화암으로 연약한 곳에서 두 터널이 교차되도록 굴찰할 때 교차부의 역학적 안정성을 계측으로 확인하였다. 터널의 시공방법은 주로 12 m의 강관 다단그라우팅 3열로 막장전방을 선보강한 후 터널상반부를 굴착하였고 두 터널의 교차부는 자천공 록볼트로 추가 보강하였다. 터널 굴착 후 교차부 주변 지반의 변위가 수렴되어 역학적인 안정을 확인 할 수 있었다. 최종적으로 수렴된 변위는 천단침하와 내공변위가 각각 약 6-7 mm. 약 5 mm로 터널의 심도와 연약한 지반조건을 고려할 때 작은 값이었다. 따라서 길이 12 m의 강관 다단그라우팅 3열로 막장전방을 보강한 후 터널 교차부 주변을 굴착한 것은 변위를 억제하고 터널의 안정화에 효과적인 것으로 분석되었다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제36권1호
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• pp.111-127
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• 2010

This paper studies the effects of spatially varying ground motions on the responses of a bridge frame located on a canyon site. Compared to the spatial ground motions on a uniform flat site, which is the usual assumptions in the analysis of spatial ground motion variation effects on structures, the spatial ground motions at different locations on surface of a canyon site have different intensities owing to local site amplifications, besides the loss of coherency and phase difference. In the proposed approach, the spatial ground motions are modelled in two steps. Firstly, the base rock motions are assumed to have the same intensity and are modelled with a filtered Tajimi-Kanai power spectral density function and an empirical spatial ground motion coherency loss function. Then, power spectral density function of ground motion on surface of the canyon site is derived by considering the site amplification effect based on the one dimensional seismic wave propagation theory. Dynamic, quasi-static and total responses of the model structure to various cases of spatially varying ground motions are estimated. For comparison, responses to uniform ground motion, to spatial ground motions without considering local site effects, to spatial ground motions without considering coherency loss or phase shift are also calculated. Discussions on the ground motion spatial variation and local soil site amplification effects on structural responses are made. In particular, the effects of neglecting the site amplifications in the analysis as adopted in most studies of spatial ground motion effect on structural responses are highlighted.

• Geomechanics and Engineering
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• 제4권4호
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• pp.281-294
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• 2012

Filtration using granular media such as quarried sand, anthracite and granular activated carbon is a well-known technique used in both water and wastewater treatment. A relatively new pre-filtration method called pebble matrix filtration (PMF) technology has been proved effective in treating high turbidity water during heavy rain periods that occur in many parts of the world. Sand and pebbles are the principal filter media used in PMF laboratory and pilot field trials conducted in the UK, Papua New Guinea and Serbia. However during first full-scale trials at a water treatment plant in Sri Lanka in 2008, problems were encountered in sourcing the required uniform size and shape of pebbles due to cost, scarcity and Government regulations on pebble dredging. As an alternative to pebbles, hand-made clay pebbles (balls) were fired in a kiln and their performance evaluated for the sustainability of the PMF system. These clay balls within a filter bed are subjected to stresses due to self-weight and overburden, therefore, it is important that clay balls should be able to withstand these stresses in water saturated conditions. In this paper, experimentally determined physical properties including compression failure load (Uniaxial Compressive Strength) and tensile strength at failure (theoretical) of hand-made clay balls are described. Hand-made clay balls fired between the kiln temperatures of $875^{\circ}C$ to $960^{\circ}C$ gave failure loads of between 3.0 kN and 7.1 kN. In another test when clay balls were fired to $1250^{\circ}C$ the failure load was 35.0 kN compared to natural Scottish cobbles with an average failure load of 29.5 kN. The uniaxial compressive strength of clay balls obtained by experiment has been presented in terms of the tensile yield stress of clay balls. Based on the effective stress principle in soil mechanics, a method for the estimation of maximum theoretical load on clay balls used as filter media is proposed and compared with experimental failure loads.

• 한국방재학회 논문집
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• 제4권1호
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• pp.25-31
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• 2004

강우침투는 철도성토사면의 불안정성을 유발하는 요인으로 작용하여 때때로 파괴의 결과로 나타나게 된다. 강우량과 철도성토사면 안정성과의 기본적인 상관성이 강우에 의한 성토사면의 불안정성을 분석하여 제안되었다. 사면내부로의 강우침투속도를 규명하기 위하여 실내시험을 수행하였으며, 강우침투실험결과에서 강우침투량은 강우침투속도가 사면경사에 의해 지배되기 때문에 저수지 등의 경우에 있어서의 침투와는 상당히 다르다는 것을 알 수 있었다. 이와 같은 견과에 근거하여 강우의 경계조건을 변화시켜 적용한 후, 다양한 수치해석을 수행하였다. 이를 통해 강우시 철도 성토사면의 전단강도, 포화도 그리고 간극수압의 변화를 예측할 수 있었으며, 철도사면의 안전율이 강우량-강우지수의 함수로서 표현될 수 있었다. 따라서 이 강우지수가 강우시 열차운전규제기준을 설정하기 위해 유용함을 밝혔다.