• Ocean Systems Engineering
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• 제7권2호
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• pp.107-120
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• 2017

Spud-can is used for fixing jack-up rig on seabed. It needs to be inserted up to the required depth during the installation process to secure enough soil reaction and prevent overturning accidents. On the other hand, it should be extracted from seabed soils as fast as possible during the extraction process to minimize the corresponding operational cost. To achieve such goals, spud-can may be equipped with water-jetting system including monitoring and control. To develop such a smart spud-can, a reliable numerical simulation tool is essential and it has also to be validated against physical model tests. In this regard, authors developed a numerical simulation tool by using a commercial program ANSYS with extended Drucker-Prager (EDP) formula. Authors also conducted small-scale (1/100) physical model tests for verification and calibration purpose. By using the numerical model, a systematic parametric study is conducted both for sand and K(kaolin)-clay with varying important soil parameters and the best estimated soil properties of the physical test are deduced. Then, by using the selected soil properties, the numerical and experimental results for a sand/K-clay multi-layer case are cross-checked to show reasonably good agreement. The validated numerical model will be useful in the next-stage study which includes controllable water-jetting.

• 대한토목학회논문집
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• 제10권2호
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• pp.103-112
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• 1990

본 연구는 내진설계시 많은 불확실성을 내포하는 지반의 거동특성을 규명하고, 적용대상지반의 확충 및 경제성 제고를 위하여 토사지반의 동적지반특성 평가 및 지반-구조물 거동 특성을 고찰하였다. 예제해석은 토사지반에 원전 containment 구조물이 설치된 경우를 가상하여 지진하중에 대한 지반-구조물 시스템의 거동을 반무한체해석과 유한요소해석으로 분석하였다. 이는 토사지반에 원전이 건설될 경우에 고려해야 할 안정성 및 경제성 분석의 일환으로 수행되었으며, 토사지반의 큰 비선형거동을 정확하게 해석에 반영하기 위한 해석 software와 지반입력 data의 합리적인 평가방안 등을 예제해석을 통하여 분석하였다. 예제해석결과를 종합해 볼 때 토사지반의 동적거동의 정확한 분석을 위하여 비선형 유한요소해석은 Seed & Idriss 모델이, 선형 유한요소해석은 지진하중에 대한 1차원 지반거동시 변형율에서의 동적지반특성을 이용한 방법이, 반무한체해석은 정적하중시 변형율에서의 동적지반특성을 이용한 방법이 가장 합리적으로 동적지반특성을 평가하는 것으로 추천할 수 있다.

• Earthquakes and Structures
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• 제18권4호
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• pp.423-435
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• 2020

An accurate evaluation of structural damage is essential to performance-based seismic design for the structure across the earth fissure. By comparing the calculation results from three commonly used damage models and the experimental results, a weighted combination method using Chen model was selected in this paper as the seismic damage evaluation. A numerical model considering the soil-structure interaction (SSI) was proposed using ABAQUS software. The model was calibrated by comparing with the experimental results. The results from the analysis indicated that, for the structure across the earth fissure, the existence of earth fissure changed the damage distribution of the structural members. The damage of structural members in the hanging wall was greater than that in the foot wall. Besides, the earth fissure enlarged the damage degree of the structural members at the same location and changed the position of the weak story. Moreover, the damage degree of the structure across the earth fissure was greater than that of the structure without the earth fissure under the same excitation. It is expected that the results from this research would enhance the understanding of the performance-based seismic design for the structure across the earth fissure.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제34권5호
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• pp.309-317
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• 2021

이 논문에서는 박스형 전력구의 지진응답해석에 사용되는 응답진도법의 보수성을 평가하였다. 이를 위해 25가지 전력구 단면과 각 전력구에 대한 2개의 지반조건을 고려한 총 50개 예제를 선정하였다. 응답진도법의 보수성을 평가하기 위해 동적 지반-구조물 상호작용을 고려한 정밀해석법에 의한 응답과 비교하였다. 비교결과, 정밀해석 응답에 대한 응답진도법에 의한 응답의 비로 정의한 응답비의 평균이 1.0에 근접하며, 응답비의 표준편차도 5% 이내로 매우 작아서, 응답진도법에 의한 해석이 정밀해석법과 일관됨을 알 수 있었다. 마지막으로 응답진도법에 의한 응답에 하중계수 1.1을 적용하면 전력구의 보수적인 내진설계가 가능할 것으로 나타났다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제21권1호
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• pp.73-84
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• 2020

In the seismic design of bridges, formation of plastic hinges plays an important role in the dissipation of seismic energy. In the case of conventional fixed-base bridges, the plastic hinges are allowed to form in the superstructure alone. During seismic event, such bridges may be safe from collapse but the superstructure undergoes significant plastic deformations. As an alternative design approach, the plastic hinges are guided to form in the soil thereby utilizing the inevitable yielding of the soil. Rocking foundations work on this concept. The formation of plastic hinges in the soil reduces the load and displacement demands on the superstructure. This study aims at evaluating the seismic response of bridge pier supported on rocking shallow foundation. For this purpose, a BNWF model is implemented in OpenSees platform. The capability of the BNWF model to capture the SSI effects, nonlinear behavior and dynamic loading response are validated using the centrifuge and shake table test results. A comparative study is performed between the seismic response of the bridge pier supported on the rocking shallow foundation and conventional fixed-base foundation. Results of the study have established the beneficial effects of using the rocking shallow foundation for the seismic response analysis of the bridge piers.

• 대한안전경영과학회:학술대회논문집
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• 대한안전경영과학회 2011년도 추계학술대회
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• pp.75-84
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• 2011

본 논문에서는 지하공간에 설치되는 지중구조물에 대한 내진해석에 관한 연구로 구조물의 거동특성과 내진설계방법의 종류에 따라 수치해석을 실시하였다. 이를 위해 현재 가장 많이 실무에 적용되고 있는 내진설계방법인 등가정적해석법과 응답변위법을 적용하고 정밀한 해석이 가능한 시간이력해석법에 의해 검증을 시행하였으며 구조물 내진해석은 3-D 모델링에 의해 구조물-지반 상호작용을 고려하고 국내의 콘크리트구조설계기준에 따라 수행하였다. 해석 결과 현재 실무에서 적용되고 있는 등가정적해석법과 응답변위법을 적용하는 경우 정밀한 동적해석법 보다 다소 크게 산정되어 실무적용에 문제가 없음을 확인 할 수 있었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제19권2호
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• pp.143-159
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• 2017

지진하중으로 초래되는 지하터널 구조물의 손상에 대한 위험도를 예측하기 위해 이 논문에서 확률론적 취약도 평가절차를 개발하였다. 특히 지진취약도 평가에 필수 요소인 취약도곡선의 유도를 위하여 단순화된 방법론을 정립하는 데 중점을 두었다. 지반-구조물상호작용(SSI) 효과를 고려한 구조물의 동적응답거동을 추정하기 위해서 지중구조물에 대한 지반응답가속도법(GRAMBS)을 제안기법에 적용하였다. 또한, 푸시오버 해석을 통해 터널의 손상상태를 정의하고 라틴하이퍼큐브 샘플링(LHS) 기법을 사용하여 설계변수와 관련된 불확실성을 고려하였다. 적용된 기법의 개념을 보다 상세하게 설명하기 위하여 설계스펙트럼을 만족하도록 생성된 다수의 인공지진운동에 대해 수치해석을 수행하고 취약도곡선을 개발하였다. 두 매개변수 대수정규분포 함수로 지진 취약도곡선을 표현하는데, 여기서 두 매개변수인 중앙값과 대수표준편차는 최우추정(MLE)법을 사용하여 산정하였다.

• 터널과지하공간
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• 제21권5호
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• pp.341-348
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• 2011

터널설계를 위해 상세지반조사를 실시한 결과 터널 주요통과구간에 지질이상대로서 암종경계부 및 단층대 구간이 예측되었다. 특히 지질이상대에서 황철석이 분포하는 것을 확인하였으며 대심도 구간 시추조사과정에서 단층파쇄대(F3)에서 피압에 의한 지하수 용출현상이 나타났다. 이에 따라 지질이상대 구간에서의 보강대책을 수립하기 위해 황철석 함유구간에 대한 시설물 보강대책을 검토하였으며, 피압수 다량 구간에서는 침투류 해석 및 차수대책 등 별도의 지보패턴을 계획하였다. 또한 한반도 인근 대지진이 주로 단층대에서 발생하고 있기 때문에 단층대 통과구간에 대해 지반-구조물 상호작호(SSI) 내진해석과 구조물 보강대책을 수립하였다.

• Earthquakes and Structures
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• 제22권6호
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• pp.625-635
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• 2022

High-rise buildings (HRBs) are considered one of the most common structures nowadays due to the population growth, especially in crowded towns. The lack of land in crowded cities has led to the convergence of the HRBs and the absence of any gaps between them, especially in lands with weak soil (e.g., liquefaction-prone soil), but then during earthquakes, these structures may be exposed to the risk of collision between them due to the large increase in the horizontal displacements, which may be destructive in some cases to the one or both of these adjacent buildings. To evaluate methods of reducing the risk of collision between adjacent twin HRBs, this research investigates three vibration control methods to reduce the risk of collision due to five different earthquakes for the case of two adjacent reinforced concrete (RC) twin high-rise buildings of 15 floors height without gap distance between them, founded on raft foundation supported on piles inside a liquefaction-prone soil. Contact pounding elements between the two buildings (distributed at all floor levels and at the raft foundation level) are used to make the impact strength between the two buildings realistic. The mitigation methods investigated are the base isolation, the tuned mass damper (TMD) method (using traditional TMDs), and the pounding tuned mass damper (PTMD) method (using PTMDs connected between the two buildings). The results show that the PTMD method between the two adjacent RC twin high-rise buildings is more efficient than the other two methods in mitigating the earthquake-induced pounding risk.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제20권6호
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• pp.973-987
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• 2018

대부분의 기존 내진해석은 지반과 구조물을 각각 구분하여 수행되었고, 초고층 건물과 저층 건물에 대한 동적거동 비교 연구가 부족한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 초고층 건물과 저층 건물의 동적거동을 파악하기 위하여 유한요소해석 프로그램을 이용하여 선정된 파라미터별로 민감도 분석을 실시하였다. 연구 결과, 초고층 건물의 수평변위, 층간변위비, 휨응력은 지반조건이 연약할수록, 저층 건물보다 장주기 지진파의 영향을 더 받는것으로 나타났다. 또한 초고층과 저층 건물의 취약부는 지반조건보다는 지진파의 종류의 영향이 더 큰 것으로 나타났다. 따라서 지반조건 및 지진파 종류가 건물에 미치는 영향을 참고하면 건물의 내진설계에 도움이 될 것으로 판단된다.