• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제15권3호
• /
• pp.99-105
• /
• 2011

지하역사의 대부분은 지진에 대비한 내진설계가 거의 수행되지 않음으로 인하여 일정규모 이상의 지진이 발생할 경우 대규모 인명 및 재산피해가 우려된다. 지중구조물인 지하역사의 신뢰도 높은 내진성능 평가를 위하여 지진하중 재하 시 지반과 구조물의 상호작용이 고려된 거동의 고찰과 검증이 요구된다. 이에 본 연구에서는 수도권 소재의 실제 지하역사에 대하여, 상사비 1/60 스케일의 축소모형 지하역사 구조물 시험체에 장주기인 Kobe지진파와 단주기인 Northridge지진파를 적용한 원심모형 진동대 시험을 수행하였다, 원심모형시험결과와 응답변위법, 동일단면에 대해 SHAKE91에 의한 지반 및 구조물의 상대변위, 구조물의 모멘트에 대하여 비교 분석함으로써 지하역사의 내진성능을 평가하고자 하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
• /
• 한국지반공학회 2008년도 춘계 학술발표회 초청강연 및 논문집
• /
• pp.553-562
• /
• 2008

A remediation technique for buried pipeline system subject to permanent ground deformation is proposed. Specifically, EPS (expanded polystyrene) geofoam blocks are used as low density backfill, thereby reducing soil restraint and pipeline strains. In order to evaluate this remediation technique, a series of 12 centrifuge model tests with HDPE pipe were performed. The amount or spatial extent of the low density backfill was varied, as well as the orientation of the pipe with respect to the fault offset. Specifically, in the $-63.5^{\circ}$ test, the orientation was such that the pipe was placed in flexure and axial tension. The $-85^{\circ}$ orientation placed the pipe mainly in flexure. In all cases, the behavior of the remediated pipe was compared to that for the unremediated pipe. The geofoam backfill was successful in improving pipe behavior for two of the three pipe/fault orientations. However, for the $60^{\circ}$ orientation, the pipe buckled in compression irrespective of the geofoam backfill.

• Geomechanics and Engineering
• /
• 제16권5호
• /
• pp.463-469
• /
• 2018

In offshore engineering, lateral cyclic loading may induce excessive lateral movement and bending strain in pile foundations. Previous studies mainly focused on deformation mechanisms of single piles due to lateral cyclic loading. In this paper, centrifuge model tests were conducted to investigate the response of a $2{\times}2$ pile group due to lateral cyclic loading in clay. After applying each loading-unloading cycle, the pile group cannot move back to its original location. It implies that residual movement and bending strain are induced in the pile group. This is because cyclic loading induces plastic deformation in the soil surrounding the piles. As the cyclic load increases from 62.5 to 375 kN, the ratio of the residual to the maximum pile head movements varies from 0.30 to 0.84. Moreover, the ratio of the residual to the maximum bending strains induced in the piles is in a range of 0.23 to 0.82. The bending strain induced in the front pile is up to 3.2 times as large as that in the rear pile. Thus, much more protection measures should be applied to the front piles to ensure the serviceability and safety of pile foundations.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제22권4호
• /
• pp.21-30
• /
• 2006

본 연구에서는 조립질 말뚝으로 개량된 점토지반의 지지력, 응력분담비, 말뚝 및 지반의 변형형태를 파악하기 위하여 말뚝의 종류(CSCP, SCP)와 치환율(0, 20, 40, 60%)을 변화시키면서 원심모형실험을 수행하였다. 실험결과, CSCP와 SCP로 개량된 지반의 하중비는 치환율이 증가함에 따라 비례적으로 증가하였고, CSCP로 개량된 지반의 평균 지지력비가 SCP로 개량한 경우보다 $8{\sim}21%$ 정도 크게 평가되었다. CSCP로 개량된 지반의 평균 응력분담비가 SCP보다 크게 나타나 CSCP가 더 큰 응력을 부담하는 것으로 평가되었다. CSCP로 보강된 지반에서는 팽창파괴가 발생하였고, SCP로 보강된 지반에서는 팽창 및 전단파괴가 동시에 발생하였다.

• Geomechanics and Engineering
• /
• 제34권5호
• /
• pp.529-545
• /
• 2023

The coupled soil-pile-structure seismic response is recently in the spotlight of researchers because of its extensive applications in the different fields of engineering such as bridges, offshore platforms, wind turbines, and buildings. In this paper, a simple analytical model is developed to evaluate the dynamic performance of seismically isolated bridges considering triple interactions of soil, piles, and bridges simultaneously. Novel expressions are proposed to present the dynamic behavior of pile groups in inhomogeneous soils with various shear modulus along with depth. Both cohesive and cohesionless soil deposits can be simulated by this analytical model with a generalized function of varied shear modulus along the soil depth belonging to an inhomogeneous stratum. The methodology is discussed in detail and validated by rigorous dynamic solution of 3D continuum modeling, and time history analysis of centrifuge tests. The proposed analytical model accuracy is guaranteed by the acceptable agreement between the experimental/numerical and analytical results. A comparison of the proposed linear model results with nonlinear centrifuge tests showed that during moderate (frequent) earthquakes the relative differences in responses of the superstructure and the pile cap can be ignored. However, during strong excitations, the response calculated in the linear time history analysis is always lower than the real conditions with the nonlinear behavior of the soil-pile-bridge system. The current simple and efficient method provides the accuracy and the least computational costs in comparison to the full three-dimensional analyses.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제37권12호
• /
• pp.73-87
• /
• 2021

잔교식 구조물은 선박을 안전하게 접안하여 화물을 송수신할 수 있는 구조물로서, 포화된 경사지반에 주로 설치된다. 이러한 잔교식 구조물의 내진설계 시 기준서에서는 예비 설계 방법으로 응답스펙트럼해석법을 활용하도록 제시하고 있으나, 현재 포화지반에 관입된 잔교식 구조물의 모델링 방법에 대한 지침은 부족한 실정이다. 그러므로 본 연구에서는 포화지반에 관입된 잔교식 구조물의 내진성능을 평가하기 위해 동적원심모형실험 및 응답스펙트럼해석을 수행하였다. 동적원심모형실험을 위해 잔교식 안벽 말뚝 중 일부 구간(3×3 군말뚝)을 선정하였으며, 지반 포화 여부에 따라 2가지 모델(건조, 포화)로 분류하였다. 이후 실험 모델에 지반 스프링 방법을 적용하여 응답스펙트럼해석을 수행하였다. 실험 및 해석을 비교한 결과, 건조지반 모델 및 액상화가 발생하지 않는 포화지반 모델의 경우 모멘트 차이가 최대 51% 이내로 발생하였으며, 깊이 별 모멘트를 적절히 모사하는 것으로 나타났다. 그러므로 본 모델의 경우 Terzaghi(1955)가 제시한 수평지반반력상수를 활용하여 모델링을 수행하는 것이 적절한 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제29권4호
• /
• pp.23-32
• /
• 2013

해상풍력 기초로 사용되는 모노포드 석션 버켓기초의 지지력 거동에 대하여 원심모형실험과 수치해석을 통하여 연구하였다. 대상 구조물은 서해안 지역을 대상으로 검토된 해상풍력타워 기초로, 실트질 모래층에 설치하는 것으로 설계되었다. 원심모형실험에 사용된 모형지반은 대상 지반과 유사한 물성을 갖도록 조성하였다. 실험 가속 상태에서 소형 콘 관입시험과 벤더 엘리먼트를 사용한 전단파속도 측정을 통하여 물성을 평가하고 모사 대상 지반과의 유사성을 검증하였다. 원심모형실험으로 해상풍력 기초에 작용하는 하중을 재하하고 거동을 계측할 수 있도록 실험 시스템을 구축하였고, 모노포드 석션 버켓기초의 하중-회전각 관계를 통해서 지지력 거동을 평가하였다. 최적의 실험 조건을 선정 및 검증하기 위하여 수치해석을 수행하였으며, 모델의 자중, 모델과 경계면의 거리 및 지반 탄성계수의 변화에 따른 지지력 거동의 차이를 검토하였다.

• 한국지반신소재학회논문집
• /
• 제18권4호
• /
• pp.181-191
• /
• 2019

국내 저수지는 대부분 필댐으로 구성되고 있고, 필댐의 붕괴는 월류와 파이핑이 주된 원인으로 분석되고 있다. 본 연구에서는 원심모형실험기를 이용하여 실제 운영 중인 공주시 ◯◯ 저수지 축조 모형에 대하여 수위승강 시 및 월류 시 저수지의 거동 특성을 고찰하였다. 실제 저수지의 침투 및 월류 모사를 위해서 1/50로 축소한 모형에 파손 및 보강된 복통을 설치하고 제정 보강 및 미보강의 조건을 부여한 후 LVDT, 간극수압계를 설치하고 수위승강시험 및 월류시험을 수행하여 보강방법에 따른 제체의 거동 특성을 검토하였다. 원심모형실험 결과, 수위승강 시험에서 파손된 복통이 제체의 안정에 영향을 미칠 수 있는 것으로 나타났고 반전공법과 보강공법을 병행한 경우 제체의 침투 안정성을 확보할 수 있는 것으로 나타났다. 또한, 월류시험에서 월류유도 수로 설치 시 제체의 세굴과 토사의 유출을 방지할 수 있다는 것을 확인하였다. 본 연구를 통해 저수지 월류유도 수로 및 복통 보강공법 적용에 필요한 기초자료를 제공할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제37권12호
• /
• pp.57-71
• /
• 2021

잔교식 구조물은 상판을 말뚝 또는 기둥으로 지지하는 형식의 항만 구조물로서, 경사 말뚝을 설치하여 지진하중과 같은 수평하중을 부분적으로 축력으로 분담하도록 설계할 수 있다. 기준서에서는 잔교식 구조물 내진설계 시 예비 설계 방법으로 응답스펙트럼해석법을 활용하도록 설명하고 있으며, 응답스펙트럼 해석 시 말뚝을 가상고정점 방법 및 지반스프링 방법을 적용하여 모델링하도록 제시하고 있다. 최근 응답스펙트럼해석 시 구조물의 동적 응답을 적절히 모사하는 모델링 방법을 도출하기 위해 연직 말뚝으로 구성된 잔교식 구조물에 관한 몇몇 연구들이 수행되어 왔으나, 현재까지 경사말뚝이 적용된 잔교식 구조물에 대한 응답스펙트럼해석 관련 연구는 부족한 실정이다. 그러므로 본 연구에서는 경사말뚝이 설치된 잔교식 구조물의 모델링 방법에 따른 내진성능을 평가하기 위해 동적원심모형실험과 더불어 응답스펙트럼 해석을 수행하였다. 실험 및 해석을 비교한 결과, 경사말뚝이 설치된 잔교식 구조물의 경우 실제 응답을 적절히 모사하기 위해 Terzaghi(1955)가 제시한 수평지반반력상수를 활용하여 모델링을 수행하는 것이 적절한 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
• /
• 한국지반공학회 2004년도 춘계학술발표회
• /
• pp.738-745
• /
• 2004

There are a number of ways to reduce the ground vibrations, one of which is by installing underground walls. Model tests for ground vibration have been conducted in recent years, but limited attention has been paid to underground wall which can reduce high vibrations. Up to date, only barriers have been actually installed in dry sand because of many unknown factors subsisting on the behavior of the ground. The characteristics of vibration sources, ground conditions and wall barriers have not been well understood yet, therefore centrifugal modeling was adopted to examine all these characteristics. This paper describes a ball dropping system, which can generate a pulse wave propagation through soil mass, and the test results show the effectiveness of underground wall barrier in reducing mechanical vibration.