• 한국지진공학회논문집
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• 제22권6호
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• pp.311-322
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• 2018

As a method of seismic-design for pile-supported wharves, equivalent static analysis, response spectrum analysis, and time history analysis method are applied. Among them, the response spectrum analysis is widely used to obtain the maximum response of a structure. Because the ground is not modeled in the response spectrum analysis of pile-supported wharves, the amplified input ground acceleration should be calculated by ground classification or seismic response analysis. However, it is difficult to calculate the input ground acceleration through ground classification because the pile-supported wharf is build on inclined ground, the methods to calculate the input ground acceleration proposed in the standards are different. Therefore, in this study, the dynamic centrifuge model tests and the response spectrum analysis were carried out to calculate the appropriate input ground acceleration. The pile moment in response spectrum analysis and the dynamic centrifuge model tests were compared. As a result of comparison, it was shown that the response spectrum analysis results using the amplified acceleration in the ground surface were appropriate.

• 한국지반공학회논문집
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• 제29권4호
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• pp.33-44
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• 2013

Mononobe-Okabe (M-O) 이론은 현재 국내외에서 가장 일반적으로 사용되는 지진 시 옹벽에 작용하는 동적토압 산정 방법이다. M-O방법은 강체거동(Rigid Behavior)을 갖는 중력식 옹벽의 사질토 뒤채움 지반에 대하여 제안된 방식이지만 현재 여러 지반 조건 및 캔틸레버 형태의 옹벽에도 널리 적용되고 있다. M-O 방법은 지진 시 발생하는 뒤채움 지반의 관성력만을 고려하기 때문에 벽체의 관성력이 동적 토압에 미치는 영향을 고려하지 못하는 단점이 있다. 본 논문에서는 M-O 방법을 포함하여 지진 시 옹벽에 작용하는 동적토압을 산정하는 기존에 제안된 방법들의 이론적 배경 및 현재까지의 연구동향을 분석하였으며, 이를 통하여 지진 시 토압산정의 중요한 요소인 동적토압의 분포 및 작용점에 대한 합리적인 재평가가 필요함을 도출하였다. 역 T형 옹벽을 대상으로 동적원심모형실험을 수행하여 지진 시 옹벽에 작용하는 동적 토압을 M-O 이론과 모형 모델 거동과의 비교를 통하여 차이점을 평가하였다. 실험 결과, 지진 시 옹벽의 실제 거동은 M-O 방법의 가정과 달리 벽체의 관성력과 동적토압 사이에 위상차가 발생함을 알 수 있었다. 또한 벽체에서 주동방향으로 최대 휨 모멘트 발생 시 계측된 토압은 정적토압보다 감소하는 결과를 보였으며 이는 벽체 관성력이 원인인 것으로 판단된다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제20권4호
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• pp.223-234
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• 2016

To investigate earthquake responses of structures with basements affected by soil deposits, centrifuge tests were performed using an in-flight earthquake simulator. The test specimen was composed of a single-degree-of-freedom structure model, a basement and sub-soil deposits in a centrifuge container. The test parameters were the dynamic period of the structure model, boundary conditions of the basement, existence of soil deposits, centrifugal acceleration level, and type and level of input earthquake accelerations. When soil deposits did not exist, the earthquake responses of the structures with fixed basement were significantly greater than those of the structure without basement. Also, the earthquake responses of the structures with the fixed basement surrounded by soil deposits were amplified, but the amplifications were smaller than those of the structures without basement. The earthquake responses of the structures with the half-embedded basement in the soil deposits were greater than those estimated by the fixed base model using the measured free-field ground motion. The test showed that the basement and the soil deposit should be simultaneously considered in the numerical analysis model, and the stiffness of the half-embedded was not effective.

• 한국지반공학회논문집
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• 제22권1호
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• pp.53-61
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• 2006

지반 액상화는 흙유체간의 복잡한 동적상호작용에 의해 발생하므로 액상화 현상을 규명하고 액상화 모델링을 위한 데이타를 얻기 위하여 실험을 통한 액상화 연구가 널리 수행되고 있다. 본 연구에서는 원지반의 구속압을 모사할 수 있는 원심모형실험을 수행하여 수평지반의 액상화 거동을 분석하였다. 25cm두께의 지반에 40g의 원심가속도를 가하여 10m 두께의 원지반을 모사하였는데, 동적진동과 소산의 시간상사비 차이를 제거하기 위해 점성유체를 사용하였다. 실험결과로부터 과잉간극수압 소산거동은 침강현상과 압밀현상의 복합적 작용결과임을 확인하였다. 또한, 침강속도, 지반 가속도 진폭, 그리고 입자침강시의 동적 투수계수 값은 지반 구속압의 영향을 크게 받음을 알 수 있었다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제20권1호
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• pp.1-8
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• 2016

Permanent deformation plays a key role in performance based earthquake resistant design. In order to estimate permanent deformation after earthquake, it is essential to secure reliable response history analysis(RHA) as well as earthquake scenario. This study focuses on permanent deformation of an inverted T-type wall under earthquake. The study is composed of two separate parts. The first one is on the verification of RHA and the second one is on an effect of input earthquake motion. The former is discussed in this paper and the latter in the companion paper. The verification is conducted via geotechnical dynamic centrifuge test in prototype scale. Response of wall stem, ground motions behind the wall obtained from RHA matched pretty well with physical test performed under centrifugal acceleration of 50g. The rigorously verified RHA is used for parametric study to investigate an effect of input earthquake motion selection in the companion paper.

• 한국지반공학회논문집
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• 제34권7호
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• pp.51-58
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• 2018

본 연구에서는 하중 조건에 따른 지반-말뚝 상호작용 시스템의 거동 차이를 분석하기 위해 일련의 원심모형 실험을 수행하였다. 정적 하중 조건의 경우, 말뚝 직경의 50% 수준까지 변위제어를 통해 하중을 재하하였으며, 지진 하중 조건의 경우 0.1g~0.4g 수준으로 1Hz 정현파를 가진하였다. 실험 결과로부터 얻은 정적 및 동적 p-y 곡선을 API p-y 곡선과 비교한 결과, API p-y 곡선과 정적 하중조건에서의 실험 p-y 곡선은 최대 지반반력 값이 20% 이내의 오차를 보인 반면, 동적 하중 조건에서의 실험 p-y 곡선과는 최대 지반반력 값이 5배 이상 차이가 발생하였다. 이는 등가정적 해석에서 기존 API p-y 곡선을 적용할 경우 비선형 영역에서 지반 반력을 크게 과소평가하며 보수적 설계를 야기할 수 있음을 의미한다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제38권11호
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• pp.119-135
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• 2022

본 논문에서는 대심도 가설 흙막이 벽체의 내진안전성을 검토하기 위해 평균재현주기 2,400년 수준(0.220g)을 목표로 Northridge(1994), Kobe(1995), 인공지진파 그리고 2.5Hz 정현파 총 네 가지 지진파를 가진하는 동적원심모형실험을 수행하였다. 원심모형실험은 대심도 굴착현장을 대상을 모사하였다. 모형지반은 상대밀도 55% 건조사질토지반으로 조성하였고, 모형벽체는 심도 24.8m의 지하연속벽 흙막이벽체와 중구경 강관 지보재로 보강된 공법을 모사하였다. 흙막이 시스템은 기반암 가속도가 배면지반, 벽체 상단과, 기반암 근처 하단부에서 증폭되었고, 중앙부에서는 상대적으로 감쇠되는 경향을 보였다. 벽체 전체최대휨모멘트와 지보재 전체최대축력이 유발되는 시점의 부재력을 정지상태 부재력과 비교하였다. 그 결과, 벽체 휨모멘트는 정모멘트와 부모멘트가 최대 10.1%, 36.2% 증가하였으며, 축력은 하단 지보재에서 최대 70% 증가하였다. 또한, Mononobe-Okabe(M-O) 동적토압이론과 Seed-Whitman(S-W) 동적토압이론을 활용한 등가정적해석을 수행하여 실험결과와 비교하였다. M-O 이론 등가정적해석이 휨모멘트 동적증가분을 과소평가하고, S-W 이론 등가정적해석은 과대평가하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제22권7호
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• pp.5-12
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• 2021

The reliable seismic stability evaluation of the natural slopes and geotechnical structures has become a critical factor of the design. Pseudo-static or permanent displacement methods are typically employed to evaluate the seismic slope performance. In both methods, the effect of input ground motion on the sliding surface is ignored, and failure surface from the limit equilibrium method is used. For the assessment of the seismic sensitivity of failure surface, two-dimensional non-linear finite element analyses are performed. The performance of the finite element model was validated against centrifuge measurements. A parametric study with a range of input ground motion was performed, and numerical results were used to assess the influence of ground motion characteristics on the sliding surface. Based on the results, it is demonstrated that the characteristics of input ground motion have a significant influence on the location of the seismically induce failure surface. In addition to dynamic analysis, pseudo-static analyses were performed to evaluate the discrepancy. It is observed that sliding surfaces developed from pseudo-static and dynamic analyses are different. The location of the failure surface change with the amplitude and T_m of motion. Therefore, it is recommended to determine failure surfaces from dynamic analysis

• 한국지진공학회논문집
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• 제22권1호
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• pp.15-22
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• 2018

Pseudo-static approach has been conventionally applied for the design of gravity type quay walls. In this method, seismic coefficient ($k_h$), expressed in terms of acceleration due to gravity, is used to convert the real dynamic behavior to an equivalent pseudo-static inertial force for seismic analysis and design. Therefore, the calculation of an appropriate $k_h$ considering frequency characteristics of input earthquake is critical for representing the real dynamic behavior. However, the definitions of $k_h$, which is used for simplified analysis in Korea, focuses only on convenience that is easy to use, and the frequency characteristics of input earthquake are not reflected in the $k_h$ definitions. This paper evaluates the influences of the frequency characteristics of input earthquake on $k_h$ by initially reviewing the $k_h$ definitions in the existing codes of Japan for port structures and then by performing a series of dynamic centrifuge tests on caisson gravity quay walls of different earthquake input motions (Ofunato, Hachinohe). A review of the existing codes and guidelines has shown that the $k_h$ values are differently estimated according to the frequency characteristics of input earthquake. On the other hand, based on the centrifuge tests, it was found that the permanent displacements of wall are more induced when long-period-dominant earthquake is applied.

• 한국지반공학회논문집
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• 제32권4호
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• pp.5-14
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• 2016

건조토 지반에 근입된 지반-말뚝 시스템의 동적 거동을 정확히 예측하기 위해 3차원 수치 모델링을 수행하였다. 제안된 모델은 강진 시 지반의 비선형 거동을 적절하게 모사하기 위해 상용 유한 차분 프로그램인 FLAC3D를 이용하여 시간 영역에서 해석이 수행되었다. 모델링 방법론으로써 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 경계요소 모델을 구성하는 스프링 계수는 탄성이론에 기초하여 결정되어, 내장 함수인 FISH를 통해 깊이에 따라 연속적으로 입력되었다. 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 기법(Kim et al., 2012)을 적용함으로써 해석 효율을 증가 시키고자 하였으며 적절한 최대지반탄성계수와 항복 깊이의 설정으로 지반의 비선형 거동을 더욱 정확히 모사하고자 하였다. 수치 해석의 오차를 최소화하고 모델의 신뢰성을 확보하기 위해, Yoo(2013)이 수행한 원심모형시험 결과와 수치 해석 결과와의 비교를 통해 제안된 기법의 캘리브레이션을 수행하였으며, 말뚝 최대 휨 모멘트와 말뚝 횡방향 최대 변위의 깊이 별 분포가 다양한 입력 하중 조건에서 실험 결과를 적절히 모사하고 있는 것을 확인하였다. 또한, 제안된 수치 모델의 적용성 평가를 위해 다른 실험 결과와의 비교 검증을 수행하였다.