• 한국지진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국지진공학회 2001년도 춘계학술대회 논문집
• /
• pp.100-107
• /
• 2001

One major problem in the model testing is the boundary effect and size effect caused by the limit in the size of the container. To overcome this problem, various types of laminar boxes are gradually manufactured and used in the shaking table test, which ideally has zero stiffness to horizontal shear. In this study, a small-scale laminar box is manufactured, which is composed of 6 thin aluminum rectangular hollow plates, and its inside dimensions are 300 mm length by 200 mm width by 350 mm depth. Shaking table tests are performed both with the laminar box and the rigid box under the same conditions, where displacements and accelerations are measured at various points of the box and model ground. As result of analyzing the measured data, during the propagation of input seismic motion from the bottom to the ground surface, the relative displacement of the model ground and the amplification of acceleration is hardly amplified in the rigid box. Because of the effect of stress waves reflecting from the rigid wall, the acceleration is slightly decreased at the edge in the rigid box. The laminar box, manufactured in this study, has a problem in that the soil behavior at the edge of ground surface is affected by the inertia force of the top layer due to its excessive self-weight.

• Earthquakes and Structures
• /
• 제17권5호
• /
• pp.521-532
• /
• 2019

This paper describes the construction of a laminar box for simulating the earthquake response of soil and structures. The confinement of soil in the transverse direction does not rely on the laminar frame but is instead achieved by two acrylic glass walls. These walls allow the behaviour of soil during an earthquake to be directly observed in future study. The laminar box was used to study the response of soil with structure-footing-soil interaction (SFSI). A single degree-of-freedom (SDOF) structure and a rigid structure, both free standing on the soil, were utilised. The total mass and footing size of the SDOF and rigid structures were the same. The results show that SFSI considering the SDOF structure can affect the soil surface movements and acceleration of the soil at different depths. The acceleration developed at the footing of the SDOF structure is also different from the surface acceleration of free-field soil.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제27권12호
• /
• pp.107-116
• /
• 2011

1g 진동대 실험을 수행할 때, 양 벽면이 고정되어 있는 강성토조를 시용하기도 한다. 1g 진동대 실험에 강성토조를 사용하는 경우 양 쪽 벽면에서 파동이 반사가 되고 모형지반의 동적 전단 변형이 구속되어 위상차 및 가속도 증폭이 제대로 발생하지 않는 문제가 생긴다. 반면 토조를 얇은 층(Laminate)으로 구성하고 각 층 사이의 수평거동을 허용해 주는 특수형태의 토조(층 분할 토조, Laminar Shear Box)를 사용하면 이와 같은 문제를 상당부분 해결할 수 있다. 본 연구에서는 1g 진동대 실험을 통하여 경계 조건이 서로 다른 두 종류의 토조(강성토조; Rigid Box or Rigid container, 층 분할 토조; Laminar Shear Box or Laminar container)에 동적 특성이 동일한 연약한 모형 점토 지반을 조성하여 그 거동의 차이들을 정량적으로 분석하였다. 그 결과, 강성토조는 벽면의 강성으로 인해 지반내의 위상차가 적게 발생하였으며, 가속도 증폭 양상은 자유장 거동과 많이 다른 결과를 보였다. 이와 달리 층 분할 토조는 지반의 전단변위를 구속하지 않고 실제지반에서 발생하는 지반 내 위상차 및 가속도 증폭 현상을 상대적으로 잘 재현하는 것으로 나타났다. 결론적으로, 층 분할 토조(Laminar shear box)는 강성토조(Rigid Box)와 비교할 때 자유장 지반의 동적거동을 더 정확히 재현해 주는 것을 실험결과를 통해 분석할 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제24권8호
• /
• pp.35-41
• /
• 2008

1-g 진동대 또는 지오센트리퓨지를 사용한 지반지진모사에 대한 동적모형실험을 수행할 때 층 분할된 연성전단상자가 자주 이용되고 있다. 본 연구는 3차원 수치해석기법을 이용하여 자유장, 강성토조와 층 분할된 연성전단상자내 모형지반을 각각 모델링하고 거동을 비교 분석하였다. 분석결과 강성토조의 거동과 자유장의 그것은 상당한 차이를 보이는 반면에 층 분할된 연성전단상자의 거동은 자유장과 유사한 거동을 하였다. 그러나 층 분할된 연성전단상자는 자유장에 비해 가속도가 과소평가되는 경향을 보였고, 특히 모형 중심부에서 가장자리로 갈수록 자유장의 것과 큰 차이를 보였다. 또한 층 분할된 연성전단상자는 자유장에 비해 장주기 특성을 가진 거동을 하여 지반가속도가 자유장의 그것보다 감소하는 경향을 보이는데, 이는 층 분할된 연성전단상자에서 주변지반의 강성과 관성효과가 제대로 반영되지 못해 발생하는 현상으로 판단된다.

• 한국화재소방학회논문지
• /
• 제8권1호
• /
• pp.9-20
• /
• 1994

본 논문은 수직평판 위에 형성된 층류 확산화염의 현상적인 문제를 파악하는 수치적 연구를 수행하였다. 수치적 방법으로는 Keller-box method를 사용하였다. 지배방정식은 매우 얇은 화염면 가정을 도입하여 간단화 시킬 수 있으며, 에너지와 화학성분 식은 Schvab-Zeldovich 변수를 이용하여 무차원화 하였다. 물리적 공간은 연소영역과 전파영역으로 나누었고, 복사열전달을 고려하였다. 연구의 결과, 층류확산 화염의 전형적인 현상들이 관찰되었으며, code의 신뢰성을 확인할 수 있었으며, 이를 통해 복사열손실의 영향에 따른 제반 현상들을 파악하여 비교, 분석할 수 있었다.

• 지질공학
• /
• 제32권4호
• /
• pp.535-545
• /
• 2022

내진설계에서 지반의 안정성을 향상시키기 위해서는 지진하중을 받는 지반의 동적거동을 이해하는 것이 필수적이다. 따라서 지반의 동적거동을 이해하는데 진동대 시험은 중요한 실험 중 하나이다. 이러한 진동대 시험에서 가장 중요한 인자 중 하나인 경계조건에 대한 영향성을 확인하고자 하였다. 본 연구의 목적은 지진하중에 의한 모형사면의 위치별 경계조건의 영향성을 확인하고자 한다. 연성토조(laminar shear box, LSB)안에 모형사면을 제작하여 위치에 따라 경계조건의 영향을 확인하였다. 토조 벽면으로부터 100, 50, 25 cm 지점에 각각의 모형사면을 조성하여 동일한 크기의 정현파 지진하중을 입력하였다. 그 결과, 모형사면에 대한 진동대 실험 시 25 cm 지점에 위치한 경우는 경계조건의 영향을 크게 받아 가속도가 증폭하는 모습을 확인할 수 있었으며 50~100 cm 지점에 위치한 경우 경계조건의 영향이 감소하여 적합한 위치로 판단되었다.

• 지질공학
• /
• 제32권1호
• /
• pp.143-155
• /
• 2022

본 연구에서는 지진 모사실험을 진행하는 1 g 진동대 실험에 올라가는 연성토조(Laminar Shear Box, LSB)라고 하는 토조의 경계조건(Boundary effect)을 달리하여 다른 조건에 따른 응답가속도 증폭에 대한 분석하였다. LSB의 양 옆을 고정하여 경계조건을 달리하여 실험을 진행하였고, 가속도계를 각 동일한 위치에 설치하여 2가지 시료에 대하여 실험을 진행하였다. 또한, DEEPSOIL v7 프로그램을 이용하여 1차원 지반응답해석을 통하여 자유장 조건에서와 비교 분석하였다. 그 결과 가속도가 하층부에서 상층부로 올라갈수록 증폭하는 모습을 확인할 수 있었고, 지반응답해석과 비교한 결과, 자유장 조건에서 해석과 비슷하게 나오는 것을 확인할 수 있었다. SA분석결과, 지반응답해석과 유사한 결과를 얻을 수 있었으며, 고정한 경우는 PSA가 더욱 증폭하는 결과를 확인할 수 있었다.

• Wind and Structures
• /
• 제28권5호
• /
• pp.285-298
• /
• 2019

For super long-span bridges, the aerodynamic forces induced by the flow passing the box girder should be considered carefully. And the Reynolds number sensitively of aerodynamic characteristics is one of considerable issue. In the study, a numerical study on the Reynolds number sensitivity of aerodynamic characteristic (flow pattern, pressure distribution and aerodynamic forces) of a twin-box girder were carried out using large eddy simulation (LES) with the dynamic Smagorinsky-Lilly subgrid model. The results show that the aerodynamic characteristics have strong correlation with the Reynolds number. At the leading edge, the flow experiences attachment, departure, and reattachment stages accompanying by the laminar transition into turbulence, causing pressure plateaus to form on the surface, and the pressure plateaus gradually shrinks. Around the gap, attributing that the flow experiences stages of laminar cavity flow, the wake with alternate shedding vortices, and turbulent cavity flow in sequence with an increase in the Reynolds number, the pressures around the gap vary greatly with the Reynold number. At the trailing edge, the pressure gradually recovers as the flow transits to turbulence (the flow undergoes wake instability, shear layer transition-reattachment station), In addition, at relative high Reynolds numbers, the drag force almost does not change, however, the lift force coefficient gradually decreases with an increase in Reynolds number.

• Structural Engineering and Mechanics
• /
• 제89권4호
• /
• pp.421-436
• /
• 2024

This research addresses experimentally the relationship between the excitation frequency and both hoop and axial wall stresses in a water storage tank. A low-density polyethylene tank with six different aspect ratios (water level to tank radius) was tested using a shake table. A laminar box with sand represents a soil site to simulate Soil-Structure Interaction (SSI). Sine excitations with eight frequencies that cover the first free vibration frequency of the tank-water system were applied. Additionally, Ricker wavelet excitations of two different dominant frequencies were considered. The maximum stresses are compared with those using a nonlinear elastic spring-mass model. The results reveal that the coincidence between the excitation frequency and the free-vibration frequency of the soil-tank-water system increases the sloshing intensity and the rigid-like body motion of the system, amplifying the stress development considerably. The relationship between the excitation frequency and wall stresses is nonlinear and depends simultaneously on both sloshing and uplift. In most cases, the maximum stresses using the nonlinear elastic spring-mass model agree with those from the experiments.

• 지질공학
• /
• 제33권2호
• /
• pp.293-305
• /
• 2023

지진이 발생할 때 대한 지진동 증폭 현상을 확인하기 위해 1g 진동대와 연성토조(Laminar Shear Box, LSB)를 이용하여 모형지반을 조성하였고, 3가지 모델에 대하여 지진동 증폭현상에 대하여 확인하였다. 3가지의 모형지반을 선정하였으며 모든 모형지반에서 조밀한 층과 느슨한 층으로 나누었고, 지반모형의 경우는 다층 수평지반, 다층 제방지반, 다층 분지지반모형으로 선정하였다. 각 지반모형을 제작하며 가속도계 매설을 진행하였으며, 인공지진파, Sinesweep파와 Sine 10 Hz의 지진파를 통하여 증폭현상을 확인하였다. 최대지반가속도(Peak ground acclelration, PGA)와 응답스펙트럼 가속도(Spectrum acceleration, SA)를 통해 지진동 증폭현상을 확인하였다. 수평 다층지반에서 조밀한 지반을 통과 후 느슨한 지반에서 가속도 증폭이 조밀한 지반에 비해 크게 발생하는 것을 확인할 수 있었으며, 다른 두 모형지반에서는 층의 경계면을 통과 후 점차 중심부에서 가속도 증폭이 더 크게 발생하는 것을 확인할 수 있었다.