• 제목/요약/키워드: layered half space

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지진하중에 대한 지하철구조물의 비선형 시간영역해석 (Nonlinear Time-Domain Analysis of Underground Subway Structure Subjected to Seismic Loadings)

  • 김재민;이중건
    • 한국지진공학회:학술대회논문집
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    • 한국지진공학회 2001년도 추계 학술발표회 논문집 Proceedings of EESK Conference-Fall 2001
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    • pp.163-170
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    • 2001
  • This paper presents results of nonlinear analyses for underground structures including both the soil-structure interaction and nonlinear behavior of concrete material. For this purpose, a hybrid method is employed, in which a dynamic analysis technique for a linear soil-structure interaction system and a general purpose FE program are combined in hybrid and practical manners. A couple of nonlinear analyses are carried out for framed structures in multi-layered half space soil medium. The yielding of concrete structure is considered by a multi-linear stress- strain relationship. The numerical results suggest that ductile design fur the intermediate columns in the underground framed structure is substantially important in aseismic design.

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Effect of energy dissipation on plane waves in sandwiched layered thermoelastic medium

  • Lata, Parveen
    • Steel and Composite Structures
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    • 제27권4호
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    • pp.439-451
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    • 2018
  • In the present investigation, a plane P (longitudinal) wave is made incident upon a transversely isotropic magnetothermoelastic solid slab of uniform thickness, interposed between two different semi-infinite viscoelastic solids. The transversely isotropic magnetothermoelastic sandwiched layer is homogeneous with combined effects of two temperature, rotation and Hall current in the context of GN Type-II and Type-III (1993) theory of thermoelasticity. The amplitude ratios of various reflected and refracted waves are obtained by using appropriate boundary conditions. The effect of energy dissipation on various amplitude ratios of longitudinal wave with angle of incidence are depicted graphically. Some cases of interest are also deduced from the present investigation.

지반-구조물의 상호작용 해석을 위한 해석적 2차원 무한요소 (Development of Analytical Two Dimensional Infinite Elements for Soil-Structure Interaction Analysis)

  • 윤정방;김두기
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 1997년도 봄 학술발표회 논문집
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    • pp.19-26
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    • 1997
  • In this paper, two dimensional analytical infinite elements which can include multiple wave components to model a underlying half-space are developed. Since these elements are expressed clearly and simply using Legendre polynomials of frequencies in frequency domain, these are very economical and efficient in computing the responses of strip foundations in frequency domain and are easily transformed for SSI analysis in time domain. To prove the behavior of the proposed two dimensional analytical infinite elements, vertical, horizontal, and rocking compliances of a rigid strip foundation in layered soils are analyzed and compared with those of Tzong ' Penzie $n^{(17)}$ and with those which calculated by numerical infinite elemen $t^{(1)}$ in frequency domain, and good agreements are noticed between them. As an application for a further study, a new scheme for SSI analysis in time domain are proposed and verified by comparing the displacement responses of the soil with a underlying rock due to a rectangular impulse loading with those of a soil modeled extended FE meshes.soil modeled extended FE meshes.

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진동차단구조물에 의한 지반진동차단 연구 (A Study on the Vibration Isolation by Wave Barriers)

  • 허영
    • 전산구조공학
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    • 제7권4호
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    • pp.127-136
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    • 1994
  • 2차원과 3차원모델에 대해 진동전파구간에 설치된 방진구의 진동차단효과가 주파수영역의 경계요소법에 의해 반무한영역지반과 충진지반에서 검토되었다. 연구결과는, 방진구의 효율이 진동원과 관련된 방진구의 위치 및 깊이에 큰 영향을 받으며, 그들의 최적크기는 진동주파수에 대해 민감한 것을 나타낸다.

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무한요소를 사용한 지반-구조물 상호작용계의 시간 영역 지진응답해석 (Time Domain Soil-Structure Interaction Analysis for Earthquake Loadings Based on Analytical Frequency-Dependent Infinite Elements)

  • 김두기
    • 한국지진공학회:학술대회논문집
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    • 한국지진공학회 1999년도 추계 학술발표회 논문집 Proceedings of EESK Conference-Fall
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    • pp.107-112
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    • 1999
  • This paper presents a time domain method for soil-structure interaction analysis for seismic loadings. It is based on the finite element formulation incorporating analytical frequency-dependent infinite elements for the far-field soil. The dynamic stiffness matrices of the far-field region formulated in frequency domain using the present method can be easily transformed into the corresponding matrices in time domain. Hence the response can be analytical computed in time domain. Example analysis has been carried out to verify the present method for an embedded block in a multi-layered half-space. The present methods can be easily extended to the nonlinear analysis since the response analysis is carried out in time domain.

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적분방정식을 사용한 3차원 MT 모델링에서의 텐서 그린 적분의 계산 (Computation of Green's Tensor Integrals in Three-Dimensional Magnetotelluric Modeling Using Integral Equations)

  • 김희준;이동성
    • 자원환경지질
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    • 제27권1호
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    • pp.41-47
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    • 1994
  • 적분방정식을 사용한 3차원 전자기 모델링에 나오는 많은 텐서 그린 적분의 수치계산에 신속 한겔변환 (FHT) 아르고리즘 (Anderson, 1982)을 적용하였다. 한겔변환은 FHT에서 사용가능한 연관 및 지연 중합으로 효율적으로 계산할 수 있다. 먼저 수평 층서모형에 대한 텐서 그린 적분을 보여주고 난 다음 이들을 FHT로 신속하게 계산할 수 있도록 서로 연관된 형태의 함수로 고쳐쓴다. FHT로 연관된 한겔변환의 전행열이 단일 직접 중합과 거의 비슷한 계산시간으로 신속 정확하게 구해진다. 5층 수평 층서모형에 대한 컴퓨터실험의 결과, FHT는 직접 및 지연 중합법에 비하여 각각 117 및 4배 빠르다.

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반무한체와 다층구조 지반에서 러브파 및 레일레이파의 위상속도 분산특성 (The Phase-velocity Dispersion Characteristics of Love Wave and Rayleigh Wave in the Half Space and Multi-layered System)

  • 이일화;조성호
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제20권1호
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    • pp.61-73
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    • 2004
  • 레일레이파와 러브파는 탄성파 중에서 표면파에 속하는 것으로, 매우 중요한 표면파로 인식되고 있다. 러브파의 파동 전파시 매질내에 발생되는 변형은 SH파와 같은 전단형태이므로, 러브파는 P-파에 의해 교란되지 않는 특성이 있다. 이러한 특성으로 인하여 러브파가 레일레이파나 다른 체적파보다 더 유용한 탄성파로 인식되고 있다. 본 연구에서는 표면파를 활용하는 대표적 실험기법인 SASW 기법에서 러브파를 도입하고자 하는 목적으루 이론적, 수치해석적, 실험적 방법으로 러브파의 위상속도 분산 특성을 연구하였다. 특히, 러브파의 수평성분과 레일레이파의 수직 수평 성분의 특성을 연구하기 위하여, 반무한 지반, 2층 구조의 지반에 대하여 2차원,3차원 유한요소 해석을 수행하였다. 또한, 수치해석으로 획득한 러브파와 레일레이파에 대한 결과를 확인하기 위하여 일반 지반에서 현장실험을 수행하였다. 이와 같은 수치해석과 현장실험을 통하여 러브파의 위상속도 분산특성이 SASW 기법의 정확성과 신뢰성을 더욱 향상시키기 위한 추가 자료로 매우 유용할 것이라는 것을 확인하였다.

적분방정식을 이용한 3차원 지자기 지전류 모델링 (Three-Dimensional Magnetotelluric Modeling Using Integral Equations)

  • 김희준;이동성
    • 자원환경지질
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    • 제27권2호
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    • pp.191-199
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    • 1994
  • 층상대지속에 있는 3차원 물체에 의한 지자기 지전류 (MT)응답을 계산하기 위하여 적분방정식을 이용한 수치모델링법을 개발하였다. 이 방법에서는 3차원 이상체를 몇 개의 세포로 분할하여 펄스기조함수로 근사할 수 있는 전류분포로 치환한다. 층상대지를 표현하는 전기 텐서그린함수를 쓰면 행렬방정식을 유도할 수 있으며 이를 각 세포의 벡터전류에 대하여 푼다. 결국 미지의 산란장은 산란전류에 관한 전기 및 자기 텐서그린함수를 적분함으로써 얻어진다. 지표면 근처에 3차원 전도성물체가 존재할 때 2차원의 TE모드 모델링으로는 깊은 곳에 가짜의 저 비저항을 가정해야 한다. 이는 TE모드 모델링에서는 경계면 전하의 영향을 고려할 수 없기 때문이다. 그러나 긴 3차원 직방체의 가운데를 가로지르는 단연은 2차원 TM모드 아르고리즘으로 정확히 모델화할 수 있으며, 이는 정식화과정에서 경계면 전하가 고려되어 있기 때문이다. 다중 주파수에 관한 수치계산 결과 겉보기 비저항과 위상은 상호보완적인 변수라는 것이 밝혀졌다. 따라서 이들 변수는 주파수영역 MT 해석시 함께 취급되는 것이 바람직하다.

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Response of anisotropic porous layered media with uncertain soil parameters to shear body-and Love-waves

  • Sadouki, Amina;Harichane, Zamila;Elachachi, Sidi Mohammed;Erken, Ayfer
    • Earthquakes and Structures
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    • 제14권4호
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    • pp.313-322
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    • 2018
  • The present study is dedicated to investigate the SH body-as well as Love-waves propagation effects in porous media with uncertain porosity and permeability. A unified formulation of the governing equations for one-dimensional (1-D) wave propagation in anisotropic porous layered media is presented deterministically. The uncertainties around the above two cited parameters are taken into account by random fields with the help of Monte Carlo Simulations (MCS). Random samples of the porosity and the permeability are generated according to the normal and lognormal distribution functions, respectively, with a mean value and a coefficient of variation for each one of the two parameters. After performing several thousands of samples, the mathematical expectation (mean) of the solution of the wave propagation equations in terms of amplification functions for SH waves and in terms of dispersion equation for Love-waves are obtained. The limits of the Love wave velocity in a porous soil layer overlaying a homogeneous half-space are obtained where it is found that random variations of porosity change the zeros of the wave equation. Also, the increase of uncertainties in the porosity (high coefficient of variation) decreases the mean amplification function amplitudes and shifts the fundamental frequencies. However, no effects are observed on both Love wave dispersion and amplification function for random variations of permeability. Lastly, the present approach is applied to a case study in the Adapazari town basin so that to estimate ground motion accelerations lacked in the fast-growing during the main shock of the damaging 1999 Kocaeli earthquake.

동적 지반-구조물 상호작용해석을 위한 무한요소법의 개발 및 응용사례 (Development and Applications of Infinite Elements for Dynamic Soil-Structure Interaction Analysis)

  • 윤정방;양신추;김재민;최준성;김두기;서춘교;장수혁;박경래
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 2008년도 정기 학술대회
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    • pp.14-19
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    • 2008
  • This paper presents dynamic infinite element formulations which have been developed for soil-structure interaction analysis both in frequency and in time domains by the present authors during the past twenty years. Axisymmetric, 2D and 3D layered half-space soil media were considered in the developments. The displacement shape functions of the infinite elements were established using approximate expressions of analytical solutions in frequency domain to represent the characteristics of multiple waves propagating into the unbounded outer domain of the media. The proposed infinite elements were verified using benchmark examples, which showed that the present formulations are very effective for the soil-structure interaction analysis either in frequency or in time domain. Example applications to actual interaction problems are also given to demonstrate the capability and versatility of the present methodology.

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