• Geomechanics and Engineering
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• 제21권6호
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• pp.513-525
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• 2020

Slopes stabilised with piles are seldom analysed considering uncertainties in the parameters of the pile-slope system. Reliability analysis of the pile-slope system quantifies the degree of uncertainties and evaluates the safety of the system. In the present study, the reliability analysis of a slope stabilised with piles is performed using the first-order reliability method (FORM) based on Hasofer-Lind approach. The implicit performance function associated with the factor of safety (FS) of the slope is approximated using the response surface method. The analyses are carried out considering the design matrices formulated based on both the 2^k factorial design augmented with a centre run (2^k fact-centred design) and face-centered cube design (FCD). The finite element method is used as the deterministic model to compute the FS of the pile-slope system. Results are compared with the results of the Monte Carlo simulation. It is observed that the optimum location of the row of piles is at the middle of the slope to achieve the maximum FS. The results show that the reliability of the system is not uniform for different pile configurations, even if the system deterministically satisfies the target factor of safety (FS_t) criterion. The FS_t should be selected judiciously as it is observed that the reliability of the system changes drastically with the FS_t level. The results of the 2^k fact-centred design and FCD are in good agreement with each other. The procedure of the FCD is computationally costly and hence the use of 2^k fact-centred design is recommended, provided the response of the system is sufficiently linear over the factorial space.

• 한국철도학회논문집
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• 제12권2호
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• pp.276-284
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• 2009

최근 연약지반에서 급속시공과 엄격한 침하억제가 필요한 경우가 빈번해짐에 따라 성토지지 말뚝공법이 이에 대한 해결책으로 대두되고 있다. 특히 토목섬유로 보강한 성토지지 말뚝 공법의 경우 경제성 및 안정성 측면에서 효용성이 커서 전 세계적으로 활발히 적용되고 있다. 그러나 성토지지말뚝에서의 하중전달작용은 매우 복잡하여 아직까지 이에 대한 완전한 파악이 이루어지지 않은 상태이다. 특히 토목섬유의 보강 목적 및 효과에 대한 이해는 매우 부족한 상태로, 지반의 아칭효과에 의한 말뚝 지지효과를 보조하기 위한 수단으로서 토목섬유의 보강효과를 간주하고 있다. 본 논문에서는 3차원 유한요소해석을 이용한 변수연구를 통해 토목섬유의 보강효과를 구명하였다. 해석 결과의 분석을 통해 토목섬유의 보강 정도가 증가함에 따라 성토하중이 말뚝으로의 집중하는 작용이 지반의 아칭효과에서 토목섬유의 인장효과로 전이되는 현상을 발견하였다. 이는 토목섬유가 일방적으로 말뚝으로의 하중 전달 작용을 향상시킨다는 기존의 인식과는 상반된 결과이다 최종적으로는 기존 설계방법과 수치해석으로 산정된 설계변수의 비교를 통해 기존 설계방법의 문제점과 개선 방안을 제시하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제35권11호
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• pp.25-36
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• 2019

차량이 도로를 이탈하여 성토부로 추락하는 것을 방지하기 위해 설치되는 연성 차량방호울타리는 사면부 시작점 근처에 도로방향으로 일렬로 근입된 무리말뚝과 무리말뚝 위에 부착되는 가드레일로 구성되어 있다. 차량방호울타리에 차량 충돌 시, 충돌에너지의 일부는 가드레일의 변형에 의해 흡수되며, 나머지 에너지는 가드레일을 지지하는 말뚝과 지반의 상호작용으로 저항하게 된다. 본 논문에서는 충격하중에 대한 말뚝과 지반의 상호작용을 원심모형실험을 수행하여 분석하였다. 풍화토로 다져진 경사지반에 설치된 단말뚝의 충격하중에 대한 극한지지력 및 거동특성을 분석하고자 하였다. 이를 위해 말뚝에 충격하중을 모사할 수 있는 하중재하시스템을 설계 및 구축하였다. 구축된 원심모형실험체 및 하중재하시스템을 이용하여 하중 및 지반조건에 대한 매개변수연구를 수행하였다. 최종적으로, 말뚝의 하중재하점에서 나타나는 하중-변위 곡선을 계측하여 충격극한지지력을 분석하였다. 또한, 휨모멘트 분포도로부터 산정된 지반반력 분포도를 도출하였고, 선행 연구결과와 비교하여 차량 방호울타리 지지말뚝의 지지거동을 분석하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제40권1호
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• pp.5-14
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• 2024

PHC 말뚝은 압축력 및 휨 모멘트에 대한 저항력이 우수하며, 공장에서의 생산으로 인해 품질 관리가 효율적으로 이루어진다. 이러한 장점으로 인해 다양한 토목 및 건축 현장에서 널리 활용되고 있지만, PHC 말뚝의 설계 과정에서 중요한 요소인 주면 마찰력은 주로 경험식이나 N 값 등의 추정치를 기반으로 하고 있다. 이에 대한 실험적 연구는 상대적으로 부족하며, 환경적 요소 중 하나인 pH 값과 지하수 또는 해수의 영향 역시 간과되는 경우가 많다. 본 연구에서는 진동기계 기초의 영향을 받는 PHC 말뚝 모델을 중심으로 다양한 pH 환경(산성, 중성, 염기성) 및 해수의 영향하에 한 달 동안 수침 후, 해당 PHC 말뚝-사질토의 접촉면에 대한 반복 단순 전단시험을 수행하였다. 이를 위해 교란 상태 개념(Disturbed State Concept)을 적용하여 접촉면의 동적 거동을 정량적으로 평가하였다. 연구 결과, 화학적 환경에 따른 동적 전단응력은 중성 > 산성 > 염기성 순으로 감소하였다. 또한, pH 영향을 받은 경우와 해수의 영향을 받은 경우를 비교했을 때, pH 영향을 받은 경우에 전단응력의 감소가 더 크게 나타났다.

• Wind and Structures
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• 제29권2호
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• pp.99-110
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• 2019

This paper provides a simple numerical method to determine the optimal parameters of tuned mass damper (TMD) and viscoelastic dampers (VEDs) in frame structure for wind vibration control considering the soil-structure interation (SSI) effect in frequency domain. Firstly, the numerical model of frame structure equipped with TMD and VEDs considering SSI effect is established in frequency domain. Then, the genetic algorithm (GA) is applied to obtain the optimal parameters of VEDs and TMD. The optimization process is demonstrated by a 20-storey frame structure supported by pile group for different soil conditions. Two wind resistant systems are considered in the analysis, the Structure-TMD system and the Structure-TMD-VEDs system. The example proves that this method can quickly determine the optimal parameters of energy dissipation devices compared with the traditional finite element method, thus is practically valuable.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제21권6호
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• pp.179-191
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• 2016

In addition to the measurement of the concentration of soil contaminants, the new idea of indicative parameters was proposed to validate the remedial works through the monitoring for the changes of soil characteristics after applying the clean up technologies. The parameters like CFU (colony forming unit), pH and soil texture were recommended as indicative parameters for land farming. In case of soil washing, water content and the particle size distribution of the sludge were recommended as indicative parameters. The sludge is produced through the particle separation process in soil washing and it is usually treated as a waste. The parameters like water content, organic matter content, CEC (cation exchange capacity) and CFU were recommended as indicative parameters for the low temperature thermal desorption method. Besides the indicative parameter, sampling methods in stock pile and the optimal minimum amount of composite soil sample were proposed. The rates of sampling error in regular grid, zigzag, four bearing, random grid methods were 17.3%, 17.6%, 17.2% and 16.5% respectively. The random grid method showed the minimum sampling error among the 4 kinds of sampling methods although the differences in sampling errors were very little. Therefore the random grid method was recommended as an appropriate sampling method in stock pile. It was not possible to propose a value of optimal minimum amount of composite soil sample based on the real analytical data due to the dynamic variation of $CV_{fund{\cdot}error}$. Instead of this, 355 g of soil was recommended for the optimal minimum amount of composite soil sample under the assumption of ISO 10381-8.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2002년도 춘계학술대회논문집
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• pp.435-440
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• 2002

The free vibration of partially embedded piles is investigated. The pile model is based on the Bernoulli-Euler beam theory and the soil is idealized as a Winkler model for mathematical simplicity. The governing differential equation for the free vibrations of such members is solved numerically The piles with one typical end constraint (clamped/hinged/free) and the other hinged end with rotational spring are applied in numerical examples. The lowest three natural frequencies are calculated over a range of non-dimensional system parameters: the rotational spring parameter, the relative stiffness and the embedded ratio.

• 한국지반공학회논문집
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• 제29권7호
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• pp.17-36
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• 2013

본 연구에서는 해상 교량 현장과 초고층빌딩 현장에서 실시한 암반에 근입된 대구경 현장타설말뚝의 양방향 재하시험(총 4개 현장, 13개 말뚝) 결과를 분석하여 연암에서의 주면마찰력과 선단지지력 산정을 위한 경험식을 제안하였다. 양방향 재하시험을 위하여 각 시험 말뚝의 정 중앙 위치에서 시추 및 지반조사가 이루어졌으며, 각 말뚝에 부착한 계측장치로부터 얻은 데이터를 이용하여 주면의 f-w 곡선과 선단의 q-w 곡선을 작성하였다. 이 곡선들로부터 - 지반조사결과들과 주면마찰력 및 선단지지력에 대한 다중회귀분석을 실시하여 - 변위에 따른 극한 주면마찰력과 선단지지력 산정식을 제안하였으며, 이 결과를 기존의 경험식들과 비교 분석하였다. 변위가 증가할수록 지지력이 증가하는 국내 암반의 f-w 곡선과 q-w 곡선의 특성상, 다양한 말뚝 변위기준에 따라 제안한 경험식들이 변위와 무관하게 일정한 극한값으로 제안된 기존의 경험식들보다 더 합리적인 것으로 판단된다. 본 연구의 제안식들 중에서 일축압축강도의 함수로 나타낸 주면마찰력 및 선단지지력에 대한 제안식이 다른 지반정수들에 의한 경험식보다 좋은 상관관계를 보여주는 것으로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제23권7호
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• pp.137-144
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• 2019

근단층 지역에 위치한 교량은 근단층지반운동에 대한 내진안전성을 확보하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 연약지반이 두껍고 다양한 지층으로 구성된 지역에 건설되는 단일형 현장타설말뚝 교량의 지진거동특성과 내진안전성을 분석하였다. 근단층지반운동을 생성하고 지반해석을 수행하여 각 지층에서의 지반가속도이력을 산정하였다. 이 가속도이력을 이용하여 각 지층의 지반을 등가스프링으로 모델화하고, 각 지층에서의 가속도시간이력을 입력지반운동으로 하는 다지점 가진 지진해석을 수행하였다. 근단층지반운동의 특성으로 인하여 교량은 탄성영역 내에서 거동하였지만 최대모멘트의 발생 위치 등이 설계지반운동을 고려할 때와는 상이한 특성을 보였다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제18권2호
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• pp.97-111
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• 2006

고유함수전개법을 이용하여 다열 커튼월-파일 방파제로부터의 규칙파의 반사율과 투과율을 계산할 수 있는 수학적 모형을 제안하였으며, 파일 부분의 유공율, 커튼월의 흘수 그리고 방파제 열 사이의 간격 등을 다르게 하면서 수리모형실험을 실시하였다. 상대수심이 감소하면서 반사율은 감소하고 투과율은 증가하는 경향을 보이다가, 상대수심이 아주 작아지면 반사율은 다시 증가하고 투과율은 감소하는 경향을 보였다. 다른 실험 변수들은 고정시킨 상태에서, 커튼월의 흘수만 변화시키거나 파일 부분의 유공율만 변화시키는 경우에는 반사율과 투과율의 상대적인 크기는 달라지지만 전반적인 거동은 유사했다. 입사파의 파장과 열 사이의 간격이 일치하는 경우에는 반사율과 투과율이 급격하게 변화하였다. 3열로 구성된 방파제의 경우에도 수학적 모형과 실험 결과가 대체로 잘 일치하였다.