• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2008년도 추계 학술발표회
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• pp.1415-1426
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• 2008

Stone columns, locally called "GCP (granular compaction pile)" can be used to improve strength and resistance against lateral movement of a foundation soil like rigid piles and piers. Also installation of such a discrete column facilitates drainage, and densifies and reinforces the soil in the sense of ground improvement. The integrity of the GCP has been indirectly controlled with the records of each batch including depth and the quantity of stone filled. An integrity testing was attempted using crosshole S-wave logging. The method is conceptionally same as the crosshole sonic logging (CSL) for drilled piers. The only and critical difference is that S-wave should be used in the logging, because P-wave velocity of the stone column is less than that of ground water. The crosshole sonic logger does not have the capability to measure S-wave propagating through the skeleton of crushed stone. An electro-mechanical source, which can generate either P- or SH-waves, and a 1-D geophone were used to measure SH-waves. Two 76mm diameter cased boreholes were installed 1 meter apart across the nominal 700mm diameter stone column. At every 10cm of depth, shear wave was measured across the stone column. One more borehole was also installed 1 meter outward from the one of the above boreholes to measure the shear wave profile of the surrounding soil. The diametric variation of the stone column with respect to depth was evaluated from the shear wave arrival times across the stone column, and shear wave velocities of crushed stone and surrounding soil. The volume calculated with these variational diameters is very close to the actual quantity of the stone filled.

• 한국지반공학회논문집
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• 제34권6호
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• pp.25-36
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• 2018

지반의 액상화는 지진 피해의 대표적인 형태 중 하나이다. 이는 막대한 인적 경제적 피해를 줄 수 있는 현상으로, 지반구조물의 설계 전 필수적으로 검토해야 하는 대상이다. 본 연구에서는 하천 제방을 대상으로 임의의 지진 규모와 수위에서 액상화에 대한 실용적인 복합재해 취약도 곡면 작성법을 제시하였다. 지반의 파괴 정도를 나타내는 액상화 가능 지수(LPI)로 제방의 액상화에 대한 한계상태를 정의하였다. 지반 물성치의 불확실성을 고려하기 위해 Monte Carlo Simulation 기반의 확률론적 해석을 수행하였고, 해석 결과를 바탕으로 임의 수준의 수위와 지진 규모에 대하여 액상화에 의한 파괴확률을 나타내는 3차원의 취약도 곡면을 작성하였다. 작성된 복합재해 취약도 곡면은 홍수 및 지진에 대한 제방의 안전성 평가와 취약지역에 대한 위험도 평가에 사용될 수 있다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제75권6호
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• pp.675-684
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• 2020

An innovative retrofit method using pre-stressed steel strips and externally-bonded steel plates was presented in this paper. With the aim of exploring the seismic performance of the retrofitted RC interior joints, four 1/2-scale retrofitted joint specimens together with one control specimen were designed and subjected to constant axial compression and cyclic loading, with the main test parameters being the volume of steel strips and the existence of externally-bonded steel plates. The damage mechanism, force-displacement hysteretic response, force-displacement envelop curve, energy dissipation and displacement ductility ratio were analyzed to investigate the cyclic behavior of the retrofitted joints. The test results indicated that all the test specimens suffered a typical shear failure at the joint core, and the application of externally-bonded steel plates and that of pre-stressed steel strips could effectively increase the lateral capacity and deformability of the deficient RC interior joints, respectively. The best cyclic behavior could be found in the deficient RC interior joint retrofitted using both externally-bonded steel plates and pre-stressed steel strips due to the increased lateral capacity, displacement ductility and energy dissipation. Finally, based on the test results and the softened strut and tie model, a theoretical model for determining the shear capacity of the retrofitted specimens was proposed and validated.

• 문화기술의 융합
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• 제6권4호
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• pp.753-760
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• 2020

본 연구에서는 정밀 3차원 수치해석모델을 이용하여 수직하중(받침설계하중)과 수평하중(지진시 발생되는 수평력)을 적용하여 교량받침 교체시 보자리의 구조적 안전성에 대한 검토를 수행하였다. 기존 콘크리트와 교량받침 교체로 인해 새로 타설된 콘크리트의 응력 및 용접된 철근에 발생하는 응력 및 변위 결과를 수치해석적으로 확인하였다. 수치해석결과, 수평력 및 보자리 높이 증가는 신구콘크리트 경계면의 발생응력의 증가에 따른 콘크리트 균열(파괴) 및 내부 철근연결부의 응력증가를 초래하는 것으로 분석되었다. 따라서 보자리 높이 증가는 수평력의 크기와 직접적인 상관관계가 있으며 받침 용량에 적합한 보자리 높이 적용이 필요할 것으로 분석되었다. 본 연구에서는 보자리에 작용하는 수평력의 크기와 보자리 높이와의 상관관계를 변수로한 받침교체공사 가이드라인을 도표로 제시하여 교량받침 용량에 적합한 보자리 높이 설정 및 보강유무를 결정하는 방안을 제시하였다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제24권5호
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• pp.211-217
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• 2020

Earthquake preparedness has become more important with recent increase in the number of earthquakes in Korea, but many existing structures are not prepared for earthquakes. There are various types of liquefaction prevention method that can be applied, such as compaction, replacement, dewatering, and inhibition of shear strain. However, most of the liquefaction prevention methods are applied before construction, and it is important to find optimal methods that can be applied to existing structures and that have few effects on the environment, such as noise, vibration, and changes in underground water level. The purpose of this study is to estimate the correlation between the displacement of a structure and variations of pore water pressure on the ground in accordance with the depth of the sheet file when liquidation occurs. To achieve this, a shaking table test was performed for Joo-Mun-Jin standard sand and an earth pressure, accelerometer, pore water pressure transducer, and LVDT were installed in both the non-liquefiable layer and the liquefiable layer to measure the subsidence and excess pore water pressure in accordance with the time of each embedded depth. Then the results were analyzed. A comparison of the pore water pressure in accordance with Hsp/Hsl was shown to prevent lateral water flow at 1, 0.85 and confirmed that the pore water pressure increased. In addition, the relationship between Hsp/Hsl and subsidence was expressed as a trend line to calculate the expected settlement rate formula for the embedded depth ratio.

• Smart Structures and Systems
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• 제17권1호
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• pp.149-165
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• 2016

Floods have been known to be one of the main causes of bridge collapse. Contrary to earthquakes, flood events tend to occur repeatedly and more frequently in rainfall areas; flood-induced damage and collapse account for a significant portion of disasters in many countries. Nevertheless, in contrast to extensive research on the seismic fragility analysis for civil infrastructure, relatively little attention has been devoted to the flood-related fragility. The present study proposes a novel methodology for deriving flood fragility curves for bridges. Fragility curves are generally derived by means of structural reliability analysis, and structural failure modes are defined as excessive demands of the displacement ductility of a bridge under increased water pressure resulting from debris accumulation and structural deterioration, which are known to be the primary causes of bridge failures during flood events. Since these bridge failure modes need to be analyzed through sophisticated structural analysis, flood fragility curve derivation that would require repeated finite element analyses may take a long time. To calculate the probability of flood-induced failure of bridges efficiently, in the proposed framework, the first order reliability method (FORM) is employed for reducing the required number of finite element analyses. In addition, two software packages specialized for reliability analysis and finite element analysis, FERUM (Finite Element Reliability Using MATLAB) and ABAQUS, are coupled so that they can exchange their inputs and outputs during structural reliability analysis, and a Python-based interface for FERUM and ABAQUS is newly developed to effectively coordinate the fragility analysis. The proposed framework of flood fragility analysis is applied to an actual reinforced concrete bridge in South Korea to demonstrate the detailed procedure of the approach.

• Earthquakes and Structures
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• 제8권4호
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• pp.889-913
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• 2015

Structural vibration characteristics of a semi-active base-isolated building were investigated using seismic observation records including those of the 2011 Great East Japan earthquake (Tohoku earthquake). Three different types of analyses were conducted. First, we investigated the long-term changes in the natural frequencies and damping factors by using an ARX model and confirmed that the natural frequency of the superstructure decreased slightly after the main shock of the Tohoku earthquake. Second, we investigated short-term changes in the natural frequencies and damping factors during the main shock by using the N4SID method and observed different transition characteristics between the first and second modes. In the second mode, in which the superstructure response is most significant, the natural frequency changed depending on the response amplitude. In addition, at the beginning of the ground motion, the identified first natural frequency was high possibly as a result of sliding friction. Third, we compared the natural frequencies and damping factors between the conditions of a properly functional semi-active control system and a nonfunctional system, by using the records of the aftershocks of the Tohoku earthquake. However, we could not detect major differences because the response was probably influenced by sliding friction, which had a more significant effect on damping characteristics than did the semi-active dampers.

• 한국지반공학회논문집
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• 제28권9호
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• pp.31-45
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• 2012

본 연구에서는 월파시 해안안벽에 작용하는 지진과 지진해일의 영향에 대하여 한계평형상태해석법을 적용하여 안정성을 검토하였다. 지진해일파력에 대하여 TWOPM-3D를 적용하였으며, 특히 안벽의 뒷채움재를 투과성재료로 가정하여 지진해일파가 월파 후에 안벽배후에 작용하는 파력을 산정하였다. 그리고, 수동상태와 주동상태 조건에서 해안안벽의 안정성에 영향을 주는 요인인 지진해일파고, 뒷채움재의 수위, 수평 수직지진가속도계수, 내부마찰각, 벽마찰각, 간극수압비 등을 변화하여 활동과 전도에 대한 안벽 안전율의 변화특성을 시간에 따라 검토하였다. 이로부터 지진과 지진해일파의 작용하에 지진해일파가 안벽을 월파하는 경우 수동상태에 대한 안전율은 결과적으로 안전율을 증가시키는 요인으로 작용하는 반면, 주동상태에 대하여 결과적으로 안전율을 감소시키는 요인으로 작용함을 확인할 수 있었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제17권5호
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• pp.13-20
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• 2013

구조물의 지진응답을 저감시키기 위하여 추가적인 감쇠기나 진동제어장치가 일반적으로 사용된다. 이때, 추가적인 감쇠장치의 제어성능은 대상구조물 특성의 변화 없이 검토된다. 본 연구에서는 구조물과 스마트 제어장치의 다목적 통합최적화를 수행하였고 스마트 최상층 면진시스템이 설치된 구조물의 구조물량 저감의 가능성을 분석하였다. 이를 위하여 20층 예제구조물이 사용되었으며 MR 감쇠기와 저감쇠 탄성베어링을 사용하여 스마트 면진시스템을 구성하였다. 중약진지역의 설계스펙트럼을 바탕으로 생성된 인공지진하중을 사용하여 구조해석을 수행하였다. 수치해석결과, 스마트 최상층 면진시스템이 중약진지역에 있는 구조물의 응답과 면진층 변위를 동시에 효과적으로 줄일 수 있는 것을 확인하였다. 본 연구에서 제안된 통합최적설계기법으로 구조물량 및 감쇠기 용량을 적절하게 줄이면서도 우수한 제어성능을 발휘하는 다양한 설계 대안을 제공할 수 있었다.

• 한국도로학회논문집
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• 제12권4호
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• pp.139-145
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• 2010

S-파 크로스홀 검측을 이용하여 쇄석말뚝의 건전도를 평가하였다. 이 평가 기법은 현장타설말뚝의 크로스홀 초음파 검측(CSL)과 개념적으로 유사하다. 이 기법의 주요한 차이점은 CSL에서는 P-파를 사용하나 이 기법에서는 S-파를 이용한다는 사실이다. 그 이유는 S-파만이 물보다 느린 매질의 강성을 감지할 수 있는 유일한 탄성파이기 때문이다. 양방향 S-파를 생성할 수 있는 전기-기계식 발진자를 사용하여 검측을 수행하였다. 이 쇄석말뚝의 형상을 말뚝을 통과하는 S-파 도달시간, 쇄석과 주변지반의 S-파속도 주상도를 이용하여 재생하였다. 쇄석의 S-파속도 주상도는 쇄석의 내부마찰각 및 정지토압계수로 산출하는 것이 타당한 것으로 확인되었다. 쇄석말뚝의 직경 산정은 이 내부마찰각과 토압계수에 크게 영향을 받지 않는다.