• 한국지반공학회지:지반
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• 제12권3호
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• pp.35-48
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• 1996

보강토구조물은 흙과 보강재 사이에 큰 변형이 발생하며 보강토구조물의 파괴양상도 보강재의 미끄러짐이나 변형에 의해 지배되며, 때때로 보강재의 재료의 파괴보다는 미끄러짐에 의해 보강토구조물이 파괴되므로 큰변형이 발생하는 흙-보강재의 모델링이 필요하다. 고형 및 액체폐기물 매립장에 쓰이는 라인너 시스템은 매립장의 경사와 쓰레기하중에 의해 큰 변형이 발생하게 된다. 이러한 큰 변형의 문제는 기존의 접촉요소로써 모델링하는데 많은 제약 이 따른다. 본 논문에서는 이러한 흙과 토목섬유보강사이의 큰 만행을 모델링할 수 있는 접촉은소를 제안하였으며, 그 이론과 그 모델의 적용성에 대하여 논하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제46권1호
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• pp.53-73
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• 2013

Prediction of prestressed concrete girder integral abutment bridge (IAB) load effect requires understanding of the inherent uncertainties as it relates to thermal loading, time-dependent effects, bridge material properties and soil properties. In addition, complex inelastic and hysteretic behavior must be considered over an extended, 75-year bridge life. The present study establishes IAB displacement and internal force statistics based on available material property and soil property statistical models and Monte Carlo simulations. Numerical models within the simulation were developed to evaluate the 75-year bridge displacements and internal forces based on 2D numerical models that were calibrated against four field monitored IABs. The considered input uncertainties include both resistance and load variables. Material variables are: (1) concrete elastic modulus; (2) backfill stiffness; and (3) lateral pile soil stiffness. Thermal, time dependent, and soil loading variables are: (1) superstructure temperature fluctuation; (2) superstructure concrete thermal expansion coefficient; (3) superstructure temperature gradient; (4) concrete creep and shrinkage; (5) bridge construction timeline; and (6) backfill pressure on backwall and abutment. IAB displacement and internal force statistics were established for: (1) bridge axial force; (2) bridge bending moment; (3) pile lateral force; (4) pile moment; (5) pile head/abutment displacement; (6) compressive stress at the top fiber at the mid-span of the exterior span; and (7) tensile stress at the bottom fiber at the mid-span of the exterior span. These established IAB displacement and internal force statistics provide a basis for future reliability-based design criteria development.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제57권3호
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• pp.403-423
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• 2016

The challenges involved with fatigue damage assessment of steel catenary riser (SCR) in the touchdown zone (TDZ) are primarily due to the non-linear behaviour of the SCR-seabed interaction, considerable uncertainty in SCR-seabed interaction modelling and geotechnical parameters. The issue of fatigue damage induced by the cyclic movements of the SCR with the seabed has acquired prominence with the touch down point (TDP) interaction in the TDZ. Therefore, the SCR-seabed response is critical for reliable estimation of fatigue life in the TDZ. Various design approaches pertaining to the lateral pipe-soil resistance model are discussed. These techniques have been applied in the finite element model that can be used to analyse the lateral SCR-seabed interaction under hydrodynamic loading. This study investigates the sensitivity of fatigue performance to geotechnical parameters through a parametric study. In this study, global analyses are performed to assess the influence of vertical linear seabed springs, the lateral seabed model and the non-linear seabed model, including trench evolution into seabed, seabed normalised stiffness, re-penetration offset parameter and soil suction resistance ratio, on the fatigue life of SCRs in the TDZ.

• Geomechanics and Engineering
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• 제19권5호
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• pp.407-420
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• 2019

This paper illustrates the results of a series of seismic geotechnical centrifuge experiments to explore dynamic structure-soil-structure interaction (SSSI) of two structures (named S1 and S2) installed on ground surface. A dense homogeneous ground is prepared in an equivalent shear beam (ESB) container. Two structural models are designed to elicit soil-foundation-structure interaction (SFSI) with different masses, heights, and dynamic characteristics. Five experimental tests are carried out for: (1) two reference responses of the two structures and (2) the response of two structures closely located at three ranges of distance. It is found that differential settlements of both structures increase and the smaller structure (S2) inversely rotates out of the other (S1) when they interact with each other. S2 structure experiences less settlement and uplift when at a close distance to the S1 structure. Furthermore, the S1 structure, which is larger one, shows a larger rocking and a smaller sliding response due to the SSSI effects, while S2 structure tends to slide more than that in the reference test, which is illustrated by an increase in sliding response and rocking stiffness as well as a decrease in moment-to-shear ratio (M/H·L) of the S2 structure.

• Geomechanics and Engineering
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• 제7권6호
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• pp.633-647
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• 2014

Biopolymers, polymers produced by living organisms, are used in various fields (e.g., medical, food, cosmetic, medicine) due to their beneficial properties. Recently, biopolymers have been used for control of soil erosion, stabilization of aggregate, and to enhance drilling. However, the inter-particle behavior of such polymers on soil behavior are poorly understood. In this study, an artificial biopolymer (${\beta}$-1,3/1,6-glucan) was used as an engineered soil additive for Korean residual soil (i.e., hwangtoh). The geotechnical behavior of the Korean residual soil, after treatment with ${\beta}$-1,3/1,6-glucan, were measured through a series of laboratory approaches and then analyzed. As the biopolymer content in soil increased, so did its compactibility, Atterberg limits, plasticity index, swelling index, and shear modulus. However, the treatment had no effect on the compressional stiffness of the residual soil, and the polymer induced bio-clogging of the soil's pore spaces while resulting in a decrease in hydraulic conductivity.

• 한국지진공학회논문집
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• 제13권6호
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• pp.67-86
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• 2009

이 연구에서는 u-w 정식화에 근거하여 일반적인 3차원 문제에 적용할 수 있는 지하수로 포화된 가로등방성 층상지반에서의 3차원 전달경계를 개발하였다. 지반 원역에서의 동적거동을 Fourier 급수로 전개하고, 각 항에 대한 동적강성을 u-w 정식화에 근거하여 유도하였다. 그리고 이를 Cartesian 좌표계에서 표현된 지반 근역의 3차원 유한요소와 결합할 수 있도록 변형하여 일반적인 3차원문제에도 적용할 수 있는 방법을 개발하였다. 개발된 방법을 강체 원형 기초의 동적거동 해석에 적용하고 기존의 해석 결과와 비교하여, 이 연구에서 개발된 전달경계가 정확함을 확인하였다. 또한 다양한 형태의 강체 기초 동적거동 해석에 개발된 전달경계를 적용하였고, 지하수로 포화된 가로등방성 층상지반에서 지하수위에 따라 강체 기초 동적거동의 변화 양상을 조사하여, 이 연구에서 개발된 방법의 활용성을 입증하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제15권5호
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• pp.759-767
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• 2003

This paper presents the simplified but more rational analysis method for the prediction of additional internal forces induced in integral abutment bridges. These internal forces depend upon the degree of restraint provided tc the deck by the backfill soil adjacent to the abutments and piles. In addition, effect of the relative flexural stiffness ratio among pile foundations, abutment, and superstructure on the structural behavior is also an important factor. The first part of the paper develops the stiffness matrices, written in terms of the soil stiffness, for the lateral and rotational restraints provided by the backfill soil adjacent to the abutment. The finite difference analysis is conducted and it is confirmed that the results are agreed well with the predictions obtained by the proposed method. The simplified spring model is used in the parametric study on the behavior of simple span and multi-span continuous integral abutment PSC beam bridges in which the abutment height and the flexural rigidity of piles are varied. These results are compared with those obtained by loading Rankine passive earth pressure according to the conventional method. From the results of parametric study, it was shown that the abutment height, the relative flexural rigidity of superstructure and piles, and the earth pressure induced by temperature change greatly affect the overall structural response of the bridge system. It may be possible to obtain more rational and economical designs for integral abutment bridges by the proposed method.

• 콘크리트학회논문집
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• 제23권5호
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• pp.667-674
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• 2011

이 연구는 교량의 생애 동안의 온도 변화와 콘크리트의 시간 의존 영향을 고려하여 PSC 거더 일체식 교량의 해석 방법과 교대의 변위를 예측하는 모델 개발에 관한 것이다. 비선형 수치 해석 모델은 지반-구조물의 상호작용을 고려하며, 재료의 비선형 또한 고려되었다. 개발된 수치 해석 모델을 이용하여 총 243가지의 경우에 대하여 변수 연구를 하였다. 고려된 변수는 (1) 열팽창 계수, (2) 교량 길이, (3) 뒤채움재의 높이, (4) 뒤채움재의 강성, 그리고 (5) 말뚝-지반 강성이다. 변수 연구의 결과는 열팽창 계수, 교량 길이, 말뚝-지반의 강성이 지배적인 영향을 나타내는 것으로 드러났다. 또한, 교량의 길이는 교대의 윗부분의 변위에 지배적인 영향을 미치며 자유팽창 수축과 유사하였다. 하부의 변위에는 다른 변수들의 영향으로 추정이 쉽지 않았다. 개발된 교대의 변위 추정 모델은 기본 설계시에 사용될 수 있을 것이다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제5권3호
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• pp.9-15
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• 2006

그린월 공법은 독립식 콘크리트 보형식의 옹벽으로, 전, 후면 가로보와 세로 방향으로 버팀보를 연속적으로 쌓아 올려 내부에 다짐성토를 시행함으로써 구조체가 일체 거동하도록 강성벽체(rigid body)를 형성시키는 옹벽 구조물이다. 최근의 그린월공사는 원지반 절취량을 최소화 할 수 있다는 장점으로 절토 공사현장에 다양하게 적용되고 있으며, 주로 앵커 및 쏘일네일 등과 함께 시공하는 추세이다. 이처럼 그린월과 함께 쏘일네일이 시공되는 경우에는 전면벽체의 강성이 크기 때문에 연성전면벽체의 경우 보다 전체 시스템의 안정성 증대가 예상되나 실제 설계에서는 이를 반영하지 않고 쏘일네일만 설계하므로 비경제적인 요소가 많은 실정이다. 따라서 본 연구에서는 그린월과 같은 강성전면벽체와 쏘일네일 공법이 함께 시공되는 경우에 대하여 강성전면벽체로 인한 전체 시스템의 안정성 증대효과를 평가해 보았다. 본 연구에서는 전면벽체의 강성변화에 따른 전체 시스템의 안정성 증대효과를 평가하기 위하여 실내모형실험을 수행하였으며, 한계평형해석을 시행하여 그린월과 같은 전면벽체의 강성이 전체 활동에 대한 안전율에 미치는 영향을 평가하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제19권2호
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• pp.204-212
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• 2016

국내 궤도 흙노반재료의 선정기준은 기초물성 값(입경, 200번체 통과량($P_{200}$), 4번체 통과량($P_4$), 균등계수($C_u$), 곡률계수($C_c$)등)을 이용하는 통일분류법에 의존하고 있으며, 선정된 궤도노반의 현장 다짐도는 들밀도 시험 및 반복평판재하시험 결과 $E_{v2}$에 의해 파악한다. 그러나 궤도노반의 변형 및 안정성에 미치는 가장 큰 영향요소는 강성(Stiffness)이므로, 노반재료의 분류특성은 기초물성 값 자체 보다는 다짐 후 변형계수를 활용하는 것이 보다 정확하다고 할 수 있다. 본 연구에서는 궤도노반에 사용되는 국내 대표적인 흙 재료의 기초물성과 현장시험에 의한 변형계수($E_{v2}$, $E_{vd}$)와의 상관식을 도출하였다. 이와 같은 상관특성은 성능설계를 위한 국내 고유의 철도궤도용 전용흙분류기준수립을 위한 근거로 사용될 수 있다.