• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제24권6호
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• pp.197-205
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• 2020

주택법(2014년)에 근거하여 철근콘크리트 공동주택의 리모델링 시 수직 및 세대수 증축이 가능하게 되었다. 수직증축 리모델링 가능 여부는 안전진단 기준 및 매뉴얼을 바탕으로 기울기 및 침하, 내하력, 내구성 평가 부문에 대한 평가를 통하여 판정하도록 되어 있다. 그러나 증축형 리모델링 기준 및 매뉴얼 제정 당시, 국내에서는 수직증축 리모델링 안전진단 사례가 전무하여 평가기준 등에 대한 공학적 근거 제시에 한계가 있었으며, 특히 내구성 평가 기준에 대한 합리화 및 관련 기준과의 부합을 위한 개선이 필요한 것으로 생각된다. 따라서 본 연구에서는 국내외 내구성 관련 기준을 근거로 콘크리트 탄산화, 염분함유량, 균열, 철근부식, 표면노후도의 허용치와 평가기준에 대한 검토·분석을 통하여 수직증축형 리모델링 안전진단 내구성 평가방법의 합리화 방안을 제시하였다.

• Geomechanics and Engineering
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• 재33권6호
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• pp.543-552
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• 2023

The design of foundations based on a deterministic approach may not be safe and reliable occasionally, since soils sometimes show considerable spatial variability, and thus, significant uncertainties in turn affect the estimation of footing bearing capacity. The design of footing on cohesionless stratums on the basis of reliability analysis has not received much attention. This paper performs two-dimensional random finite difference analyses of shallow strip footings on a spatially variable frictional soil considering correlation structure. Friction angle (ϕ) is considered as a log-normally distributed random variable and Monte Carlo Simulation is then performed to determine the statistical response based on the random fields. A new approach reliability-based safety factor is defined based on various reliability levels by considering the coefficient of variation of ϕ and correlation length in both the horizontal and vertical directions. The comparison of the probabilistic safety factor and the conventional one illustrates the limitations of the deterministic safety factor and provides insight into how the heterogeneity of soils properties affects the required safety factor. Results show that the conventional safety factor of 3 can be conservative in some cases, especially for soil with low values of mean ϕ and COV_ϕ.

• 한국지반공학회논문집
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• 제39권5호
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• pp.51-63
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• 2023

계절성 동토의 온도 변화에 따른 융해 및 동결작용에 의한 지반의 거동이 말뚝 기초의 변위 및 지지력에 끼치는 영향을 파악하기 위한 수치해석을 수행하였다. 수치해석은 온도 변화에 따른 지반-말뚝 상호작용을 모사하기 위해 유한요소법 기반의 TM 모델링(Thermo-Mechanical coupled Modeling)을 적용하였으며, 동결 지반은 온도 의존적 비선형 물성을 적용하였다. 지반의 구성 모델은 소성 거동을 모사하기 위한 MCR 모델(Mohr Coulomb with Rankine Tensile cut-off Model)과 HDP 모델(Nonlinear Hyperbolic Drucker-Prager Model)을 각각 적용하였으며, 말뚝의 길이 및 너비 조건을 선정해 수치해석 결과를 비교 및 분석하였다. 수치해석 결과는 HDP 구성 모델이 비교적 작은 지반 거동과 지지력을 보였으나, 전체적으로는 말뚝의 길이 및 너비 조건에 따라 지지력 및 말뚝 머리의 변위 결과의 양상과 그 크기는 유사하게 나타났다. 지반의 융해-동결작용으로 인한 말뚝 머리(pile head)의 수직 변위는 길이 조건이 짧을수록 변위의 변화 폭이 크게 나타났다. 수직 변위는 길이 조건에 따라 MCR 구성 모델에서는 최대 0.0387m의 융해 침하와 0.0277m의 동결 융기가 발생했으며, HDP 구성 모델에서는 최대 0.0367m의 융해 침하와 0.0264m의 동결 융기가 발생했다. 또한 두 탄소성 모델에 대한 말뚝의 지지력 결과는 말뚝의 길이 조건보다 너비 조건에서 더 큰 차이를 보였으며, 너비 조건 L에서 최대 약 14.7%, M에서 최대 약 5.4%, S에서 최대 약 5.3%가 발생하였다. 이에 말뚝 머리의 수직 변위와 말뚝의 지지력은 말뚝-지반의 접촉 면적에 영향을 크게 받으며, 지반 내 활성층의 활성도에 따라 차이를 보였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제17권3호통권76호
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• pp.307-316
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• 2005

본 연구에서는 철도교량에 교량받침으로 사용될 수 있는 4종류의 고무패드의 사용상의 특성을 분석하고, 강성과 감쇠비를 결정하기 위한 방법을 제시하였다. 고무패드의 강성을 결정하기 위해서는 정적 실험을 통한 직접적인 방법과 동적 실험을 통한 간접적인 방법이 가능하다. 본 연구에서 두 가지 방법에 의해서 고무패드의 강성을 평가하고 비교하였다. 고무패드의 감쇠비는 동적 실험에 의해서만 파악이 가능하며 폴리우레탄 고무의 경우 천연고무나 크로로프렌 고무와 유사한 감쇠비를 가지는 것으로 나타났다. 폴리우레탄 고무는 천연고무나 크로로프렌 고무에 비해 경도가 크기 때문에 작은 면적으로도 큰 하중을 견딜 수 있으며, 또한 같은 형상계수를 가지는 패드에서도 더 큰 강성을 보여 철도교의 교좌로서 활용성이 더 큰 것으로 판단되었다. 천연고무나 크로로프렌 고무 패드는 수직하중에 의한 수평 변형이 크게 발생하는데 비해, 폴리우레탄 고무패드는 수직하중에 의한 수평방향의 변형이 거의 발생하지 않기 때문에 보강재에 의한 보강이 필요하지 않다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제70권4호
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• pp.381-394
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• 2019

If an alternative path would not be considered for redistribution of loads, local failure in structures will be followed by a progressive collapse. When a vertical load-bearing element of a steel structure fails, the beams connected to it will lose their support. Accordingly, an increase in span's length adds to the internal forces in beams. The mentioned increasing load in beams leads to amplifying the moments there, and likewise in their corresponding connections. Since it is not possible to reinforce all the elements of the structure against this phenomenon, it seems rational to use other technics like specified strengthened connections. In this study, a novel connection is suggested to handle the stated phenomenon which is introduced as a passive connection. This connection enables the structure to tolerate the added loads after failing of the vertical element. To that end, two experimental models were constructed and thereafter tested in half-scale, one-story, double-bay, and bolted connections in three-dimensional spaces. This experimental study has been conducted to compare the ductility and strength of a frame that has ordinary rigid connections with a frame containing a novel passive connection. At last, parametric studies have been implemented to optimize the dimensions of the passive connection. Results show that the load-bearing capacity of the frame increased up to 75 percent. Also, a significant decrease in the displacement of the node wherein the column is removed was observed compared to the ordinary moment resisting frame with the same loads.

• Geomechanics and Engineering
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• 제14권6호
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• pp.563-570
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• 2018

Ballast layer has an important role in vertical stiffness and stability of railway track. In most of the Middle East countries and some of the Asian ones, significant parts of railway lines pass through desert areas where the track (particularly ballast layer) is contaminated with sands. Despite considerable number of derailments reported in the sand contaminated tracks, there is a lack of sufficient studies on the influences of sand contamination on the ballast vertical stiffness as the main indicator of track stability. Addressing this limitation, the effects of sand contamination on the mechanical behavior of ballast were experimentally investigated. For this purpose, laboratory tests (plate load test) on ballast samples with different levels of sand contamination were carried out. The results obtained were analyzed leading to derive mathematical expressions for the strain modulus ($E_V$) as a function of the ballast level of contamination. The $E_V$ was used as an index for evaluation of the load-deformation characteristics and bearing capacity of track substructure. The critical limit of sand contamination, after which the $E_V$ of the ballast reduces drastically, was obtained. It was shown that the obtained research results improve the current track maintenance approach by providing key guides for the optimization of ballast maintenance planning (the timing of ballast cleaning or renewal).

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2005년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.286-293
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• 2005

In soft ground the settlement criterion usually governs. Therefore, it is very important not only reasonable assessment of the allowable bearing capacity of the soil but also reasonable assessment of settlement. In the previous studies by many other researchers, load concentration ratio and settlement reduction factor are usually proposed for estimating the settlement of granular compaction piles. In the previous studies, the reinforced ground with granular compaction piles is simplified as composite ground and the analysis is performed with in the basis of this assumption. However, the lateral deformation of granular compaction pile could not be considered and only the relative vertical strength between pile and soils could be considered in the analysis. In this study, a method adapting the Tresca failure criterion is proposed for calculating settlement of granular compaction pile. Proposed method can be considered the strength of pile material, pile diameter, installing distance of pile and the deformation behavior of vertical and horizontal directions of pile. In the presented study, large-scale field load test is performed and the results are described. Also, predictions of settlements from the proposed method are compared with the results of the load test. In addition, a series of parametric study is performed and the design parameters are analyzed.

• Geomechanics and Engineering
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• 제29권4호
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• pp.435-449
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• 2022

In this paper, unreinforced and geogrid-reinforced soil foundations were modeled by discrete element method and this performed under surface strip footing loads. The effects of horizontal position of geogrid, vertical position, thickness, number, confining pressure have been investigated on the footing settlement and propagation of tensile force along the geogrids. Also, interaction between rectangular tunnel and strip footing with and without presence of geogrid layer has been analyzed. Experimental results of the literature were used to validation of relationships between the numerically achieved footing pressure-settlement for foundations of reinforced and unreinforced soil. Models and micro input parameters which used in the numerical modelling of reinforced and unreinforced soil tunnel were similar to parameters which were used in soil foundations. Model dimension was 1000 mm* 600 mm. Normal and shear stiffness of soils were 5*10⁵ and 2.5 *10⁵ N/m, respectively. Normal and shear stiffness of geogrid were 1*10⁹ and 1*10⁹ N/m, respectively. Loading rate was 0.001 mm/sec. Micro input parameters used in numerical simulation gain by try and error. In addition of the quantitative tensile force propagation along the geogrids, the footing settlements were visualized. Due to collaboration of three layers of geogrid reinforcements the bearing capacity of the reinforced soil tunnel was greatly improved. In such practical reinforced soil formations, the qualitative displacement propagations of soil particles in the soil tunnel and the quantitative vertical displacement propagations along the soil layers/geogrids represented the geogrid reinforcing impacts too.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제17권10호
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• pp.13-22
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• 2016

본 연구에서는 가이드라인에 제시된 스퍼드캔의 설계 프로세스에 따라 서남해 연약지반 조건에 최적화된 스퍼드캔의 형상 및 크기를 도출하고, 안정성 평가를 위한 복합하중 작용 시의 항복면을 정의하였다. 이를 위해 일정한 수직하중 작용 시 수평하중과 모멘트 하중을 가하여 수평하중-수평변위, 모멘트-회전변위간의 상관관계를 통해 항복면을 산출하는 프로브 방법을 적용하였다. 분석 결과, 복합하중을 고려한 서남해 지반에서 요구되는 스퍼드캔의 직경은 8m로 나타났으며, 가이드라인에 제시된 지지력 산출경험식을 통해 지지력을 계산할 경우 얕은 심도에서는 비교적 정확한 지지력의 예측이 가능한 것으로 나타났다. 제시된 항복면은 Mohr Coulomb 모델과 Hardening soil 모델을 각각 적용하였을 시 서로 다른 형상을 보였으나, 스퍼드캔의 직경이 증가함에 따라 점차 확장되는 경향을 보였다. 본 연구를 통해 제시된 항복면은 실제 스퍼드캔이 설치될 지역의 지반조사 결과, 가이드라인과 더불어 추후 해상풍력단지 조성 시 스퍼드캔의 안정성 평가에 유용한 참고자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권1호
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• pp.31-40
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• 2003

현행 무리말뚝 설계에서는 하나의 무리효율을 이용하여 개별말뚝의 지지력으로부터 전체 무리말뚝의 지지력을 산정하고 있다. 그러나, 무리말뚝의 지지 거동은 말뚝 시공 방법, 말뚝지반말뚝 상호작용, 캡-지반말뚝 상호작용 등의 복합적인 영향을 받으며, 따라서 하나의 무리효율만으로 이렇게 다양한 영향 요소들을 합리적으로 고려하는 것은 불가능하다. 본 논문에서는 다양한 효율을 도입하여, 이들 영향 요소들을 분리하여 고려할 수 있는 무리말뚝 설계 방법을 제안하였다. 제안된 방법에서는 이 외에도 말뚝의 하중 전이 특성과 위치에 따른 말뚝 거동의 차이를 고려할 수 있으며, 침하 기준을 이용한 효율의 산정을 통해 침하 관점의 설계가 이루어질 수 있다. 기존의 모형실험 결과로부터 제안된 설계 방법에 적용할 수 있는 효율을 산정하여 제시하였으며, 이를 이용하여 또 다른 모형 실험의 지지력을 산정하고 시험결과와 비교함으로써 제안된 방법의 유효성을 평가하였다.