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Journal of the Korean Geotechnical Society

  • : 한국지반공학회
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  • : 월간
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수록정보
수록범위 : 15권4호(1999)~35권7호(2019) |수록논문 수 : 2,082
한국지반공학회논문집
35권7호(2019년 07월) 수록논문
최근 권호 논문
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KCI등재

1실대형 교각 실험을 통한 교각 세굴안정성 평가 실험 기법 정립

저자 : 이명재 ( Lee Myungjae ) , 유민택 ( Yoo Mintaek ) , 김기현 ( Kim Kihyun ) , 이일화 ( Lee Il-wha )

발행기관 : 한국지반공학회 간행물 : 한국지반공학회논문집 35권 7호 발행 연도 : 2019 페이지 : pp. 5-14 (10 pages)

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본 연구는 교각 안전성 평가 기법을 확립하기 위해 실대형 교각을 구축하여 충격하중을 이용해 일련의 비파괴 실험을 수행하였다. 실대형 교각에 상재 하중은 0 tonf에서 2.5 tonf씩 적재하여, 최대 25 tonf 까지 적재하였다. 타격 방향에 따른 교각의 거동을 분석하기위해 교축 방향과 교축직각 방향 그리고 교각의 외측방향으로 타격하였고, 타격 높이도 교각의 상단과 하단으로 실험을 수행하였다. 계측기는 가속도계를 사용하여 타격했을 시의 가속도 응답을 측정하였다. 일련의 실험결과를 바탕으로, 고속 푸리에 변환(FFT)를 이용해 타격 방향 및 상재 하중에 따른 고유진동수를 산정했다. 또한 위상차를 이용해 교각의 1차 모드에서 4차 모드까지 분석이 가능했으며, 세굴에 대한 영향을 수치해석을 통해 분석했다. 그 결과, 2차 모드와 3차 모드를 통해 합리적인 교각의 안정성 평가가 가능한 것으로 판단된다.


In this study, a prototype abutment was constructed to establish a safety assessment technique of pier and a series of non-destructive tests using impact load. The surcharge load was loaded from 0 tonf to 2.5 tonf on the prototype abutment, and maximum surcharge load was up to 25 tonf. To analyze the behavior of the piers according to the direction of impact, a total of three types of analysis were performed: the direction of the pier, the direction perpendicular to the pier, and the outer direction of the pier. The height of the impact was also tested at each top and bottom. The measuring instrument used an accelerometer to measure the acceleration response when impacted. Based on the series of experimental results, specific values were calculated according to the direction of an impact and the surcharge load using the Fast Fourier Transform (FFT). In addition, the phase difference was used to analyze the pier from the primary 1st mode to the 4th mode.

KCI등재

22차원 유효응력 해석에 의한 지진시 포항 안벽구조물의 변형 사례 분석

저자 : 김승종 ( Kim Seungjong ) , 황웅기 ( Hwang Woong-ki ) , 김태형 ( Kim Tae-hyung ) , 강기천 ( Kang Gi-chun )

발행기관 : 한국지반공학회 간행물 : 한국지반공학회논문집 35권 7호 발행 연도 : 2019 페이지 : pp. 15-27 (13 pages)

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본 연구는 2017년 11월 15일에 발생한 규모 5.4의 포항지진을 대상으로 영일만항 안벽 및 배면에서 발생한 피해의 메커니즘을 규명하는 것이 목적이다. 현장조사 등에 의해 영일만항은 케이슨이 5cm~15cm 정도의 수평변위가 발생하였고, 뒤채움 지반에서는 10cm 이상의 침하가 발생하였다. 이에 대한 원인을 규명하기 위해 2차원 유효응력해석을 수행하였다. 입력 지진하중은 포항구항의 기반암에서 계측된 지진가속도(3.25m/s2)를 이용하였다. 수치해석 결과 배후지의 뒤채움 지반내 국부적으로 과잉간극수압이 증가하여 유효응력이 감소한 것으로 밝혀졌다. 이로 인해 케이슨의 경우 수평방향으로 약 14cm의 변위가 발생하였고, 3cm 정도 침하하였다. 뒤채움 지반의 경우 6cm∼9cm 정도 침하한 것으로 나타났다. 이는 현장조사와도 유사한 결과임이 밝혀졌다. 또한, 뒤채움 지반내 유효응력 경로 및 응력-변형률 거동으로부터 반복적 하중에 의해 지반이 Mohr-Coulomb의 파괴선에 근접하는 것으로 나타났고, 이는 과잉간극수압의 증가에 따른 유효응력의 소실에 의한 지지력의 감소로 판단된다.


The purpose of this study is to investigate the mechanism about damages occurring at quay wall and backfill in Youngilman Port during Pohang earthquake (M5.4) on November 15, 2017. In the field investigation, the horizontal displacement of the caisson occurred between 5 cm and 15 cm, and the settlement at backfill occurred higher than 10 cm. 2D-effective Stress Analysis was performed to clarify the mechanism for the damage. The input earthquake motion used acceleration (3.25 m/s2) measured at bedrock of Pohang habor. Based on a numerical analysis, it was found that the effective stress decreased due to the increase of excess pore pressure in the backfill ground and the horizontal displacement of the caisson occurred by about 14 cm, and the settlement occurred by about 3 cm. In backfill, the settlements occurred between 6 cm and 9 cm. This is similar to field investigation results. Also, it was found that the backfill soil was close to the Mohr-Coulomb failure line due to the cyclic loading from the effective stress path and the stress-strain behavior. It may be related to decreasing of bearing capacity induced by the reduction of effective stress caused by the increase of the excess pore water pressure.

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3수치해석을 이용한 압축 분산형 앵커의 내하체 최적 간격 산정

저자 : 구교영 ( Gu Kyo-young ) , 신규범 ( Shin Gyu-bum ) , 정충기 ( Chung Choong-ki ) , 김성렬 ( Kim Sung-ryul )

발행기관 : 한국지반공학회 간행물 : 한국지반공학회논문집 35권 7호 발행 연도 : 2019 페이지 : pp. 29-39 (11 pages)

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압축 분산형 앵커는 여러 개의 내하체를 이용하여 그라우트에 발생하는 압축응력을 분산시키고 앵커 인장력을 증가시키는 앵커이다. 압축 분산형 앵커의 경우 내하체 사이의 간격이 그라우트 응력에 큰 영향을 미친다. 그러나, 현재까지 내하체 간격에 대한 연구가 매우 부족하며 설계기준 또한 제시되어 있지 않은 실정이다. 그러므로, 본 연구에서는 유한요소 수치해석을 수행하여 내하체 간격이 그라우트 응력분포에 미치는 영향을 분석하였다. 우선, 압축형 앵커에 대해 수행된 현장 재하시험 결과와 비교하여 수치모델링의 적용성을 검증하였다. 그리고, 지반조건, 내하체 간격, 하중크기 등을 변화시키는 변수 연구를 수행하였다. 해석결과, 내하체 간격이 좁아지면 그라우트 최대 압축응력이 증가하며, 내하체 간격이 넓어지면 그라우트에 인장응력이 발생하였다. 그러므로, 그라우트 내 압축응력의 중첩과 인장응력 발생을 최소화하는 내하체 간격을 최적간격으로 정의하고, 지반조건과 하중크기에 따른 최적간격을 제시하였다.


Load distributive compression anchors distribute the compressive stress in the grout and increase the pull-out capacity of the anchor by using multiple anchor bodies. In this anchor type, the spacing between the anchor bodies has a large influence on the stress in the grout. However, there are few researches about the spacing and there are no design standards. Therefore, the effect of the anchor body spacing on the grout stress was analyzed by performing finite element analyses. First, the applicability of the numerical modeling was verified by comparing with field test results of a compression anchor. Then, the parametric study was performed varying soil type, anchor body spacing, and load magnitude. The analysis results showed that the maximum compressive stress in the grout increased at the narrower spacing and the tensile stress developed at the wider spacing. Therefore, the optimum spacing was defined as the spacing, which prevents the superposition of compressive stresses and minimize the tensile stress. Finally, the optimum spacing was proposed according to the soil type and the load magnitude.

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4경주 압축 벤토나이트의 압축파속도와 탄성계수 산정 연구

저자 : Balagosa Jebie , 윤석 ( Yoon Seok ) , 추연욱 ( Choo Yun Wook )

발행기관 : 한국지반공학회 간행물 : 한국지반공학회논문집 35권 7호 발행 연도 : 2019 페이지 : pp. 41-50 (10 pages)

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국내 고준위폐기물처분장 공학적방벽(EBS)의 일부가 되는 완충재로 경주 벤토나이트가 우선적으로 고려되고 있다. 압축벤토나이트는 지하수침투로 인한 팽윤압과 처분용기에서 발산되는 열응력을 경험한다. 따라서 EBS의 성능평가를 위해서 역학적 물성의 산정이 중요하다. 본 논문은 탄성파를 이용하여 경주 압축벤토나이트의 변형특성 측정을 목표로 하였다. 두 개의 1.59g/㎤와 1.75g/㎤의 건조밀도를 가지는 압축벤토나이트 시편을 제작하였고, 자유단-자유단 공진주시험을 수행하여 구속압축파속도와 비구속압축파속도를 측정하였다. 측정된 압축파속도를 이용하여 미소변형에서의 탄성계수(Emax), 구속탄성계수(Mmax), 감쇠비(Dmin), 포아송비를 측정하였다. 그 결과로 경주 압축벤토나이트의 변형특성을 산정·제시하여 선행연구 결과들과 비교·분석하였다.


Gyeongju bentonite is a buffer material primarily considered in Korea and it is highly compacted as a part of an engineered barrier system (EBS) of high-level radioactive waste repository. The compacted bentonite undergoes swelling stress by groundwater penetration and thermal stress by decay heat from a canister. Therefore, the mechanical properties of the compacted bentonite buffer material is crucial for the performance assessment of EBS. This paper aims to evaluate deformation properties of Gyeongju compacted bentonite using seismic methods. Two sets of compacted bentonite specimens were prepared having dry densities of 1.59 g/㎤ and 1.75 g/㎤ with water contents of 10.6% and 8.7%. Free-free resonant column tests were performed to measure constrained and unconstrained compression wave velocities. With the measured wave velocities, Young's modulus (Emax) and constrained modulus (Mmax), material damping ratio (Dmin), and Poisson's ratio at small strain were determined. As results, this paper evaluates the deformation properties of Gyeongju compacted bentonite and compares them with the results of previous researches.

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