• Research Article

    A Study on Characteristics of the Unit Skin Friction Using the Wall Roughness in the Soft Rock

    연암부 벽면거칠기를 이용한 단위주면마찰력 특성에 관한 연구

    Hong, Seok-Woo, Hwang, Geun-Bae

    홍석우, 황근배

    현장타설말뚝인 경우에 연암 소켓부의 단위주면마찰응력을 산정하는 방법 중 벽면 거칠기에 의한 산정 방법이 있다. 이 방법은 현장타설말뚝을 시공하기 위한 굴착 단계에서 거칠기 ... + READ MORE
    현장타설말뚝인 경우에 연암 소켓부의 단위주면마찰응력을 산정하는 방법 중 벽면 거칠기에 의한 산정 방법이 있다. 이 방법은 현장타설말뚝을 시공하기 위한 굴착 단계에서 거칠기 측정 장치를 굴착공에 설치하여 암반 벽면의 거칠기 양상을 측정하여 주면마찰력을 산정하는 것이다. 본 연구에서는 현장타설말뚝의 암반 소켓부 벽면의 거칠기 양상을 천공홀에서 직접 측정하였으며 그 결과를 이용하여 암반의 주면마찰력 특성을 파악하고자 한다. 그리고, 거칠기 시험 결과를 검증하기 위하여 동일 말뚝에 정재하시험 및 하중전이시험을 수행하였다.   In the case of the drilled shaft, one of the methods for calculating unit skin friction stress of rock socket parts is to measure the roughness of the excavated face. This method is to estimate the unit skin frictional resistance using a device which measures the roughness shape of the excavated face in the excavation step. In this study, the roughness shapes of the face of the rock socket part in the drilled shaft were measured directly in the perforated hole and the results are used to identify the characteristics of the unit skin friction of the bedrock. In addition, the static load test and the load transfer test were performed on the same pile to verify the result of the roughness test. - COLLAPSE
    December 2019
  • Research Article

    Case Study of Correlation between the SPT-N Value and PMT Results Performed on Weathered Granite Zone in Korea

    국내 화강 풍화대 지반의 표준관입시험 N 값과 프레셔미터시험 결과의 상관관계에 대한 사례 분석

    Lee, Seung-Hwan, Baek, Sung-Ha, Song, Young-Woo, Chung, Choong-Ki

    이승환, 백성하, 송영우, 정충기

    국내 다수의 지역에 분포하는 화강 풍화대 지반은 지반구조물의 주요 지지층으로 활용되고 있으므로 화강 풍화대의 지반특성을 평가하는 것은 중요하다. 풍화대 지반은 실내시험을 위한 ... + READ MORE
    국내 다수의 지역에 분포하는 화강 풍화대 지반은 지반구조물의 주요 지지층으로 활용되고 있으므로 화강 풍화대의 지반특성을 평가하는 것은 중요하다. 풍화대 지반은 실내시험을 위한 불교란 시료를 채취하는 것이 어렵기 때문에 일반적으로 표준관입시험(SPT: Standard penetration test)을 통해 지반특성을 평가하고 있다. 프레셔미터시험(PMT: Pressuremeter test)은 풍화대 지반의 응력 - 변형률 거동을 신뢰도 높게 평가하는 대표적인 현장시험이지만 소요 시간과 비용의 제약으로 제한적인 시험만을 수행하고 있다. 본 연구에서는 화강 풍화대에서 수행된 SPT-N60 값과 PMT 결과의 상관성 분석을 수행하였으며, N60 - Em(Em: Pressuremeter modulus)과 N60 - PL(PL: Limit pressure) 관계식을 제안하였고 선행 연구 결과와 비교 분석하였다.   Weathered granite zone exists in most regions of Korea and it is often used as a bearing stratum of geotechnical structures. So it is very important to estimate the characteristics of weathered granite zone. SPT (Standard penetration test) is usually performed to investigate the characteristics of the weathered zone because undisturbed samples suitable for laboratory testing are hardly retrieved. PMT (Pressuremeter test) can reliably evaluate the in situ stress-strain behavior, but it is rarely conducted because of their high cost and time-consuming procedure. In this study, the correlation between the SPT-N values and the PMT results, obtained from the weathered granite zone, was analyzed. Empirical equations for pressuremeter modulus (Em) and limit pressure (PL) were suggested and compared with the previous research. - COLLAPSE
    December 2019
  • Research Article

    Proposed Deterioration-induced Axial Stiffness of Existing Piles in Vertical Extension Structures

    수직증축 공동주택 하부 기존말뚝의 열화를 고려한 축강성 제안

    Jeong, Sang-Seom, Kim, Do-Hyun, Cho, Hyun-Chul

    정상섬, 김도현, 조현철

    본 연구에서는 수직증축 구조물의 기존말뚝의 축강성(Kve)을 이론적인 접근과 현장 계측 결과를 바탕으로 추정하였다. 이론적인 접근에는 Randolph와 Wroth(1978)가 제안한 ... + READ MORE
    본 연구에서는 수직증축 구조물의 기존말뚝의 축강성(Kve)을 이론적인 접근과 현장 계측 결과를 바탕으로 추정하였다. 이론적인 접근에는 Randolph와 Wroth(1978)가 제안한 축강성 공식을 적용하여, 지중에 설치된 강성 및 연성말뚝의 세장비(L/D)에 따른 축강성의 범위를 도출하였다. 여기에, 1995 – 1997년 사이에 설치된 38본 말뚝의 계측된 시공 당시 축강성을 이론적으로 도출한 축강성 범위에 중첩해서 고려하였다. 이를 통하여, 노후화와 열화에 의하여 감소한 기존말뚝의 축강성의 최대값을 세장비에 따라 제안하였고, 도출된 값을 통계적인 기법을 통하여 상위 95% 값을 제안하여 신설 보강말뚝 설계 시 필요한 최소 축강성(Kvr)을 산정하는 데에 활용할 수 있도록 하였다.   In this study, the axial stiffness of existing piles (Kve) of vertical extension remodeled building was quantified through theoretical and experimental approaches. Theoretically induced upper and lower boundary of the pile axial stiffness was estimated by using the formula proposed by Randolph and Wroth (1978), which can estimate the axial stiffness of rigid and flexible pile subjected under soil confinement. In addition, 38 cases of field measurement data on deteriorated piles with various diameters constructed in the period between 1995 – 1997 were taken in to account by overlapping the field data with the theoretical boundary of the axial stiffness. Through this the maximum axial stiffness of existing pile due to deterioration and long service time was presented for various slenderness ratio (L/D), which can be used in estimating the necessary axial stiffness of reinforcing piles(Kvr) for the vertical extension remodeling. The lower 95% value of the estimated axial stiffness of existing pile will be induced through statistical processing. - COLLAPSE
    December 2019
  • Research Article

    Estimation of the Axial Stiffness of Reinforcing Piles in Vertical Extension Structures

    수직증축 공동주택 하부 신설 보강말뚝의 축강성 산정 ·

    Kim, Do-Hyun, Jeong, Sang-Seom, Cho, Hyun-Chul

    김도현, 정상섬, 조현철

    본 연구에서는 수직증축 공동주택 하부 신설 보강말뚝의 축강성(Kvr)을 기존말뚝의 열화를 고려한 이론적인 접근과 수치해석을 통하여 산정하였다. 3차원 유한요소 수치해석을 수행하는 ... + READ MORE
    본 연구에서는 수직증축 공동주택 하부 신설 보강말뚝의 축강성(Kvr)을 기존말뚝의 열화를 고려한 이론적인 접근과 수치해석을 통하여 산정하였다. 3차원 유한요소 수치해석을 수행하는 과정에서, 이론적인 접근과 38본의 시험 말뚝 계측 결과를 통하여 제안된 열화를 고려한 기존말뚝 축강성(Kve)의 상한 값을 적용하였다. 이를 통해, 수직증축 리모델링으로 인하여 증가된 하중을 안정적으로 지지하기 위한 신설 보강말뚝의 최소 축강성을 산정하였다. 신설 보강말뚝의 축강성 제안은 선단지지 말뚝과 마찰말뚝에 대해 수행하였고, 다양한 세장비(L/D)에 따라 제안하였다. 해석기법은 기존말뚝의 설계 당시의 양호한 상태를 고려한 말뚝지지 전면기초 거동 해석과 열화가 고려된 기존말뚝의 축강성을 적용한 말뚝지지 전면기초 거동 해석을 수행하였다. 두 해석기법에 대한 검증을 수행한 결과 말뚝지지 전면기초 거동 해석이 가능한 것으로 확인되었고, 이를 통하여 기존말뚝의 열화가 발생하였을 때 선단지지 신설 보강말뚝 축강성이 44 – 67% 증가되어야 수직증축 구조물의 안정성이 확보됨을 알 수 있었다.   In this study, the axial stiffness of reinforcing piles (Kvr) for the vertical extension remodeling structures was estimated through 3D finite element analysis. In the computation of the minimum required axial stiffness of reinforcing piles, proposed maximum axial stiffness of old and deteriorated existing piles (Kve) based on theoretical and experimental approaches will be applied. Through this, the required increase rate of axial stiffness of reinforcing piles in order to support the increased structural loading was proposed for end-bearing and friction piles by different slenderness ratio (L/D). The numerical model was validated by comparing the computed results with actual field measurements. Based on the computed results, it was concluded that the end-bearing reinforcing pile needs 44% – 67% increase in axial stiffness to deal with the deterioration of existing piles and support the additional structural load due to vertical extension remodeling. - COLLAPSE
    December 2019
  • Research Article

    Probabilistic Failure-time Analysis of Soil Slope under Rainfall Infiltration by Numerical Analysis

    수치해석에 의한 강우 침투 시 사면 파괴시간의 확률론적 해석

    Cho, Sung-Eun

    조성은

    본 연구에서는 강우의 침투에 따른 토사사면의 파괴에 대한 강우강도-지속시간의 강우기준을 평가하기 위하여 수치해석에 의한 파괴시간의 확률론적 해석 절차를 제안하였다. 취약도 곡선은 시간에 ... + READ MORE
    본 연구에서는 강우의 침투에 따른 토사사면의 파괴에 대한 강우강도-지속시간의 강우기준을 평가하기 위하여 수치해석에 의한 파괴시간의 확률론적 해석 절차를 제안하였다. 취약도 곡선은 시간에 따른 강우의 침투해석 결과를 반영하며 지반의 역학적 특성의 불확실성을 고려한 MCS에 의한 확률론적 사면 안정해석의 결과로부터 강우강도-지속기간의 함수로 생성하였다. 확률론적 해석에서 한계상태함수를 계산하기 위하여 강우의 침투해석과 연동된 사면 안정해석을 수행하였다. 생성된 사면의 취약도 곡선들을 기반으로 확률론적 사면 파괴분포 분석을 수행하여 지반의 불확실성을 고려한 사면 파괴 유발 강우기준을 평가하였다. 제안된 사면 파괴분포 분석법은 강우의 침투로 인한 사면 파괴의 과정을 분석하고 사면 파괴가 발생할 수 있는 시간을 예측하는데 유용하게 사용될 수 있다.   In this study, a stochastic analysis procedure based on numerical analysis was proposed to evaluate a kind of intensity-duration rainfall threshold for the initiation of slope failure due to rainfall infiltration. Fragility curves were generated as a function of rainfall intensity-duration from the results of probabilistic slope stability analysis by MCS considering the uncertainty of the soil shear strength, reflecting the results of infiltration analysis of rainfall over time. In the probabilistic analysis, slope stability analyses combined with the infiltration analysis of rainfall were performed to calculate the limit state function. Using the derived fragility curves, a chart showing the relationship between rainfall intensity and slope failure-time was developed. It is based on a probabilistic analysis considering the uncertainty of the soil properties. The proposed probabilistic failure distribution analysis could be beneficial for analyzing the time-dependent failure process of soil slopes due to rainfall infiltration, and for predicting when the slope failure should occur. - COLLAPSE
    December 2019
  • Research Article

    Modification of Bearing Capacity Formula Considering Seam Tensile Strength of Geotextile in Soft Ground

    연약지반에 포설된 Geotextile 봉합인장강도를 고려한 지지력 수정방정식

    Kim, Sun-Hak, Chae, Yu-Mi, Kim, Jae-Hong

    김선학, 채유미, 김재홍

    최근 증가되고 있는 준설 및 매립지반의 해안 공사에서 토목섬유매트 활용이 많아짐에 따라 연약지반의 지지력에 대한 산정은 안전성 평가를 위한 중요한 지표이다. 지반 ... + READ MORE
    최근 증가되고 있는 준설 및 매립지반의 해안 공사에서 토목섬유매트 활용이 많아짐에 따라 연약지반의 지지력에 대한 산정은 안전성 평가를 위한 중요한 지표이다. 지반 개량을 위해 토목섬유매트와 복토층을 포설하여 이질층으로 구성된 연약지반의 허용지지력 검토는 일반적으로 Meyerhof(1974)와 Yamanouchi(1985) 방정식을 비교한다. Meyerhof(1974) 수식 결과는 허용지지력의 과소평가로 경제적인 손실을 초래하며, Yamanouchi(1985) 수식은 펀칭전단파괴에 대한 안전사고를 고려하지 않아 다소 큰 지지력을 평가한다. 토목섬유매트의 봉합인장강도를 설계기준에 적용하여 적절한 허용지지력을 산정하는 수정방정식을 제안함으로서 경제성과 안정성을 확보할 것으로 판단된다.   With the increasing use of geotextile mats in dredging and reclaiming work and coastal construction, the assessment of bearing capacity in soft ground has become an important evaluation index for negligent accidents. The review of the allowable bearing capacity of soft ground consisting of inhomogeneous layers by laying geotextile mats and sand mat layers for soft ground improvement is generally compared with the equation of Meyerhof (1974) and Yamanouchi (1985). Mayerhof formula results in economic loss due to underestimation of bearing capacity, and Yamanouchi (1985) formula does not take into account negligent accidents for punching shear failure, so rather high bearing capacity is evaluated. It is considered that economic feasibility and stability will be ensured by proposing a modified formula to calculate the appropriate bearing capacity by applying the seam tensile strength of the geotextile mat to the design standard of soft ground improvement. - COLLAPSE
    December 2019
  • Research Article

    Study(VII) on Development of Charts and Equations Predicting Bearing Capacity for Prebored PHC Piles Socketed into Weathered Rock through Sandy Soil Layers - Allowable Axial Compressive Bearing Capacity Formulae -

    사질토를 지나 풍화암에 소켓된 매입 PHC말뚝에서 지반의 허용압축지지력 산정도표 및 산정공식 개발에 관한 연구(VII) - 지반의 허용압축지지력 산정공식 -

    Kwon, Oh-Kyun, Nam, Moon S., Lee, Wonje, Yea, Geu Guwen, Choi, Yongkyu

    권오균, 남문석, 이원제, 여규권, 최용규

    사질토를 지나 풍화암에 4D 소켓된 매입 PHC말뚝에 대한 매개변수 수치해석 자료를 분석하여 지지력 표해 및 도해(I)이 제안된 바 있다(Choi ... + READ MORE
    사질토를 지나 풍화암에 4D 소켓된 매입 PHC말뚝에 대한 매개변수 수치해석 자료를 분석하여 지지력 표해 및 도해(I)이 제안된 바 있다(Choi et al., 2019a). 본 논문에서는 이를 활용하여 직경의 5% 침하량에서 발현되는 동원지지력을 산정할 수 있는 새로운 산정공식을 제안하였다. 제안식은 두 가지이며, 그 중에서 EQ-G1 제안식은 각각의 상대근입길이(L/D)에서 말뚝직경과 N값(보정 N 값)을 고려하여 각 지지력 성분을 평가하며, 검증 결과는 다음과 같다. SFR는 약 71∼94%로 나타났으며, 이는 일반 설계에서 사용하고 있는 지지력 산정공식으로 구한 SFR(26∼37%)보다 큰 값을 나타냈다. RQP는 적정 설계의 범위로 분포하였는데, 4개 사례에서는 78, 136, 142, 180%로 나타났다. DE는 β1에 따라 달라질 수는 있는데, 본 연구에서는 0.85로 가정하였으므로 DE는 약 85%로 나타났다. 따라서 본 연구에서 제안한 EQ-G1 제안식을 사용하여 PHC말뚝 몸체의 허용압축하중(Pall)까지 활용할 수 있는 적정설계를 수행할 수 있는 것으로 판단된다. 그리고 EQ-G2-3 제안식은 D, N 및 L/D를 동시에 고려하여 지지력 성분들을 평가할 수 있으며, 매입 PHC말뚝에서 지반의 압축지지력 산정 시 근사해법으로 활용할 수 있다.   Design chart solution and table solution were proposed by Choi et al. (2019a), which conducted a parametric numerical study for the bored PHC piles socketed into weathered rocks through sandy soil layers. Based on the Choi et al. (2019a), the new prediction formulae for mobilized capacity components such as total capacity, total skin friction and skin friction of sand at the settlement of 5% pile diameter were proposed in this study. The proposed prediction formulae (EQ-G1) considers pile diameter, relative embedment length and N (i.e, corrected N) value and their verification results are as follows. The SFR calculated from the new proposed design method was 71~94%, which are greatly improved compared with results by the existing design method. The design efficiency of bearing capacity was in the range of reasonable design except 4 cases, and the design efficiency of the PHC pile was evaluated as 85%. Therefore, it is possible that allowable compressive load (Pall) of PHC pile can be utilized in the resonable design by means of the new proposed method using EQ-G1 equations. And the other new proposed equations of EQ-G2-3 can be utilized approximately in calculation of axial compressive bearing capacity components for prebored PHC pile. - COLLAPSE
    December 2019
  • Research Article

    Estimation of Flexural Strength of Hollow Prestressed Concrete Filled Steel Tube Piles

    긴장력이 도입된 중공형 콘크리트 충전 강관말뚝의 휨강도 산정

    Paik, Kyu-Ho

    백규호

    수평하중에 대한 휨강성을 증대시키기 위해 얇은 두께의 강관 내부에 PHC말뚝을 합성한 중공형 콘크리트 충전 강관(HCFT)말뚝을 개발하였고, HCFT말뚝의 현장 적용 시 ... + READ MORE
    수평하중에 대한 휨강성을 증대시키기 위해 얇은 두께의 강관 내부에 PHC말뚝을 합성한 중공형 콘크리트 충전 강관(HCFT)말뚝을 개발하였고, HCFT말뚝의 현장 적용 시 말뚝의 구조안전성 평가에 필요한 한계상태에서 P-M 상관도를 작도할 수 있는 산정식을 제안하였다. HCFT말뚝을 구성하는 강관과 PC강봉에 대한 강도 값으로 항복응력을 적용할 경우 제안식은 HCFT말뚝의 극한휨내력을 큰 폭으로 과소평가하였고, 축력이 작용하지 않을 때 휨강도시험 결과와 달리 HCFT말뚝보다 직경이 동일하고 두께가 12mm인 강관말뚝의 극한휨내력을 더 크게 산정하였다. 그러나 HCFT말뚝을 구성하는 강관과 PC강봉에 대해 항복강도인 fy 대신 극한강도인 fu를 사용하면 제안식은 휨강도시험 측정결과에 매우 근접한 극한휨내력을 제공하는 것으로 나타났다.   Hollow prestressed concrete-filled steel tube (HCFT) piles, which combines PHC piles inside thin-wall steel tubes, were developed to increase the flexural strength of the pile with respect to the lateral load. Since P-M curves are needed for evaluating the structural safety of piles when applying HCFT piles to fields, equations for plotting P-M curves of HCFT piles in limit states were proposed. When the yield strength is applied to the steel tube and PC steel bar of HCFT piles, the proposed equations significantly underestimated the flexural strength of HCFT piles. Unlike the flexural strength test results, the proposed equations also provide greater flexural strengths for 12 mm thick steel pipe piles with the same diameter than for HCFT piles. However, when the ultimate strengths are used instead of the yield strengths for the steel tube and PC steel bar, the proposed equations provide the flexural strengths very close to the flexural strength test results. - COLLAPSE
    December 2019
  • Research Article

    Evaluation of the Moment Bearing Capacity of Offshore Bucket Platforms in Sand

    사질토 지반에 설치된 해상 버켓작업대의 모멘트 지지력 산정

    Ssenyondo Vicent, Gu, Kyo-Young, Kim, Sung-Ryul

    Ssenyondo Vicent, 구교영, 김성렬

    버켓작업대는 새롭게 개발되는 해상 구조물로서 교량기초 등의 시공을 위한 장비 및 인력의 임시 작업공간을 제공하는데 이용된다. 버켓작업대는 작업하중의 편심, 파도 및 바람의 ... + READ MORE
    버켓작업대는 새롭게 개발되는 해상 구조물로서 교량기초 등의 시공을 위한 장비 및 인력의 임시 작업공간을 제공하는데 이용된다. 버켓작업대는 작업하중의 편심, 파도 및 바람의 수평하중 등에 의해 모멘트 하중이 작용한다. 그러므로, 본 연구에서는 3차원 유한요소 수치해석을 수행하여 버켓작업대의 모멘트 지지력을 산정하였다. 우선, 버켓에 대한 현장실험 결과와 비교하여 수치모델링의 적용성을 분석하였다. 그리고, 흙의 밀도, 버켓의 직경과 지중 근입깊이 등 다양한 조건에 대한 변수연구를 수행하였다. 지반조건은 균질한 사질토 조건을 적용하였으며 모멘트 하중은 지지대 상판의 중앙지점 회전각을 증가시켜면서 재하하였다. 모멘트-회전 해석결과로부터 모멘트 지지력을 산정한 결과 지지력이 버켓의 직경과 근입깊이에 영향을 받는 것으로 나타났다. 최종적으로 해석결과를 종합하여 버켓작업대의 예비설계를 위한 모멘트 지지력 예측식을 제안하였다.   The bucket platform is a new structure suitable for construction of offshore bridge foundations and providing the temporary support for equipments and labour. The platform can be subjected to moment loading due to the eccentric loading or the horizontal load by wave and wind. Therefore, a three dimensional finite element analysis was performed to evaluate the moment bearing capacity of the bucket platform, varying soil density, the diameter and embedment depth of the bucket. The numerical modeling was verified and compared with the moment-rotation curve from a field loading test. The uniform sandy ground was assumed and the moment load was applied at the top plate of the platform, increasing bucket rotation. The moment-rotation relations were analyzed to determine the moment capacity, which was influenced by the embedment depth and diameter of the bucket. Finally, a preliminary design equation was suggested to estimate the moment bearing capacity. - COLLAPSE
    December 2019
  • Research Article

    A Study on Selection of Target Performance for Performance Evaluation and Maintenance of Retaining Wall in Korea

    국내 옹벽의 성능평가와 유지관리를 위한 목표 성능 선정에 관한 연구

    Choi, Jae Soon

    최재순

    2019년 개정된 시설물 안전과 유지관리 세부지침을 보면, 기존의 안전성 중심의 시설물 평가에서 내구성과 사용성을 추가한 성능평가로 확대된 바 있다. 이러한 확대는 전 ... + READ MORE
    2019년 개정된 시설물 안전과 유지관리 세부지침을 보면, 기존의 안전성 중심의 시설물 평가에서 내구성과 사용성을 추가한 성능평가로 확대된 바 있다. 이러한 확대는 전 세계적으로 이슈화되고 있는 시설물의 고령화와 시설 이용측면을 반영한 점이기는 하나 실제로 이러한 시설물 평가가 유지관리와 관계된 보수보강과 연계되기 때문에 각 세부성능 간의 상관관계 및 목표 성능의 선정과 연계된 성능보강시 우선순위 결정 등 많은 후속연구가 필요하다. 이 연구에서는 국내 도로시설에 설치된 옹벽을 중심으로 기존의 시설물 평가이력에 대한 분석을 통해 우선적으로 개정된 성능평가에서 적절한 목표 성능을 제시하였다. 또한, 실제 2개의 옹벽에 대해 평가를 수행하고 목표성능의 적절성 여부를 검토하였다. 그리고, 안전성과 내구성만으로 구성된 옹벽의 성능평가에 사용성 부분을 추가할 수 있는 세부 지표를 제시하였다.   In the revised 2019 Guidelines for Facility Safety and Maintenance, the existing safety-oriented facility evaluations have expanded from performance evaluations to added durability and serviceability. This expansion reflects the life cycle of facilities and the service abilities of facilities, which are becoming a global issue. However, since the performance evaluation of facilities is linked to repairing and reinforcement, the related researches such as the correlation of each performance and the target performance related to the decision on priority are necessary. In this study, through the analysis of historical data of existing facility safety evaluation results centered on the retaining earth wall installed in domestic road facilities, the appropriate target performance was suggested for the maintenance of the facility based on the revised performance evaluation. Also, the performances on the actual two retaining walls were evaluated for example and analyzed the verification of the target performance. Besides, new indicators were presented to add serviceability to the performance evaluation of retaining earth walls consisting of safety and durability. - COLLAPSE
    December 2019
  • Research Article

    Small-Scaled Laboratory Experiments for Dynamic Stability Monitoring of Large Circular Steel Pipe Cofferdam of Marine Bridge Foundation

    해상교량기초용 대형원형강관 가물막이의 동적 안정성 모니터링을 위한 실내모형실험

    Park, Min-Chul, Lee, Jong-Sub, Kim, Dongho, Yu, Jung-Doung

    박민철, 이종섭, 김동호, 유정동

    본 연구의 목적은 충격에 의한 모형 원형강관의 동적 반응을 조사하는 것이며, 선박충돌에 의한 대형원형강관의 동적 안정성 모니터링을 위한 기초연구로써 수행되었다. 실내실험은 직경 ... + READ MORE
    본 연구의 목적은 충격에 의한 모형 원형강관의 동적 반응을 조사하는 것이며, 선박충돌에 의한 대형원형강관의 동적 안정성 모니터링을 위한 기초연구로써 수행되었다. 실내실험은 직경, 두께, 높이가 각각 30cm, 0.4cm, 90cm인 스테인레스 재질의 단본 모형 원형강관과 3개의 세그먼트를 볼트로 조립한 모형 원형강관으로 수행되었다. 각 세그먼트의 높이는 30cm이다. 대형원형강관이 해상에 설치된 것을 모사하기 위하여 모형 원형강관을 가로, 세로, 높이가 각각 1m인 토조에 설치하였으며, 흙의 높이는 23cm로 하였다. 선박 충돌을 모사하기 위하여 모형 원형강관을 해머로 타격하였으며, 토조 내의 수위를 25cm, 40cm, 55cm, 70cm로 변화시키면서 모형 원형강관의 동적 반응 특성을 비교하였다. 실험결과, 수위가 증가할수록 측정된 신호의 에너지가 감소하였으며, 단본의 모형 원형강관보다 볼트로 조립된 모형 원형강관이 더 큰 감소폭을 보였다. 주파수 특성의 경우, 단본 모형 원형강관에서 측정된 주파수 신호는 수위가 증가할수록 우세 주파수가 감소하는 경향을 보였다. 볼트로 조립된 모형 원형강관의 경우도 수위가 증가할수록 우세 주파수가 감소하였다. 하지만, 수위에 따른 우세 주파수의 감소폭이 상대적으로 작았으며, 수위가 상부 세그먼트에 접할 때 높을 때 급격한 감소를 보였다. 본 연구의 결과는 가속도계로 측정된 신호의 에너지와 주파수 변화 특성이 해상교량기초용 가물막이 대형원형강관의 동적 안정성 모니터링에 유용하게 활용될 수 있음을 보여준다.   This study presents dynamic responses of circular pipe models as a part of fundamental studies on dynamic stability monitoring of the large circular steel pipe cofferdam with the ship collision. Small-scaled laboratory experiments are performed with a single and bolted circular steel pipes with a diameter, thickness, and height of 30, 0.4, 90 cm, respectively. The bolted circular steel pipe is configured with three segments of 30 cm in height. Circular steel pipe models are embedded in a soil tank, all 1 m in length, width, and height. The thickness of soil in the soil tank is set at 23 cm. The ship collision is simulated with a hammer impacting. The dynamic responses are investigated with different water levels of 25, 40, 55, and 70 cm. Experimental results show that a signal energy decreases with increasing water level. More sensitive reduction in the energy appears for the bolted circular steel pipe. A predominant frequency decreases with increasing water level for both single and bolted steel pipes. The minor reduction in the frequency appears for the bolted circular steel pipe under the water level of 70 cm. This study suggests that the signal energy and frequency response is useful for the dynamic stability monitoring of the large circular steel pipe cofferdam. - COLLAPSE
    December 2019
  • Research Article

    Analysis of Response Characteristics According to Permanent Displacement in Seismic Slope

    지진시 비탈면의 영구변위 발생에 따른 응답특성 분석

    Ahn, Jae-Kwang, Park, Sangki, Kim, Wooseok, Son, Su-Won

    안재광, 박상기, 김우석, 손수원

    비탈면 붕괴는 크게 내적요인과 외적요인으로 분류할 수 있다. 내적요인은 토층 깊이, 사면경사, 흙의 전단강도 등의 기존에 비탈면의 형성과 함께 내재 되어있는 공학적 ... + READ MORE
    비탈면 붕괴는 크게 내적요인과 외적요인으로 분류할 수 있다. 내적요인은 토층 깊이, 사면경사, 흙의 전단강도 등의 기존에 비탈면의 형성과 함께 내재 되어있는 공학적 요인이며, 외적요인은 지진과 같은 하중이다. 이때 최대가속도(PGA), 최대속도(PGV), Arias계수(I), 고유주기(Tp), 스펙트럼 가속도(SaT=1.0) 등은 지진의 외적요인으로 대변되는 값이다. 특히, 최대지반가속도(peak ground acceleration, PGA)는 지진의 지반 운동 크기를 정의하는 가장 대표적인 값이지만 동일한 최대 지반가속도 값을 가지는 진동이라도 지진의 지속시간에 따라 달라지는 사면에서의 변위를 충분히 고려하지 못하는 단점을 가지고 있다. 본 연구에서는 인공사면을 대상으로 2차원 평면변형률 조건의 수치해석을 수행하였으며, 다양한 지진 시나리오의 PGA를 0.2g로 스케일링하여 적용했을 때 비탈면에서 발생하는 응답특성을 분석하였다. 분석 결과, 비탈면의 상층부와 하층부의 응답은 활동면 발생 여부에 따라 차이를 보이며, 입력 지진파의 외적요인 보다는 소성변형을 유발시킨 진동 특성의 영향을 받는 것으로 나타났다.   The slope collapse can be classified into internal and external factors. Internal factors are engineering factors inherent in the formation of slopes such as soil depth, slope angle, shear strength of soil, and external factors are external loading such as earthquakes. The external factor for earthquake can be expressed by various values such as peak ground acceleration (PGA), peak ground velocity (PGV), Arias coefficient (I), natural period (Tp), and spectral acceleration (SaT=1.0). Specially, PGA is the most typical value that defines the magnitude of the ground motion of an earthquake. However, it is not enough to consider the displacement in the slope which depends on the duration of the earthquake even if the vibration has the same peak ground acceleration. In this study, numerical analysis of two-dimensional plane strain conditions was performed on engineered block, and slope responses due to seismic motion of scaling PGA to 0.2 g various event scenarios was analyzed. As a result, the response of slope is different depending on the presence or absence of sliding block; it is shown that slope response depend on the seismic wave triggering sliding block than the input motion factors. - COLLAPSE
    December 2019