• Research Article

    Dynamic Behavior Evaluation of Pile-Supported Slab Track System by Centrifuge Model Test

    원심모형 실험을 통한 궤도지지말뚝구조의 동적 거동 평가

    Yoo, Mintaek, Lee, Myungjae, Baek, Mincheol, Choo, Yun-Wook, Lee, Il-Wha

    유민택, 이명재, 백민철, 추연욱, 이일화

    Dynamic centrifuge model test was conducted to evaluate the dynamic stability of the pile-supported slab track method during dynamic railway loading and ...

    철도하중 및 지진하중 재하 시 궤도지지말뚝 구조의 동적 거동 평가를 위해 동적원심모형 실험을 수행하였다. 실험의 변수는 연약지반의 깊이와 성토체의 높이로 결정하였으며, 총 ...

    + READ MORE
    Dynamic centrifuge model test was conducted to evaluate the dynamic stability of the pile-supported slab track method during dynamic railway loading and earthquake loading. The centrifuge tests were carried out for various condition of embankment height and soft ground depth. Based on test results, we found that the bending moment was increased with embankment height and decreased with soft ground depth. In addition, it was confirmed that the pile-supported slab track system could have dynamic stability for short-period seismic loading. However, in case of long-period seismic loading, such as Hachinohe earthquake, the observed maximum bending moment reached to pile cracking moment at the return period of 2,400 year earthquake. The criterion of ratio between embankment height and soft ground depth was suggested for dynamic stability of pile-supported slab track system.


    철도하중 및 지진하중 재하 시 궤도지지말뚝 구조의 동적 거동 평가를 위해 동적원심모형 실험을 수행하였다. 실험의 변수는 연약지반의 깊이와 성토체의 높이로 결정하였으며, 총 4가지 경우에 대해 실험을 수행하였다. 연약지반 깊이는 실제 연약지반층에 고속철도를 부설한 호남고속철도의 익산-정읍 구간의 시추주상도를 분석하여 결정하였으며, 성토체의 높이는 일반적인 고속철도의 성토체 높이 범위의 하한 값과 상한 값으로 결정하였다. 실험 결과, 연약지반 깊이 대비 성토체 높이 비율이 높을 수록 말뚝에 작용하는 최대 휨모멘트 값이 크게 평가되었다. 또한, 실험조건 내에서 부설되는 궤도지지말뚝 구조는 단주기 지진파에 대해서는 국내 내진설계 기준의 최대 지진하중인 0.22g에 대해서까지 안전한 것으로 확인되었다. 그러나, 장주기 지진파에 대해서는 재현주기 2400년 지진인 0.22g로 가진시 말뚝의 균열 모멘트가 초과되었다. 일련의 실험결과를 바탕으로, 본 논문에 기술된 연약지반 깊이와 성토체 높이 범위 내에서 궤도지지말뚝 일반 단면에 대한 연약지반 대비 성토체 높이 비율 기준을 제시하였다.

    - COLLAPSE
    February 2019
  • Research Article

    Buckling Behaviors of Tapered Piles

    테이퍼 말뚝의 좌굴 거동

    Lee, Joon-Kyu, Kwon, O-Il, Jeong, Tae-Seok, Park, Su-Han

    이준규, 권오일, 정태석, 박수한

    In this study, an analytical model is proposed to estimate the buckling responses of tapered piles. The governing differential equation of the ...

    본 논문에서는 테이퍼 말뚝의 좌굴 거동을 평가할 수 있는 해석모델을 제안하였다. 말뚝의 변단면과 주면마찰, 지반의 비균질성을 고려하는 지반-말뚝 시스템의 좌굴을 지배하는 미분방정식을 ...

    + READ MORE
    In this study, an analytical model is proposed to estimate the buckling responses of tapered piles. The governing differential equation of the soil-pile system considering the tapering and side friction of the pile and the soil nonhomogeneity is derived, which is numerically integrated by the Runge-Kutta method and then the eigenvalue of bucking load is determined by Regula-Falsi algorithm. For a cylindrical pile, the results obtained from this study are found to compare well with those reported in literature. Illustrative examples for buckling load and stress as well as buckled shape are provided to investigate the effects of dimensionless parameters related to the soil-pile system.


    본 논문에서는 테이퍼 말뚝의 좌굴 거동을 평가할 수 있는 해석모델을 제안하였다. 말뚝의 변단면과 주면마찰, 지반의 비균질성을 고려하는 지반-말뚝 시스템의 좌굴을 지배하는 미분방정식을 유도하였다. 이 지배방정식을 Runge-Kutta 법을 이용하여 직접 수치 적분하였고, 미분방정식의 고유치인 좌굴하중은 Regula-Falsi 법을 이용하여 산정하였다. 원통형 말뚝에 대한 문헌값과 이 연구의 좌굴하중을 비교하여 연구의 타당성을 검증하였고, 지반-말뚝에 관련된 무차원변수가 좌굴하중, 좌굴모드, 좌굴응력에 미치는 영향을 분석하였다.

    - COLLAPSE
    February 2019
  • Research Article

    Determination of Shear Wave Velocity Profile Model Considering Uncertainty Caused by Spatial Variation of Material Property in Rockfill Zone of Fill Dam

    물성치 변동성에 의한 불확실성이 고려된 국내 필댐 사력부를 위한 전단파 속도 주상도 모델

    Park, Hyung-Choon

    박형춘

    There always exist the spatial variations of material properties such as a shear wave velocity in a dam and between same type ...

    본 연구에서는 필댐 사력부 전단파 속도 주상도 결정시 물성치 변동성에 의해 발생 가능한 불확실성을 평가하고, 평가된 불확실성이 반영된 국내 필댐 사력부를 위한 ...

    + READ MORE
    There always exist the spatial variations of material properties such as a shear wave velocity in a dam and between same type dams. These uncertainties cause those in evaluation of a shear wave velocity profile of a dam and should be considered in determining the shear wave velocity profile for a rockfill zone of a fill dam. In this paper, these uncertainties of a shear wave velocity in the rockfill zone of the fill dam in Korea are evaluated. And the shear wave velocity profile model considering these uncertainties in rockfillzone is proposed using the method based on Harmonic wavelet transform. The proposed shear wave velocity profile model is compared with Sawada-Takahashi model widely used for evaluation of a shear wave velocity profile of a rockfill zone of fill dams.


    본 연구에서는 필댐 사력부 전단파 속도 주상도 결정시 물성치 변동성에 의해 발생 가능한 불확실성을 평가하고, 평가된 불확실성이 반영된 국내 필댐 사력부를 위한 전단파 속도 주상도 모델을 제안하였다. 이를 위하여 평가된 불확실성을 바탕으로 국내 필댐 사력부에 존재 가능한 깊이-전단파 속도 곡선 400개를 결정하고, 이에 대한 통계 분석을 통하여 깊이별 전단파 속도 상한과 하한 곡선을 결정하였다. 결정된 곡선을 바탕으로 Burger 모델 형태의 깊이별 전단파 속도 상한과 하한 주상도 모델을 결정하였다. 결정된 모델은 국내에서 많이 사용되고 있는 Sawada- Takahashi 모델과 비교하였다.

    - COLLAPSE
    February 2019
  • Research Article

    Numerical Simulation of Cone Penetration Tests in Sand Ground Using Critical State Mohr Coulomb Plasticity Model

    한계상태 Mohr Coulomb 소성 모델을 활용한 콘관입시험의 수치적 모사

    Woo, Sang Inn, Chung, Choong-Ki

    우상인, 정충기

    This study focuses on the numerical simulations of the cone penetration tests in a sand ground. The mechanical responses of sand were ...

    본 연구는 사질토 지반에서 수행되는 콘관입시험의 수치적 모사에 초점을 맞추고 있다. 지반은 한계상태 토질역학을 바탕으로 수정된 한계상태 Mohr Coulomb 소성 모델로 모사하였다 ...

    + READ MORE
    This study focuses on the numerical simulations of the cone penetration tests in a sand ground. The mechanical responses of sand were described using the modified Mohr Coulomb plasticity model based on the critical state soil mechanics. In the plasticity model, the dilatancy angle was not a constant, but a function of the distance to the critical state line from the current state of void ratio and mean effective stress. To simulate cone penetration tests numerically, this study relied on Lagrangian finite element method under the axisymmetric condition. To enable penetration of the cone penetrometer without tearing elements along the symmetric axis, the penetration guide concept was adopted in this study. The results of numerical simulations on the calibration chamber cone penetration tests had good agreement with the experimental results.


    본 연구는 사질토 지반에서 수행되는 콘관입시험의 수치적 모사에 초점을 맞추고 있다. 지반은 한계상태 토질역학을 바탕으로 수정된 한계상태 Mohr Coulomb 소성 모델로 모사하였다. 한계상태 Mohr Coulomb 모델에서 팽창각은 상수가 아닌 현재상태와 한계상태 사이의 위상차의 함수로 표현된다. 수치적으로 콘관입시험은 대변위 해석을 요구하며, 이를 Lagrangian 유한요소법으로 해석하기 위해 관입 유도체 개념을 적용한 축대칭 조건 유한요소법을 이용하였다. 캘리브레이션 챔버에서 수행된 콘관입시험을 한계상태 Mohr Coulomb 모델을 이용하여 본 논문에서 제안된 유한해석 기법을 적용한 결과, 실험 결과와 유사한 결과를 얻을 수 있었다.

    - COLLAPSE
    February 2019