자유단 집중질량을 갖는 변단면 캔틸레버 기둥의 임계하중

정진섭,이병구,김권식,김종웅,Jeong, Jin Seob,Lee, Byoung Koo,Kim, Gwon Sik,Kim, Jong Ung 한국강구조학회 2005 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.17 No.6

이 논문은 자유단에 집중질량을 갖고 종동력이 작용하는 변단면 캔틸레버 기둥의 임계하중에 관한 연구이다. 기둥의 단면을 중실 직사각형 단면을 갖는 선형 변단면으로 채택하고, Bernoulli-Euler 보 이론에 의한 자유단 집중질량을 갖고 종동력을 받는 소위 Beck 기둥의 자유진동을 지배하는 미분방정식을 유도하였다. 이 미분방정식을 수치해석하여 하중-고유진동수 곡선을 얻고 이로부터 발산임계하중 및 동요임계하중을 산출하였다. 수치해석의 결과로부터 변단면 형태, 경사변수 및 질량비가 임계하중에 미치는 영향을 고찰하였다. This paper investigates critical loads of tapered cantilever columns with a tip mass, subjected to a follower force. The linearly tapered solid rectangular cross-sections are adopted as the column taper. The differential equation governing free vibrations of such columns, also called Beck's columns, is derived using the Bernoulli-Euler beam theory. Both divergence and flutter critical loads are calculated from the load-frequency curves that are obtained by solving the differential equation. The critical loads are presented as functions of various non-dimensional system parameters, namely, the taper type, the subtangential parameter, and the mass ratio.

단일항복면 구성모델에 의한 입상토의 비배수거동해석

정진섭,김찬기,이문수,Jeong, Jin Seob,Kim, Chan Kee,Lee, Moon Soo 대한토목학회 1992 대한토목학회논문집 Vol.12 No.2

본 연구는 탄소성구성모델을 사용하여 입상토의 비배수거동해석을 위한 유한요소 프로그램을 개발한 것이다. 연구방법으로서는 지금까지 제안된 탄소성모델 가운데서 Lade의 단일항복면구성모델을 선정하고 하중이 작용할 때 체적변화가 없다는 사실에 입각, 체적변화를 억제하면서 간극수압을 구하는 Christian 기법에 의하여 이미 개발된 배수거동을 위한 유한요소 프로그램을 수정하여 비배수거동해석을 할 수 있는 유한요소 프로그램을 개발하였다. 개발된 프로그램의 검증을 위하여 백마강모래의 시험 자료와 Seed 등의 시험자료를 이용한 수치해석결과와 시험결과를 비교한 바 개발된 프로그램의 정도가 높다는 것을 확인하였다. This paper aims at developing a finite element program to predict undrained behavior of granular soil by using elasto-plastic constitutive model. A computer program developed by authors based on Christian's techniques for undrained behaviour of the soil has been employed coupled with Lade's single work-hardening model. Modification of the program for drained behaviour, considering restraint of volumetric strain, makes it possible to analize the underained behaviour. To validate the newly developed program, comparison of results was performed between numerical values and experimental data for Baekma river sand as well as Sacrmento river sand studied by Seed and Lee. The program is evaluated to have high accuracy.

Lade의 Double Work-Hardening 구성모델의 토질매개변수(土質媒介變數) 민감도(敏感度) 해석(解析)

정진섭,김찬기,이문수,Jeong, Jin Seob,Kim, Chan Kee,Lee, Moon Soo 대한토목학회 1992 대한토목학회논문집 Vol.12 No.2

This paper dealt with the statistical values including mean, standard deviation, variance and coefficient of variation for 14 soil parameters available of Lade's double work-hardening model in order to predict the behaviour of granular soil. 27 sets of all 14 parameters for Baekma river sand were determined by regression using raw data acquired from 12 isotropic compression tests and 9 triaxial compression tests with the variation of confining pressure of 1, 2, and $4kg/cm^2$ respectively 3 times performed during this study. The characteristics of each parameters were investigated. By determining the range of the upper and lower bound dependent on the increase and decrease of the standard deviation from mean value of parameters, sensitivity of all the parameters was scrutinized, by which in turn the influence of experimental error generated inevitably during tests on the determination of soil parameters was also examined. 본(本) 문(文)은 사질토의 거동을 예측함에 있어서 각 토질매개변수의 민감도를 규명하는데 있다. Lade의 2중일경화구성모델을 선정하여 이 모델에 필요한 14종의 토질매개변수를 시험자료로 부터 회귀분석 방법에 의하여 각각 27개 씩 구하였다. 이 때 사용된 시료는 백마강 모래이며, 시험은 12회의 등방 압축시험과 구속압력을 달리한 9회의 배수3축압축시험을 하였다. 또한 이들 토질매개변수의 평균, 분산 및 변동계수 등을 구하여 각 토질매개변수의 특성을 파악하였으며 평균에 표준편차를 증감하여 응력-변형율을 해석하고 그 분산의 범위를 검토하여 민감도를 분석하였다.

비선형구성식을 이용한 기초지반의 거동해석

정진섭,Jeong, Jin Seob 대한토목학회 1993 대한토목학회논문집 Vol.13 No.2

본 연구는 Lade에 의해서 제안된 비선형구성모델을 이용하여 지반거동을 해석하기 위한 수치해석 방법을 제시하고자 한것이다. 그 첫 시도로서 축대칭조건과 평면변형율조건의 비선형 경계치 문제를 해석하기 위하여 변위법을 이용한 유한요소 프로그램을 개발하였다. 모델의 매개변수를 결정하기 위한 시험과 모형기초지반의 시험재료는 백마강모래를 사용하였다. 그리고 실내시험 자료로 부터 비선형구성모델 의 매개변수를 결정할 때 컴퓨터 프로그램을 개발하여 사용하였다. 구성 모델의 정도를 검증하기 위하여 개발된 유한요소프로그램을 사용한 예측결과를 매개변수 결정에 사용된 실험 결과뿐만 아니라 결정에 사용되지 아니한 실험결과와도 비교하였다. 검증에 사용된 시험은 다음과 같다 ; (1) 등방압축팽창시험, (2) 구속압력을 달리한 배수삼축압축시험 (3) 모형기초지반의 재하시험, 이상의 시험과 수치해석결과를 비교하여 비선형구성모델과 유한요소해석프로그램의 정도를 확인하고 평면변형율조건에 있는 2차원모형기초지반의 거동 특성을 검토하였다. This paper presents a numerical method for implementing a nonlinear constitutive material model developed by Lade, into a finite element computer program. The techniques used are based on the displacement method for the solution of axial symmetric and plane strain nonlinear boundary value problems. Laboratory behaviour of Baekma river sand(#40-60) is used to illustrate the determination of the parameters and verification of the model. Computer procedure is developed to determine the material parameters for the nonlinear model from the raw laboratory test data. The model is verified by comparing its predictions with observed data used for the determination of the parameters and then with observed data not used for the determination. Three categories of tests are carried out in the back-prediction exercise; (1) A hydrostatic test including loading and unloading response, (2) Conventional triaxial drained compression tests at three different confining pressure and (3) A model strip footing test not including in the evaluation of material parameters. Pertinent observations are discussed based on the comparison of predicted response and experimental data.

Winkler형 지반위에 놓인 보-기둥의 자유진동 및 좌굴하중 해석

정진섭,이병구,오상진,Jeong, Jin Seob,Lee, Byoung Koo,Oh, Sang Jin 대한토목학회 1993 대한토목학회논문집 Vol.13 No.4

이 논문은 Winkler형 지반위에 놓인 보-기둥의 자유진동 및 좌굴하중 해석에 관한 연구이다. 축하중을 받는 탄성지반위에 놓인 보-기둥이 자유진동할 때 보-기둥 미소요소에 작용하는 힘들의 동적평형방정식으로부터 지배 미분방정식을 유도하였으며, 물리적인 특성관계를 이용하여 탄성지반위에 놓인 보-기둥의 좌굴을 지배하는 미분방정식을 직접 유동하였다. 유도된 미분방정식은 수치해석기법인 Runge-Kutta method와 행렬값 탐사법을 이용하여 해석하였다. 실제의 수치예에서는 양단회전 및 양단고정의 단부조건에 대하여 수치해석하였다. 수치해석의 결과로 무차원 고유진동수와 지반탄성계수 관계, 무차원 좌굴하중과 지반탄성계수 관계 및 축하중과 무차원 고유진동수 관계를 그림에 나타내었으며, 탄성지지구간의 변화에 따른 고유진동수 및 좌굴하중 변화를 고찰하였다. 또한 3구간으로 나누어지는 비균질 지반위에 놓인 보-기둥의 축하중과 고유진동수 관계를 고찰하였으며 이에 대한 진동형을 그림에 나타내었다. The main purpose of this paper is to present both the natural frequencies and the buckling loads of beam-columns on Winkler-type foundations. The ordinary differential equations governing the free vibrations and the buckling loads of beam-columns on Winkler-type foundation are derived as nondimensional forms. The Runge-Kutta method and Determinant Search method are used to perform the integration of the differential equations and to determine the eigenvalues(natural frequencies and buckling loads), respectively. Hinged-hinged and damped-clamped end constraints are applied in numerical examples. The relation between frequency parameter and elastic foundation parameter is presented in figure. The effects of axial loads on the natural frequencies of beam-columns on elastic foundations are investigated and the relation between buckling load parameter and elastic foundation parameter is also analyzed. The relation between foundation rested ratio and frequency parameter, buckling load parameter are investigated. The beam-columns on non-homogeneous elastic foundation are analyzed and typical mode shapes are also presented.

단일황복면 구성모델을 이용한 정규압밀 점토지반의 비배수 거동해석

정진섭,이강일,박병기,Jeong, Jin Seob,Lee, Kang Ill,Park, Byung Kee 대한토목학회 1994 대한토목학회논문집 Vol.14 No.5

본 연구는 탄 소성이론에 기초를 둔 Lade의 단일항복면 구성모델을 이용하여 정규압밀 점토지반의 비배수 거동을 연구한 것이다. 시료는 영산강 하류에서 채취한 무안 점토를 재생성시켜 동방압축팽창시험과 압밀비배수 삼축압축시험을 하여 이 구성모델에 필요한 11개의 토질매개변수를 결정하였다. 또한 비배수거동해석을 위한 유한요소 프로그램을 개발하였으며, 프로그램의 정도를 검증하기 위하여 매개변수결정에 사용된 시험결과를 역해석하였다. 그리고 2차원 모형지반에 재하시험을 실시하고 결과를 유한요소 프로그램으로 수치해석하여 서로 비교 검토하였다. This study aims at investigating the undrained behavior of the normally consolidated clay foundation using single hardening constitutive model based on elasticity and plasticity theories. The specimen employed was sampled at Mooan near the down stream of Young San river and remolded into consolidation apparatus. 11 soil parameters for the model was determined from simple tests such as isotropic compression and consolidation undrained triaxial compression tests. FEM program to predict the undrained behavior of the foundation was developed and back analysis was performed to verify prediction ability of the FEM program. Finally plate load test on the 2-dimensional model foundation was carried out in order to compare numerical analysis and observed values on the foundation.

확률론에 의한 Single Surface 구성모델의 변형률 예측능력 평가

정진섭,송용선,김찬기,Jeong, Jin Seob,Song, Young Sun,Kim, Chan Kee 대한토목학회 1993 대한토목학회논문집 Vol.13 No.3

본 문은 Lade의 Single surface 구성모델의 변형율 예측 능력을 평가하기 위해 백마강모래를 사용, 등방압축시험과 배수삼축시험을 반복 시행하여 모델에 필요한 각 토질매개변수값을 다수 구하여 통계처리 하였다. 그리고 1계근사법을 이용하여 이 구성모델의 변형율 예측능력을 확률론적으로 평가하였다. 그 결과 변동계수와 상관계수를 효과적으로 이용하여 토질매개변수의 수를 줄일 수 있을 것으로 기대되며 변동계수가 0.51 이하로서 이 구성모델의 변형율 예측 능력은 확률론적으로 매우 안정된 구성모델임을 알았다. A probabilistic approach for evaluation of prediction of the strains using Lade's single surface constitutive model was employed, based on first-order approximate mean and variance. Several experiments such as isotropic compression and drained triaxial compression tests were conducted to examine the variabilities of soil parameters for Lade's model. By taking into account the results of the experimental data such as mean values and standard deviations of soil parameter's, a new probabilistic approach, which explains the uncertainty of computed strains, is applied. The magnitude of the COV for each parameter and the correlation coefficient between the two parameters can be effectively used for reducing the number of the parameters for the model. It is concluded that Lade's single surface constitutive model is surperior model for the prediction of the strain, because the COV of strains is under the "0.51".

확률론에 의환 Double Surface와 Single Surface 구성모델의 변형을 예측 정도의 평가

정진섭,송용선,김찬기,Jeong, Jin Seob,Song, Young Sun,Kim, Chan Kee 대한토목학회 1994 대한토목학회논문집 Vol.14 No.1

Lade의 Double surface와 Single surface 구성모델의 변형을 예측의 정도를 비교평가하기 위하여 백마강모래로 두 구성식의 토질매개변수를 다수 구하고 각 변수의 통계치를 분석하였다. 이 통계치를 이용하여 일반함수의 변동계수를 산정하는 1계근사법으로 두 구성모델의 변형율에 대한 변동계수를 해석하였다. 그 결과 각 토질매개변수의 결정에는 Single surface 구성모델의 변수가 Double surface 구성모델의 변수보다 변동계수가 작게 나타나므로 매개변수결정에 일관성이 있는 반면 확률론으로 해석한 축 변형율의 변동계수는 Double surface 구성모텔에서 안정된 값을 나타내고 있으며, 체적 변형율에서는 두 구성모델 모두 안정된 해석결과를 보인다. 이는 두 구성모델의 특성을 비교한 다른 연구 결과와 일치하는 경향으로서 확률론에 의한 구성식의 평가가 효과적인 수단임을 알 수 있었다. A probabilistic method was employed to compare the prediction accuracy of axial and volumetric strains of Lade's double surface model with that of single surface model. Several experiments were conducted to examine the variabilities of soil parameters for two models using Back-ma river sand. Mean values and standard deviations of soil parameters obtained from experimental data were used for the evaluation of the uncertainty of analyzed strains by the first order approximation. It is shown that the variabilities of parameters in the single surface model are more consistent than those of the double surface model. However, in the accuracy of axial strain by probabilistic analysis, double surface model is more stable than single surface model. It is also shown that two models are excellent in view of the accuracy of the volumetric strain. The method given in this paper may be effectively utilized to estimate the constitutive model because other results of the comparison of two models coincide with those of this paper.

공기분사공법을 이용한 초대형 Open Caisson의 침하촉진에 대한 사례연구

정진섭,이종천,김해욱,김태형,Jeong, Jin-Seob,Lee, Jong-Cheon,Kim, Hae-Woog,Kim, Tae-Hyung 한국항해항만학회 2009 한국항해항만학회지 Vol.33 No.3

본 실험 연구는 공기분사공법의 오픈케이슨기초의 주면마찰력 저감효과에 대해 규명하기 위해 이루어졌다. 연육교 건설을 위해 기초로 사용된 공기구멍이 설치된 대구경 케이슨이 본 연구를 위해 이용되었다. 공기분사공법을 사용 시, 침하 시간을 줄일 수 있었으며 일반전인 방법으로 도달할 수 없는 깊이까지 침하를 시킬 수 있었다. 또한, 예상했던 것 보다 두 배 이상의 주면마찰저항력 저항 저감 효과를 얻었으며, 이런 장점 외 추가적인 외부의 재하하중 없이도 케이슨을 침하시킬 수 있음을 보여주었다. 그 외 오픈케이슨 침설 시 발파에 의한 케이슨 손상을 공기분사공법을 이용하면 방지할 수 있음을 보여주었다. This experimental study has been carried out to investigate the reduction in side friction of open caisson using air-jet method. For this study, the large size caisson having air-pockets was used. This caisson was used as substructure of bridge. By using air-jet method, settlement time was decreased and even settlement was reached to the depth which conventional methods could not be. We found that the side resistance decreases to less then half the expected value. In addition to these merits, the air-jet method can result in self-weight settlement without applying additional load. Also the open caisson damage caused by blasting can be prevented with this method.

비선형 전단강도를 이용한 무한사면안정해석

정진섭 ( Jeong Jin Seob ),이광범 ( Li Guangfan ),양재혁 ( Yang Jae Hyouk ) 한국농공학회 1999 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.1999 No.-

The real strength envelope for soils without cementation goes through the origin and is curved. The Mohr-Coulomb failure criterion with the strength parameters c' and ø' from conventional tests overestimates the shear strength available at low normal stresses. The results of laboratory tests interpreted in terms of the Mohr-Coulomb failure criterion are not appropriate for evaluation of surficial slope stability, because the range of effective normal stresses in the field are not used in the laboratory tests.