토목섬유로 보강한 연약지반의 정$\cdot$반복하중 모형실험에 의한 평가

김영수,권성목,김연욱,김형준,Kim Young-Su,Kwon Sung-Mok,Kim Yeun-Wook,Kim Hyoung-Jun 한국지반공학회 2005 한국지반공학회논문집 Vol.21 No.5

Each static and cyclic load test was performed in a laboratory model test. As a result, ground displacement decreased and bearing capacity of the soil increased owing to the sheer strength of geosynthetics in general. In addition, numerical analysis was operated using Mohr-Coulomb, Modified Cam-Clay models, and FLAC 4.0 2D and compared with the laboratory model test. The results were shown to be of a great difference because the existing equations had not considered the characteristics that sheer strength increases with a load increment. Therefore, this paper proposes an equation of cable elements considering an effect of load given through repeated tests. 실내 모형실험으로 정,반복하중 재하 실험을 실시하여 하중과 침하, 지중 측방변위, 토목섬유 변위 등을 측정한 결과 지반과의 마찰과 토목섬유 인장력의 영향으로 전반적으로 지반의 변위가 줄고 지지력이 증가하였다. 또한 Mohr-coulomb 및 수정Mohr-Coulomb 모델들과 FLAC 4.0 2D을 사용하여 수치해석을 실시하였고 실내 모형 실험결과와 비교하였다. 기존식들은 토목섬유 모델링시 FLAC의 케이블 요소는 하중증가에 따른 전단강도를 증가되는 특성을 고려할수 없었기 때문에 실험 결과치와 상이하게 나타났다. 따라서 본 연구에서는 반복적인 학습으로 상재 하중의 영향을 고려한 케이블 구성요소의 적절한 식을 제시하였다.

지진하중에 의한 액화의 가능성과 간극수압의 발생에 관한 확률론적 연구

김영수,이송,조우철,Kim, Young-Su,Lee, Song,Cho, Woo-Chul 한국지반공학회 1992 지반 : 한국지반공학회지 Vol.8 No.2

지진하중을 받는 완전포화된 모래지반위에 구조물이 있을 경우(비등방상태) 또는 없을 경우 (등방상태)에 대하여 액화의 가능성을 평가하고 간극수압의 발생을 예측하기 위하여 확률론적 그리고 통계적 방법을 사용하였다. 본 연구를 수행하기 위하여 포화된 모래지반의 등방, 비등방상태하의 전단강도와 반복하중과 의 관계를 나타내는 동적전단강도계수들이 제시되었다. 이 전단강도계수들을 사용하여 지진에 의하여 발생되는 간극수압을 예측하는 프로그램과 그리고 저항과 하중계수들에 내포되어 있는 불확실성을 고려하여 액화가 일어날 확률을 구하는 프로그램을 3차원 Random Field Model을 사용하여 개발 하였다. 개발된 프로그램을 하나의 예제에 적용하였다. 그결과 등방상태가 비등방상태보다도 액화의 가능성이 높았고 상재하중이 커질수록 액화의 가능성은 낮았다. 또한 간극수압비는 Kc 값이 증가함에 따라 감소하는 경향을 나타내었다. The probabilistic and statistical model is used to estimate the probability of liquefaction potential and pore water pressure build up due to earthquake in fully saturated sand deposit for each case of being structure(anisotropic) or not(isotropic). To execute this paper, dynamic shear strength parameters to show the relationship between shear strength and cyclic loading under isotropic or anisotropic condition in saturated sand deposit are presented. Using these parameters, the program which Predicts Pore water Pressure build up due to earthquake is developed. Using the 3-dimensional Random Field Model considering uncertainty of resistance and strength parameter, the program which computes the probability of liquefaction potential is developed. The developed program is applied to a case study, and then the result shows that the probability of liquefaction in isotropic condition is higher than in anisotropic condition. The ratio of pore water pressure tends to decrease as Kc increases.

사면(斜面)의 삼차원(三次元) 파괴확률(破壞確率)에 관한 연구(硏究)

김영수,임병조,백영식,Kim, Young Su,Lim, Byuong Zo,Paik, Young Shik 대한토목학회 1983 대한토목학회논문집 Vol.3 No.3

사면(斜面)의 3차원(次元) 파괴(破壞)의 신뢰성(信賴性) 해석(解析)에 안전율(安全率)대신 파괴확률(破壞確率)이 사용(使用)되었다. 강도정수(强度定數)는 정규분포(正規分布)와 베타분포(分布)(beta distribution)로 가정하였고 특별(特別)한 신뢰도(信賴度)와 최우추정법(最尤推定法)에 의하여 구간추정(區間推定)을 하였다. 정규분포(正規分布)와 베타분포(分布)의 의사무작위변수(擬似無作爲變數)는 중심극한정리(中心極限定理)와 Rejection방법(方法)에 따라 일양분포변환방법(一樣分布變換方法)을 사용(使用)하여 발생(發生)시켰고 몬테칼로방법 (Monte-Carlo Method)에 의한 파괴확률(破壞確率)은 다음과 같이 정의(定義)된다. $$P_f$$=M/N M: 파괴회수(破壞回數) N: 시행회수(施行回數) 본(本) 연구(硏究)의 결론(結論)은 강도정수(强度定數)를 정규분포(正規分布)로 가정한 경우에는 주어진 파괴표면(破壞表面)에 대하여 어떤 해석방법(解析方法)과 차원(次元)에 대해서도 안전율(安全率)과 파괴확률(破壞確率)과의 관계는 일정(一定)하였으나 베타분포(分布)로 가정 한 경우에는 일정(一定)한 관계가 나타나지 않았다. The probability of failure is used to analyze the reliability of three dimensional slope failure, instead of conventional factor of safety. The strength parameters are assumed to be normal variated and beta variated. These are interval estimated under the specified confidence level and maximum likelihood estimation. The pseudonormal and beta random variables are generated using the uniform probability transformation method according to central limit theorem and rejection method. By means of a Monte-Carlo Simulation, the probability of failure is defined as; $$P_f$$=M/N N: Total number of trials M: Total number of failures some of the conclusions derived from the case study include; 1. If the strength parameters are assumed to be normal variated, the relationship between safety factor and the probability of failure is fairly consistent, regardless of the procedures of analysis and dimensions of assumed rupture surfaces. 2. However if the strength parameters are beta variated, general relationship between $F_s$ and $P_f$ is hardly found.

Probabilistic Analysis of the Stability of Soil Slopes

김영수,Kim, Young Su Korean Society of Civil Engeneers 1988 대한토목학회논문집 Vol.8 No.3

균질토 사면에서 파괴에 대한 확률론적모델이 제시되었다. 사면의 안전은 관례적인 안전을 보다는 파괴확률로써 측정된다. 사면파괴의 Safety Margin은 정규분포라 가정하였다. 어떤 균질한 흙층에 있어서 흙의 특성에 영향을 주는 불확실성의 원인은 본래의 공간적인 가변성, 불충분한 시료에서 오는 판단오차 그리고 실험오차등이 었다. 파괴면을 따라 존재하는 전단강도의 불확실성은 1차원 Random Field Madels로 표현되었다. 파괴aus의 양상은 대수나선 곡선을 따른다고 가정하였다. 파괴면과 그것을 따라 작용하는 힘의 통계적 특성을 유도하여 사면의 파괴확률을 계산하였다. 마지막으로 개발된 절차가 사면의 신뢰성 해석에 대한 하나의 예제 연구에 적용되었다. A probabilistic model for the failure in a homogeneous soil slope is presented. The Safety of the slope is measured through its probability of failure rather than the customary factor of safety. The safety margin of slope failure is assumed to follow a normal distribution. Sources of uncertainties affecting characterization of soil property in a homogeneous soil layer include inherent spatial variability., estimation error from insufficient samples, and measurement errors. Uncertainties of the shear strength-along potential failure surface are expressed by one-dimensional random field models. The rupture surface, created at toe of a soil slope, has been considered to propagate towards the boundary along a path following an exponential (log-spiral) law. Having derived the statistical characteristics of the rupture surface and of the forces which act along it, the probability of failure of the slope was found. Finally the developed procedure has been applied in a case study to yield the reliability of a soil slope.

포화(飽和)모래의 전단강도특성(剪斷强度特性)에 관(關)한 실험적(實驗的) 연구(?究) -대구지역(大邱地域) 낙동강(洛東江) 모래에 대해-

김영수,서인식,김병탁,Kim, Young Su,Seo, In Shik,Kim, Byoung Tak 대한토목학회 1994 대한토목학회논문집 Vol.14 No.6

본 연구에서 삼축압축시험기를 이용하여 낙동강유역 모래에 대한 상대밀도, 전단변형어속도, 구속압력의 변화에 의한 전단강도 특성을 고찰하였다. 그리고 Lade 모델과 수정 Lade 모델의 결과는 실험에 의하여 비교하였다. 전단변형제어속도, 상대밀도 그리고 구속압력변화에 의한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1) 낙동강유역의 모래에 대해 Coulomb의 식을 이용할 수 있는 응력의 한계는 변형제어속도가 0.08%/min일 때 120~200 kpa이고 0.5%/min일 때 120~150 kpa의 범위로 고찰되었다. 이들 한계범위들은 석회질 모래나 양입도의 석영질 모래에 비해 적게 나타났다. 2) 변형제어속도와 상대밀도 모두가 Lade 모델과 수정 Lade 모델에 필요한 매개변수에 많은 영향을 미친다. 따라서 현장에서는 하중조건과 지반조건을 정확히 파악하여 적절한 매개변수를 사용하는 것이 중요하다. 3) 변형제어속도와 상대밀도의 변화에 따른 구성모델식에 의한 파괴시 주응력비는 전반적으로 변형제어속도에는 큰 영향을 받지 않으나, 상대밀도와 구속압력이 구성 모델식의 결과에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 따라서 낙동강유역의 모래에 대한 응력-변형거동의 정확한 예측을 위해서는 다양한 조건에 대한 연구가 필요할 것으로 판단된다. 4) Lade 모델과 수정 Lade 모델에서 결정된 파괴시 주응력비와 파괴포락선의 내부마찰각을 실측치와 비교한 결과, 본 연구에서 사용된 구속응력 범위내에서는 Lade 모델이 수정 Lade 모델보다 평균적으로 실측치에 더 근접함을 보여 주었다. In this study, shear strength characteristics of the Nak-Dong river sand in Taegu area are investigated by triaxial compression test, considering shear strain control velocity, relative density, and confining pressure. The results from Lade model and Modified Lade model are compared with the measured value in the laboratory test. The results by the change of shear strain control velocity, relative density, and confining pressure are as follows; 1) The stress limit, which can be Coulomb's law about the Nak-Dong river sand, have ranged 120~200 kpa at 0.08%/min and 120~150 kpa at 0.5%/min. These limits are smaller than that of the calcareous sand and the well-graded, quartz sand. 2) The parameters needed to Lade model and Modified Lade model are much affected by the strain control velocity and the relative density. Consequently, in the field, it is important to use parameters aptly after accurately understanding both the loading condition and subsoil condition. 3) Overall, the principal stress ratio obtained from constitutive model equations is not affected by the control velocity, but both the relative density and confining pressure affect the result of constitutive model equations. Consequently, the study on the various conditions about the relative density and confining pressure is needed to accurately predict the stress-strain behavior on the Nak-Dong river sand. 4) For the range of the used confining pressure in the study, the Lade model shows better agreements with the measured value than the Modified Lade model, comparing the measured value with the principal stress ratio at failure and the internal friction angle of failure envelope obtained from the Lade model and Modified Lade model.

도시 NATM 터널의 변형율 연화모델을 이용한 지반거동예측

김영수,정우섭,이성윤,석태룡,Kim, Young Su,Jeong, Woo Seob,Lee, Sung Yun,Seok, Tae-Ryong 한국터널지하공간학회 2006 터널기술 Vol.8 No.1

도심지 터널은 미고결성 저토피고 지반에 건설되는 경우가 많기 때문에 지반변위가 터널 설계를 지배하며 설계는 기존의 탄성 및 탄소성 모델을 활용한 수치해석적인 방법에 크게 의존하고 있기 때문에 현장의 계측결과에 부합하는 지반 거동을 묘사하키에는 부족한 점이 많다. 미고결성 저토피고 지반에 대한 터널 굴착시 지반 거동, 붕괴 매카니즘 및 침하량 예측에 관해 연구하였고 변형율 연회를 고려한 비선형 해석을 실시하여 기존의 탄성 및 탄소성 모델과 비교하였다. 도시 NATM 터널의 지반거통을 파악한 결과 미고결성 저토피고 지반의 경우 변형율 연화모델을 적용하는 것이 지표면 침하 기울기가 급해지거나 전단대가 발생하는 등 실제의 지반거동을 현실적으로 모델링 할 수 있었다. In case of an urban tunnel, the displacement of ground base controls the tunnel design because it is built on shallow and unconsolidated ground many times. There are more insufficiency to describe the ground movement which coincides in the measured result of the situ because the design of an urban tunnel is dependent on the method of numerical analysis used to the existing elastic and elasto-plastic models. We studied about the predict ion for the ground movement of a shallow tunnel in unconsolidated ground, mechanism of collapse, and settlement. Also this paper shows comparison with the existing elastic and elasto-plastic model using the unlinear analysis of the strain-softening model. We can model the real ground movement as the increasement of ground surface inclination or occurrence of shear band by using strain-softening model for the result of ground movement of an urban NATM tunnel.

3차원(次元) 사면(斜面) 안정해석(安定解析)에 관한 확률론적(確率論的) 연구(?究)

김영수,Kim, Young Su 대한토목학회 1984 대한토목학회논문집 Vol.4 No.3

사면(斜面)의 3차원(次元) 파괴(破壞)의 신뢰성(信賴性) 해석(解析)에 안전율(安全率) 대신 파괴확률(破壞確率)이 사용(使用)되었다. 강도정수(强度定數)는 정규분포(正規分布)와 베타분포(分布)로 가정하였고 특정(特定)한 신뢰도(信賴度)와 최우추정법(最尤推定法)에 의하여 구간추정(區間推定) 하였다. 정규분포(正規分布)와 베타분포(分布)의 무작위변수(無作爲變數)는 중심극한정리(中心極限定理)와 Rejection방법(方法)에 따라 일양분포변환방법(一樣分布變換方法)을 사용(使用)하여 발생(發生)시켰고 몬테칼로방법(Monte-Carlo Method)에 의한 파괴확률(破壞確率)은 다음과 같이 정의(定義)된다. $P_f=M/N$ N: 시행회수(施行回數) M: 파괴회수(破壞回數) 본(本) 연구(硏究) 결과(結果)는 다음과 같다. 1. $F_3$는 $F_2$보다 일반적으로 더 컸으나 작은 경우도 나타났다. 2. $F_3/F_2$의 비(比)는 c, ${\phi}$와 3차원(次元) 파괴(破壞)형상 그리고 경사에 따라 민감하나 흙의 단위중량에는 그렇지 않았다. 3. 어떤 완전율(安全率)에 대한 파괴확률(破壞確率)은 배타분포(分布)가 정규분포(定規分布)보다 대체로 크게 나타났다. 4. 어떤 특정(特定)한 사면파괴(斜面破壞)형상과 토질조건(土質條件)에 대하여 허용안전율(許容安全率) $FS_a=1.25$에 해한 $P_f$는 0.23 (정규분포(正規分布)), 0.29(베타분포(分布))로 나타났다. The probability of failure is used to analyze the reliability of three dimensional slope failure, instead of conventional factor of safety. The strength parameters are assumed to be normal variated and beta variated. These are interval estimated under the specified confidence level and maximum likelihood estimation. The pseudonormal and beta random variables are generated using the uniform probability transformation method according to central limit theorem and rejection method. By means of a Monte-Carlo Simulation, the probability of failure is defined as; $P_f=M/N$ N: Total number of trials M: Total number of failures Some of the conclusions derived. from the case study include; 1. Three dimensional factors of safety are generally much higher than 2-D factors of safety. However situations appear to exist where the 3-D factor of safety can be lower than the 2-D factor of safety. 2. The $F_3/F_2$ ratio appears to be quite sensitive to c and ${\phi}$ and to the shape of the 3-D shear surface and the slope but not to be to the unit weight of soil. 3. From the two models (normal, beta) considered for the distribution of the factor of safety, the beta distribution generally provides lager than normal distribution. 4. Results obtained using the beta and normal models are presented in a nomgraph relating slope height and slop angle to probability of failure.

유전자 알고리즘을 이용한 GMA 필릿 용접 비드형상 예측에 관한 연구

김영수,김일수,이지혜,정성명,이종표,박민호,Kim, Young-Su,Kim, Ill-Soo,Lee, Ji-Hye,Jung, Sung-Myoung,Lee, Jong-Pyo,Park, Min-Ho,Chand, Reenal Ritesh 대한용접접합학회 2012 대한용접·접합학회지 Vol.30 No.6

The GMA welding process involves large number of interdependent variables which may affect product quality, productivity and cost effectiveness. The relationships between process parameters for a fillet joint and bead geometry are complex because a number of process parameters are involved. To make the automated GMA welding, a method that predicts bead geometry and accomplishes the desired mechanical properties of the weldment should be developed. The developed method should also cover a wide range of material thicknesses and be applicable for all welding position. For the automatic welding system, the data must be available in the form of mathematical equations. In this study a new intelligent model with genetic algorithm has been proposed to investigate interrelationships between welding parameters and bead geometry for the automated GMA welding process. Through the developed model, the correlation between process parameters and bead geometry obtained from the actual experimental results, predicts that data did not show much of a difference, which means that it is quite suitable for the developed genetic algorithm. Progress to be able to control the process parameters in order to obtain the desired bead shape, as well as the systematic study of the genetic algorithm was developed on the basis of the data obtained through the experiments in this study can be applied. In addition, the developed genetic algorithm has the ability to predict the bead shape of the experimental results with satisfactory accuracy.

실트질 함유량에 따른 낙동강 모래의 비배수 반복전단거동 특성

김영수,김대만,Kim, Young-Su,Kim, Dae-Man 한국지반공학회 2008 한국지반공학회논문집 Vol.24 No.11

In this study, a series of undrained cyclic triaxial tests were performed with three different consolidation stress ratios ($K_c$=1.0, 1.5, 2.0) to investigate the undrained shear strength characteristics of sands with respect to the amount of contained silt located around the basin of Nak-dong River. The test results show that the more the sand has silt, the lower is cyclic shear stress ratio (CSR) in all $K_c$ and that the higher $K_c$ goes, the larger CSR decreases due to the increase of contained silt. The excessive pore pressure caused during shearing has an influence on the decrease of CSR by the high initial pore pressure in proportion to the amount of contained silt regardless of the $K_c$ value. After consolidation, the analysis of the skeleton void ratio of the sample reveals that the main cause of the decrease of CSR as well as the increase of the initial excessive pore pressure is the increase of the skeleton void ratio in proportion to the amount of contained silt.

Flexible Display용 Low Temp Process를 이용한 ZnO TFT의 제작 및 특성 평가

김영수,강민호,남동호,최광일,이희덕,이가원,Kim, Young-Su,Kang, Min-Ho,Nam, Dong-Ho,Choi, Kang-Il,Lee, Hi-Deok,Lee, Ga-Won 한국전기전자재료학회 2009 전기전자재료학회논문지 Vol.22 No.10

Recently, transparent ZnO-based TFTs have attracted much attention for flexible displays because they can be fabricated on plastic substrates at low temperature. We report the fabrication and characteristics of ZnO TFTs having different channel thicknesses deposited at low temperature. The ZnO films were deposited as active channel layer on $Si_3N_4/Ti/SiO_2/p-Si$ substrates by RF magnetron sputtering at $100^{\circ}C$ without additional annealing. Also, the ZnO thin films deposited at oxygen partial pressures of 40%. ZnO TFTs using a bottom-gate configuration were investigated. The $Si_3N_4$ film was deposited as gate insulator by PE-CVD at $150^{\circ}C$. All Processes were processed below $150^{\circ}C$ which is optimal temperature for flexible display and were used dry etching method. The fabricated devices have different threshold slop, field effect mobility and subthreshold slop according to channel thickness. This characteristics are related with ZnO crystal properties analyzed with XRD and SPM. Electrical characteristics of 60 nm ZnO TFT (W/L = $20\;{\mu}m/20\;{\mu}m$) exhibited a field-effect mobility of $0.26\;cm^2/Vs$, a threshold voltage of 8.3 V, a subthreshold slop of 2.2 V/decade, and a $I_{ON/OFF}$ ratio of $7.5\times10^2$.