• Title, Summary, Keyword: 모형실험

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Evaluation of Pile Bearing Capacity and Scale Effect Using Model Pile Test (모형실험을 통한 말뚝지지력의 평가 및 치수효과의 비교분석)

  • 이인모;이정학
    • Geotechnical Engineering
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    • v.9 no.4
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    • pp.37-44
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    • 1993
  • Model pile tests in calibration chamber are performed in order to study the two factors that the pile bearing capacity is significantly influenced by. Those factors are the critical depth concept and the scale effect caused by pile diameters. Firstly, the predicted values of end bearing capacity from the various static formulae were compared with the measured ones from model pile tests. Secondly, the critical depth concept and the scale effect were investigated by using two different soil conditions in a series of calibration chamber tests : the one is uniform sand : and the other is weathered granites overlayered by sand. Main results obtained from the model tests can be summarized as follows : (1) The end bearing capacity was increased with pile penetration depth up to penetration ratio of 7 to 8 when the cell pressure is high, and the critical depth was observed in the current chamber tests with uniform sand layer , (2) The predicted end bearing capacities were mostly lager than the measured, and it was found that the differences between the predicted and the measured values became smaller as the pile penetration ratio was increased : (3) The end bearing capacity of the small diameter pile in weathered granites layer was mostly less than that of the larger pile, while in uniform sand layer it was vice.

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Calibration and verification of hydraulic model for Saemanguem project (새만금 수리모형 검.보정)

  • Kim, Ji-Sung;Kim, Dong-Ju;Jung, Jae-Sang;Cho, Kwon-Sang
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • pp.659-664
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    • 2012
  • 2010년 내부공간구상이 변화됨에 따라 토지이용과 새만금호 수면적이 변하여 수리현상에 대한 규명이 필요하여 수리모형을 구축하고 상류유량공급, 모형조도, 배수갑문 통과유량, 조석재현에 대한 검보정 실험을 실시하였다. 상류유량공급에 검정 실험결과를 보면 유입유량 제어계측시스템을 통해서 유입되는 유량은 평균적으로 목표유량의 ${\pm}5%$ 범위 내에서 오차를 두고 목표유량의 추세를 따라가고 있다(그림 1). 그리고 유입유량이 $3{\ell}/s$ 미만일 경우와 변곡구간에서 비교적 오차가 크게 난다. 하지만 실험기간동안 누적유량값의 오차는 5% 미만이기 때문에 실험 결과에 미치는 영향은 크지 않다고 판단된다. 조석재현 검정실험을 한 결과는 목표값과 측정값의 큰 차이가 없다. 실험초기에는 목표값과 측정값의 차이가 크게 나타나지만 실험 5분 이후부터는 최대 EL. 0.2m가 차이가 났는데, 조위가 변곡되는 구간에서 나타났다. 실제 실험에서 조위값은 배수갑문의 운영과 관련되어 변곡구간의 조위값보다 상승 하강구간의 조위값(EL. -1.5m~EL. 0.5m)이 실험에 영향을 미치기 때문에 조석발생위어의 조석 재현성은 정밀하다고 판단된다. 모형조도보정 실험은 수치해석 결과와 수리모형실험을 비교하여 실험을 실시하여 해석식과 실험결과값을 근거로 한 조도재료량을 계산하고 이를 배치하여 검보정 실험을 실시하여 조도를 보정하였다. 배수갑문의 통과유량은 현장 관측자료가 부족하여 검 보정이 어려움이 존재한다. 따라서 이에 대한 추후 연구가 필요하다.

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Study on the Flow Characteristics around a Barge in Still Water (정수중 부선 주위의 유동 특성에 관한 연구)

  • Lee, Sang-Min;Jeong, Uh-Cheul;Kim, Hyun-Soo
    • Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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    • pp.345-346
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    • 2010
  • 본 연구에서는 모형실험 및 수치계산에 의해 정수중 부선 주위의 유통해석을 실시하였으며, 이를 통하여 객관적이고 정량적으로 부선의 저항추진 성능을 파악할 수 있었다. 먼저 희류수조에서 모형실험을 실시한 후, 실험에서 얻어진 데이터와의 비교를 통한 CFD의 유효성을 검증하고, 다른 형태의 예부선 선박 주위의 유동장 계산에 적용시켜 해결할 수 있는 가능성을 확인 하였다. 부선의 선수 형상에 의하여 저속일 때 25% 정도의 저항이 차이나는 현상을 모형실험을 통하여 파악할 수 있었으며, 유효마력은 7kts부터 급격히 증가하므로 적재상태별 경제적인 운항속력을 선정하여 효율적인 예부선 업무를 수행해야 할 것으로 판단된다.

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An Analysis of Hydraulic Characteristics in Buyeo Weir for Hydraulic Experiment and Numerical Modeling (수리모형실험과 수치해석을 통한 부여보의 수리특성 분석)

  • Oh, Kuk-Ryul;Park, Moo-Jong;Lee, Jung-Ho;Lee, Joo-Heon;Jeong, Sang-Man
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • pp.615-619
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    • 2010
  • 4대강 살리기 프로젝트 중 하나인 금강 살리기에는 현재 금남보, 금강보, 부여보가 신설 예정이다. 본 연구에서는 금강 살리기 사업 중 부여보에 대하여 계획홍수량인 100년빈도 유량의 흐름 예측을 위한 1 2차원 수치해석과 수리적인 형상을 실제 흐름으로 관찰하기 위한 수리모형실험을 실시하여 부여보의 치수안정성을 검토 및 분석하였다. 본 연구를 위하여 1차원 수치해석은 HEC-RAS모형, 2차원 수치해석은 SMS RMA2 모형을 사용하였다. 수리모형 실험은 부여보 기준 상 하류 3km 구간에 대하여 축척 1/60 정상모형으로 제작하였다. 그 결과 부여보 상 하류구간에서 원활한 흐름특성이 나타났으며, 100년빈도 유량에 대하여 수치해석과 수리모형실험 모두 계획홍수위를 넘지 않는 것으로 나타났다.

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Comparison of 1-g and Centrifuge Model Tests for Similitude Laws (상사법칙 검증을 위한 1-g 모형실험과 원심모형실험의 비교 연구)

  • Kim Sung-Ryul;Hwang Jae-Ik;Kim Myoung-Mo;Ko Hon-Yim
    • Journal of the Korean Geotechnical Society
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    • v.22 no.5
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    • pp.59-67
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    • 2006
  • The centrifuge and 1-g shaking table tests were performed simultaneously to compare the dynamic behaviors of loose sands of the same geotechnical properties. The prototype soils were 10 m thick liquefiable loose sands. The geometric scaling factors were 20 for 1-g and 40 for centrifuge tests. The excess pore pressure, surface settlement, and acceleration in the soil were measured at the same locations in the 1-g and centrifuge tests. The total excess pore pressure from development to dissipation was measured. In the centrifuge test, viscous fluid was used as the pore water to eliminate the time scaling difference between dynamic time and dissipation time. In the 1-g tests, the steady state concept was applied to determine the unit weight of the model soil, and two different time scaling factors were applied for the dynamic time and the dissipation time. It is concluded that the 1-g tests can simulate the excess pore pressure of the prototype soil if the permeability of the model soil is small enough to prevent dissipation of excess pore pressure during shaking and the dissipation time scaling factor is properly determined.

Some Examples of Constrained Optimal Experimental Design for Nonlinear Models (비선형모형에 적용한 제약조건 최적실험의 예제들)

  • Kim, Youngil;Jang, Dae-Heung;Yi, Seongbaek
    • The Korean Journal of Applied Statistics
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    • v.27 no.7
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    • pp.1151-1161
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    • 2014
  • Despite the fact that the optimal design for nonlinear model depends on the unknown quantity of parameter to estimate basically, its popularity is growing in bio and engineering statistics area since all those models in the area are virtually nonlinear. In this paper we have dealt with the case when the researcher has multiple objectives in experimentation, decision among the competing models, protection against the departure from the assumed model, and the con icting interests among design criteria. To tackle these issues we attempted several new approaches which are taking advantage of the easiness of constrained optimal design. Several nonlinear models were tested.

A Study on Similitude Law for Evaluation of Seismic Performance (내진성능평가를 위한 상사법칙에 관한 연구)

  • Kim, Nam-Sik;Kwak, Young-Hak;Chang, Sung-Pil
    • Proceedings of the Earthquake Engineering Society of Korea Conference
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    • pp.208-215
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    • 2003
  • 지진하중에 대한 구조물의 동적 거동과 성능을 예측 평가하기 위하여 실험적 방법들이 흔히 사용되고 있으나, 실험장비의 제약과 구조물의 규모 등으로 대부분 축소모형실험에 의존하고 있다. 그러나 일반적인 상사법칙(similitude law)은 탄성범위에서 유도된 것으로 지진거동과 같은 비탄성 거동을 예측하는 경우에는 한계가 있다. 또한 탄성범위 내에서도 크기효과(size offset)가 발생하므로 축소모형의 실험결과를 원형 구조물에 직접 적용하는 것은 많은주의가 필요하다. 본 연구에서는 원형 구조물(prototype)과 축소모형(scaled model)을 모두 실험 대상으로 하여 실제 축소모형만을 실험하여 원형 구조물의 거동을 예측하는 경우의 문제점을 확인하고 그 해결방법을 모색하고자 한다. 실제로 축소모형실험에서는 원형 구조물의 경계조건을 정확히 재현하기 어려우며, 실험모형의 제작과정과 실험과정에서의 모든오차가강성의 변화로 반영되어 나타난다. 따라서 본 연구에서는 기하학적 상사율과 변화된 강성비(stiffness ratio)를 함께 고려하여 고유진동수의 오차를 보정하고 비탄성 거동중에도 직접적인 실험결과의 비교가 가능한 상사법칙을 제안하였다. 더불어 제안된 상사법칙을 적용한 유사동적실험 (pseudodynamic test)을 수행하여 실험오차보정(experimental error compensation)효과를 검증하였다.

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Model Experiments on Prediction of Effluent Concentration of Suspended Solid in Containment of Dumping Dredged Soil (준설투기장내 부유물질 유출농도 예측에 관한 모형실험)

  • Lee, Dongwon;Jun, Sanghyun;Yoo, Kunsun;Yoo, Namjae
    • Journal of the Korean Geoenvironmental Society
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    • v.12 no.6
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    • pp.35-42
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    • 2011
  • In this paper, model experiments in the laboratory were carried out to predict the effluent concentrations of suspended solid in containment of dumping dredged soils and test results were compared with results estimated by the currently used design method. Model tests of simulating dumping the dredged soils with a pump dredger in field were performed with changing the influent concentration and the length of containment and effluent concentration of suspended solid with time were measured during tests. As results of comparing test results about effluent concentration with those estimated from the design method by US Army COE(1987), they were confirmed to be in relatively good agreements.

A Study on The Scale Effect of Landslide Model Tests (산사태 모형실험에서의 Scale Effect에 관한 연구)

  • Jeong, Jisu;Ji, Younghwan;Kim, Yootae;Lee, Seungho
    • Journal of the Korean Geoenvironmental Society
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    • v.12 no.8
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    • pp.5-12
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    • 2011
  • This study was performed to analyze the degree of rainfalls, the duration time of rainfalls, the inclination of slopes and other damage causes depending on the ground condition, when the landslide occurs by the rainfall. Based on that, a big and a small model soil box were compared to examine the features of landslides, which is ultimately for forecasting landslides. An artificial rainfall device was installed in the model box, and the large model box has a real-size slope in it. Also, various measures were fulfilled such as collapse forms, a pore pressure, an earth pressure and moisture contents in order to analyze the effect of the model box size on the landslide mechanism and to test the usability of a small model box as a material for landslide experiments.

Behaviour of a 2-arch Tunnel in a Large-scale Model Test (대규모 실내 모형실험을 통한 2-ARCH 터널의 거동 분석)

  • Lee C.J.;Kim J.S.;Ryu N.Y.;Lee S.D.;Jeong K.H.;Yang J.W.
    • 한국터널공학회:학술대회논문집
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    • pp.282-291
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    • 2005
  • 사암 및 이암을 기반암으로 하는 산악지역에 건설되는 2-아치 (2-arch) 터널의 거동을 터널설계 단계에서 분석하기 위하여 대규모 실내 모형실험을 실시하였다. 터널이 시공될 예정인 지반과 유사한 지질공학적 특성을 가지는 콘크리트 블록을 이용하여 모형지반을 조성하였다. 모형실험은 중앙터널 (pilot tunnel) 굴착을 포함한 여러 단계의 굴착과정으로 구분하여 실시되었다. 또한 터널 .공용기간 중 터널의 거동을 연구하기 위하여 터널굴착 완료 후 상재하중을 작용시켰다. 실험결과에 의하면 대부분의 지반변위는 중앙터널 굴착에 의해 발생했으며, 그 이후 터널 굴착단계에서의 변위발생은 미미한 것으로 나타났다. 또한 대부분의 지중변위는 0.25D 이내의 범위에서 발생하였다. 여기서 D 는 터널의 폭이다. 한편 실험결과를 분석하여 경암에 시공되는 2-아치 터널의 중앙벽체(centre pillar)에 작용하는 하중에 대한 경험적인 공식을 제시하였다. 터널시공 완료 후 공용기간 중 상재하중이 작용할 경우 그 크기에 따라서는 터널굴착에 의해 발생한 것보다 더 큰 지중변위가 발생할 수 있는 것으로 분석되었다. 터널의 거동은 중앙벽체의 강성에 큰 영향을 받는 것으로 나타나 이를 터널설계에 반영하여 중앙벽체의 강성을 증가시켰다. 현재 터널시공을 위한 사전작업이 진행 중에 있으며, 터널의 굴착은 2005년 하반기에 실시될 예정이다.

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