• Geomechanics and Engineering
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• 제34권2호
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• pp.187-195
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• 2023

Intensive rainfall during the summer season in Korea has triggered numerous devastating landslides outside of downtown in mountainous areas. The 2D slope stability analysis that is generally used for cut slopes and embankments is inadequate to model slope failure in mountainous areas. This paper presents a new 3D slope stability formulation using the global sliding vector in the limit equilibrium method, and it uses an ellipsoidal slip surface for static and quasi-static analyses. The slip surface's flexibility of the ellipsoid shape gives a lower FS than the spherical failure shape in the Fellenius, Bishop, and Janbu's simplified methods. The increasing sub-columns of each column tend to increase the FS and converge to a steady value. The symmetrical geometric conditions of the convex turning corners do not indicate symmetrical failure of the surface in 3D analysis. Pseudo-static analysis shows that the horizontal seismic force decreases the FS and increases the mass volume at the critical failure state. The stability index takes the FS and corresponding sliding mass into consideration to assess the potential risk of slope failure in complex mountainous terrain. It is a valuable parameter for selecting a vulnerable area and evaluating the overall risk of slope failure.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제41권3호
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• pp.339-348
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• 2012

The slope stability analysis is usually done using the methods of calculation to rupture. The problem lies in determining the critical failure surface and the corresponding factor of safety (FOS). To evaluate the slope stability by a method of limit equilibrium, there are linear and nonlinear methods. The linear methods are direct methods of calculation of FOS but nonlinear methods require an iterative process. The nonlinear simplified Bishop method's is popular because it can quickly calculate FOS for different slopes. This paper concerns the use of inverse analysis by genetic algorithm (GA) to find out the factor of safety for the slopes using the Bishop simplified method. The analysis is formulated to solve the nonlinear equilibrium equation and find the critical failure surface and the corresponding safety factor. The results obtained by this approach compared with those available in literature illustrate the effectiveness of this inverse method.

• Geomechanics and Engineering
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• 제24권4호
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• pp.399-406
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• 2021

It is a key issue in the tunnel design to evaluate the stability of the excavation face. Two efficient analytical models in the context of the limit equilibrium method (LEM) and the limit analysis method (LAM) are used to carry out the deterministic calculations of the safety factor. The safety factor obtained by these two models agrees well with that provided by the numerical modelling by FLAC 3D, but consuming less time. A simple probabilistic approach based on the Mote-Carlo Simulation technique which can quickly calculate the probability distribution of the safety factor was used to perform the probabilistic analysis on the tunnel face stability. Both the cumulative probabilistic distribution and the probability density function in terms of the safety factor were obtained. The obtained results show the effectiveness of this probabilistic approach in the tunnel design.

• 지질공학
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• 제17권3호
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• pp.381-391
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• 2007

본 연구에서는 2차원 유한요소법과 3차원 한계평형법을 함께 이용하여 테일러스 분포사면의 안정성을 해석하였다. Phase2를 이용한 유한요소해석에서는 발생응력의 분포를 이용하여 파괴심도를 추정하였다. 파괴면은 테일러스층 하부에 약 3-10m의 두께로 분포하는 붕적층 내에서 발생하였다. 유한요소해석 결과와 지질조사결과를 바탕으로 3차원 모델을 작성하여 한계평형해석을 실시하였다. 3차원 한계평형해석결과를 보면 건조시에는 모든 사면에서 안정한 것으로 나타났으나, 집중호우에 의해 지하수면이 붕적층을 포화시킬 때에는 급격히 불안정해지는 것으로 나타났다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제5권4호
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• pp.11-18
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• 2006

지오텍스타일 튜브공법은 지오텍스타일의 필터 및 배수기능을 복합적으로 활용하는 공법으로 과거의 모래주머니, 훼브릭 폼, 게비언 등의 개념에서 최근 수리학적 채움기법을 적용하여 해안침식방지 구조물, 슬러지의 탈수, 교량축조를 위한 가도, 여수로 공사를 위한 임시구조물 등의 신구조물 공법으로 자리매김 하고 있다. 본 연구에서는 지오텍스타일 튜브와 지반재료와의 복합구조물의 안정거동에 대하여 2차원 한계평형, 침투해석 및 사면안정해석방법을 통하여 분석하였다. 2차원 한계평형이론을 통하여 설계영향인자 및 현장여건에 따른 지오텍스타일 튜브 복합구조물의 지반공학적 안정성을 분석하였으며, 사면안정해석을 위하여 일차적으로 부정류 침투해석을 통하여 조위변동에 따른 복합구조물내의 간극수압분포를 분석하였다. 최종적으로 범용 사면안정해석 프로그램인 Slope/W를 이용한 침투분석결과와 연동하여 사면안정해석을 수행하였다. 2차원 한계평형해석 및 평면변형해석 방법을 통한 분석결과, 세가지 형태의 지오텍스타일 튜브 복합구조물 모두 안정성을 확보하고 있으며, 지오텍스타일 튜브 구조물 자체는 수위조건 변화에 대해서는 크게 영향이 없이 안정한 것으로 도출되었다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 1997년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.97-102
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• 1997

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권5호
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• pp.163-173
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• 2003

본 연구에서는 억지말뚝으로 보강된 사면에서 한계평형 해석법과 3차원 해석 결과를 비교 분석하였다. 특히, 유한차분법을 이용한 FLAC 3D를 바탕으로 하는 커플링 해석에 주안점을 두었으며, FLAC을 이용하여 전단강도감소기법에 따른 보강사면의 안전율을 계산하기 위해 FLAC의 내장언어인 FISH를 이용하여 작성하였다. 커플링 해석에서 억지말뚝에 의한 안정화된 사면을 해석하기 위해 말뚝의 거동과 사면안정을 동시에 고려하였다. 따라서 본 연구에서는 이 두 방법을 적용하여 일렬 억지말뚝이 사면선단, 중앙부, 정부에 위치할 경우에 있어서 각각의 활동 파괴면 및 안전율을 비교 분석하였으며 강도정수 감소법을 적용한 해석기법의 적용성과 타당성에 대한 분석을 수행하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2009년도 춘계 학술발표회
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• pp.411-418
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• 2009

So far the Limit Equilibrium Method has been widely used by way of 2-D slope stability analysis for the evaluation of land slides and slope failures. However recently the evaluation of 3-D slope stability analysis has been comparatively possible owing to the developments of obtaining the terrain data and geological data and of 3-D slope stability analysis softwares. In Japan the evaluation of the 3-D slope stability analysis has been necessary for the stability analysis of the tunnel mouth. In this study we inspected the economic effects introducing the 3-D slope stability analysis for larger scale landslides and slope failures. In case of 3-D slope stability analysis of landslides we acquired the results that we reduce the cost of the countermeasure work of pile work by 40% comparing the 2-D slope stability analysis. Moreover in case of the stability analysis of slope failures we figured out the results that we reduce the cost of the countermeasure work of anchor works by 20%. Furthermore we proved that 3-D slope stability analysis is effective for the stability analysis of tunnel mouths around the sides of landslides and large scale embankment which we could have not evaluated by conventional 2-D section stability analysis.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제14권3호
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• pp.73-94
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• 1998

사면보강 또는 굴착면의 안정성 확보를 위해 쏘일례일링 공법이 종종 적용되고 있다. 그러나 오목형태 또는 볼록형태 모서리부와 같은 특수한 지역에 쏘일네일링 공법이 적용되어질 경우, 편기각보강형태, 즉 skew 쏘일네일 형태로 주로 시공쥐고 있다. 하지만, 지금까지 skew 쏘일례일링 공법이 적용된 굴착 모서리부에 대한 3차원 안정해석 및 거동분석 등에 대한 실험이나 연구결과는 미흡한 실정이며, 따라서 보강재의 배치형태, 삽입각도 및 길이 등 관련 설계변수값 결정에 관하여 주로 경험에 의존하고 있는 실정이다. 따글윽 본 연구의 주된 목적은, skew 쏘일네일링 공법이 오목형태 굴착 모서리부에 적용되는 경우 이에 대한 3차원 한계평형 안정성 평가기법을 제시하는 데 있다. 3차원 예상 파괴흙쐐기의 형상은 FLAC 프로그램 모델링 및 해석을 통해 결정하였으며, 모서리부에 대한 3차원 침투수압 산정식의 제시 및 해석시 다층지반조건의 고려 등이 포함되었다. 또한 제시된 3차원 안정해석법 을 이용해, 관련 설계변수들의 모서리부 안정성에 미치는 영향 정도를 분석하였다. 아울러 기 제시된 볼록형태 굴착 모서리부의 3차원 안정해석 법을 이용해 skew 쏘일네일 보강패턴의 효율성을 분석하였으며, 또한 굴착과정을 통해 전면부 벽체변위 및 인접지반의 침하 등이 상대적으로 문 제시되는 볼록형태 굴착 모서리부에 대한 변위예측을 위해 준 3차원 유한요소 해석기법 및 중첩기법 등의 적용을 시도하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제20권3호
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• pp.313-334
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• 2005

The paper presents a new approach for the analysis of slope stability that is based on the numerical solution of a differential equation, which describes the thrust force distribution within the potential sliding mass. It is based on the evaluation of the thrust force value at the endpoint of the slip line. A coupled approximation of the slip and thrust lines is applied. The model is based on subdivision of the sliding mass into slices that are normal to the slip line and the equilibrium differential equation is obtained as the slice width approaches zero. Opposed to common iterative limit equilibrium procedures the present method is straightforward and gives an estimate of slope stability at the value of the safety factor prescribed in advance by standard requirements. Considering the location of the thrust line within the soil mass above the trial slip line eliminates the possible development of a tensile thrust force in the stable and critical states of the slope. The location of the upper boundary point of the thrust line is determined by the equilibrium of the upper triangular slice. The method can be applied to any smooth shape of a slip line, i.e., to a slip line without break points. An approximation of the slip and thrust lines by quadratic parabolas is used in the numerical examples for a series of slopes.