Xiang, Yuzhou;Goh, Anthony Teck Chee;Zhang, Wengang;Zhang, Runhong
Geomechanics and Engineering
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v.14
no.4
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pp.315-324
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2018
With rapid economic growth, numerous deep excavation projects for high-rise buildings and subway transportation networks have been constructed in the past two decades. Deep excavations particularly in thick deposits of soft clay may cause excessive ground movements and thus result in potential damage to adjacent buildings and supporting utilities. Extensive plane strain finite element analyses considering small strain effect have been carried out to examine the wall deflections for excavations in soft clay deposits supported by diaphragm walls and bracings. The excavation geometrical parameters, soil strength and stiffness properties, soil unit weight, the strut stiffness and wall stiffness were varied to study the wall deflection behaviour. Based on these results, a multivariate adaptive regression splines model was developed for estimating the maximum wall deflection. Parametric analyses were also performed to investigate the influence of the various design variables on wall deflections.
Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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v.15
no.6
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pp.175-183
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2011
With recent growth of population and industry, urban development grows into grand scheme of excavation and construction in urban area. As the development progress advanced, the developments get large and deepen. With a progress of technology development in geotechnical engineering in Korea, most our grand scheme of projects follows great progress. On the other hand, some excavation in construction site caused direct or indirect event that affects the adjacent or surrounding structures by excavation from time to time. This event usually happens around residential and commercial area where underground tunnel, subway station, commercial building, and high-rises excavation site is, could lead great damage on economy as well as personal injury or human casualties. In order to prevent this event, the study has to be done with analysis on various events of excavation and its cause. In this paper, the research has collected the various excavation events and their causes to analyze on each site and event to define emphasis on surrounding environment.
The urbanization and increasing rate of population demands effective means of transportation system (basement and tunnels) as well as high-rise building (resting on piled foundation) for accommodation. Therefore, it unavoidable to construct basements (i.e., excavation) nearby piled foundation. Since the basement excavation inevitably induces soil movement and stress changes in the ground, it may cause differential settlements to nearby piled raft foundation. To understand settlement and load transfer mechanism in the piled raft due to excavation-induced stress release, numerical parametric studies are carried out in this study. The effects of excavation depths (i.e., formation level) relative to piled raft were investigated by simulating the excavation near the pile shaft (i.e., He/Lp=0.67), next to (He/Lp=1.00) and below the pile toe (He/Lp=1.33). In addition, effects of sand density and raft fixity condition were investigated. The computed results have revealed that the induced settlement, tilting, pile lateral movement and load transfer mechanism in the piled raft depends upon the embedded depth of the diaphragm wall. Additional settlement of the piled raft due to excavation can be account for apparent loss of load carrying capacity of the piled raft (ALPC). The highest apparent loss of piled raft capacity ALPC (on the account of induced piled raft settlement) of 50% was calculated in in case of He/Lp = 1.33. Furthermore, the induced settlement decreased with increasing the relative density from 30% to 90%. On the contrary, the tilting of the raft increases in denser ground. The larger bending moment and lateral force was induced at the piled heads in fixed and pinned raft condition.
When the ground is excavated adjacent to the existing tunnel, which is loaded by the surcharge on the ground surface, the tunnel stability would be very sensitive to the deformation of the ground induced by the horizontal displacement of braced wall. The stability of the existing surcharged tunnel could be controlled by pre-loading on the braced wall. In this paper, it was investigated, if it would be possible to keep the existing surcharged tunnel stable by preventing the horizontal displacement of a braced wall by imposing the pre-loading during the ground excavation. For this purpose, large scale model tests were performed in a scale 1/10 at the test pit which was 2.0m in width and 6.0m in height and 4.0m in length. Isotropic test ground was constructed homogeneously by wet sand. Model tunnel was constructed in the test ground. Surcharge was loaded on the ground surface above the tunnel. During the tests, the behavior of model tunnel and model braced wall was measured. Numerical analyses were also performed in the same condition as the tests. And their results were compared to that of the model tests. Consequently, the effect of a surcharge could be compensated by imposing the pre-loading on the braced wall. The existing tunnel and the braced wall could be kept stable by preventing the horizontal displacement of the braced wall through pre-loading, although the tunnel is surcharged.
Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association
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v.13
no.3
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pp.215-231
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2011
In this study, the behavior of a shallow 2-arch tunnel during the excavation in the sandy ground containing vertical discontinuity plane was experimentally studied. Load transfer mechanism in the pillar caused by a 2-arch tunnel excavation was observed. The position of the vertical discontinuity plane was varied. Model tests were carried out in the normal construction sequence of 2-arch tunnel. Test results-showed that the load transfer caused by the 2-arch tunnel excavation was concentrated in the discontinuity plane, and was cut by the discontinuity plane, so no load transfer took place above the discontinuity plane. It was also shown that the effect of adjacent tunnel excavation on the pillar load and the ground deformation was greater when excavating the upper half-face of the main tunnel, more than when excavating the lower half-face.
Proceedings of the Korean Geotechical Society Conference
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2009.03a
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pp.902-911
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2009
There appeared many difficulties due to various construction factors during the recent construction adjacent to the housing for the aging. In particular, the study is going to summarize and overview the selection procedure and construction details of the excavation engineering of this site, which could ensure workability and economic efficiency through the construction of a shorter anchor than the length of the existing anchor with a minimal marginal space without invading the nearby private land.
Tunnel construction activity, conducted mainly in mountains and within urban centres, causes soil settlement, thus requiring the relevant management of slopes and structures as well as evaluations of risk and stability. Accordingly, in this study we performed a three-dimensional finite element analysis to examine the behaviour of piles and pile cap stability when a tunnel passes near the bottom of the foundation of a pile group connected by a pile cap. We examined the results via numerical analysis considering different conditions for reinforcement of the ground between the tunnel and the pile foundation. The numerical analysis assessed the angular distortion of the pile cap, pile settlement, axial force, shear stress, relative displacement, and volume loss due to tunnel excavation, and pile cap stability was evaluated based on Son and Cording's evaluation criterion for damage to adjacent structures. The pile located closest to the tunnel under the condition of no ground reinforcement exhibited pile head settlement approximately 70% greater than that of the pile located farthest from the tunnel under the condition of greatest ground reinforcement. Additionally, pile head settlement was greatest when the largest volume loss occurred, being approximately 18% greater than pile head settlement under the condition having the smallest volume loss. This paper closely examines the main factors influencing the behaviour of a pile group connected by a pile cap for three ground reinforcement conditions and presents an evaluation of pile cap stability.
This paper concerns the design of blasts adjacent to structures and facilities. In order to investigate the site characteristics, measurements of in-situ wave propagation and laboratory tests of rock cores taken from the boreholes were carried out. Effects of rock media and delay intervals on ground vibration levels were identified from over sixty measurements of three times of test blasts. For practical use in the field, an empirical propagation equation was derived so as to reflect the characteristics of rock media and delay effects. Safe limits of vibration level for structures were conservatively established based on various suggested criteria. Safe limits for facilities were adopted so that vibration levels induced by blasting should not exceed the allowable limits specified in the manufacturer's installation condition. Suggested were blast pattern and operation to enhance the rock fracturing and to reduce the ground vibration levels under the restricted conditions.
The Journal of the Institute of Internet, Broadcasting and Communication
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v.16
no.6
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pp.141-146
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2016
Geotechnial engineering projects that requires excavation activity can cause massive ground deformation and this can damage adjacent structures. Depending on the engineering characteristics of ground material and the excavation depth, the ground movement is various. To overcome this issue, the ground deformation is monitored by multiple sensors. Typically, an inclinometer is installed behind the support wall. In this paper, we present an adaptive duty-cycling control mechanism using wireless sensors for monitoring ground deformation in excavations. The proposed mechanism dynamically adjusts the sleep time based on the urgency degree of sensed data from inclinometer. Through analytical evaluation of expected latency time, we confirm our adaptive duty-cycling mechanism has lower latency compared with periodic duty-cycling mechanism under variable conditions.
Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association
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v.5
no.3
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pp.217-226
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2003
This study is focused on the finding out load transfer mechanism in the ground near the tunnel during tunnel excavation in the jointed sandy ground. Laboratory model tests were performed on various cases of the overburden heights above tunnel crown, location, and degree of discontinuity planes. For model tests, a movable plate was installed in the midst of the bottom of sandy ground. This plate, moving downwards, was intended to model the stress relaxation during tunnel excavation. The load transfer was measured at the fixed separated bottom plates adjacent to the movable plate. As the result, the loosening zone and the load-transfer form around the tunnelling site were affected by the overburden height and the characteristics of discontinuous planes. And large loosening zone was developed along the discontinuous planes which were close to the tunnel.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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