In this study to improve stability, workability and economics of the H-Pile+Earth plate or H-Pile+Earth plate+Cutoff grouting currently in use, we had developed HCS method belonging to the retaining wall which is consisting of a combination H-Pile, Plastic Sheet Pile and Steel Square Pipe for gap maintenance and reinforcement of flexible plastic Sheet Pile, and the behavior of each member composing HCS method is investigated by three-dimensional finite element analysis. To numerically analyze the behavior of the HCS method, we have performed extensive three-dimentional finite element analysis for three kinds of plastic Sheet Pile size, two kinds of H-Pile size and three kinds of H-Pile installation interval, one kinds of Steel Square Pipe and three kinds of Steel Square Pipe installation interval. After analyzing the numerical results, we found that the combinations of $P.S.P-460{\times}131.5{\times}7t$ (PS7) and H-Pile $250{\times}250{\times}9{\times}14$ (H250), $P.S.P473{\times}133.5{\times}9t$ (PS9) and H-Pile $300{\times}200{\times}9{\times}14$ (H300) is the most economical because these combinations are considered to have a stress ratio (=applied stress/allowable stress) close to that as the stiffness of H-Pile, plastic Sheet Pile and Steel Square Pipe composite increased, the horizontal displacement of the retaining wall and the vertical displacement of the upper ground decreased. Especially, due to the arching effects caused by the difference in stiffness between H-Pile and plastic Sheet Pile, a large part of the earth pressure acting on plastic Sheet Pile caused a stress transfer to H-Pile, and the stress and displacement of plastic Sheet Pile were small. Through this study, we can confirm the behavior of each member constituting the HCS method, and based on the confirmed results of this study, it can be used to apply HCS method in reasonable, stable and economical way in the future.
In the geosynthetics-reinforced piled embankment the effects of soft soil stiffness, friction angle of the fill material, tensile stiffness of geosynthetics, and height of the embankment on the load transfer soil arch measured by the critical height were numerically investigated. Results from parametric studies show that the magnitude of the soft soil stiffness is the most influencing factor on the critical height. The contour charts of the critical height with respect to the combination of the soft soil stiffness and other parameters were presented. The charts show that the critical height sensitively varies with the combination of the soft soil stiffness and the height of embankment. Under the sufficiently low stiffness of soft soil, the critical height sensitively varies with the friction angle of the fill material. Once the geosynthetic layer is placed, however, the magnitude of the tensile stiffness of the geosynthetic layer hardly influences the critical height of the soil arch.
Rock bolt is one of the most important supports for tunnelling to prevent excessive ground relaxation at the primary tunnel excavation stage. It forms a ground arch band by confining the ground around a tunnel. Rock bolt has various effects, such as support or hanging effect, internal pressure effect, arching effect, ground improvement effect etc. Most studies on rock bolt focused on the concept of support, but only a few researches on the ground reinforcing effect by pre-tensioning a rock bolts. In this study, large scale model tests are performed to investigate the ground reinforcing effect of rock bolts for regularly jointed rocks. Simple beam model was built to find out the reinforcing effect of jointed rocks, which was reinforced by pre-tensioned rock bolts. Settlement of model beam was analyzed through measuring its sagging for various installation intervals.
Lateral earth Pressure distributions due to the ,randy soil backfill behind the rigid vertical walls for three different wall movement modes are obtained by the elasto-plastic finite element analys of soil deformation, and these earth pressures are compared with both Rankine's and Dubrova's active earth pressures. Thereby, the effects of the magnitude and the mode of wall displacement on the earth pressure distribution are investigated. Three different modes of wall movement considered in this study are the rotation about bottom, the rotation about top and the translation. For the case of the wall rotation about top, the earth pressure distribution is shown as a reverse S-curve-shaped distribution due to the arching effect. Consequently, the point of application of the lateral thrust is much higher than one-third of the wall height from the base. And, comparing the other modes of wall movement, the magnitude and the point of appliestion of the lateral thrust for the wall rotation about top are larger and higher, respectively. The wedge-shaped plastic zone in the backfill at active failure is developed only for the mode of wall rotation about bottom. The lateral earth pressure distributions on the walls with inclined backfill of several different slopes are shown for the mode of wall rotation about bottom.
In the companion paper (Paik 2006), a new formulation for calculating the nonlinearly distributed active earth pressure acting on a caisson backfilled with crushed rock and sand is proposed, and it takes into account arching effects as well as difference in internal friction angles and unit weights between sand and crushed rock. In this study, in order to partially check the accuracy of the proposed equation, the results of the proposed equation are compared with the equation proposed by Paik (2003a) for caissons with rough surface and homogeneous backfill, and are compared with results of Rankine's theory for caissons with smooth surface and homogeneous backfill. In addition, a parametric study is performed to investigate the effect of $phi_{r}$, $phi_{s}$, $\delta_{r}$, $\gamma_{r}$, $\gamma_{s}$ and $\beta$ on the magnitude of active earth pressure acting on the caisson, and construction methods for minimizing active earth pressure on the caisson are also provided based on the results of a parametric study.
2-D numerical methods have been applied to analyze the stability of tunnels because of computation efficiency, though the ground around the tunnel under construction shows 3-D reformational behaviour due to the transverse and longitudinal arching effects. Load distribution factors are introduced to the 2-D analysis for the consideration of the effects of the tunnel advance in three dimensions. The load distribution factors influence significantly the ground deformation and the load of primary supports like shotcrete and rockbolts. According to the previous studies for 3-D numerical studies. it was shown that load distribution factors were heavily dependent on the ground deformational properties, tunnel size and the advance length of a tunnel. However, as the quantitative methods evaluating the factors have not been presented yet, constant values have been assigned to the factors for 2-D analysis even if the conditions for tunnel design are different. Accordingly, this paper presents the method to evaluate quantitatively the load distribution factors through the regression analysis of 3-D analysis data on 72 design cases. Also, new modification to the load distribution factors are suggested for the ring-cut excavation method because the conventional 2-D analysis is not able to consider the support effects of the core left on the tunnel face.
Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
/
v.19
no.8
/
pp.71-77
/
2018
In order to estimate behavior of soil mass which is located straight up of reinforced concrete culvert, Ritz method and FEM were applied and arching effects between the soil mass and adjacent soil were considered for the analyses. Analysis results obtained from the Ritz method and finite element method were compared with analytical solution. In the case of estimating nodal forces considered in FEM, caution is needed that shear stress depending on depth from ground surface should be reflected regardless of local coordinate system. Comparing the displacements computed from Ritz method with those of the analytic solution, it is seen that as the power of assumed displacement function increases, differences between the computed displacements and those of analytic solution decreases. It seems that displacements of FEM becomes closer to those of analytical solution as the number of elements are increased. It is seen that stresses computed from the Ritz method don't get closer to those of the analytic solution as the power of assumed displacement function. Stresses from FEM become closer to those of analytic solution as the number of elements are increased. Comparing the analysis results from the Ritz method and FEM with those of analytic solution, it can be seen that FEM is more reliable than Ritz method.
It has been known that rockbolt is one of important supports improving the support capacity with shotcrete in NATM tunnel. Also, it is necessary for the inclined system bolting to enhance the efficiency of installation in case of a narrow space such as cross passage and enlargement tunnel. However, there is no profound technical study for the effect of inclined rockbolt of systematic installation on the support mechanism and ground behaviour in NATM tunnel. In this study, the effects of the length and installation angle of rockbolt on the characteristics of support and ground reinforcement were analyzed by using 3D finite element numerical study. Through the numerical results for the parametric modelling of inclined rockbolt, the characteristics of mechanical behaviors between the axial force of rockbolt and the effect of ground reinforcement in regard to the various factors of the length and installation angle of rockbolt were verified and reviewed thoroughly. Also, it was shown that the installation angle of rockbolt for enhancing the arching effect in NATM tunnel was $45^{\circ}$, and the difference of the reinforcing effect for support between the installation angles of $75^{\circ}$ and $90^{\circ}$ was insignificant. The additional numerical studies for various condition would be carried out for practical design guideline of inclined rockbolt.
One of the most popular pre-reinforcement methods of tunnel heading in cohesionless soils would be the fore-polling of grouted pipes, known as RPUM (reinforced protective umbrella method) or UAM (umbrella arch method). This technique allows safe excavation even in poor ground conditions by creating longitudinal arch parallel to the tunnel axis as the tunnel advances. Some previous studies on the reinforcing effects have been performed using numerical methods and/or laboratory-based small scale model tests. The complexity of boundary conditions imposes difficulties in representing the tunnelling procedure in laboratory tests and theoretical approaches. Full-scale study to identify reinforcing effects of the tunnel heading has rarely been carried out so far. In this study, a large scale model testing for a tunnel in granular soils was performed. Reinforcing patterns considered are four cases, Non-Reinforced, Crown-Reinforced, Crown & Face-Reinforced, and Face-Reinforced. The behavior of ground and pipes as reinforcing member were fully measured as the surcharge pressure applied. The influences of reinforcing pattern, pipe length, and face reinforcement were investigated in terms of stress and displacement. It is revealed that only the Face-Reinforced has decreased sufficiently both vertical settlement in tunnel heading and horizontal displacement on the face. Vertical stresses along the tunnel axis were concentrated in tunnel heading from the test results, so the heading should be reinforced before tunnel advancing. Most of maximum axial forces and bending moments for Crown-reinforced were measured at 0.75D from the face. Also it should be recommended that the minimum length of the pipe is more than l.0D for crown reinforcement.
A spiting reinforcement system is composed of a series of radially installed reinforcing spites along the perimeter of the tunnel opening ahead of excavation. The reinforcing spill network is extended into the in-situ soil mass both radially and longitudinally The sailing reinforcement system has been successfully used for the construction of underground openings to reinforce weak rock formations on several occasions. The application of this spiting reinforcement system is currently extended to soft ground tunneling in limited occasions because of lack of reliable analysis and design methods. A method of threetimensional limit equilibrium stability analysis of the smile-reinforced shallow tunnel in soft ground is presented. The shape of the potential failure wedge for the case of smile-reinforced shallow tunnel is assumed on the basis of the results of three dimensional finite element analyses. A criterion to differentiate the spill-reinforced shallow tunnel from the smile-reinforced deep tunnel is also formulated, where the tunnel depth, soil type, geometry of the tunnel and reinforcing spites, together with soil arching effects, are considered. To examine the suitability of the proposed method of threedimensional stability analysis in practice, overall stability of the spill-reinforced shallow tunnel at facing is evaluated, and the predicted safety factors are compared with results from twotimensional analyses. Using the proposed method of threetimensional limit equilibrium stability analysis of the smile-reinforced shallow tunnel in soft ground, a parametric study is also made to investigate the effects of various design parameters such as tunnel depth, smile length and wadial spill spacing. With slight modifications the analytical method of threeiimensional stability analysis proposed may also be extended for the analysis and design of steel pipe reinforced multi -step grouting technique frequently used as a supplementary reinforcing method in soft ground tunnel construction.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.