• 한국지반공학회논문집
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• 제34권4호
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• pp.49-55
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• 2018

근접굴착 시 지반변위를 억제하여 기존건물의 안정성을 확보하기 위해 굴착공사 중 흙막이벽체의 버팀대에 선행하중을 가하고 그 효과를 확인하였다. 선행하중을 가한 경우와 가하지 않은 경우에 대해서도 대형모형실험을 하였다. 지표면에 건물하중이 없는 경우와 건물하중이 있는 경우 각각 0m, 1D, 2D 에 대해 대형모형실험을 실시하였다. 본 연구에서는 모형실험에는 12m 폭의 기존건물을 축척 1:10으로 사용하였고, 폭 2m, 높이 6m, 길이 4m를 가진 대형토조에서 흙막이벽체와 인접건물의 거동에 대하여 실험을 수행하였다. 그 결과, 흙막이벽체의 버팀대에 선행하중을 작용시켜 흙막이벽체의 수평변위를 억제시켰을때 벽체배면 가상주동활동영역 내에 있는 인접건물의 안정성이 크게 향상되는 것을 확인하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제20권3호
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• pp.593-608
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• 2018

흙막이벽체 시공 중 버팀대에 문제가 발생하여 변형되거나 제 기능을 상실하게 되면 흙막이벽체에 과다한 변형의 원인이 된다. 따라서 본 연구에서는 모형시험을 통해 시공 중 흙막이벽체의 버팀대 일부가 기능을 상실하게 되었을 때 흙막이 벽체의 거동특성 및 배면에 인접한 터널의 거동을 파악하고자 하였다. 연구 결과, 흙막이벽체의 변형으로 인해 배면지반의 토압이 재배치되고 지표변위를 발생시켜 인접한 터널의 변형에 영향을 미쳤으며, 터널에서 가장 가까운 측벽에 위치한 버팀대를 제거하였을 때 흙막이벽체 변형 및 터널변형이 가장 크게 나타났다. 터널의 위치에 따른 평균 전이토압은 터널 심도가 0.65D에서 2.65D로 깊어짐에 따라 평균 25.6% 증가하였으며, 흙막이벽체와 터널과의 이격거리가 0.5D에서 1.0D로 증가함에 따라 전이토압이 평균 16% 증가하였다. 버팀대 제거에 따른 흙막이벽체의 수평변위는 제거되는 버팀대 부근에 집중되는 경향을 보였으며 버팀대 제거위치가 하부로 내려갈수록 수평변위는 비선형적으로 증가하는 것으로 나타났다. 터널 내공변위는 토피고 1.15D, 수평거리 0.5D일 때 최대 내공변위가 발생하였고, 토피고 2.65D, 수평거리 1.0D에서 최소 내공변위가 발생하였다. 가상파괴면이 터널의 중심부를 통과하는 범위인 토피고 1.15~1.65D, 수평거리 0.5D에서 터널의 내공변위가 크게 증가하는 것으로 검토되었으며, 최대 내공변위와 최소 내공변위의 차이는 약 2배 정도 발생하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 1994년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.139-148
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• 1994

Rapid industrialization and urbanization caused by the high economic growth of the country requires optimization of land usage as well as the expansion of underground space. Therefore the construction of large and deep basements is inevitable in built up areas where the braced excavation for earth retaining structures may create many problems such as settlement and damages of nearby buildings and underground utilities. In this work, some of major influential factors concerning the stability of braced excavation are investigated and the results are compared with the field observation results. The ground water table, applied strut forces, horezontal wall displacement, infilling materials in the rock joints were found to be the most critical factors influencing the stability of braced walls constructed in the layered ground. Magnituide and type of the wall deformation was closely related to the pattern of the surface settlement. The stability of braced walls are described in terms of strut forces.

• Geomechanics and Engineering
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• 제16권6호
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• pp.577-588
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• 2018

A major concern in deep excavation project in soft clay deposits is the potential for adjacent buildings to be damaged as a result of the associated excessive ground movements. In order to accurately determine the wall deflections using a numerical procedure such as the finite element method, it is critical to use the correct soil parameters such as the stiffness/strength properties. This can be carried out by performing an inverse analysis using the measured wall deflections. This paper firstly presents the results of extensive plane strain finite element analyses of braced diaphragm walls to examine the influence of various parameters such as the excavation geometry, soil properties and wall stiffness on the wall deflections. Based on these results, a multivariate adaptive regression splines (MARS) model was developed for inverse parameter identification of the soil relative stiffness ratio. A second MARS model was also developed for inverse parameter estimation of the wall system stiffness, to enable designers to determine the appropriate wall size during the preliminary design phase. Soil relative stiffness ratios and system stiffness values derived via these two different MARS models were found to compare favourably with a number of field and published records.

• Geomechanics and Engineering
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• 제16권6호
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• pp.635-642
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• 2018

Braced excavation systems are commonly required to ensure stability in construction of basements for shopping malls, underground transportation and other habitation facilities. For excavations in deposits of soft clays or residual soils, stiff retaining wall systems such as diaphragm walls are commonly adopted to restrain the ground movements and wall deflections in order to prevent damage to surrounding buildings and utilities. The ground surface settlement behind the excavation is closely associated with the magnitude of basal heave and the wall deflections and is also greatly influenced by the possible groundwater drawdown caused by potential wall leakage, flow from beneath the wall, flow from perched water and along the wall interface or poor panel connections due to the less satisfactory quality. This paper numerically investigates the influences of excavation geometries, the system stiffness, the soil properties and the groundwater drawdown on ground surface settlement and develops a simplified maximum surface settlement Logarithm Regression model for the maximum ground surface settlement estimation. The settlements estimated by this model compare favorably with a number of published and instrumented records.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2010년도 춘계 학술발표회
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• pp.1172-1177
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• 2010

For the deep excavation in urban area, the braced-cut method is mainly adopted. In this case, inadequate consideration of ground water level may result in wrong prediction of structural behavior. In this study, the effects of hydraulic interaction between wall and grout were investigated using the finite element method. The maximum stress in case of confined ground water condition is obtained at the final excavation stage in the range of 70~80% of excavation depth. The stress of impermeable case is about 50% larger than that of permeable case. When the relative permeabililty of wall-grout become smaller, the stress is getting bigger. And the stress tends to converge in case of 1/100 or less of the relative permeability.

• Geomechanics and Engineering
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• 제14권4호
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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.

• 한국지반공학회논문집
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• 제32권11호
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• pp.83-96
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• 2016

흙막이 벽체 배후지반의 지표 침하는 인접구조물의 안전성에 많은 영향을 미친다. 그러나 지반굴착에 따른 주변 지반의 침하는 예측하기가 쉽지 않고 굴착면으로부터 이격거리에 따른 침하량을 정량적으로 구하는 것은 더욱 어려운 일이다. 흙막이 벽체의 변형에 의한 지표침하는 수치해석(FEM)이나, 경험적 방법 Peck(1969)등으로 추정하고 있으나 주로 토사층을 대상으로 하고 있다. 본 연구에서는 토사층 하부에 암반층이 위치하는 복합지반을 굴착 할 때 암반층의 깊이와 절리경사에 따른 흙막이 벽체 배후지반의 지표침하를 대형모형실험(규격: $3m{\times}3m{\times}0.5m$)을 수행하여 측정하였다. 모형실험은 축척 1/14.5로 하고 10단계로 굴착을 하였다. 암반층 비율은 35%와 50%로 하였고 암반층의 절리경사를 $0^{\circ}$, $30^{\circ}$, $45^{\circ}$, $60^{\circ}$로 하여 단계굴착하면서 흙막이 벽체 버팀대에 작용하는 토압(Lee 2014)과 흙막이 벽체 배후지반의 지표 침하량을 측정하였다. 암반층비율과 암반층 절리경사가 증가하면 배후지반의 지표침하량도 증가하며 암반층 절리경사 $60^{\circ}$(J60)에서는 수평지반 굴착시에 비해 최대 17배 크게 발생하였다. 흙막이벽체 배후지반에서 최대 지표침하는 경험적 방법과 달리 흙막이 벽체로부터 굴착깊이의 17%~33%만큼 이격된 위치에서 가장 크게 발생하였다. 복합지반의 지표침하는 전반적으로 경험적 추정방법에 의한 지표침하량에 비해 작게 나타났다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제20권3호
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• pp.609-623
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• 2018

건물하중의 영향을 받는 상태의 기존터널에 근접해서 터널보다 깊은 심도로 지반을 굴착하는 경우에 흙막이벽체의 거동이 기존터널의 존재로 인해 큰 영향을 받는 것으로 알려져 있다. 그런데 지상 구조물에 의해 받는 영향에 대한 연구 예가 많지 않다. 따라서 본 연구에서는 기존터널에 근접하여 지반을 굴착할 때 기존터널이 상부구조의 영향을 받는 상태에서 건물 위치에 따른 터널의 거동을 대형모형실험과 수치해석을 실시하여 측정하였다. 이를 위해 지표면에 건물하중이 없는 경우와 건물하중이 3가지 이격거리에 위치한 경우(0 m, 1D, 2D)에 대하여 각각 대형모형실험을 수행하였다. 본 논문에서는 흙막이벽체와 기존구조물의 영향을 받고 있는 터널의 거동에 대하여 연구하였다. 1 : 10의 축척으로 2.0 m (폭)${\times}$6 m (높이)${\times}$4.0 m (길이)의 크기를 가진 대형토조에서 실험을 수행하였다. 그 결과 흙막이벽체 배면에 있는 인접터널의 안정성은 근접굴착에 의해 뚜렷하게 영향을 받는 것으로 나타냈다.

• Earthquakes and Structures
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• 제12권3호
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• pp.263-270
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• 2017

In this study, two geometrically identical multi-storey steel buildings with different lateral load resisting systems are structurally analyzed under same earthquake conditions and they are compared with respect to their construction costs of their structural systems. One of the systems is a steel structure with eccentrically steel braced frames. The other one is a RC wall-steel frame system, that is a steel framed structure in combination with a reinforced concrete core and shear walls of minimum thickness that the national code allows. As earthquake resisting systems, steel braced frames and reinforced concrete shear walls, for both cases are located on identical places in either building. Floors of both buildings will be of reinforced concrete slabs of same thickness resting on composite beams. The façades are assumed to be covered identically with light-weight aluminum cladding with insulation. Purpose of use for both buildings is an office building of eight stories. When two systems are structurally analyzed by FEM (finite element method) and dimensionally compared, the dual one comes up with almost 34% less cost of construction with respect to their structural systems. This in turn means that, by using a dual system in earthquake zones such as Turkey, for multi-storey steel buildings with RC floors, more economical solutions can be achieved. In addition, slender steel columns and beams will add to that and consequently more space in rooms is achieved.