• 한국지반공학회지:지반
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• 제13권4호
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• pp.85-94
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• 1997

지하공간에 대한 설계 및 시공시에는 필연적으로 많온 불확정성이 내포되어 있다. 가장 중요 한 요소로는 설계단계 에서 입력 값으로 사용하는 지반계수이며, 이의 정 확한 산정 에는 많은 어려 움이 따른다. 특히, 지하공동의 굴착으로 인해 소성영역이 발생하게 되면, 지반거동은 항복규준 을 결정짓는 강도정수에 민감한 반응을 나타내므로 탄성해석법에만 근거한 역 해석기법의 적용 으로는 신뢰성 있는 지반계수를 추정할 수 없게 된다. 본 논문에서는 지하공간의 설계와 시공의 유기적인 결합으로 터널의 소성상태까지 고려할 수 있는 최적의 지반계수를 산정하기 위하여, 초기예측치와 계측치로부터 예측된 값을 합리적으로 조합할 수 있는 확장 Bayesian방법(Extended Bayesian Method:EBM)을 적용하였다. 지반 조합 거동 예측은 Mohr-Coulomb 항복규준에 근거한 탄.소성 유한요소해석법을 사용하였다. 개발된 피드백 시스템의 효용성을 검증하기 위하여 소성 거동을 나타내는 단면에 대해 예제해석을 수행하였다.

• 터널과지하공간
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• 제31권6호
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• pp.480-493
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• 2021

일반화된 Hoek-Brown(GHB) 파괴기준식은 GSI 값을 이용하여 현장 암반조건이 반영된 강도정수 값을 효과적으로 결정할 수 있기 때문에 암반공학 분야에서 표준 파괴기준식의 하나로 인식되고 있다. 그러나 GHB 파괴기준식의 비선형적 형태는 이 식의 수학적 취급을 어렵게 하고 이 식의 적용 범위를 제약하는 요인이 되고 있다. GHB 파괴기준식의 이러한 단점을 극복하기 위한 노력의 하나로 Taylor 다항함수 근사원리를 적용하여 파괴 최대주응력에 대응하는 최소주응력을 근사적으로 계산할 수 있는 명시적, 해석적 수식을 유도하였다. 근사식으로 구한 최소주응력과 수치해석적으로 계산한 정해를 비교하여 이 연구에서 유도한 최소주응력 근사식의 정확성을 검증하였다. 연구결과의 응용사례를 제시하기 위해 근사 최소주응력 계산식을 활용하여 GHB 암반에 굴착된 원형터널 주변에 예상되는 소성영역의 등가 마찰각과 등가 점착력을 계산하였다. 소성영역의 등가 Mohr-Coulomb 강도정수를 정밀하기 산정하기 위해서는 mi, GSI, 초기지압의 크기를 동시에 고려하는 것이 중요한 것으로 나타났다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제20권3호
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• pp.175-189
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• 2020

A set of relatively simple five local shear and tension failure variables is presented and then implemented into a generalized poroelastic hydromechanical numerical model to analyze failure potential and stability of variably saturated geologic media. These five local shear and tension failure variables are formulated from geometrical relationships between the Mohr circle and the Mohr-Coulomb failure criterion superimposed with the tension cutoff, which approximate together the Mohr effective stress failure envelope. Finally, fully coupled groundwater flow and land deformation in two variably saturated geologic media, which are associated with a slope (Case 1) and a tunnel (Case 2), respectively, and their failure potential and stability are simulated using the resultant hydromechanical numerical model. The numerical simulation results of both cases show that shear and tension failure potential and stability of variably saturated geologic media can be analyzed numerically simply and efficiently and even better by using the five local shear and tension failure variables as a set than by using the conventional factors of safety against shear and tension failures only.

• Geomechanics and Engineering
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• 제19권2호
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• pp.179-191
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• 2019

Based on the effective stress principle, a new formula for shear strength of unsaturated soil is derived under the general nonlinear Mohr-Coulomb (M-C) strength criterion to improve the classical strength criterion of unsaturated soil. Meanwhile, the simple irrigation model under steady seepage is adopted to obtain the distribution of the matrix suction or the degree of saturation (DOS) above the groundwater table in the slope. Then, combined with the improved strength criterion of unsaturated soil and the simple irrigation model under steady seepage, the limit equilibrium (LE) solutions for the unsaturated slope stability are established according to the global LE conditions of the entire sliding body with assumption of the stresses on the slip surface. Compared to the classical strength criterion of unsaturated soil, not only the cohesion soil but also the internal friction angle is affected by the matric suction or the DOS in the improved strength criterion. Moreover, the internal friction angle related to the matric suction has the nonlinear characteristics, particularly for a small of the matric suction. Thereafter, the feasibility of the present method is verified by comparison and analysis on some slope examples. Furthermore, stability charts are also drawn to quickly analyze the unsaturated slope stability.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제19권5호
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• pp.519-533
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• 2005

The numerical simulations on the influence of mesoscopic structures on the macroscopic strength and fracture characteristics are carried out based on that the concrete is assumed to be a three-phase composite composed of matrix (mortar), aggregate and bond between them by using a numerical code named MFPA. The finite element program is employed as the basic stress analysis tool when the elastic damage mechanics is used to describe the constitutive law of meso-level element and the maximum tensile strain criterion and Mohr-Coulomb criterion are utilized as damage threshold. It can be found from the numerical results that the bond between matrix and aggregate has a significant effect on the macroscopic mechanical performance of concrete.

• Geomechanics and Engineering
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• 제10권1호
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• pp.59-76
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• 2016

The non-linear Hoek-Brown failure criterion has been widely accepted and applied to evaluate the stability of rock slopes under plane-strain conditions. This paper presents a kinematic approach of limit analysis to assessing the static and seismic stability of three-dimensional (3D) rock slopes using the generalized Hoek-Brown failure criterion. A tangential technique is employed to obtain the equivalent Mohr-Coulomb strength parameters of rock material from the generalized Hoek-Brown criterion. The least upper bounds to the stability number are obtained in an optimization procedure and presented in the form of graphs and tables for a wide range of parameters. The calculated results demonstrate the influences of 3D geometrical constraint, non-linear strength parameters and seismic acceleration on the stability number and equivalent strength parameters. The presented upper-bound solutions can be used for preliminary assessment on the 3D rock slope stability in design and assessing other solutions from the developing methods in the stability analysis of 3D rock slopes.

• 소성∙가공
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• 제11권1호
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• pp.69-74
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• 2002

In addition to lightweight and moldable characteristics, polymeric foams possess an excellent energy absorbing capability that can be utilize for a wide range of commercial applications, especially in the crashworthiness of the automobiles. The purpose of the present study is to develop experimental methodology to characterize the pressure dependent yield behavior of the energy absorbing polymeric foams. For the compression test in a triaxial stress sate, a specially designed device was placed in a hydraulic press to produce and control oil pressure. For the test material, the polyurethane foams of two different densities were used. The displacement of the specimen, the load subjected to the specimen, and oil pressure applied to the specimen were measured and controlled. Stress strain curves and yield stresses for the four different oil pressure were obtained. It was found from the present experiments that the polyurethane foams exhibited significant increases in yield stress with applied pressure or mean normal stress. Based on this observation, a yield criteria which included the effect of the stress invariant were established for the polymeric foams. The obtained experimental constants which constituted the pressure-dependent yield criterion were verified.

• 한국지반공학회논문집
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• 제18권4호
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• pp.137-146
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• 2002

폐기물 매립지에는 침출수가 외부로 유출되는 것을 방지하기 위해 지오멤브레인, 점토차수재 및 토목섬유 점토 차수재(GCL) 등이 널리 사용된다. 매립지의 사면에 설치되는 GCL과 지오멤브레인 사이의 접촉(interface) 전단강도는 사면에 설치되는 차수 및 최종 덮개시설의 안전한 설계를 위해 꼭 필요한 물성치로서, 본 연구에서는 대형 직접전단 시험기를 사용하여 두 종류의 GCL과 지오멤브레인 사이의 접촉 전단강도를 측정하였다. 본 논문에서는 Mohr-Coulomb 파괴 포락선을 이용하여 전단강도를 평가하였으며, 연직하중, 수화 및 건조상태, 수화조건 등이 전단강도에 미치는 영향을 알아보았다. 분석 결과 연직하중이나 수화 상태가 전단 거동 및 전단 강도에 미치는 영향은 하중의 크기와 토목섬유의 종류에 따라 다르게 나타났다. 6kPa의 하중을 가한 상태에서 수화를 시킨 후 실시한 전단 시험 결과는 기존의 문헌에 제시된 결과와도 잘 일치하는 모습을 보였다. 마지막으로 연직하중 및 수화조건에 따른 마찰각을 제시하여 유사한 토목섬유가 적용되는 현장의 설계시 참고자료로 활용할 수 있도록 하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제35권11호
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• pp.63-74
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• 2019

동적원심모형 시험 결과를 기준으로 액상화모델과 응답이력해석 절차에 대한 검증을 시행하였다. 사용된 동적원심모형시험 결과는 LEAP-2017(Liquefaction Experiments Analysis Project)의 일환으로 시행된 결과이다. 시험을 위한 모형지반은 오타와 F-65모래를 이용하여 강성토조 내부 수면아래 상대밀도 55%, 표면경사 5°로 조성되었다. 진폭이 변화하는 주파수 1Hz 사인파형 입력운동을 강성토조 하단에 가진하였다. 수치해석은 원심모형시험의 원형스케일에 대해서 2차원 유한차분 해석기법을 이용하여 수행되었다. 지반은 전단파괴 이전 이력감쇠를 나타내며 전단 파괴기준은 Mohr-Coulomb 모델을 따르도록 모델링 되었다. 정적평형 후 반복하중으로 인한 간극수압의 변화를 묘사하기 위하여 Byrne의 액상화 모델을 적용하였다. 액상화 해석에 적합한 흐름조건을 확인을 위하여 수치해석은 배수 및 비배수 조건으로 시행하였으며, 비배수 해석조건에서 시행된 수치해석결과가 원심모형시험과 유사한 결과를 제시함을 알 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제4권1호
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• pp.59-68
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• 1984

측방변형지반(側方變形地盤)속에 일정(一定)한 간격(間隔)을 두고 일렬(一列)로 설치(設置)된 각종 단면(斷面)의 말뚝에 작용(作用)하는 측방토압(側方土壓)을 산정(算定)할 수 있는 이론식(理論式)이 유도(誘導)되고 이론식(理論式)의 특성검토(特性檢討) 및 타이론(他理論)과의 비교검토(比較檢討)가 실시(實施)된다. 줄말뚝중 두개의 말뚝사이에 있는 지반(地盤)이 Mohr-Coulomb의 강복조건(降伏條件)을 만족(滿足)시키는 소성상태(塑性狀態)에 도달하려 할 때 말뚝열(列) 전후면(前後面)에 작용(作用)하는 토압(土壓)의 차(差)를 산정(算定)함에 의하여 줄말뚝에 작용(作用)하는 측방토압산정이론식(側方土壓算定理論式)이 유도(誘導)될 수 있다. 본이론식(本理論式)에서는 특(特)히 말뚝단면형상(斷面形狀), 말뚝설치간격(設置間隔) 및 말뚝주변지반(周邊地盤)의 소성상태(塑性狀態)가 무리(無理)없이 고려(考慮)되고 있다. 그 밖에도 본연구(本硏究)를 통하여 측방토압(側方土壓)에 영향(影響)을 미치는 지반(地盤)과 말뚝에 관(關)한 몇몇 요소(要素)가 구명(究明)되고 본이론식(本理論式)의 신뢰도(信賴度)가 대단히 높다는 사실(事實)도 입증(立證)된다.