• 제목/요약/키워드: Dynamic internal friction angle

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소형동적콘관입시험을 이용한 전단강도 산정 및 N-Nc 상관관계 연구 (Study on Shear Strength Using a Portable Dynamic Cone Penetration Test and Relationship between N-Nc)

  • 김혁호;임희대
    • 자원환경지질
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    • 제50권2호
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    • pp.145-157
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    • 2017
  • 최근 집중강우로 인하여 전국적으로 산사태 및 사면붕괴 현상이 빈번히 발생하고 있다. 이러한 산지 및 비탈면에서 발생하는 자연재해에 대한 대책안 마련 및 설계 입력자료로서 지반의 강도정수(전단강도)를 도출해야만 한다. 그러나 현재 산지 및 비탈면에 접근하여 지반조사를 하기 위해서는 과다한 산림훼손과 많은 경제적인 비용 등이 요구되어진다. 따라서 본 연구에서는 현장에서 인력운반이 가능한 경량화된 소형동적콘관입시험기를 제작하여 다수의 지역에 대한 지반의 특성 및 강도정수를 산출하였다. 그리고 국내 및 외국의 소형동적콘관입시험 방법에 대해서 연구 분석하여 국내에 적합한 콘 재료와 시험방법을 제안하였으며, 대표적인 지역을 대상으로 현장에서 콘관입시험 Nc값과 표준관입시험 N값과 비교 분석하였다. 이와 더불어 직접전단시험 및 공내전단시험을 실시하여 토층심도별, 기반암별, 흙의 분류별 그리고 #200번체 통과량별로 Nc값과 전단강도와의 상관관계를 분석하였다. 특히 본 연구에서는 산지조건에서 가장 많이 분포하는 사질토를 대상으로 Nc값에 대응하는 전단강도(점착력 및 내부마찰각)와의 상관식을 제안하여 산지 토층에 대한 효율적인 지반강도정수를 산출하도록 하였다.

암반 불연속면이 동적 전단응력파에 미치는 영향 (Effect of Rock Discontinuities on Dynamic Shear Stress Wave)

  • 손무락
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제19권12호
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    • pp.25-32
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    • 2018
  • 본 논문은 암반에 형성되어 있는 불연속면이 지진 또는 발파에 의해 유발되어 암반을 통해 전달되는 동적 전단응력파에 미치는 영향에 대해서 수치해석적 매개변수 연구를 통해 조사하고 그 결과를 제시하는 것이다. 수치해석적 매개변수 연구를 수행하기 위해서 먼저 이론적 해를 얻을 수 있는 조건에 대해서 타당성해석을 수행하고 그 결과를 이론해와 비교한 후 암반조건 및 불연속면 조건을 달리한 경우에 대해서 매개변수해석을 수행하였다. 암반조건으로는 암반 초기 현장응력 상태가 고려되었으며 불연속면조건으로서는 불연속면의 전단강도 정수인 마찰각과 점착력이 고려되었다. 또한 불연속면의 경사각 또한 매개변수로서 고려되었다. 이와 같은 다양한 조건의 매개변수연구를 통해 전단응력파의 변화를 파악한 결과, 매질을 통해 전달되는 동적 전단응력파는 암반의 초기 현장응력조건 뿐만 아니라 불연속면의 전단강도 및 경사각 조건에 크게 영향을 받는 것으로 나타났다. 이를 통해 지진 또는 발파유발 동적하중이 절리형성 암반지층이나 서로 다른 지층으로 이루어진 토사지층을 통과할 때, 지층의 초기응력 상태와 더불어 불연속면 또는 지층경계면의 특성 등을 반드시 고려하여 주변시설물 및 구조물에 대한 동적영향을 파악해야 할 것으로 판단된다.

극한 해양 환경하중을 고려한 해상풍력터빈 지지구조물의 신뢰성 해석 (Reliability Analysis Offshore Wind Turbine Support Structure Under Extreme Ocean Environmental Loads)

  • 이상근;김동현
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제26권1호
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    • pp.33-40
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    • 2014
  • 극한 해양 환경하중을 고려한 해상풍력터빈 지지구조물에 대한 신뢰성 해석을 수행하였다. 신뢰성 해석을 위한 한계상태함수는 mud-line에서 지지구조물의 동적응답으로 정의되며, 동적응답은 정적응답과 동적응답계수의 곱으로 정의된다. 동적응답계수는 설계조건에서의 동적 시간이력응답을 분석하여 구할 수 있다. 허브(Hub) 위치에 작용하는 추력은 GH_Bladed를 사용하여 계산하였으며, 정적하중으로 적용하였다. 동적응답계수는 대수정규분포, 지반물성 중 내부마찰각은 상한과 하한이 결정된 베타분포이며, 그 외 설계변수는 정규분포 확률변수로 취급되었다. mud-line 에서의 동적응답을 통해 정의된 한계상태함수에 따라 일계신뢰도법(First order reliability method, FORM)을 사용하여 해상풍력터빈 지지구조물의 신뢰도지수를 산정하였다.

화강토 지반 절취사면의 풍화특성에 관한 연구 (A Study of Characteristics on Weathering for Decomposed Granite Soils in Cutting Slope)

  • 이송;김주현
    • 한국철도학회:학술대회논문집
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    • 한국철도학회 2001년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.451-458
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    • 2001
  • The purpose of this study was to evaluate shear parameters on cutting slope of weathered granite soils by using small dynamic cone penetration test on the very moment of its cutting. The results were : On the relations among N$\_$c/, Li, and CEC, the condition of Li>6%, CEC>14(meq/100g) corresponds to that of N$\_$c/ values of 2∼30, and 3<CEC<14(meq/100g) to N$\_$c/=30∼50. Comparing the smallest penetration depth from two small dynamic cone penetration tests done at 5m below from the top of the slope on April 15th, October 31t. there was a l0cm difference. So we could find out the degree of weathering on the slope. And dividing the difference by 190 days (the whole testing time), we could know it's being weathered 0.052mm each day. The more N. value increases, the more shear parameters(internal friction angle ; $\phi$, cohesion : c) increase at a standard pressure($\sigma$>32㎪). So the condition of N$\_$c/=2∼50 corresponds to that of $\phi$=27∼50, c=12∼49㎪. From the above testing results, the N$\_$c/ values more correspond to $\phi$ values than c values. In conclusion, this study suggests that on small dynamic cone penetration test a penetration boundary line of 5 centimeters is decided at around Li=4%, CEC=3(meq/100g) which is classified as a strong weathering soil. It also shows that as Li increases CEC increases as well, while N$\_$c/ decreases.

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압밀응력비에 따른 낙동강모래의 비배수전단거통 특성 (Variation of Undrained Shear Behavior with Consolidation Stress Ratio of Nakdong River Sand)

  • 김영수;정성관;송준혁;정동길
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제19권4호
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    • pp.83-93
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    • 2003
  • 본 연구에서는 낙동강 하류 을숙도에 분포하는 0.558%의 세립분을 함유한 자연 사질토 지반에 대하여 느슨, 중간, 그리고 조밀한 지반 상태를 재현하여 초기정적전단응력의 영향을 정적 및 동적 시험을 통해 응력경로와 과잉간극수압 소산 및 잔류변형 거동을 규명하고, Bolton 이론에 의거한 파괴시 최대 유효마찰각을 상대밀도에 의한 영향과 구속압의 영향을 고려하여 제시하였다. 파괴선과 상전이점의 거리는 초기전단응력이 증가할수록 가까워지고, 느슨한 모래의 경우 그 영향이 커서 조밀한 모래의 응력경로로 접근하는 경향을 보인다. 압밀응력비 조건이 1.4에서 1.8로 변함에 따라, 상대밀도의 증가와 함께 보다 큰 액상화 저항강도를 보이고 조밀한 상대밀도 조건에서는 유사한 CSR값을 보였다.

암버력 매립층의 동치환공법 현장 적용성 및 개량효과에 관한 연구 (Improvement Effect and Field Application of Dynamic Replacement Using Crushed Rock)

  • 이인환;이철희;신은철
    • 한국지반신소재학회논문집
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    • 제18권4호
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    • pp.1-13
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    • 2019
  • 본 연구는 건설현장에서 발생하는 암버력을 재활용하여 연약지반 개량재료로 활용가능한 동치환공법의 적용성과 연약지반 개량효과를 고찰하는 것을 목적으로 하고 있다. 암버력 매립층에서 동치환공법 적용시 지반보강 효과를 파악하기 위하여 현장지반 조사를 통해 수집한 암버력과 현장시료를 바탕으로 실내실험 및 현장시험을 수행하였다. 암버력의 전단시험을 통해 내부마찰각과 겉보기 점착력을 도출하였으며, 현장시료의 적용성과 문제점을 확인하고 동치환공법 적용시 필요한 중추의 무게, 낙하고, 타격횟수 등을 분석하여 동치환 특성을 파악하였다. 현장 평판재하시험과 밀도시험을 통하여 개량된 지반의 지지력과 침하량을 계측하였으며, 수치해석을 통해 개량지반의 거동을 예측하였다. 본 연구를 통해서 암버력 매립층의 동치환공법시 지반 실험계수 CDR은 0.3~0.5로 수정 제안하였고, 100mm 이하 D90은 80mm이하, D15는 30mm이상의 입도범위를 가지는 암버력을 사용할 것을 제안하였다.

인공신경망을 활용한 동적 물성치 산정 연구 (Neural Network-Based Prediction of Dynamic Properties)

  • 민대홍;김영석;김세원;최현준;윤형구
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제39권12호
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    • pp.37-46
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    • 2023
  • 동적 물성치는 지반의 상세한 거동을 예측하기 위한 필수인자이나, 샘플 채취와 추가적인 실험이 동반되는 한계가 있다. 본 연구의 목적은 정적 지반 물성치를 기반으로 동적 지반 물성치를 예측하는 것으로 인공신경망을 활용하고자 하였다. 정적 물성치는 점착력, 내부마찰각, 함수비, 비중 그리고 일축압축강도로 선정하였으며 출력 값인 동적물성치는 압축파 속도와 전단파 속도로 결정하였다. 인공신경망 적용시 결과값의 신뢰성을 높이기 위해 Levenberg-Marquardt와 Bayesian regularization 방법을 적용하였으며, 각 최적화 방법에 따른 신뢰성을 비교하였다. 인공신경망 모델의 정확도는 결정계수로 나타냈으며, train과 test 과정 모두 0.9 이상의 값을 보여 해당 연구에서 구축한 인공신경망의 신뢰성이 높은 것으로 나타났다. 또한, 구축된 인공신경망 모델의 검증을 위해 새로운 입력 데이터에 대해서도 출력값의 신뢰성을 검증하였으며, 그 결과 높은 정확도를 보였다.