International Journal of Ocean Engineering and Technology Speciallssue:Selected Papers
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제5권1호
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pp.40-45
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2002
The calculation of earthwork plays a major role in the planning and design phases of many civil engineering projects, such as seashore reclamation; thus, improving the accuracy of earthwork calculation has become very important. In this paper, we propose an algorithm for finding a cubic spline surface with the free boundary conditions, which interpolates the given three-dimensional data, by using B-spline and an accurate method to estimate pit-excavation volume. The proposed method should be of interest to surveyors, especially those concerned with accuracy of volume computations. The mathematical models of the conventional methods have a common drawback: the modeling curves form peak points at the joints. To avoid this drawback, the cubic spline polynomial is chosen as the mathematical model of the new method. In this paper, we propose an algorithm of finding a spline surface, which interpolates the given data, and an appropriate method to calculate the earthwork. We present some computational results that show the proposed method, of the Maple program, provides better accuracy than the method presented by Chen and Lin.
The Han River tunnel connecting Yoido and Mapo was constructed as a part of the Seoul subway line No.5, which is 52 km long, to improve the traffic conditions of Seoul. It is constructed 15.6∼30m below the river floor. It Is the first under-river tunnel in Korea with the length of 1,288m. Geological conditions of the ground under the Han River were more complex and irregular than expected at the design stage, because there were several faults, fracture zones and slickensided joints coated with graphite. It was thus indispensable to estimate the ground condition of the tunnel face to apply proper excavation and reinforcement methods. Advance borings and face mappings were performed before excavation to improve constructional efficiency and excavation stability.
Geological and geotechnical surveys, in general, should precede the excavation to ensure the safety of the tunnel and should be followed up according to the various geological condition during the excavation. However actually the standard support patterns which were decided during the design step used be insisted for the whole excavation steps in spite of the various geological conditions. OO tunnel was excavated with NATM and a support pattern type-V in weak rocks. When the tunnel was excavated up to 25m long, the severe displacement was generated in the portal area and the shotcrete was damaged to make the cracks and the tunnel face was totally collapsed. It might happen owing to the one-day heavy rain, but the exact reason for that accident should be found out and the new optimal support patternt needed. Consequently three dimensional numerical analysis was applied for the evaluation of the cause of the tunnel collapse instead of two dimensional analysis, because three dimensional analysis can show better the real field phenomenon than two dimensional analysis in which the load distribution methods are adopted for the tunnel excavation. We could simulate the actual situations with three dimensional finite difference code and propose the new optimal support patterns.
The purpose of this study is to assess the stability of tunnel for a high speed railway crossing the fault zone. The area where the tunnel crossed the fault zone can be unstable during construction and operation. Geotechnical investigations have been conducted to determine an optimum excavation method by obtaining the material properties around the fault zone and to check the stability of the tunnel. For the numerical analysis, the FLAC, numerical analysis code based on finite difference method, was utilized to analyze the behavior of the fault at three points having typical ground conditions. Based on the results of numerical analysis, the combinations of compaction grouting and LW grouting were determined as suitable methods for pre-excavation Improvement of the ground surrounding the tunnel opening. In conclusion, the stability of the tunnel construction for the high speed railway within the fault zone may be obtained by adopting the optimum excavation method and the reinforcement method. The numerical analysis based on FLAC program contains errors caused by assumptions used in numerical analysis, therefore constant monitoring with respect to the change of ground condition and groundwater is highly recommended to minimize the numerical error and the possibility of damage to tunnel.
현재 기계굴착공법인 올케이싱, 어스 드릴, 역순환공법이 널리 활용되고 있음에도 불구하고, 시공 현장에서 발생되는 부조화로 인하여 말뚝의 품질이 저하되거나 부실시공이 빈번히 발생되고 있다. 본 연구에서는 이 문제를 줄이는 방법으로 올케이싱, 어스 드릴, 역순환공법을 중심으로 현장 콘크리트타설 말뚝 시공시 발생되는 부조화 종류별로 부조화 발생요인을 현장기술자들을 대상으로 설문조사를 수행 하였다. 그리고 설문분석결과를 토대로 부조화 종류별로 빈번히 발생되는 부조화 요인을 분석함으로서 대응방안을 제시하였다. 본 연구에서 분석된 자료는 향후 건설현장에서 기계굴착공법으로 시공될 때, 부조화를 최소화 할 수 있는 효과적인 자료가 될 것으로 사료된다.
The 9th International Conference on Construction Engineering and Project Management
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pp.222-229
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2022
Although stochastic programming and feedback control approaches could efficiently mitigate the overdue risks caused by inherent uncertainties in ground conditions, the lack of formal representations of planners' rationales for resource allocation still prevents planners from applying these approaches due to the inability to consider comprehensive resource allocation policies for hard rock tunnel projects. To overcome the limitations, the authors developed an ontology that represents the project duration estimation rationales, considering the impacts of ground conditions, excavation methods, project states, resources (i.e., given equipment fleet), and resource allocation policies (RAPs). This ontology consists of 5 main classes with 22 subclasses. It enables planners to explicitly and comprehensively represent the necessary information to rapidly and consistently estimate the excavation durations during construction. 10 rule sets (i.e., policies) are considered and categorized into two types: non-progress-related and progress-related policies. In order to provide simplified information about the remaining durations of phases for progress-related policies, the ontology also represents encoding principles. The estimation of excavation schedules is carried out based on a hypothetical example considering two types of policies. The estimation results reveal the feasibility, potential for flexibility, and comprehensiveness of the developed ontology. Further research to improve the duration estimation methodology is warranted.
To stabilize the excavations in urban area, soil anchorage is among the very common methods in geotechnical engineering. A more efficient deformation analysis can potentially lead to cost-effective and safer designs. To this end, a total of 116 three-dimensional (3D) finite element (FE) models of a deep excavation supported by tie-back wall system were analyzed in this study. An initial validation was conducted through examination of the results against the Texas A&M excavation cases. After the validation step, an extensive parametric study was carried out to cover significant design parameters of tie-back wall system in deep excavations. The numerical results indicated that the maximum horizontal displacement values of the wall (δhm) and maximum surface settlement (δvm) increase by an increase in the value of ground anchors inclination relative to the horizon. Additionally, a change in the wall embedment depth was found to be contributing more to δvm than to δhm. Based on the 3D FE analysis results, two simple equations are proposed to estimate excavation deformations for different scenarios in which the geometric configuration parameters are taken into account. The model proposed in this study can help the engineers to have a better understanding of the behavior of such systems.
최근지반굴착 공사의 증가로 인해 지반침하사고 발생 가능성은 점점 높아지고 있지만, 지하안전관리에 관한 특별법 제정 등 제도적인 강화에도 불구하고 지반침하사고를 근본적으로 예방하는 것은 매우 어려운 실정이다. 도심지 지반굴착의 여러 사례를 살펴보면, 굴착 전에 다양한 정보를 활용해 예측했던 지반침하 거동특성은 시공 중에 확인된 결과와 무시할 수 없을 정도의 차이를 보이고 있다. 이러한 원인은 지반조건의 변화, 지반침하 예측방법의 한계, 설계와 착공 시기의 계절적인 차이, 현장여건을 고려한 공법의 변경 및 기타 다양한 사유에 의한 장기간의 공사 중지 등의 현장 여건 변경이 주요 원인으로 고려될 수 있다. 이에 대응하기 위한 방안으로, 다양한 시공정보를 통한 안전관리시스템 도입을 예를 들 수 있으나 아직까지는 굴착으로 인한 영향 및 위험도를 예측할 수 있는 시스템은 부재한 실정이다. 본 연구에서는 도심지 굴착사업의 설계·시공에 있어서 지반침하와 주변 구조물에 미치는 굴착 영향도를 사전에 예측하고 위험도 평가를 할 수 있는 시스템을 개발하였으며, 과거에 획득된 현장계측 데이터를 통해 현재 및 장래 지하수위와 침하량 등을 예측할 수 있는 시계열 분석기법과 지반공학 데이터 시각화(Geotechnical Data Visualization, GDV) 기술을 적용하였다. 본 연구에서 개발된 웹기반 평가시스템을 통해 과거에 획득된 데이터를 이용하여 현재 및 장래 지하수위 변화 및 침하량 예측 등 굴착으로 인한 위험도 예측 및 관리가 가능할 것으로 기대된다.
본 연구는 최근 우리나라 ODA의 양적 성장이 이루어지고 있는 가운데 농업분야 ODA 질적 제고를 위해 우량사업 발굴을 위한 접근법에 대해 분석하였다. 이 분석은 국제사회의 ODA 발전 패러다임, 우리나라 ODA 발전 방향 및 농업분야 ODA 사업 발굴에 있어서의 구조 절차 내용상의 문제점을 기초로 이루어졌다. 분석 결과 전략에 근거한 접근(Strategy Approach), 비교우위에 기초한 접근(Comparative Advantage Approach), 파트너십에 기초한 접근(Partnership Approach), 공여주체간 협의에 기초한 접근(Networking Approach), 모델화 접근(Modeling Approach) 등 5가지 접근법이 도출되었다. 각각의 접근법이 유기적으로 연계되어 적용될 경우 우량사업 발굴 가능성이 더욱 높아지고, 결국에는 사업의 효과성 제고로 이어질 것이다. 본고에서는 이러한 접근법을 적용하여 맞춤형 ODA 사업을 발굴한 KAPEX 프로그램 사례를 소개하였다.
연약지반에서 지하 공동의 굴착은 지반침하로 인하여 인근 지반 및 구조물에 영향을 끼치게 되고 그 결과 도로 및 시설물의 안정성에 심각한 위험요소로 작용하고 있다. 따라서 구조물의 안정 및 지반보강을 위하여 여러 가지 공법과 주입재료들을 사용하고 있다. 본 연구에서는 실내 모형실험을 실시하여 연약지반에서 다양한 종류의 지하공동 굴착 시 상부 지반보강에 따른 지반침하량을 비교 분석하였으며 3차원 유한차분법에 근거한 FLAC 3D를 사용하여 지하공동 굴착에 따른 지반 침하를 수치적으로 모사했다. 모형실험에서의 결괏값과 수치해석의 결괏값이 비교적 일치하는 결과를 토대로 수치해석상에서 보강범위를 달리하여 지반 침하량을 비교 분석하였으며, 그 결과 다양한 종류의 지하공동을 굴착함에 따른 지반침하 발생 여부 및 침하량 산정을 3차원 수치해석을 통해 보다 정확하게 구현할 수 있으며, 본 연구 결과는 지반침하 방지공법의 자료로 이용될 수 있을 것으로 사료된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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