• 제목/요약/키워드: Ground stress distribution

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하수관거 파손폭과 토피고를 고려한 지중 공동 및 이완영역 발생 규모에 관한 수치해석적 연구 (A Numerical Study on the Occurrence Scope of Underground Cavity and Relaxation Zone Considering Sewerage Damage Width and Soil Depth)

  • 유승경;안희철;김영호;한중근;홍기권;박정준
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제35권1호
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    • pp.43-53
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    • 2019
  • 본 논문에서는 하수관거 파손에 따른 토사 유실로 인해 발생되는 지중 공동 및 이완영역의 규모를 정량적으로 분석하기 위해 하수관거 파손 폭과 하수관거 상부의 토피고 변화를 고려한 유한요소 수치해석을 실시하였다. 수치해석에서는 선행 연구에서 검증된 역학모델을 적용하였으며, 강제변위법을 이용하여 토사 유실에 따른 하수관거 파손부 주변지반의 역학적 거동을 모사하였다. 수치해석 결과로부터 파손 폭 및 토피고 변화에 따른 모형지반의 간극비 분포, 지표면 침하, 전단응력 분포 특성을 분석하였다. 또한, 지중의 전단응력 감소 특성을 분석하여 지중 공동 및 이완영역의 경계를 결정하였으며, 파손 폭과 토피고 변화에 따른 공동 및 이완영역의 발생 규모를 정량적으로 평가하였다.

팽이기초공법(Top-Base Method)의 하중-침하량 분석 (Load-Settlement Characteristics of Concrete TOP-BASE Foundation on Soft Ground)

  • 김재영;정상섬;이재환
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 2009년도 춘계 학술발표회
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    • pp.210-221
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    • 2009
  • A new foundation type which is called Top-Base method has been used frequently in engineering practices in Korea. In this study, the settlement behavior of concrete Top-Base foundation on soft ground is investigated since the consolidation settlement of the embedding depth and the effect of footing dimensions are not included in current Korean criterion (2007). To obtain detailed information, the model tests of the Top-Base foundation are performed using the PLAXIS 3D finite element analysis. It is shown that in-situ measurements and finite element analysis of the behavior of foundations indicate that consolidation settlement is reduced up and bearing capacity of the foundation increases up to 50%~100%, compared to the primary non-treated ground. Based on this study, it is found that the Top-Base foundation prevents the lateral deformation of soft ground and reduces its negative dilatancy to the surface settlement, and that the foundation creates rather uniform stress distribution under it to increase its bearing capacity. It is also found that the total settlement of Top-Base foundation was highly dependent on the consolidation settlement and footing configurations.

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Flowability and mechanical characteristics of self-consolidating steel fiber reinforced ultra-high performance concrete

  • Moon, Jiho;Youm, Kwang Soo;Lee, Jong-Sub;Yun, Tae Sup
    • Steel and Composite Structures
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    • 제43권3호
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    • pp.389-401
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    • 2022
  • This study investigated the flowability and mechanical properties of cost-effective steel fiber reinforced ultra-high performance concrete (UHPC) by using locally available materials for field-cast application. To examine the effect of mixture constituents, five mixtures with different fractions of silica fume, silica powder, ground granulated blast furnace slag (GGBS), silica sand, and crushed natural sand were proportionally prepared. Comprehensive experiments for different mixture designs were conducted to evaluate the fresh- and hardened-state properties of self-consolidating UHPC. The results showed that the proposed UHPC had similar mechanical properties compared with conventional UHPC while the flow retention over time was enhanced so that the field-cast application seemed appropriately cost-effective. The self-consolidating UHPC with high flowability and low viscosity takes less total mixing time than conventional UHPC up to 6.7 times. The X-ray computed tomographic imaging was performed to investigate the steel fiber distribution inside the UHPC by visualizing the spatial distribution of steel fibers well. Finally, the tensile stress-strain curve for the proposed UHPC was proposed for the implementation to the structural analysis and design.

지층암반의 불균질성이 3차원 광역응력장에 미치는 영향 (Influence of the Rock Mass Inhomogeneity Caused by Layer Geometry on the Regional Stress Field)

  • 조상호;중촌규태;천기요;양형식;좌등임기;중간무웅;금자승비고
    • 터널과지하공간
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    • 제14권2호
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    • pp.142-153
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    • 2004
  • 지층지형에 의한 암반 불균질성이 3차원 응력장에 미치는 영향을 고찰하기 위해서, 등방 직육면체모델, 평탄한 지층을 가진 직육면체모델, 오목한 지층을 가진 직육면체모델에 대해서 3차원 유한요소해석을 수행하였다. 해석결과로부터, 지반 내에 존재하는 지층의 형상은 암반 내 광역응력장에 큰 영향을 미치고 있음을 명확히 하였다. 현장계측결과로부터 광역응력장을 역해석하는 광역응력장 평가법에 지표면을 가진 균질모델과 지표면과 지층지형을 가진 불균질 모텔을 적용하고, 지층지형에 의한 암반 불균질성이 현장계측결과에 미치는 영향을 고찰하였다. 추가로, 지층지형 모텔을 고려한 광역응력장 평가법의 타당성에 대해서 검토하였다.

순환골재 다공질 콘크리트말뚝(RAPP)에 의해 보강된 복합지반의 거동 특성 (Characterization of Composite Ground Reinforced with Recycled-Aggregate Porous Concrete Pile (RAPP))

  • 유승경;김세원;이철호;최항석
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제25권11호
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    • pp.117-130
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    • 2009
  • 본 논문에서는 순환골재 다공질 콘크리트말뚝(Recycled-Aggregate Porous Concrete Pile, RAPP)에 의한 지반개량효과를 파악하기 위하여 기존에 수행된 실내모형실험(유승경 등, 2008(a)) 결과를 분석하였다. 본 연구에서 얻어진 실험 결과를 동일한 조건에서 수행한 SCP 실험 결과와 비교하여 RAPP로 개량된 복합지반의 침하량과 과잉간극수압 및 연직응력증분의 시간에 따른 변화 특성과 복합지반의 거동 특성을 비교, 분석하였다. 또한, 수치해석을 통하여 실내모형실험 결과를 평가하였다. 그 결과, RAPP로 개량된 복합지반에서 하중재하시 응력분담이 뚜렷이 발생하여 침하저감 효과가 크게 얻어졌다. 또한, 복합지반의 압밀도를 산정하여 분석한 결과, RAPP는 배수재로서의 기능을 충분히 발휘하여 압밀촉진 효과가 있음을 확인할 수 있었다.

모래지반에서 터널 굴착조건들을 반영한 상부 블록구조물의 거동변화 분석 (Analysis of Response Change of Structure due to Tunnel Excavation Conditions in Sand Ground)

  • 손무락
    • 대한토목학회논문집
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    • 제33권4호
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    • pp.1541-1549
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    • 2013
  • 본 연구는 모래지반에서 터널의 굴착조건(터널깊이 및 터널직경)과 시공조건(지반손실량), 지반조건(조밀한 모래, 느슨한 모래)을 변화시키면서 터널상부에 위치한 구조물의 거동변화를 조사 및 분석한 것이다. 분석에 사용된 구조물은 4층 블록식구조물로서 변형 등에 의한 균열발생과 균열폭의 차이로 인해 구조물의 손상정도를 쉽게 파악할 수 있는 특징이 있다. 다양한 터널 굴착조건 및 시공조건, 지반조건에 대해서 발생할 수 있는 터널상부 블록구조물의 거동상태를 파악하기 위해 수치해석적 매개변수 해석을 수행하였으며, 수치해석은 구조물의 실제크랙 발생을 묘사할 수 있도록 개별요소법(DEM)에 근거하여 수행하였다. 다양한 매개변수 해석으로부터 얻어진 구조물의 거동상태에 대한 결과는 터널 굴착조건 및 시공조건, 지반조건과 상호연관하여 함께 반영될 수 있도록 도표화 하였으며, 이를 이용하여 향후 모래지반에서 다양한 터널굴착 및 시공조건, 지반조건으로 인해 유발되는 터널 상부구조물의 손상정도를 보다 용이하게 파악할 수 있을 것으로 기대된다.

Static stress analysis of multi-layered soils with twin tunnels by using finite and infinite elements

  • Yusuf Z. Yuksel;Seref D. Akbas
    • Geomechanics and Engineering
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    • 제33권4호
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    • pp.369-380
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    • 2023
  • The aim of this paper is to investigate stress analysis of semi-infinite soils consisting of two layers with twin rectangular tunnels under static loads. The region close to the ground surface and tunnel modelled within finite elements. In order to use a more realistic model, the far region is modelled within infinite elements. The material model of the layered soil is considered as elastic and isotropic. In the finite element solution of the problem, two dimensional (2D) plane solid elements are used with sixteen-nodes rectangular finite and eight-nodes infinite shapes. Finite and infinite elements are ordered to be suitable for the tunnel and the soils. The governing equations of the problem are obtained by using the virtual work principle. In the numerical process, the five-point Gauss rule is used for the calculation of the integrations. In order to validate using methods, comparison studies are performed. In the numerical results, the stress distributions of the two layered soils containing twin rectangular tunnels presented. In the presented results, effects of the location of the tunnels on the stress distributions along soil depth are obtained and discussed in detail. The obtained results show that the locations of the tunnels are very effective on the stress distribution on the soils.

탑승교의 구조해석 (Structural Analysis of Boarding Bridge)

  • 우창수;김정우
    • 연구논문집
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    • 통권25호
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    • pp.207-213
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    • 1995
  • Board bridges are one of the most important structural components of the airport ground equipment. Passenger boarding bridges will be installed to provide enclosed passengers for persons moving between aircraft loading doors and second story terminal gates. In order to the understand of boarding bridge, type and structural components are investigated and analyzed by using the commercial finite element code for model of various loading conditions. As results, the deformed shape and stress distribution of WS-750T and Jetway system type are obtained. It is expected to establish basic technology to design and change the shape of boarding bridge to improve the function.

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역해석을 이용한 모래다짐말뚝(SCP)으로 개량된 연약점토지반의 압축지수 결정에 관한 연구 (A Study on a Compression Index for Settlement Analysis of SCP Treated Ground Using Back Analysis)

  • 황성필;임종철;권정근;강연익;주인곤
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제11권7호
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    • pp.5-14
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    • 2010
  • 모래다짐말뚝(Sand Compaction Pile, 이하 SCP)으로 개량된 연약점토지반의 침하량 해석시, 근사법을 이용한 해석에서 응력분담비의 불확실성에 의해 발생되는 영향을 줄이고자, 유한요소해석 프로그램을 이용한 수치해석을 수행하였다. 모래다짐말뚝이 타설된 실내 모형압밀실험을 수행하였고, 이를 유한요소 프로그램으로 수치해석을 하였다. 실내실험과 같은 침하량을 도출하기 위해 역해석을 통한 혼합지반의 압축지수($C_c$)를 추정하고, 추세선을 활용하여 설계압축지수를 산정하는 식을 제시하였다. 또한, 이식을 치환율 45%인 현장에 적용하여 현장 적용성을 검증하였다.

원심모형시험에 의한 편심하중을 받는 얕은기초의 거동 (The Behavior of Shallow Foundation under Eccentric Loads by Centrifuge Model Experiment)

  • 유남재;이명욱;박병수;정길수
    • 산업기술연구
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    • 제22권A호
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    • pp.229-240
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    • 2002
  • This paper is an experimental and numerical work of Investigating the bearing capacity of shallow foundation of rubble mound under eccentric loads. Parametric centrifuge model tests at the 50g level environments with the model footings in the form of strip footing were performed by changing the loading location of model footing, relative density and materials for ground foundation. For the model ground, crushed rock sampled from a rocky mountain was prepared with a grain size distribution of having an identical coefficient of uniformity to the field condition. Model ground was also prepared with relative densities of 50 % and 80 %. For loading condition, model tests with and without eccentric load were carned out to investigate the effect of eccentric loads and a numerical analysis with the commertially available software of FLAC was performed. For numerical estimation with FLAC, the hyperbolic model of a nonlinear elastic constitutive relationship was used to simulate the stress-stram constitutive relationship of model ground and a series of triaxial compression test were carried out to find the parameters for this model Test results were analyzed and compared with Meyerhof method (1963), effective area method based on the limit equilibrium method, and a numerical analysis with FLAC.

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