• 한국지반공학회논문집
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• 제31권9호
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• pp.69-78
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• 2015

유한한 크기의 벽체에 주동변위가 발생하면 배면지반은 3차원 형태의 쐐기가 형성되고 벽체는 3차원 주동토압이 작용하게 된다. 기존 연구에서는 3차원 쐐기형상을 측정하거나 단일파괴체로 가정하여 3차원 주동토압의 합력을 산정하였다. 또한 이들 연구에서는 파괴형상과 3차원 주동토압의 크기 및 산정방법에 따라 서로 다른 결과가 도출되었다. 본 연구에서는 모형실험을 통해 벽체의 크기를 폭(w)과 높이(h) 비인 종횡비(h/w)로 나타내고, 이에 따른 3차원 주동토압의 크기와 분포를 측정하고 기존 3차원 토압연구 결과와 비교하였다. 연구결과 한계상태 벽체변위(s)는 벽체높이(h)의 약 0.12% 크기일 때 발생하였고, 합력의 크기는 Karstedt(1982)와 유사하였다. 벽체의 주동토압분포는 종횡비(h/w)가 1.2이상일 때에는 상부와 하부는 상대적으로 작고, 지표 하부 0.50~0.55h지점에서 가장 큰 포물선 형태로 나타났다. 종횡비(h/w) 0.2~2.7 범위에서 3차원 주동토압의 크기를, 고전토압이론을 이용하여 계산한 2차원 주동토압과 비교하여 종횡비(h/w)에 따른 2차원 토압 대비 3차원 주동토압 감소계수(${\alpha}$)를 구할 수 있는 도표로 제안하였다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제12권2호
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• pp.55-66
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• 2013

본 논문은 다양한 굴착조건으로 모형실험을 실시하여 흙막이 벽체 우각부 구간의 거동에 대해 분석하였다. 실험대상 지반은 느슨한 상태의 모래지반으로 구성되었다. 실험의 시공조건은 우각부 길이, 근입깊이, 버팀대의 시공 유 무 등으로 구분하고 굴착은 총 4단계로 굴착하였다. 각각의 시공 및 굴착조건에 대해 모형토조 내 설치된 계측기를 이용하여 벽체변위 및 지표침하를 중점적으로 분석함으로써 우각부 모서리의 거동특성을 규명하였다. 실험결과 우각부의 길이가 길어질수록 벽체변위와 지표침하가 증가되어 직선구간에 비해 우각부구간이 구조적으로 불안한 구간으로 분석되었다. 근입깊이가 길어질수록 우각부 모서리구간의 지표침하가 약 40% 억제되는 것으로 나타나 설계 시 예상치보다 근입깊이를 증가시켜 적용하는 것이 안정성 확보에 유리하였다. 버팀대 추가 설치하여 우각부 모서리구간의 거동을 분석한 결과 최대지표침하는 약 40%, 최대수평변위는 약 30%의 감소효과가 있어 설계 시 우각부 모서리 구간에 근입깊이의 증가와 함께 버팀대를 추가 설치하는 방안이 안정성 확보에 효과적이었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제25권5호
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• pp.39-46
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• 2009

본 연구에서는 조립질의 퇴적층이 깊게 분포되어 있고 지하연속벽과 지반앵커로 구성된 굴착현장을 선정하여 흙막이 벽계와 배면지반의 수평변위 비교, 벽체 내부에 깊이별로 설치된 토압계와 앵커 두부에 설치된 축력계로 부터의 토압과 축력의 변화등을 정밀하게 평가분석 하였다. 분석결과 강성벽계의 수평변위는 벽체 내부에 설치된 지중경사계로 측정된 결과가 보다 합리적인 것을 알 수 있었다. 그리고 단계별 굴착에 따른 토압의 변화를 분석한 결과, 굴착이 진행됨에 따라 지반앵커의 선행 긴장력으로 인해 배면 토압은 점차 증가하는 경향을 나타내고 있었으며, 지하연속벽이 강성 벽체지만 퇴적층이 깊고 굴착 깊이가 깊은 경우에는 연성벽체에서 경험적으로 평가된 경험토압과 유사한 결과가 나타남을 확인하였다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제27권5호
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• pp.193-202
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• 2023

In this paper, a dynamic centrifuge model test was conducted on a 24.8-meter-deep excavation consisting of a 20 m sand layer and 4.8 m bedrock, classified as S3 by Korean seismic design code KDS 17 10 00. A braced excavation wall supports the hole. From the results, the mechanism of seismically induced earth pressure was investigated, and their distribution and loading points were analyzed. During earthquake loadings, active seismic earth pressure decreases from the at-rest earth pressure since the backfill laterally expands at the movement of the wall toward the active direction. Yet, the passive seismic earth pressure increases from the at-rest earth pressure since the backfill pushes to the wall and laterally compresses at it, moving toward a passive direction and returning to the initial position. The seismic earth pressure distribution shows a half-diamond distribution in the dense sand and a uniform distribution in loose sand. The loading point of dynamic thrust corresponding with seismic earth pressure is at the center of the soil backfill. The dynamic thrust increased differently depending on the backfill's relative density and input motion type. Still, in general, the dynamic thrust increased rapidly when the maximum horizontal displacement of the wall exceeded 0.05 H%.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제18권2호
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• pp.47-51
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• 2017

본 논문에서는 공사현장의 지반 변형을 계측한 값을 바탕으로 지반의 물성 값을 재산정하는 "적응형 관리 기법"의 핵심인 역해석을 통한 물성 값의 최적화 알고리즘을 구현하였다. 적응형 관리 기법은 공사 중 모니터링을 통해 설계와 시공을 업데이트하는 프레임워크를 일컫는다. 최적화 알고리즘의 성능을 검증하기 위해 실내시험과 가상의 굴착현장 두 경우에 대해 Hardening Soil 모델을 사용하여 전산해석을 실시하였다. 최적화 알고리즘을 적용할 구성모델의 입력변수는 복합민감도 값이 큰 입력변수를 선정하여 효율성을 고려하였다. 실내시험의 전산 해석은 비배수상태에서의 삼축압축시험과 삼축인장시험에 대해 시료의 파괴까지 수행하였다. 실제 시카고 연약 점성토로 수행한 삼축시험 결과인 전단응력-변형률과 과잉간극수압-변형률 관계를 관측 값으로 사용하였다. Hardening Soil 모델에 대하여, 관측 값을 가장 잘 모사할 수 있는 물성 값을 산정하기 위해 최적화 알고리즘을 적용하였다. 알고리즘을 적용한 결과, 관측 값을 잘 모사할 수 있는 물성 값을 성공적으로 찾을 수 있었다. 가상의 굴착현장에서는 삼축시험으로부터 산정한 지반의 물성 값을 현장의 대표 물성 값으로 가정하였고, 이때의 굴착 지지벽체의 수평 변위를 주요 관측 값으로 사용하였다. 다양한 초기 물성 값을 사용하여 전산해석을 수행하였고, 이 결과에 최적화 알고리즘을 적용하면 전산해석 결과가 현장 계측 값으로 수렴하는지 평가하였다. 최적화 알고리즘을 적용한 결과, 현장 계측 값으로 전산해석 결과 값이 거의 동일하게 일치함을 확인할 수 있었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제25권2호
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• pp.87-99
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• 2023

지반굴착은 필연적으로 인접지반의 지반변위를 유발시키며, 지반변위에 노출된 구조물 및 시설물들은 다양한 피해를 입을 수 있다. 따라서 굴착유발 인접구조물 및 시설물의 손상 및 피해를 최소화하기 위해서는 우선적으로 굴착으로 인해 발생하는 인접지반에서의 지반변위(침하 및 수평변위)를 예측하여야 한다. 흙막이 굴착 유발 지반변위 정보는 상대적으로 많이 존재하지만 원형 형태의 수직구 굴착에 대한 지반변위 정보는 충분치 않다. 본 연구에서는 수직구 굴착에 대한 사례분석 및 흙막이 굴착과의 비교를 통해서 수직구 굴착유발 인접지반 침하예측에 대한 정보를 제공하고자 한다. 본 연구를 통해서 수직구 굴착 시 침하관리 기준으로서 흙막이 굴착의 침하기준을 사용하는 것은 안전성 측면에서 보수적인 접근방법으로 판단되나 경제성 측면을 고려할 때 벽체의 과다설계를 초래할 수 있어 수직구 굴착에 대해 보다 합리적인 침하기준이 필요한 것으로 나타났다.

• 콘크리트학회지
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• 제10권6호
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• pp.335-343
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• 1998

현재 미국에서는 강한 지진지역에서의 골조구조에 대한 새로운 실험규정이 만들어지고 있으며, 이의 목적은 비교적 신뢰성이 높은 실험결과를 얻고 이들 실험결과를 다른 연구자들이 서로 이용 가능하도록 하는 것이다. 이 실험규정에서는 실험방법 뿐만 아니라, 실험후의 분석방법 특히, 실험체가 최소한 보유하여야 할 층위변각, 에너지 소산성능, 강성, 강도 등이 규정되어 있다. 이러한 지침이 설정됨으로 인하여, 여태까지 주관적으로 평가된 시험결과의 분석들이 비교적 객관적으로 평가될 수 있게 될 것으로 보여진다. 전단벽 구조 역시 지진저항에 매우 효과적인 시스템으로서, 이러한 실험지침이 필요하다. 그러나 전단벽 구조의 주 부재인 전단벽은 횡력에 의해서 발생하는 구조물의 횡변위를 억제시키고, 강성과강도를 증가시키는 역할을 하기 때문에 그 거동 특성이 골조주조와는 다소 다르다. 본 연구에서는 이러한 전단벽의 층변위와 에너지 소산성능에대하여 연구를 하고 구조실험시 요구된느 적정 값들을 제시하고자 하였다. 구조실험시(반복하중실험), 높은 지진지역의 전단벽 구조가 보유해야할 최소변형능력(횡변위)을 구하기 위해 기존 연구자들에 의해 실험된일련의실험자료들을 분석할 뿐만 아니라 전단벽을 켄틸레버로 이상화하여 층변위를 형상비, 변위 연성비로 관계로 나타내고, 현재 각 국가의 내진설계 규정에서 정하고 있는 건물의 층변위각을 고려하여 전단벽의 최소 층변위를 제시하였다. 또한 미국의 NEHRP 규준에서 규정하고 있는 소산에너지와 감쇠의 관계를 이용하고, 변위 연성비를 도입하여 구조실험시 요구되는 전단벽의 최소 소산에너지값을 제시하였다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제11권2호
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• pp.39-47
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• 2012

본 연구에서는 블록식 보강토옹벽에 적용이 가능한 띠형 섬유보강재에 대하여 대형인발시험을 수행하였으며, 시험결과를 바탕으로 지반 내에 포설된 보강재의 인장변형 및 유발인발력을 분석하였다. 또한 전체면적법과 유효면적법을 이용한 인발강도를 평가하였다. 최대인발력은 보강재 폭 및 수직응력 조건에 관계없이 끝단 인발변위가 15mm 이내에서 발현되었다. 그리고 보강재의 설치간격과 관계없이 인발력과 끝단 인발변위 관계에 의한 인발거동은 유사한 것으로 확인되었다. 띠형 섬유보강재의 인발에 의한 변형은 보강재의 폭과 관계없이 선단부에 집중되어 선단부분에서 큰 인발력이 유발된 것을 확인하였다. 이는 수직응력 조건에 따른 마찰저항 보강재의 결속력이 인발저항에 매우 큰 영향을 미치는 것을 의미한다. 따라서 띠형 섬유보강재는 인장특성이 고려된 유효길이에 따른 평가가 이루어져야 보다 합리적인 설계가 가능한 것으로 분석되었다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2005년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.1580-1587
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• 2005

To calculate the long-term allowable strength of geosynthetic reinforcement, replacement method was recommended. The isochronous creep curve by S. Turner was used to define the relation between creep strain and allowable strength. In isochronous curve at given time, one can read the allowable strength at allowable creep strain. The allowable strain gets from specification by directors or manufacturers according to the allowable displacement of reinforced structures. The allowable strength can be determined in relation to the allowable horizontal displacement each structures case by case. The effect of install damage on isochronous behaviors of geosynthetic reinforcement was little. In previous study, install damage increase the creep strain slightly. And the degradation was not identified. But it is supposed that degradation increase the creep strain. In conclusion, The recommended model to determine long-term allowable strength of geosynthetic reinforcements considering tensile deformation of reinforcement and soil is fit for proper, correct and economic design for reinforced earth walls.

• Ocean Systems Engineering
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• 제13권1호
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• pp.57-77
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• 2023

In the present study, the total hydrodynamic pressure exerted by the fluid on walls of rectangular tanks due to horizontal excitations of different frequencies, is investigated by pressure based finite element method. Fluid within the tanks is invisid, compressible and its motion is considered to be irrotational and it is simulated by two dimensional eight-node isoparametric. The walls of the tanks are assumed to be rigid. The total hydrodynamic pressure increases with the increase of exciting frequency and has maximum value when the exciting frequency is equal to the fundamental frequency. However, the hydrodynamic pressure has decreasing trend for the frequency greater than the fundamental frequency. Hydrodynamic pressure at the free surface is independent to the height of fluid. However, the pressure at base and mid height of vertical wall depends on height of fluid. At these two locations, the hydrodynamic pressure decreases with the increase of fluid depth. The depth of undisturbed fluid near the base increases with the increase of depth of fluid when it is excited with fundamental frequency of fluid. The sloshing of fluid with in the tank increases with the increase of exciting frequency and has maximum value when the exciting frequency is equal to the fundamental frequency of liquid. However, this vertical displacement is quite less when the exciting frequency is greater than the fundamental frequency.