Landslides is mainly induced by a heavy rainfall, earthquake ground motion, and some other factors like soil mechanics, morphological-geological factors etc. Since the starting point of the failure seemed to be originated at a construction site in the study, it is meaningful to find out the relationship between the landslide and the construction. For this study, the slope failure factor was examined carefully to see that the original natural slope had vulnerability and that the complex ground had unstability changed by construction. A field survey was conducted on the original ground surface and filled-up ground. A laboratory test was also conducted to determine the geomechanical properties of soil samples. 2D and 3D limit equilibrium analysis with changing groundwater level were conducted at the failure depth using a seismic refraction survey. The result shows that the factor of safety is similar stability under all condition, but unstable under saturated condition.
Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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v.16
no.8
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pp.5654-5663
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2015
In the unsaturated soil, suction, the negative pore water pressure leads to increases of the yield stress and the plastic shear stiffness of the soil skeleton due to the growth in interparticle stress. Therefore, in this study, the stress-strain relationship based on cyclic elasto-plastic constitutive model extended for unsaturated soil considering the 1st and the 2nd yield functions was induced in order to account for these effects of suction under the dynamic loading condition such as the earthquake. Through the program code considering this relationship and the routine of the cyclic loading with the reversion of loading direction, the numerical simulation of the cyclic triaxial test under the unsaturated condition would be possible. It is expected that the results of this study possibly contribute to the accuracy improvement on the prediction of unsaturated soil behavior under the dynamic loading condition.
Several damages due to large displacement caused by liquefaction have been reported increasingly. Numerical procedures based on effective stress analysis are therefore necessary to predict liquefaction-induced deformation. In this paper, the fully coupled effective stress model called UBCSAND is proposed to simulate pore pressure rise due to earthquake or repeated loadings. The proposed model is a modification of the simple perfect elasto-plactic Mohr-Coulomb model, and can simulate a continuous yielding by mobilizing friction and dilation angles below failure state. Yield function is defined as the ratio of shear stress to mean normal stress. It is radial lines on stress space and has the same shape of Mohr-Columob failure envelope. Plastic hardening is based on an isotropic and kinematic hardening rule. The proposed model always causes plastic deformation during loading and reloading but it predicts elastic unloading. It is verified by capturing direct simple shear tests on loose Fraser River sand.
Recent investigations into earthquake-induced damage have reported that liquefaction may take place on not only sands but also fine-contained soils or non-plastic silts. Although not a few study has been performed to understand the liquefaction of sands, relatively little effort has been devoted to improving our understanding of the liquefaction characteristics for non-plastic soils. Given that liquefaction strength is largely associated to shear wave velocity, bender element test as well as direct simple shear test is employed to examine the stiffness of non-plastic silt more precisely. Through the soil tests, the stiffness of non-plastic silts from the bender element tests is identified as slightly greater than that from the direct simple shear test. Further, the stiffness of non-plastic silts appears to be smaller than that of clay.
Framed masonry wall structures represent a typical high-rise structural system that are also seismically vulnerable. During ground motions, they are excited in both in-plane and out-of-plane terms. The interaction between the frame and the infill during ground motion is a highly investigated phenomenon in the field of seismic engineering. This paper presents a numerical investigation of two distinct static out-of-plane loading methods for framed masonry wall models. The first and most common method is uniformly loaded infill. The load is generally induced by the airbag. The other method is similar to in-plane push-over method, involves loading of the frame directly, not the infill. Consequently, different openings with the same areas and various placements were examined. The numerical model is based on calibrated in-plane bare frame models and on calibrated wall models subjected to OoP bending. Both methods produced widely divergent results in terms of load bearing capabilities, failure modes, damage states etc. Summarily, uniform load on the panel causes more damage to the infill than to the frame; openings do influence structures behavior; three hinged arching action is developed; and greater resistance and deformations are obtained in comparison to the frame loading method. Loading the frame causes the infill to bear significantly greater damage than the infill; infill and openings only influence the behavior after reaching the peak load; infill does not influence initial stiffness; models with opening fail at same inter-storey drift ratio as the bare frame model.
Synthetic Aperture Radar (SAR) observations are powerful tools to monitor surface's displacement very accurately, induced by earthquake, volcano, ground subsidence, glacier movement, etc. Especially, radar interferometry (InSAR) which utilizes phase information related to distance from sensor to target, can generate displacement map in line-of-sight direction with accuracy of a few cm or mm. Due to decorrelation effect, however, degradation of coherence in the InSAR application often prohibit from construction of differential interferogram. Offset tracking method is an alternative approach to make a two-dimensional displacement map using intensity information instead of the phase. However, there is limitation in that the offset tracking requires very intensive computation power and time. In this paper, efficiency of parallel computing has been investigated using high performance computer for estimation of glacier velocity. Two TanDEM-X SAR observations which were acquired on September 15, 2013 and September 26, 2013 over the Narsap Sermia in Southwestern Greenland were collected. Atotal of 56 of 2.4 GHz Intel Xeon processors(28 physical processors with hyperthreading) by operating with linux environment were utilized. The Gamma software was used for application of offset tracking by adjustment of the number of processors for the OpenMP parallel computing. The processing times of the offset tracking at the 256 by 256 pixels of window patch size at single and 56 cores are; 26,344 sec and 2,055 sec, respectively. It is impressive that the processing time could be reduced significantly about thirteen times (12.81) at the 56 cores usage. However, the parallel computing using all the processors prevent other background operations or functions. Except the offset tracking processing, optimum number of processors need to be evaluated for computing efficiency.
Elwardany, Hytham;Mosa, Beshoy;Khedr, M. Diaa Eldin;Seleemah, Ayman
Structural Engineering and Mechanics
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v.83
no.2
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pp.153-166
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2022
Structural pounding due to strong seismic excitations can result in severe damage or even collapse of colliding structures. Many researchers focused on studying the mutual pounding between two adjacent structures while very few researches were concerned with the pounding of a series of structures. This paper aims to study the pounding effect on a series of four buildings having different natural frequencies. The paper also investigates the effect of different arrangements of the four buildings on their pounding response. For this, a mathematical model was constructed using Matlab code where, pounding was modeled using a contact force-based approach. A Non-Linear viscoelastic (Hertzdamp) contact element was used and activated only during the approach period of collision. The mathematical model was validated by comparing its prediction versus experimental results on three adjacent buildings. Then the model was used to study the pounding between four adjacent structures arranged in different sequences according to their natural frequencies. The results revealed that increasing the gap distance generally led to decrease the peak responses of the towers. Such response is somehow different from that predicted earlier by the authors for the case of three adjacent buildings. Moreover, the arrangement of towers has a significant effect on their pounding response. Significant difference between the natural frequencies of adjacent structures increases the pounding forces especially when the more flexible buildings are located at the outer edge of the series. The study points out the need for further researches on buildings in series to gain a better understanding of such complex phenomena.
Farghaly, Ahmed Abdelraheem;Kontoni, Denise-Penelope N.
Earthquakes and Structures
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v.22
no.6
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pp.625-635
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2022
High-rise buildings (HRBs) are considered one of the most common structures nowadays due to the population growth, especially in crowded towns. The lack of land in crowded cities has led to the convergence of the HRBs and the absence of any gaps between them, especially in lands with weak soil (e.g., liquefaction-prone soil), but then during earthquakes, these structures may be exposed to the risk of collision between them due to the large increase in the horizontal displacements, which may be destructive in some cases to the one or both of these adjacent buildings. To evaluate methods of reducing the risk of collision between adjacent twin HRBs, this research investigates three vibration control methods to reduce the risk of collision due to five different earthquakes for the case of two adjacent reinforced concrete (RC) twin high-rise buildings of 15 floors height without gap distance between them, founded on raft foundation supported on piles inside a liquefaction-prone soil. Contact pounding elements between the two buildings (distributed at all floor levels and at the raft foundation level) are used to make the impact strength between the two buildings realistic. The mitigation methods investigated are the base isolation, the tuned mass damper (TMD) method (using traditional TMDs), and the pounding tuned mass damper (PTMD) method (using PTMDs connected between the two buildings). The results show that the PTMD method between the two adjacent RC twin high-rise buildings is more efficient than the other two methods in mitigating the earthquake-induced pounding risk.
The catastrophic earthquake-induced failure of slopes concentrically distributed at near-fault area, which indicated the special features of near-fault ground motions, i.e. horizontal pulse-like motion and large vertical component, should have great effect on these geo-disasters. We performed shaking table tests to investigate the effect of both horizontal pulse-like motion and vertical component on dynamic response of slope. Both unidirectional (i.e., horizontal or vertical motions) and bidirectional (i.e., horizontal and vertical components) motions are applied to soft rock slope model, and acceleration at different locations is reordered. The results show that the horizontal acceleration amplification factor (AAF) increases with height. Moreover, the horizontal AAF under unidirectional horizontal pulse-like excitations is larger than that subject to ordinary motion. The vertical AAF does not show an elevation amplification effect. The seismic response of slope under different bidirectional excitations is also different: (1) The horizontal AAF is roughly constant under horizontal pulse-like excitations with and without vertical waves, but (2) the horizontal AAF under ordinary bidirectional ground motions is larger than that under unidirectional ordinary motion. Above phenomena indicate that vertical component has limited effect on seismic response when the horizontal component is pulse-like ground motion, but it can greatly enhance seismic response of slope under ordinary horizontal motion. Moreover, the vertical AAF is enhanced by horizontal motion in both horizontal pulse-like and ordinary motion. Thence, we should pay enough attention to vertical ground motion, especially its horizontal component is ordinary ground motion.
A forecast of slope behavior during catastrophic events, such as earthquakes is crucial to recognize the risk of slope failure. This paper endeavors to eliminate the significant supposition of predefined slip surfaces in the slope stability analysis, which questions the relevance of simple conventional methods under seismic conditions. To overcome such limitations, a methodology dependent on the slip line hypothesis, which permits an automatic generation of slip surfaces, is embraced to trace the extreme slope face under static and seismic conditions. The effect of earthquakes is considered using the pseudo-static approach. The current outcomes developed from a parametric study endorse a non-linear slope surface as the extreme profile, which is in accordance with the geomorphological aspect of slopes. The proposed methodology is compared with the finite element limit analysis to ensure credibility. Through the design charts obtained from the current investigation, the stability of slopes can be assessed under seismic conditions. It can be observed that the extreme slope profile demands a flat configuration to endure the condition of the limiting equilibrium at a higher level of seismicity. However, a concurrent enhancement in the shear strength of the slope medium suppresses this tendency by offering greater resistance to the seismic inertial forces induced in the medium. Unlike the traditional linear slopes, the extreme slope profiles mostly exhibit a steeper layout over a significant part of the slope height, thus ensuring a more optimized solution to the slope stability problem. Further, the susceptibility of the Longnan slope failure in the Huining-Wudu seismic belt is predicted using the current plasticity approach, which is found to be in close agreement with a case study reported in the literature. Finally, the concept of equivalent single or multi-tiered planar slopes is explored through an example problem, which exhibits the appropriateness of the proposed non-linear slope geometry under actual field conditions.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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