• 제목/요약/키워드: Interface of rock and soil

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풍화암에 근입된 현장타설 말뚝의 하중 전이 특성 (Shear Load Transfer Characteristics of Drilled Shafts in Weathered Rocks)

  • Jeong, Sang-Seom;Cho, Sung-Han;Kim, Soo-Il
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 2000년도 말뚝기초 학술발표회
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    • pp.85-106
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    • 2000
  • The load distribution and deformation of drilled shafts subjected to axial loads were evaluated by a load transfer approach. The emphasis was on quantifying the load transfer mechanism at the interface between the shafts and surrounding highly weathered rocks based on a numerical analysis and small-scale tension load tests performed on nine instrumented piles. An analytical method that takes into account the soil coupling effect was developed using a modified Mindlin's point load solution. Based on the analysis, a single-modified hyperbolic model is proposed for the shear transfer function of drilled shafts in highly weathered rocks. Through comparisons with field case studies, it is found that the prediction by the present approach is in good agreement with the general trend observed by in-situ measurements.

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댐 붕괴에 의한 토양 거동 시뮬레이션 (Simulation of Soil Behavior due to Dam Break Using Moving Particle Simulation)

  • 김경성;박동우
    • 한국해양공학회지
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    • 제31권6호
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    • pp.388-396
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    • 2017
  • A Lagrangian approach based computational fluid dynamics (CFD) was used to simulate large and/or sharp deformations and fragmentations of interfaces, including free surfaces, through tracing each particle with physical quantities. According to the concept of the particle-based CFD method, it is possible to apply it to both fluid particles and solid particles such as sand, gravel, and rock. However, the presence of more than two different phases in the same domain can make it complicated to calculate the interaction between different phases. In order to solve multiphase problems, particle interaction models for multiphase problems, including surface tension, buoyancy-correction, and interface boundary condition models, were newly adopted into the moving particle semi-implicit (MPS) method. The newly developed MPS method was used to simulate a typical validation problem involving dam breaking. Because the soil and other particles, excluding the water, may have different viscosities, various viscosity coefficients were applied in the simulations for validation. The newly developed and validated MPS method was used to simulate the mobile beds induced by broken dam flows. The effects of the viscosity on soil particles were also investigated.

계면요소를 이용한 지반-라이닝 상호작용 모델에 의한 터널 콘크리트 라이닝 연구 (A study of tunnel concrete lining design using the ground-lining interaction model with the interface element)

  • 허도학;문현구
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제17권6호
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    • pp.575-586
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    • 2015
  • NATM터널의 콘크리트 라이닝에 작용하는 지반하중을 산정하는 방법으로 수치해석적 기법인 지반-라이닝 상호작용모델(Ground-Lining Interaction Model, GLI 모델)에 의한 지반하중 산정방법이 제안되었다. 그러나, 기존의 GLI 모델은 지반과 지보재 또는 콘크리트 라이닝 사이에 존재하는 계면(Interface)의 구조적 역할을 반영하지 못하였다. 이에 본 연구에서는 기존의 GLI 모델에 계면요소를 반영하여 보다 실제에 가까운 모델로 구현하였다. 그리고, 지반조건 및 토피별 지반하중을 수치해석을 통해 산정하고 기존의 GLI모델 지반하중 상관식을 수정하여 제안하였다. 연구결과, 기존 모델에 비해 계면요소 반영시 지반하중은 토피두께에 따라 IV등급 지반조건에서는 평균 88~106%, 풍화토 지반조건에서는 평균 47~57% 수준으로 감소하였다. 본 연구결과로 콘크리트 라이닝에 작용하는 지반하중을 실제에 가까운 모델로 산정할 수 있으며, 상관식을 이용하여 일관되고 경제적인 설계가 가능하게 될 것으로 예상된다.

접합요소를 이용한 복합기초지반의 변형해석

  • 박병기;정진섭;이문수
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 1987년도 학술발표회 발표강연집
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    • pp.51-80
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    • 1987
  • In this studys a numerical analysis on the defomation of foundation layer was carried out by indroducing joint element. The method using the joust element between adj assent different materials has been originally developed for rock behavior(Goodman, et al. 1968) . The application of this method to the interface between the footing and soil layer proved satisfactory(Ghaboussi p et at. 1973). Authors tried to obtain the deformation of rrcompound foundation layerg", which vertically or horizontally or both consists of the natural(or intact) soft clay layer and the layer improved artificially in order to get high stiff-fness with replacement or chemical treatment to reduce the excessively detrimental settlemellt or lateral displacement in case of banking or building the civil structure on the soft layer. The joint conditions were classified into three categories : contacts sliding and separation. By coupling "JOINT" as a subroutine into multi-purpose code for the finite element method of the foundatlion daveloped by authors on the assumption that shearing and normal displacement can not be coupledl which terms pinon-dilatant" and by selecting modified Cam-clay modeIP the deformation analysis was performmed. The results using joint element were compared with those secured without introduction of joint element Nain results analized are as follows : 1. For the prediction of settlement and lateral desplacement, the result due to joint element was evaluated larger, which was regarded safe. 2. For the determination of ultimate bearing capacetyi the value using joint element appeared smaller by 20%, which was also safe.

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절편법과 유한차분법에 의한 사면안정해석 비교연구 (Slope Stability Analysis by Slice Method and Finite Difference Method- A Comparative Study -)

  • 박연준;채영수;유광호;백영식
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제15권6호
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    • pp.263-272
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    • 1999
  • 사면안정 문제에 널리 이용되는 절편법은 사용이 간편하고 계산시간이 짧다는 장점이 있으나, 각 절편들 사이에 작용하는 힘에 대한 가정에 따라 여러 가지 방법으로 분류되며, 그 결과 또한 다르게 나오는 단점이 있다. 이러한 방법간의 차이는 경우에 따라 매우 심하여 공학적인 결정을 어렵게 하는 경우가 드물지 않다. 본 논문에서는 이러한 문제에 대한 해결방안의 하나로 유한요소법 및 유한차분법을 이용한 사면의 안정성 해석 및 안전율 계산방법을 제시하고자 한다. 이를 위하여 유한차분법을 이용한 지반해석용 프로그램인 FLAC을 이용하여 사면의 안전율을 계산하는 routine을 작성하고, Chen의 한계평형해와 비교하여 검증하였다. Fredlund 와 Krhan이 제시한 문제에 적용하여 그 결과를 흔히 사용되는 몇 가지 절편법에 대한 해석결과와 비교한 결과 균질한 지반의 경우에는 절편법과 0.01 이내의 차이를 보였으며, 연약면이 존재하는 경우에는 절편법에 의한 해와 5% 이내의 차이를 보였다. 대부분의 지반해석용 프로그램들은 복잡한 지반조건은 물론, 지반보강재의 효과도 고려할 수 있으므로 수치해석에 의한 해법이 공학적인 결정에 많은 도움을 줄 수 있을 것으로 생각되며, 개발된 routine은 절편법이 제한적으로만 적용되는 절리암반사면이나 풍화암 사면의 안전율 계산에도 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

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강우강도에 따른 산사태 확산범위 예측을 위한 모형실험 (Model Test to Predict the Runout Distance of Landslide according to Hourly Rainfall)

  • 송영석;채병곤;김원영;서용석
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 2006년도 춘계 학술발표회 논문집
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    • pp.12-19
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    • 2006
  • Landslide model experiments considering hourly rainfall were performed to investigate and predict the run out distance induced by landslides. The model flume and the rainfall simulator were designed and produced. The model flume was designed in consideration of the landslide characteristics of Korea. The landslides in Korea were mainly occurred in the interface between soil layer and rock layer. The rainfall simulator was produced for controlling hourly rainfall ranged from 100mm/hr to 1,000mm/hr. Jumnunjin standard sand as slope soils was placed on the model flume. The model experiments were performed with changing the hourly rainfall ranged from 150mm/hr to 250mm/hr. In this experiments, the inclination of slope was 25o and the relative density of slope soils was 35%. As a result of experiments, the pore water pressure is rapidly increased at landslide occurring time, and the scale of landslide is increased with increasing in hourly rainfall. The spreading range of run out distance is occurred with pan type, and the spreading width and length are rapidly increased in its early stage and slowly increased after early stage. Also, The increasing velocity of run out distance of debris is influenced by hourly rainfall.

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Shield TBM 터널시공으로 유발된 말뚝선단의 변형이 말뚝거동에 미치는 영향에 대한 연구 (A study on the effect of the pile tip deformations on the pile behaviour to shield TBM tunnelling)

  • 전영진;박병수;최영남;이철주
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제26권3호
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    • pp.169-189
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    • 2024
  • 본 연구에서는 Shield TBM 터널 근접 시공으로 인한 기 존재하는 단독말뚝 및 군말뚝의 공학적 거동을 파악하기 위해 다양한 보강조건을 고려한 3차원 유한요소해석을 수행하였다. 수치해석에서는 말뚝 절단, 지반보강 및 기초판 보강을 고려하여 말뚝의 거동을 분석하였으며, 터널굴착으로 유발되는 지반침하, 말뚝두부 침하, 말뚝의 축력 및 말뚝-지반 사이 경계면에서 발생하는 전단응력을 고찰하였다. 말뚝선단이 풍화암에 지지되는 모든 말뚝에서는 전단응력의 분포가 비슷한 경향을 보였으며, 말뚝선단이 절단되는 말뚝의 경우 말뚝의 상대적 위치에 따라 인장력 혹은 압축력이 동시에 발생하는 것으로 나타났다. 또한, 말뚝선단이 풍화암에 지지된 경우 약 70%가 주면마찰력에 지지되며, 나머지 약 30%가 말뚝선단에 지지되는 것으로 분석되었다. 추가적으로 보강을 고려하지 않은 말뚝의 경우 그라우팅 보강을 실시한 말뚝에 비해 최종침하가 약 70% 크게 발생하였다. 말뚝선단 절단 및 보강조건 유무에 따라 지반 침하와 말뚝 침하가 큰 영향을 받는 것으로 조사되었으며, 본 연구를 통해 말뚝절단, 지반보강 및 기초판 보강 조건에 따른 단독말뚝 및 군말뚝의 거동에 영향을 미치는 주요인자를 심도있게 고찰하였다.

수분 함유량 및 지하 구조물 깊이에 따른 고고도 전자기파(HEMP) 투과 현상 분석 (Analysis of Penetration Phenomenon of High Altitude Electromagnetic Pulse into Buried Facilities with Various Moisture Content and Depth)

  • 강희도;오일영;육종관
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제24권6호
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    • pp.644-653
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    • 2013
  • 본 논문에서는 지하 다층 구조물로 경사 입사하는 고고도 전자기파의 투과 현상을 위한 전자기적 모델링 기법과 편파 및 임계각을 고려한 모델링 기법을 제안하였다. 고고도 전자기파의 전송 채널인 지하 다층 구조물은 측정된 복소 유전율을 바탕으로 지하 터널층으로 투과된 고고도 전자기파를 정량적으로 계산하였으며, 입사파의 편파와 임계각을 고려하여 투과 현상을 분석하여, 평행 편파를 갖는 고고도 전자기파가 수직 편파를 갖는 경우보다 더욱 큰 투과 현상이 발생함을 확인하였다. 또한, 수직 입사의 경우, 편파에 상관없이 약 5.6 kV/m의 전기장이 투과함을 확인하였으며, 지하 다층 구조물에서의 임계각인 38도 근처에서 매우 급격한 전기장의 감쇠를 확인하였다. 이를 바탕으로, 지하 다층 구조물을 구성하는 토양층의 수분 함유량 변화 및 각 층의 깊이에 따른 고고도 전자기파의 투과 현상을 정량적으로 분석하여, 지하 터널층의 방호 설계 시 물리적인 깊이에 대한 고려뿐만이 아닌 추가적인 방호 설계에 대한 고려가 불가피함을 소개하였다.