• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2009년도 세계 도시지반공학 심포지엄
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• pp.396-403
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• 2009

Numerical analysis has been performed to estimate maximum settlement and maximum horizontal displacement due to tunnel excavation varying ground condition, tunnel depth and diameter, and construction condition (volume loss at excavation face). The maximum surface settlement from the numerical analysis has been compared with the maximum settlement at tunnel crown considering ground condition, tunnel depth and diameter, and construction condition, and it has been also compared with the maximum horizontal displacement. The results from the numerical analysis have been compared with field measurements to confirm the applicability and validity of the results and by this comparison it is believed that the numerical results in this study can be utilized practically in analyzing the ground movements due to tunnel excavation.

• Geomechanics and Engineering
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• 제19권4호
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• pp.315-327
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• 2019

Deep excavations for development of subway systems in metropolitan regions surrounded by adjacent buildings is an important geotechnical problem, especialy in Tabriz city, where is mostly composed of young alluvial soils and weak marly layers. This study analyzes the wall displacement and ground surface settlement due to deep excavation in the Tabriz marls using two dimensional finite element method. The excavation of the station L2-S17 was selected as a case study for the modelling. The excavation is supported by the concrete diaphragm wall and one row of steel struts. The analyses investigate the effects of wall stiffness and excavation width on the excavation-induced deformations. The geotechnical parameters were selected based on the results of field and laboratory tests. The results indicate that the wall deflection and ground surface settlement increase with increasing excavation depth and width. The change in maximum wall deflection and ground settlement with considerable increase in wall stiffness is marginal, however the lower wall stiffness produces the larger wall and ground displacements. The maximum wall deflections induced by the excavation with a width of 8.2 m are 102.3, 69.4 and 44.3 mm, respectively for flexible, medium and stiff walls. The ratio of maximum ground settlement to maximum lateral wall deflection approaches to 1 with increasing wall stiffness. It was found that the wall stiffness affects the settlement influence zone. An increase in the wall stiffness results in a decrease in the settlements, an extension in the settlement influence zones and occurrence of the maximum settlements at a larger distance from the wall. The maximum of settlement for the excavation with a width of 14.7 m occurred at 6.1, 9.1 and 24.2 m away from the wall, respectively, for flexible, medium and stiff walls.

• 한국지반공학회논문집
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• 제32권11호
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• pp.83-96
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• 2016

흙막이 벽체 배후지반의 지표 침하는 인접구조물의 안전성에 많은 영향을 미친다. 그러나 지반굴착에 따른 주변 지반의 침하는 예측하기가 쉽지 않고 굴착면으로부터 이격거리에 따른 침하량을 정량적으로 구하는 것은 더욱 어려운 일이다. 흙막이 벽체의 변형에 의한 지표침하는 수치해석(FEM)이나, 경험적 방법 Peck(1969)등으로 추정하고 있으나 주로 토사층을 대상으로 하고 있다. 본 연구에서는 토사층 하부에 암반층이 위치하는 복합지반을 굴착 할 때 암반층의 깊이와 절리경사에 따른 흙막이 벽체 배후지반의 지표침하를 대형모형실험(규격: $3m{\times}3m{\times}0.5m$)을 수행하여 측정하였다. 모형실험은 축척 1/14.5로 하고 10단계로 굴착을 하였다. 암반층 비율은 35%와 50%로 하였고 암반층의 절리경사를 $0^{\circ}$, $30^{\circ}$, $45^{\circ}$, $60^{\circ}$로 하여 단계굴착하면서 흙막이 벽체 버팀대에 작용하는 토압(Lee 2014)과 흙막이 벽체 배후지반의 지표 침하량을 측정하였다. 암반층비율과 암반층 절리경사가 증가하면 배후지반의 지표침하량도 증가하며 암반층 절리경사 $60^{\circ}$(J60)에서는 수평지반 굴착시에 비해 최대 17배 크게 발생하였다. 흙막이벽체 배후지반에서 최대 지표침하는 경험적 방법과 달리 흙막이 벽체로부터 굴착깊이의 17%~33%만큼 이격된 위치에서 가장 크게 발생하였다. 복합지반의 지표침하는 전반적으로 경험적 추정방법에 의한 지표침하량에 비해 작게 나타났다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제35권4호
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• pp.411-424
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• 2023

Reasonable estimates of tunnel lining dislocations in the operation stage, especially under longitudinal differential settlement, are important for the design of waterproof gaskets. In this paper, a modified shell-joint model is proposed to calculate shield tunnel dislocations under longitudinal differential settlement, with the ability to consider the nonlinear shear stiffness of the joint. In the case of shell elements in the model, an elastoplastic damage constitutive model was adopted to describe the nonlinear stress-strain relationship of concrete. After verifying its applicability and correctness against a full-scale tunnel test and a joint shear test, the proposed model was used to analyze the dislocation behaviors of a shield tunnel in Shanghai Metro Line 2 under longitudinal differential settlement. Based on the results, when the tunnel structure is solely subjected to water-earth load, circumferential and longitudinal joint dislocations are all less than 0.1 mm. When the tunnel suffers longitudinal differential settlement and the curvature radius of the differential settlement is less than 300 m, although maximum longitudinal joint dislocation is still less than 0.1 mm, the maximum circumferential joint dislocation is approximately 10.3 mm, which leads to leakage and damage of the tunnel structure. However, with concavo-convex tenons applied to circumferential joints, the maximum dislocation value reduces to 4.5 mm.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제16권2호
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• pp.5-13
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• 2015

본 연구에서는 36개의 CFRD에 대한 계측자료(38개 지점)를 통해 댐 축조단계에서 얻어지는 계측자료를 이용하여 담수 후 댐의 정부침하량 및 내부침하량 예측기법을 제안하였다. 전체 데이터에 대한 분석 결과, 댐체의 정부침하량 및 시공 중 최대 내부침하량은 댐체의 높이 및 간극비에 비례하였다. 그러나 내부침하량과 댐 높이에 대한 반대수지 상에서의 선형회귀분석 결과는 간극비에 따른 차이 없이 대단히 유사함을 확인하였다. 또한 CFRD의 시공 중 내부침하량을 통해 정부침하량의 예측이 가능하였으며, 댐체가 조밀할 경우 연직변형계수가 크게 평가됨과 동시에 계곡형상의 영향을 많이 받는 것으로 나타났다. 본 연구결과는 향후 CFRD의 설계, 시공, 장기적 유지관리를 위한 유용한 도구가 될 것으로 사료된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제11권3호
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• pp.229-242
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• 2009

본 논문에서는 터널굴착으로 발생한 지표면에서의 최대 침하 및 수평변위와 총 침하부피량을 추정하기 위하여 서로 상이한 지층에서 다양한 깊이 및 직경, 서로 다른 시공조건(지반손실량)을 가진 터널에 대해 수치해석을 수행하였다. 수치해석 결과로부터 얻어진 지표면에서의 최대 침하량은 터널 굴착부 천단에서의 최대 침하량과 지층별, 터널직경 및 깊이, 시공조건(지반손실량)별로 비교되었으며, 또한 지표면에서의 최대 침하량은 지표면에서의 최대 수평변위량과도 비교하였다. 뿐만 아니라, 터널굴착부에서 발생한 지반손실량($V_L$)과 지표면에서 형성된 총 침하부피량($V_s$)을 지층 및 터널깊이와 직경을 달리하여 상호 비교하였다. 수치해석을 통해 얻어진 결과는 그 적용성과 타당성을 검증하기 위하여 기존 현장계측자료와의 비교가 수행되었으며, 이를 통해 본 연구의 수치해석 결과가 향후 터널굴착으로 발생된 주변 지반의 거동을 파악하고 분석하는 실무자료로서 활용될 수 있다는 것을 파악하였다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제32권2호
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• pp.179-191
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• 2023

To study the influences of tunneling on the earth pressure and ground settlement when the tunnel passes through the adjacent underground retaining structure, 30 two-dimensional model tests were carried out taking into account the ratios of tunnel excavation depth (H) to lateral width (w), excavation width (B), and excavation distance using a custom-made test device and an analogical soil. Tunnel crossing adjacent existing retaining structure (TCE) and tunnel crossing adjacent newly-built retaining structure (TCN) were simulated and the earth pressure variations and ground settlement distribution during excavation were analyzed. For TCE condition, the earth pressure increments, maximum ground settlement and the curvature of the ground settlement curve are negatively related to H/B, but positively related to H/s and H/w. For TCN condition, most trends are consistent with TCE except that the earth pressure increments and the curvature of ground settlement curve are negatively related to H/w. The maximum ground settlement is larger than that observed in tunnel crossing the existing underground structure. This study provides an assessment basis for the design and construction under confined space conditions.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제15권11호
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• pp.21-27
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• 2014

본 연구에서는 37개의 CCRD에 대한 계측자료(46개 지점)를 통해 댐 축조단계에서 얻어지는 계측자료를 이용하여 담수 후 댐의 정부침하량 및 내부침하량 예측기법을 제안하였다. 전체 데이터에 대한 분석 결과, 담수 후 시간경과에 따라 정부침하량이 함께 증가함이 확인되었으며, 댐 코어의 재료를 조립질과 세립질의 2가지 유형으로 구분한 댐 높이와 시공 중 최대 내부침하량의 관계로부터 조립질 재료를 사용 시의 내부침하량이 다소 크게 평가되었다. 또한 내부침하량은 댐 높이에 비례하여 증가하였으며, 댐 코어로서 세립질 재료를 사용하는 경우의 정부침하량이 상대적으로 크게 평가되었다. 본 연구결과는 향후 CCRD의 설계, 시공, 장기적 유지관리를 위한 유용한 도구가 될 것으로 전망된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제13권6호
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• pp.67-72
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• 2012

본 연구에서는 사질지반에서 말뚝전면기초와 전면기초와의 거동을 유한요소해석을 이용하여 비교하였다. 25개의 시추공의 표준관입시험의 결과를 이용하여 구한 토질정수를 유한요소해석에 사용하였다. 말뚝을 사용하지 않은 전면기초의 경우 $8m{\times}8m$ and $15m{\times}15m$의 크기의 정규화된 침하계수는 각각 1.02~1.15 and 0.64~0.81의 범위로 나타났다. 전면기초의 두께는 부등침하와 휨모멘트에 영향을 미치고 하중분담과 최대침하에는 큰 영향이 없었다. 말뚝의 간격은 최대침하와 부등침하, 휨모멘트에, 말뚝의 하중분담에 영향을 받고 반면에 부등침하와 휨모멘트는 말뚝의 길이에는 큰 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제21권7호
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• pp.91-105
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• 2005

본 연구에서는 대곡댐의 계측자료에 의한CFRD의 축조에 따른 거동분석을 통하여 댐체가 받는 하중의 변화에 따른 침하 변형 거동을 분석하였으며, 외국의 CFRD 계측 결과와 비교 분석하였다. 대곡댐의 깊이에 따른 침하량 분석 결과, 전체적인 거동양상이 일반적인 CFRD 거동과 잘 일치하는 것으로 평가되었다. 또한, 38개 CFRD의 계측자료 분석 결과 변형계수, 간극비, 형상계수 등은 댐체의 침하 거동을 예측하는데 중요한 인자임을 확인하였으며 최대 층별 침하량이 작을수록 간극비는 낮게 나타났다. 최대 층별 침하량과 댐 높이의 관계에서 0.001에서 0.01사이에 상관계수를 갖는 댐이 26개로서, 일반적인 CFRD는 대략적으로 평균하였을 경우 최대 층별 침하량과 댐 높이는 0.005의 상관계수를 갖는 것으로 나타났다. 간극비가 낮은 경우 변형계수가 높았으며 형상계수는 4 이하로 나타났고 간극비가 높은 경우 상대침하율이 상대적으로 컸으며 형상계수도 4 이상으로 나타났다.