• Geomechanics and Engineering
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• 제1권3호
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• pp.193-204
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• 2009

A 10.4-m high highway embankment retained behind mechanically stabilized earth (MSE) walls is under construction in the northeastern part of the Indian state of Bihar. The structure is constructed with compacted, micaceous, grey, silty sand, reinforced with polyester (PET) geogrids, and faced with reinforced cement concrete fascia panels. The connections between the fascia panels and the geogrids failed on several occasions during the monsoon seasons of 2007 and 2008 following episodes of heavy rainfall, when the embankment was still under construction. However, during these incidents the MSE embankment itself remained by and large stable and the collateral damages were minimal. The observational data during these incidents presented an opportunity to develop and calibrate a simple procedure for estimating rainfall induced pore water pressure development within MSE embankments constructed with backfill materials that do not allow unimpeded seepage. A simple analytical finite element model was developed for the purpose. The modeling results were found to agree with the observational and meteorological records from the site. These results also indicated that the threshold rainwater infiltration flux needed for the development of pore water pressure within an MSE embankment is a monotonically increasing function of the hydraulic conductivity of backfill. Specifically for the MSE embankment upon which this study is based, the analytical results indicated that the instabilities could have been avoided by having in place a chimney drain immediately behind the fascia panels.

• Geomechanics and Engineering
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• 제15권4호
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• pp.937-945
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• 2018

A probabilistic study of a reinforced earth wall in a frictional soil using the surface response methodology (RSM) is presented. A deterministic model based on numerical simulations is used (Abdelouhab et al. 2011, 2012b) and the serviceability limit state (SLS) is considered in the analysis. The model computes the maximum horizontal displacement of the wall. The response surface methodology is utilized for the assessment of the Hasofer-Lind reliability index and is optimized by the use of a genetic algorithm. The soil friction angle and the unit weight are considered as random variables while studying the SLS. The assumption of non-normal distribution for the random variables has an important effect on the reliability index for the practical range of values of the wall horizontal displacement.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제18권2호
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• pp.23-36
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• 2019

본 논문에서는 블록식 보강토옹벽의 현장계측을 통해 곡선부 보강영역의 변형특성을 분석하였다. 보강토공법은 설계 및 시공이 증가하여 실생활에서 쉽게 접할 수 있게 되었으나, 곡선부의 균열 및 붕괴사례가 빈번히 발생하여 안전에 대한 중요성이 대두되고 있다. 이러한 붕괴원인은 곡선부에 대한 연구 부족과 설계기준의 미흡, 경제성과 공기단축에 의한 시공성 결여, 충분하지 못한 다짐 공간 등에 있다고 할 수 있다. 이에 본 연구에서는 기존 설계 및 시공 기준을 검토하고 블록형 보강토옹벽 곡선부 사고사례를 통해 원인을 분석하였으며, 실제 시공된 블록형 보강토옹벽의 현장계측을 통해 직선부와 곡선부의 거동을 비교 분석하고 곡선부 보강영역의 변형특성을 확인하였다. 그 결과, 먼저 곡선부의 수평변위가 직선부와 비교하여 볼록형에서 최대 90%, 오목형에서 최대 60% 높게 나타났으며, 다음으로 곡선부 보강영역에서 볼록형의 경우 보강토옹벽 중심에서 수평방향으로 H/2구간에서 최대변위를 보이며 H까지의 영향범위를 나타내었으며, 오목형의 경우 중심에서 최대변위를 보이며 수평방향으로 H/4구간에서 최소변위를 확인하였다. 이러한 결과로 형태에 따른 곡선부의 영향범위와 현장적용을 위한 보강영역의 재정립이 필요하다고 판단되며, 본 연구결과가 이를 위한 기초 자료로서 활용 가능할 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권3호
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• pp.594-601
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• 2019

순수형 보강토교대는 상부구조의 하중을 보강토체 상단에 직접기초 형식으로 지지하는 교대이다. 교대 자체의 변형을 최소화하기 위해 비신장성 보강재인 메탈스트립을 사용하여야 한다. 순수형 보강토교대의 적용조건 도출을 위한 매개변수해석은 Zevogolis(2007)에 의해 수행되었다. 그 결과, 최상단 보강재의 인발 안전율이 가장 작게 산정되는 것으로 나타났다. 따라서 최상단 보강재의 인발 안전율이 가장 중요한 설계인자로 판단된다. 본 연구에서는 교대의 형상에 따른 최상단 보강재의 인발 안전율 변화를 검토하였다. 교대 길이와 교대 뒷굽 길이, 교대 높이를 변수로 하여 매개변수해석을 수행하였다. 매개변수해석 결과, 교대 길이와 교대 뒷굽 길이가 증가함에 따라 인발 안전율이 증가하는 것으로 나타났다. 이는 교대 길이가 증가함에 따라 교대의 접지면적이 증가하게 되었으며, 그로 인해 상부구조의 하중이 분산되었기 때문이다. 교대 길이 1.2m에서와 교대 뒷굽 길이 0.9m 지점에서 인발 안전율이 수렴하는 것으로 나타났다. 이는 접지면적 증가에 따라 보강재의 유효길이가 감소하였기 때문이다. 그러나, 교대 길이와 교대 뒷굽 길이가 과도하게 증가될 경우 상부구조의 연장이 증가하게 된다. 그리고 교대 높이가 과도하게 증가할 경우 교대 뒤채움부 토공량이 증가하게 된다. 이는 보강토옹벽에 상부하중으로 작용하게 된다. 따라서 이에 대한 면밀한 검토가 필요하다고 판단된다.

• International Journal of Railway
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• 제9권1호
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• pp.15-20
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• 2016

An approach section on an abutment is located between the soil embankment and the structure, which may cause an uneven surface due to different settlement between the abutment and the soil embankment. This study proposes a new type of wall which separates the abutment from the backfill material using mechanically stabilized wall. A new type of keystone which incorporates geotube and wire mesh is proposed and evaluated. Numerical analyses were performed to investigate the applicability of the proposed keystone type, which incorporates Geosynthetic. The maximum horizontal displacements along GRS wall faces, settlements at the top of pavement and track bed, and tensile forces applied on geotextiles under traffic loads were investigated. The results of the numerical analysis showed that the proposed wall can be used for highway and high-speed railway abutment.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제16권4호
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• pp.83-92
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• 2017

본 논문은 보강토옹벽의 곡선부 거동을 수치해석으로 분석한 내용을 다루고 있다. 보강토옹벽은 토목섬유의 발전과 함께 발달해왔다. 기존의 콘크리트 옹벽과 달리 성토 높이에 제약을 받지 않고 안정성을 확보할 수 있다는 장점이 있으며, 현재 산업 및 주거단지를 형성하는데 많이 사용되고 있다. 이러한 보강토옹벽의 설계는 현재 다른 형식의 옹벽 설계와 동일하게 내 외적 안정성 검토 및 보강재의 인장력에 대한 검토를 활용하여 이루어지고 있으며, 주로 2차원 수치해석을 바탕으로 이루어지고 있다. 그러나 기존의 연구결과에 따르면, 보강토옹벽의 취약부는 곡선부로 보고되고 있으며, 이는 실내모형시험 및 피해사례에 대한 연구에서 언급된 바 있다. 보강토옹벽의 곡선부 거동을 파악하기 위한 2차원 수치해석은 그 한계점을 분명히 드러내고 있으며, 실내모형시험 및 현장시험 또한 그 거동과 파괴메커니즘을 이해하기에는 그 한계를 갖고 있다. 따라서 본 연구에서는 보강토옹벽의 곡선부의 거동을 이해하기 위해 3차원 수치해석을 수행하였으며, 수치해석에서의 직선부와 곡선부의 결과를 비교 분석하였다. 뿐만 아니라, 상재하중의 고려 여부 및 성토체의 다짐도를 달리하여 각각의 조건에서의 거동특성을 비교 분석하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제22권5호
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• pp.39-45
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• 2006

본 연구에서는 폐콘크리트를 이용한 지오백 옹벽의 거동특성 평가를 위해 대형 압축강도시험과 현장계측을 수행하였다. 연구의 주요내용으로는 폐콘크리트 지오백의 강도, 횡방향 토압, 뒷채움재의 변형특성, 벽체의 수평변위 거동 평가 등이다. 연구결과를 통해 폐콘크리트를 이용한 지오백 옹벽의 변형이 보강토 옹벽의 허용변형 이내의 안정적인 거동을 보이는 것을 알 수 있다. 또한 폐콘크리트 이용 지오백 옹벽은 재활용 순환골재 사용에 따른 경제성 및 조립시공에 따른 시공성 향상 등의 효과가 있을 것으로 판단되었다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제31권6호
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• pp.599-614
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• 2022

One of the methods of stabilizing retaining walls, embankments, and deep excavations is the implementation of plate anchors (like the Geolock wall anchor systems). Back-to-back Mechanically Stabilized Earth (BBMSE) walls are common stabilized earth structures that can be used for bridge ramps. But so far, the analysis of the interactive behavior of two back-to-back anchored walls (BBAW) by double-plates anchors (constructed closely from each other and subjected to the limited-breadth vertical loading) including interference of their failure and sliding surfaces has not been the subject of comprehensive studies. Indeed, in this compound system, the interaction of sliding wedges of these two back-to-back walls considering the shear failure wedge of the foundation, significantly impresses on the foundation bearing capacity, adjacent walls displacements and deformations, and their stability. In this study, the effect of horizontal distance between two walls (W), breadth of loading plate (B), and position of vertical loading was investigated experimentally. In addition, the comparison of using single and equivalent double-plate anchors was evaluated. The loading plate bearing capacity and displacements, and deformations of BBAW were measured and the results are presented. To evaluate the shape, form, and how the critical failure surfaces of the soil behind the walls and beneath the foundation intersect with one another, the Particle Image Velocimetry (PIV) technique was applied. The experimental tests results showed that in this composite system (two adjacent-loaded BBAW) the effective distance of walls is about W = 2.5*H (H: height of walls) and the foundation effective breadth is about B = H, concerning foundation bearing capacity, walls horizontal displacements and their deformations. For more amounts of W and B, the foundation and walls can be designed and analyzed individually. Besides, in this compound system, the foundation bearing capacity is an exponential function of the System Geometry Variable (SGV) whereas walls displacements are a quadratic function of it. Finally, as an important achievement, doubling the plates of anchors can facilitate using concrete walls, which have limitations in tolerating curvature.

• 한국농공학회논문집
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• 제52권3호
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• pp.113-120
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• 2010

Reduction factor for installation damage required to calculate design strength of geogrid used in MSEW(mechanically stabilized earth wall) design is usually obtained in the field test simulating real construction condition. However, damages occurred in geogrid during backfill work are influenced by many factors such as polymer types, unit weight per area, backfill construction method and gradation of backfill material and field test considering these factors demand lots of time and costs. In this study, factors affecting installation damage are analyzed and empirical method to evaluate reduction factor for installation damage using maximum particle size in backfill material is suggested.

• Geomechanics and Engineering
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• 제10권6호
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• pp.757-774
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• 2016

Soils are usually weak in tension therefore different materials such as geosynthetics are used to address this inadequacy. Worldwide annual consumption of geosynthetics is close to $1000million\;m^2$, and the value of these materials is probably close to US$1500 million. Since the total cost of the construction is at least four or five times the cost of the geosynthetic itself, the impact of these materials on civil engineering construction is very large indeed. Nevertheless, there are several significant problems associated with geosynthetics, such as creep, low modulus of elasticity, and susceptibility to aggressive environment. Carbon fiber reinforced polymer (CFRP) was introduced over two decades ago in the field of structural engineering that can also be used in geotechnical engineering. CFRP has all the benefits associated with geosynthetics and it boasts higher strength, higher modulus, no significant creep and reliability in aggressive environments. In this paper, the performance of a CFRP reinforced retaining wall is investigated using the finite element method. Since the characterization of behavior of soils and interfaces are vital for reliable prediction from the numerical model, soil and interface properties are obtained from comprehensive laboratory tests. Based on the laboratory results for CFRP, backfill soil, and interface data, the finite element model is used to study the behavior of a CFRP reinforced wall. The finite element model was verified based on the results of filed measurements for a reference wall. Then the reference wall simulated by CFRP reinforcements and the results. The results of this investigations showed that the safety factor of CFRP reinforced wall is more and its deformations is less than those for a retaining wall reinforced with ordinary geosynthetics while their construction costs are in similar range.