• Structural Engineering and Mechanics
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• 제86권3호
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• pp.337-348
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• 2023

The optimization of reinforced concrete (RC) cantilever retaining walls is a complex problem and requires the use of advanced techniques like metaheuristic algorithms. For this purpose, an optimization model must first be developed, which involves mathematical complications, multidisciplinary knowledge, and programming skills. This task has proven to be too arduous and has halted the mainstream acceptance of optimization. Therefore, it is necessary to unravel the complications of optimization into an easily applicable form. Currently, the most commonly used method for designing retaining walls is by following the proportioning limits provided by the ACI handbook. However, these limits, derived manually, are not verified by any optimization technique. There is a need to validate or modify these limits, using optimization algorithms to consider them as optimal limits. Therefore, this study aims to propose updated proportioning limits for the economical design of a RC cantilever retaining wall through a comprehensive parametric investigation using the genetic algorithm (GA). Multiple simulations are run to examine various design parameters, and trends are drawn to determine effective ranges. The optimal limits are derived for 5 geometric and 3 reinforcement variables and validated by comparison with their predecessor, ACI's preliminary proportioning limits. The results indicate close proximity between the optimized and code-provided ranges; however, the use of optimal limits can lead to additional cost optimization. Modifications to achieve further optimization are also discussed. Besides the geometric variables, other design parameters not covered by the ACI building code, like reinforcement ratios, bar diameters, and material strengths, and their effects on cost optimization, are also discussed. The findings of this investigation can be used by experienced engineers to refine their designs, without delving into the complexities of optimization.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제14권2호
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• pp.31-40
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• 1998

비정착식 보강토 됫채움으로 구성된 옹벽은 종래의 분리형 전면판요소와 보강재의 결합으로 이루어진 연성옹벽 형식과는 달리 일체식 강성옹벽으로 설계된다. 이 경우 옹벽의 됫채움 흙속에 설치된 띠보강재의 보강효과로 인하여 옹벽에 작용하는 토압이 감소할 것으로 기대되는데, 이를 확인하기 위하여 실내모형실첩을 수행하였다. 역T형 벽체의 뒷굽길이와 보강재의 배치를 달리하여 모형실험을 실시한 결과 본 모형옹벽의 경우 뒷굽길이가 벽체높이의 0.1배와 0.12배일 때 무보강상태에서는 전도파괴를 일으키는 반면에 보강재를 삽입한 경우에는 안정을 유지함으로서 보강재의 효과를 확실하게 증명하였다. 이 형상의 옹벽에 대해 효율적인 보강간격으로 보강재를 배치한 결과 벽체의 단위길이당 전 도모멘트가 무보강 상태에 비해 약 50% 정도 감소하였다. 또한 보강재의 길이가 옹벽 높이의 0.6배 이상이 되어야 보 강재의 보강효과가 발휘되는 것으로 나타났다. 한편 역T형 옹벽의 파괴면은 Rankine파괴면에 가깝게 가상배면 내·외측으로 형성된 두개의 곡선으로 관측되었다 이 때 외측 파괴면은 직선에 가까운 곡선형태이며, 보강재의 개수가 증가함에 따라 벽체쪽으로 가깝게 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제21권10호
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• pp.85-97
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• 2005

보강토 구조물은 그동안의 다양한 분야에서의 적용을 통해 기존의 옹벽구조물의 대체 공법으로서 그 적용성을 인정받고 있다. 최근 들어 교대 및 철도 시설 등에 적용됨에 따라 단기적인 안정성 이외에 장기적으로 지속하중 혹은 반복하중에 노출됨에 따른 장기거동에 대한 연구의 필요성이 높아가고 있다. 본 연구에서는 이러한 연구의 필요성에 근거하여 보강토체에 발생할 수 있는 장기변형 특성 고찰에 주안점을 두고 우리나라에서 생산되는 지오그리드와 화강풍화토로 형성된 보강토에 대한 지속하중 혹은 반복하중 등 다양한 하중이력에 대한 보강토 구조물의 장기 변형 특성 메카니즘을 평면변형압축(plane strain compression; PSC)시험을 통해 고찰하였다. 그 결과 보강토의 시간 의존적 압축변형은 보강토체에 작용하는 하중 특성뿐만 아니라 보강재의 역학적 특성에도 많은 영향을 받는 것으로 나타났으며, 선행하중을 작용함으로써 시간 의존적 잔류변형을 제어할 수 있는 것으로 분석되었다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제4권3호
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• pp.35-43
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• 2005

토목섬유를 이용한 보강토 옹벽은 기존의 콘크리트 옹벽에 단점을 보완함과 동시에 시공성 역시 탁월하여 사용이 증가되고 있다. 그러나 옹벽 대규모화에 따른 설계 및 시공상의 부주의로 인해 전면에 변위가 발생하고 전체적인 옹벽의 균열 및 붕괴가 발생한다. 본 연구는 이러한 토목섬유 보강토 옹벽의 전면활동파괴가 발생한 고속국도 현장지역사례의 붕괴원인을 지반 조사와 변위계측, 강우계측 등을 통하여 분석하고 강우 시 발생된 침출수의 영향을 검토하기 위해 건기시와 우기시로 구분하여, 붕괴 구간과 미붕괴 구간의 안정성을 평가 분석하였다. 블록식 보강통옹벽의 보다 합리적인 안정 및 해석을 위해서는 주위 지반및 지형을 고려한 시공환경을 적극적으로 고려하여야 하며, 붕괴전 구역의 보강대책은 기존시공상태 및 붕괴된 상태를 가능한 유지할수 있도록 하는 방안이 합리적으로 고려되었다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2011년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.1774-1785
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• 2011

In this paper, Rigid Reinforced Roadbed(RRR) which is expected to have highly applicability to railroad roadbed, was introduced and field tests results were analyzed. Full scale model with 5m height concerning a single track railroad roadbed was constructed. The model had four different sections, which was to assess the effect of geogrid length, spacing, and connection method on deformation characteristics of RRR. Laser displacement meter, earth pressure cell, piezometer, and strain gauge were installed in order to analyze the behavior of reinforced embankment during construction. Horizontal displacements caused by compaction at each section were 20~30% below the displacement limit that of general reinforced retaining wall, which showed that RRR was very stable structure. Maximum tensile strength of reinforcement was withing 10% of the long-term design strength.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2006년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.121-130
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• 2006

Despite a number of advantages of reinforced earth walls over conventional concrete retaining walls, there exit concerns over long-term residual deformation when used as part of permanent structures. In view of these concerns, time-dependant deformation characteristics of geosynthetic reinforced modular block walls under sustained loads were investigated using reduced-scale model tests. The results indicated that a sustained load can yield appreciable magnitude of residual deformation, and that the magnitude of residual deformation depends on the loading characteristic as well as reinforcement stiffness.

• 한국철도학회논문집
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• 제5권2호
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• pp.93-103
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• 2002

Reinforced earth structure has been regarded as general structure in order to achieve efficient land utilization as well as securing safety in railway service lines in other countries, but there are no construction actual results in Korea. In this study, the soil-geogrid interaction mechanism was investigated experimentally and numerical analysis was performed to predict Pull-out behaviour of geogrid embedded in reinforced earth body. This experimental data and analysis result can not contribute to understand the soil-geogrid interaction mechanism at soil-geogrid interface but also be used in design practice of the railway reinforced earth structures.

• 한국지반공학회논문집
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• 제15권1호
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• pp.53-62
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• 1999

블럭식 보강토 옹벽이 매우 활발히 적용되고 있음에도 불구하고 아직까지 블럭식 보강토 옹벽을 구성하는 블럭 벽체, 보강재, 뒤채움흙, 블럭/뒤채움흙 접촉면 등의 구성요소가 옹벽의 거동에 어떠한 영향을 미치는지에 대한 정확한 이해가 부족하며, 보다 안전하고 경제적인 설계를 위해서는 이에 대한 심도 있는 연구가 필요한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 유한요소해석을 이용하여 뒤채움흙의 전단특성 및 보강재의 강성이 블럭식 보강토 옹벽의 거동에 미치는 영향을 고찰하였다. 해석에서는 블럭식 보강토 옹벽의 각 구성요소 및 단계별 시공과정을 상세히 모델링하였으며, 해석결과를 토대로 뒤채움흙의 전단특성 및 보강재의 강성에 따른 벽체 변위 및 토압, 보강토체 저면 연직응력, 그리고 보강재 유발인장력 및 블럭/보강재 연결력 분포 경향을 고찰하고 현재 적용하고 있는 설계기준의 타당성을 검토하였다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제12권1호
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• pp.63-72
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• 1996

현행 시방서는 입상토만을 보강토 뒤채움재로 사용하도록 규정하고 있다. 그러나 보다 경제적인 보강토체를 구축하고자 한다면 현장유용토를 이용하는 것이 가장 이상적이다. 특히 국내에는 매우 넓은 범위에 화강토(화강암풍화토)가 분포되어 있어 현장 유용토의 대분분을 차지하기 때문에 이 재료의 적합성 여부가 보강토공법 채택의 주요한 요소가 되고 있다. 본 연구에서는 전국의 화강토를 대상으로 입도분포를 조사하여 현행 시방규정에 따른 적용의 한계성을 고찰하고 미세립 함유율과 함수비의 변화에 따른 전단강도의 변화가 화강토의 적용한계에 미치는 영향을 분석하였다.본 연구결과 보강토 뒤채움재로서의 화강토는 배수시설 또는 배수성 보강재를 사용하여 불포화상태(배수상태)를 유지하면 보다 많은 범위에서 이용이 가능함을 알게 되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제24권9호
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• pp.23-32
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• 2008

본 논문에서는 계단식 형태로 시공되는 블록식 보강토 옹벽의 전체 안정성이 고려된 설계에 관한 내용을 다루었다. 다양한 계원과 이격거리로 설계된 네 가지 설계사례에 대해 현재 통용되고 있는 FHWA 및 NCMA 설계기준에 근거하여 내 외적 안정해석을 수행하고 그 결과를 토대로 두 설계기준의 차이점을 검토하였다. 아울러 대상옹벽에 대해 한계평형해석에 근거한 사면안정해석과 연속체역학 기반의 강도감소기법 해석을 수행하여 계단식 옹벽의 설계를 지배하는 파괴 메카니즘을 고찰하였다. 그 결과 내 외적 안정성 공히 FHWA에서 채택하고 있는 설계기준이 NCMA 보다 보수적인 결과(낮은 안전율)를 주는 것으로 나타났다. 또한 계단식 옹벽의 보강재의 소요 포설 길이는 전반적으로 전체 안정성에 좌우되는 것으로 검토되었으며 상부 옹벽의 보강재의 길이는 현 설계기준 보다 현저히 증가시켜야 하는 것으로 검토되었다.