• Structural Engineering and Mechanics
• /
• 제57권4호
• /
• pp.763-783
• /
• 2016

A methodology based on Teaching Learning-Based Optimization (TLBO) algorithm is proposed for optimum design of reinforced concrete retaining walls. The objective function is to minimize total material cost including concrete and steel per unit length of the retaining walls. The requirements of the American Concrete Institute (ACI 318-05-Building code requirements for structural concrete) are considered for reinforced concrete (RC) design. During the optimization process, totally twenty-nine design constraints composed from stability, flexural moment capacity, shear strength capacity and RC design requirements such as minimum and maximum reinforcement ratio, development length of reinforcement are checked. Comparing to other nature-inspired algorithm, TLBO is a simple algorithm without parameters entered by users and self-adjusting ranges without intervention of users. In numerical examples, a retaining wall taken from the documented researches is optimized and the several effects (backfill slope angle, internal friction angle of retaining soil and surcharge load) on the optimum results are also investigated in the study. As a conclusion, TLBO based methods are feasible.

• Earthquakes and Structures
• /
• 제14권2호
• /
• pp.179-186
• /
• 2018

We present the accurate investigation the seismic behavior of the gravity retaining wall built near rock face based on numerical method. The retaining wall is a useful structure in geotechnical engineering, where the earthquake is a common phenomenon; therefore, the evaluation of the behavior of the retaining wall during an earthquake is essential. However, in all previous studies, the backfill behind the wall was usually approximated by a homogeneous region, while in contrast, in practice, in many cases retaining walls are used to support the soil pressure in, inhomogeneous, mountainous area. This suggests an accurate investigation of the problem, i.e., numerical analysis. The numerical results will be compared with some of recently proposed analytical methods to show the accuracy of the proposed method. We show that increasing the volume of the rock face yields decreasing the permanent horizontal displacement of the gravity retaining wall built near rock face. Besides, we see that the permanent horizontal displacement of the gravity retaining wall with homogenous backfill is more than permanent horizontal displacement of the gravity retaining wall case of the built near rock face in different frequency contents.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제23권4호
• /
• pp.29-39
• /
• 2022

도심지의 심각한 교통체증을 해결하기 위해 지하차도, 대심도 지하도로, 광역급행철도 등 대규모 지하공간 개발이 이루어지고 있다. 도심지 지하차도로 건설로 인해 인접한 도시철도 A호선 교각기초 영향 최소화 및 안정성 확보를 위해 흙막이 가시설 보강, 기초 보강 등을 실시하였다. 본 연구에서는 근접도 평가와 함께 지하차도 굴착공사로 인한 안정성을 검토하기 위해 3차원 유한요소해석을 수행하고 수치해석 결과를 통해 보강효과를 정량적으로 분석하였다. 분석결과 기존 보강을 수행한 결과에 비해 겹침 CIP와 지반보강 그라우팅을 실시할 경우 흙막이 가시설 벽체 변위는 50% 이상 저감되었고 기초말뚝의 응력에서도 45% 이상 감소 효과가 있었다. 수치해석결과 분석을 토대로 근접시공 시 보강그라우팅, 가시설 벽체의 강성 증대 등을 통해 가시설 벽체의 변위 발생을 적극적으로 억제해야 함을 확인할 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제29권3C호
• /
• pp.91-96
• /
• 2009

본 연구는 흙막이 가시설 구조물의 기본 요소가 되는 띠장의 강성을 증진시키기 위한 새로운 방법을 도출함에 목적이 있다. 이를 위하여, 띠장 부재에 탄소섬유판을 부착하고 또한 강연선을 통하여 프리스트레스 긴장력을 도입하는 실험을 수행하였으며, 탄소섬유판 및 프리스트레스 강선으로 긴장력이 도입된 부재는 보강되지 않은 부재보다 더 높은 하중에 이르기까지 선형구간이 확대되며 초기강성 및 극한강성이 크게 향상되는 것으로 실험결과 나타났다. 또한 탄소섬유판에 발생하는 변형율은 $8,000-11,000{\mu}{\epsilon}$의 범주로 나타나, 탄소섬유판과 띠장 부재의 부착능력이 탁월하고 탄소섬유판의 보강효과가 매우 우수한것으로 나타났다. 본 연구에서는 띠장 구조체의 휨 강성을 높이고자 하는 새로운 방법이 제시되었다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
• /
• 한국지반공학회 2002년도 봄 학술발표회 논문집
• /
• pp.271-278
• /
• 2002

Recently, deep excavation for high-rise buildings occurs frequently to accommodate the rapidly increasing population in urban area. The stability of the earth retaining structures for deep excavation becomes more critical. The behavior of the earth retaining structures should be accurately predicted in a design stage, but the predicted behavior is different from the measured data due to uncertain soil properties and problems in construction. In this study the back-analysis using Powell's optimization theory was performed to match the measured deflection and results obtained from back-analysis were presented.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제37권12호
• /
• pp.89-105
• /
• 2021

본 논문에서는 흙막이 시설물 내진설계의 필요성을 살펴보기 위한 기초 연구로서, 유한차분해석 프로그램인 FLAC을 이용하여 가상의 대심도 흙막이 구조물을 대상으로 내진해석을 수행하고, 지진하중이 흙막이 시설물의 동적 거동에 미치는 영향을 평가하였다. 그 결과 지진하중 작용 시 벽체에 발생하는 모멘트와 지보재의 최대 축력이 지진하중 작용 전 최종 굴착단계와 비교하여 각각 98%, 87%까지 증가하는 것으로 나타나, 동적 토압이 구조물에 미치는 영향이 매우 큰 것으로 분석되었다. 또한 동해석 결과로 얻은 부재력을 이용하여 현행 기준에 따라 설계된 흙막이의 안정성을 재평가하고, 지진하중이 구조물의 설계에 미치는 영향을 분석하였다.

• Geomechanics and Engineering
• /
• 제13권5호
• /
• pp.715-742
• /
• 2017

Earth berms are often left in place to support retaining walls or piles in order to eliminate horizontal struts in excavations of soft soil areas. However, if the excavation depth is relatively large, an earth berm-supported retaining system may not be applicable and could be replaced by a multi-bench retaining system. However, studies on multi-bench retaining systems are limited. The goal of this investigation is to study the deformation characteristics, internal forces and interaction mechanisms of the retaining structures in a multi-bench retaining system and the failure modes of this retaining system. Therefore, a series of model tests of a two-bench retaining system was designed and conducted, and corresponding finite difference simulations were developed to back-analyze the model tests and for further analysis. The tests and numerical results show that the distance between the two rows of retaining piles (bench width) and their embedded lengths can significantly influence the relative movement between the piles; this relative movement determines the horizontal stress distribution in the soil between the two rows of piles (i.e., the bench zone) and thus determines the bending moments in the retaining piles. As the bench width increases, the deformations and bending moments in the retaining piles decrease, while the excavation stability increases. If the second retaining piles are longer than a certain length, they will experience a larger bending moment than the first retaining piles and become the primary retaining structure. In addition, for varying bench widths, the slip surface formation differs, and the failure modes of two-bench retained excavations can be divided into three types: integrated failure, interactive failure and disconnected failure.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제37권10호
• /
• pp.41-54
• /
• 2021

본 연구에서는 침투조절을 위하여 댐이나 보와 같은 수리구조물의 기초지반에 설치되는 차수벽체 형태에 따른 포화 침투거동의 확률론적 거동을 연구하였다. 이를 위해 투수계수의 불확실성과 공간적 변동성을 고려한 정상상태 흐름의 유한요소해석에 기반을 둔 Monte Carlo 시뮬레이션을 수행하였다. Monte Carlo 시뮬레이션의 결과로부터 평가된 지반의 침투거동에 대한 확률분포로부터 수위 변동에 따른 파괴확률을 구함으로써 취약도 곡선을 작성하였다. 취약도 곡선은 침투로 인한 수리구조물과 기초지반의 안정성을 검토하기 위하여 기초지반을 통한 침투유량, 구조물에 작용하는 양압력, 하류 유출면에서의 유출동수경사에 대하여 작성하였다. 생성된 취약도 곡선들로부터 차수벽체 설치 형태가 수위 상승 시 수리구조물과 기초지반의 안정에 대한 신뢰성에 미치는 영향을 연구하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
• /
• 한국지반공학회 2002년도 가을 학술발표회 논문집
• /
• pp.55-64
• /
• 2002

This paper presents a brief review of flexible retaining structure and the most significant methods developed to predict their behavior on underground excavations. Some observations are made about the future directions that the design of retaining systems may take , as there are still some problems where uncertainity exists, in soil-structure interaction and evaluation of strength parameters etc. And also reviewed papers presented in 2002 Fall National Conference of KGS.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제31권4호
• /
• pp.19-29
• /
• 2015

최근 국내에서는 굴착현장의 안전성에 대한 중요성 때문에 현장계측과 수치해석을 활용한 시공 관리방안에 대한 관심이 점점 더 높아지고 있다. 따라서 본 연구는 이를 위한 대안으로서 국내 다양한 굴착현장의 계측(경사계)자료들을 활용하여 미지점에 대한 변위값 추정과 기지점에서 향후 발생될 것으로 예상되는 변위값 예측을 위해 플랙탈(Fractal) 이론의 적용성을 검토하였다. 계측자료는 일반현장과 붕괴사고가 발생된 현장의 자료를 분석하였는데, 분석 시에는 계측 주기에 따른 수평변위의 변화 양상에 대해서 Hurst 지수를 산정하여 예측값을 모사하는데 사용하였으며, 그 결과를 실측값과 비교 검토하였다. 그 결과, 일반현장의 계측결과의 Hurst, H=0.7~0.8의 범위로 나타났다. 이는 H > 1/2로서 양의 상관성을 나타내 자기 유사성(self-similarity)을 확인할 수 있었으며, Hurst 지수로 모의된 예측값들은 계측값들과 매우 높은 상관성을 나타내었다. 또한 붕과가 발생된 현장의 계측자료들에 대한 분석결과에서는 붕괴발생 수주일 전부터 Hurst 지수의 이상 변화가 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 향후 추가적인 자료축적을 통하여 굴착현장 흙막이 벽체의 안전관리에 플랙탈 이론을 활용성을 확인할 수 있었다.