• Geomechanics and Engineering
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• 제14권3호
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• pp.211-224
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• 2018

In this paper, a predictive method accounting for the scaling effects of rockfill materials in the numerical deformation analysis of rockfill dams is developed. It aims to take into consideration the differences of engineering properties of rockfill materials between in situ and laboratory conditions in the deformation analysis. The developed method is based on the modification of model parameters used in the chosen material model, which is, in this study, an elasto-plastic model with double yield surfaces, i.e., the modified Hardening Soil model. Datasets of experimental tests are collected from previous studies, and a new dataset of the Nam Ngum 2 dam project for investigating the scaling effects of rockfill materials, including particle size, particle gradation and density, is obtained. To quantitatively consider the influence of particle gradation, the coarse-to-fine content (C/F) concept is proposed in this study. The simple relations between the model parameters and particle size, C/F and density are formulated, which enable us to predict the mechanical properties of prototype materials from laboratory tests. Subsequently, a 3D finite element analysis of the Nam Ngum 2 concrete face slab rockfill dam at the end of the construction stage is carried out using two sets of model parameters (1) based on the laboratory tests and (2) in accordance with the proposed method. Comparisons of the computed results with dam monitoring data indicate that the proposed method can provide a simple but effective framework to take account of the scaling effect in dam deformation analysis.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2009년도 세계 도시지반공학 심포지엄
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• pp.1017-1024
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• 2009

In the past few decades, the rockfill embankment dam, which has superior workability and economy, has become a major trend. In Korea, most of the embankment dams are rockfill dams, but recently, in response to the demand for sustainable development and environmentally-friendly water resource development, the sand and gravel in streams has become a major construction material for dams, rather than the non-economic rockfill, and its application examples have also increased. In this study, a large triaxial test was performed, with construction samples of different maximum sizes, in parallel with the grading method at the 'B Dam' construction site in Korea, and the effects of the different maximum sizes on the strain of the dam construction material and on the shear strength characteristics were analyzed to provide the basic data for determining the strength characteristics of the coarse-grained materials by the maximum size.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2010년도 추계 학술발표회 3차
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• pp.55-60
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• 2010

Rockfill zones in CFRD consist typically of large granular materials, usually the maximum particle size up to several meters, which makes laboratory testing to determine the mechanical properties of rockfill difficult. Commonly, the design strength of the rockfills is obtained by scaling down the original rockfill materials and performing laboratory strength tests for the reduced size materials. The objective of the present study is to investigate the effect of particle size on the shear behavior and the strength for granular materials. A series of large-scale triaxial tests was conducted on large granular materials with the maximum particle size varying from 20 to 50mm. The test results showed that overall shear behaviors were similar between the samples with different particle sizes while there were slight differences in the magnitudes of the peak shear stress between the samples. In addition, a simulation of the granular material with the max. particle size of 20mm was performed using DEM code, $PFC^{2D}$, and compared with the test results. The deviatoric stress versus strain behaviors of experimental and numerical tests were found to be matched well up to the peak stress state.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2008년도 추계 학술발표회
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• pp.836-841
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• 2008

CFRD (Concrete Faced Rockfill Dam) has been world-widely constructed due to a lot of advantages compared with rockfill dam and recently, sand/gravel materials, instead of crushed rock materials, are also utilized as a main rockfill material to overcome geological and environmental problems. In this paper, the process of water infiltration into the originally unsaturated sand/gravel-fill dam is studied using two-dimensional saturated-unsaturated seepage theory. According to the results of seepage analysis, if the effective drainage zone is installed in the dam, the reservoir water infiltrate into the dam along a downward flow path towards the lower drainage area. The main body constructed with sand/gravel materials, therefore, remains unsaturated.

• Geomechanics and Engineering
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• 제7권3호
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• pp.317-333
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• 2014

The study of the mechanical behavior of rockfill materials under three-dimensional loading conditions is a current research focus area. This paper presents a microscale numerical study of rockfill deformation and strength characteristics using the Combined Finite-Discrete Element Method (FDEM). Two features unique to this study are the consideration of irregular particle shapes and particle crushability. A polydisperse assembly of irregular polyhedra was prepared to reproduce the mechanical behavior of rockfill materials subjected to axial compression at a constant mean stress for a range of intermediate principal stress ratios in the interval [0, 1]. The simulation results, including the stress-strain characteristics, relationship between principal strains, and principal deviator strains are discussed. The stress-dilatancy behavior is described using a linear dilatancy equation with its material constants varying with the intermediate principal stress ratio. The failure surface in the principal stress space and its traces in the deviatoric and meridian plane are also presented. The modified Lade-Duncan criterion most closely describes the stress points at failure.

• 한국지반공학회논문집
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• 제30권5호
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• pp.17-24
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• 2014

본 논문에서는 국내 CFRD 사력존을 위한 1차원 전단파 속도 분포를 제안하였다. 이를 위해 선정된 3개의 댐 사면 8곳에서 수행된 표면파 시험 결과를 사용하였다. 다양한 원인에 의해 존재 가능한 사력존 물성치 공간 변동성에 의한 표면파 시험 결과의 불확실성을 고려하고자 시험에서 얻어진 개별 주상도들을 하모닉 웨이브릿 변환을 통해 공간-파수 영역에서 분석하였다. 이를 통해 전단파 속도 주상도에 존재하는 불확실성을 평가하였다. 논문에서 제안된 방법을 통해 사력존에 존재 가능한 1차원 전단파 속도 분포들을 생성하였으며, 생성된 1차원 전단파 속도 분포들을 사용하여 물성치 공간 변동성에 의한 불확실성이 고려된 국내 CFRD 사력존의 1차원 전단파 속도 분포를 결정하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제12권3호
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• pp.155-166
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• 2008

연구대상댐의 우안부는 콘크리트구조물로 축조된 콘크리트 중력식댐으로 이루어져 있고, 좌안부는 사력재료로 이루어진 사력댐으로 구성되어 있는 복합댐이다. 이련 형식의 댐 거동에 대한 연구에 있어서 국내는 물론 선진외국의 참고자료도 희소한 실정이다. 국내의 경우 약 17,000의 저수시설물중 복합댐 형식은 지자체나 기타 기관에서 관리하는 생 공 용수댐의 경우 거의 존재하지 않으며, 설혹 존재하더라도 시설물의 관리자료가 전무한 실정으로, 국내 다목적댐 중 유일한 복합댐을 선정하여 중력식댐과 사력댐 접합부의 거동특성을 분석하였다. 본 연구에서는 해석적 방법에 의하여 복합댐의 동적 상호거동특성을 분석하기 위하여 댐 축을 기준으로 모델링하여 정적(유사정적법, 수정진도법) 및 동적해석을 수행하여, 지진시 콘크리트댐과 사력댐 접합부의 지진 응답해석을 분석하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권1호
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• pp.207-218
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• 2013

대형 사력댐의 내진성능 평가에서 필히 요구되는 입력상수는 사력재료, 코아매질의 전단파 속도이다. 이를 표면파 시험으로 평가하기 위해서는 사력골재의 불연속, 매질의 비균질, 사면 경계면 등 표면파 시험결과의 신뢰도를 떨어뜨리는 조건을 극복해야 한다. 본 연구에서는 이러한 표면파시험의 한계를 극복하기 위하여 기존 빔형성기법의 원리를 응용한 SBF (Short-Array Beamforming) 기법을 제안하였다. SBF 기법은 3~9 m의 짧은 측선과 원거리 발진원을 이용함으로써, 빔형성기법 고유의 장점인 측정자료의 자동화분석뿐만 아니라 근접장 문제의 해결, 국부적 이상대의 발견 등의 기능을 가지도록 개발되었다. 본 연구에서는 이러한 SBF 기법과 IRF(Impulse-Response Filtration) 기법을 활용하여 대형 사력댐의 전단파속도를 신뢰성 있게 평가하는 방법을 정립하였다. 정립된 기법은 사력댐의 사력재료와 유사한 암버럭으로 매립 성토된 철도 노반에서 다운홀 시험, CapSASW (Common-Array-Profiling SASW) 시험과의 비교를 통하여 그 신뢰성과 실용성을 검증하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2009년도 춘계 학술발표회
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• pp.866-873
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• 2009

CFRD (Concrete Faced Rockfill Dam) has been world-widely constructed due to a lot of advantages compared with rockfill dam and recently, sand/gravel materials, instead of crushed rock materials, are also utilized as a main rockfill material to overcome geological and environmental problems. In this paper, the process of water infiltration into the originally unsaturated sand/gravel-fill dam is studied using two-dimensional saturated-unsaturated seepage theory. According to the results of seepage analysis, if the effective drainage zone is installed in the dam, the reservoir water infiltrate into the dam along a downward flow path towards the lower drainage area. The main body constructed with sand/gravel materials, therefore, remains unsaturated.

• 지질공학
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• 제15권1호
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• pp.77-86
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• 2005

CFRD(Concrete fared Rockfill Dam)는 기존의 중심코어형 락필댐과 대별되는 우수한 구조적, 재료적 특성으로 현재 가장 널리 활용되는 댐 형식이다. 본 고에서는 그동안 이루어져온 기술의 축적을 바탕으로 CFRD의 설계와 시공에 있어 최근에 부각된 최신 기술들을 정리하여 향후 활용에 도움을 줄 수 있도록 하였다. 특별히 본 고에서는 최근 경험을 바탕으로 실무에서 적용되고 있는 연약한 암을 이용한 댐체 축조 사례, 대단히 큰 입경의 락필 재 대신 도입된 sand-gravel fill 댐에 대한 경험, plinth와face slab를 연결하기 위해 새롭게 채택된 연결 슬래브공법, 기존 댐의 증고사례, 역침투 현상, 댐 하류의 환경친화죤, 차수벽 슬래브의 두께와 철근비의 변화 추이, 충적층 기초의 처리, 최근 적용되기 시작한 curb element 공법등에 대한 간략한 기술적 동향을 고찰하여 관련 기술자들의 이해를 돕고자 하였다.