The residual settlement due to difference between predicted and observed settlement is one of the social problems during reclaiming construction in the soft ground having a deep depth such as Busan and Gwangyang province. Prediction error for the secondary compression settlement makes the construction much harder. To examine characteristics of the secondary compression settlement, the secondary compression index is the most important factor. In this study, various empirical methods for determining the secondary compression index are evaluated. And errors applied to the design case practically are also explained. The pre loading method is the only way to reduce the secondary compression settlement and reduction ratio of the secondary compression should be investigated correctly. Hence, research results on the reduction ratio of the secondary compression are analyzed in this paper. Moreover, decrement of the secondary compression index due to over consolidation ratio is examined closely by laboratory consolidation test using clay in the Gwangyang area.
포화된 연약 점성토 지반에서 침하량을 예측하는 것은 연약 지반 설계 시 매우 중요하다. 이 연구에서는 낙동강 지류 인접 지역인 김해진영 지구를 대상으로 피에조콘 관입시험을 실시한 지반조사 자료를 참고하여 침하량 산정의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 방법에 대하여 고찰하였다. 해당 지역의 지반을 두 가지 Robertson Chart(1986, 1990)에 따라 분류하고 대표적인 지반 침하량 산정 공식인 Terzaghi(1925) 침하량 산정 공식 및 Sanglerat(1972) 침하량 산정 공식에 의해 이론 침하량을 산정하였다. 산정된 이론 침하량을 실제로 측정한 계측 침하량과 SPSS 상관분석을 통해 비교함으로써 보정계수를 산정하였다. 연구결과 이론 침하량과 계측 침하량의 평균오차율은 각각 17.28% 및 26.96%로 나타났다. 또한 이 지역의 경우 Terzaghi(1925) 방법에 의한 이론 침하량 산정결과가 Sanglerat(1972) 방법으로 구한 이론 침하량보다 계측 침하량에 더 근접한 것으로 나타나 Terzaghi(1925) 침하량 산정 방법이 더 정밀한 것으로 나타났다. 또한 산정된 보정계수를 사용하면 이 지역의 침하량 예측의 신뢰성을 향상시킬 수 있을 것으로 판단된다.
This study is attempted to propose a new hybrid artificial intelligence model called integrative genetic algorithm with multivariate adaptive regression splines (GA-MARS) for settlement prediction of shallow foundations on sandy soils. In this hybrid model, the evolution algorithm - Genetic Algorithm (GA) was used to search and optimize the hyperparameters of multivariate adaptive regression splines (MARS). For this purpose, a total of 180 experimental data were collected and analyzed from available researches with five-input variables including the bread of foundation (B), length to width (L/B), embedment ratio (Df/B), foundation net applied pressure (qnet), and average SPT blow count (NSPT). In further analysis, a new explicit formulation was derived from MARS and its accuracy was compared with four available formulae. The attained results indicated that the proposed GA-MARS model exhibited a more robust and better performance than the available methods.
Stone column is one of the soft ground improvement method, which enhances ground conditions through ground water draining, settlement reducing and bearing capacity increasing complexly by using crushed stone instead of sand in general vertical drain methods. In recent, general construction material, sand is in short of supply, because of the unbalance of demand and supply. Also, the bearing capacity improving effect of stone column method is needed in many cases so the bearing capacity estimation is considered as important point. Nevertheless, adequate estimation methods to predict bearing capacity of stone column considering stone column and improving ground behavior reciprocally is not yet prepared. To contribute this situation, bearing capacity behavior of stone column were simulated as numerically on various property cases of crushed stone and surrounded ground. Through the numerical analysis of simulation results, bearing capacity behavior prediction formula was suggested. This formula was verified by comparing the prediction result with in situ test.
본(本) 연구(硏究)는 굴착에 따른 지반심하(地盤沈下)와 벽변형(壁變形)의 관계를 규명하고자 느슨한 모래 지반(地盤)에서 앵커로 지지(支持)된 널말뚝의 모형실험(模型實險)을 한 것이다. 실험(實驗)에 고려된 요소로는 널말뚝의 하단구속(下端狗束), 앵커의 경사각(傾斜角), 널말뚝의 강성(剛性), 굴착단계(段階)이며 실험결과(實驗結果)는 기존의 이론(理論)과 버팀대로지지(支持)된 토류벽(土留壁)의 현장계측결과(現場計測結果)와 비교되었다. 분석결과(分析結果)는 일단(一段)의 앵커로 지지(支持)된 널말뚝의 지반침하(地盤沈下)를 예상하는 데에 이용될 수 있는 회귀식(回歸式)으로 나타냈고, 굴착으로 인한 벽변형(壁變形)과 지반침하(地盤沈下)는 굴착변의 지지방법(支持方法)에 따라 차이가 크다는 것을 확인하였다.
매립지의 침하특성들은 위생매립장을 설계할 때 뿐만 아니라 쓰레기매립토를 복원하는 과정에서도 반드시 고려해야 할 사항들이다. 매립지의 침하를 예측하는 여러 방법들이 연구되었는데 이들 중 특히 Gibson and Lo 모델과 Power Creep Law 방법들은 침하량이 크고 이차압축이 현저하게 나타나는 매립장에 잘 부합된다. 따라서 Gibson and Lo 모델과 Power Creep Law 방법에 사용되는 매개변수들이 유기물함량에 따라 어떠한 변화를 보이는지 대형압밀시험기를 이용하여 관찰하였다. 유기물함량이 각각 20%, 40%, 60%이고 압밀하중을 $0.1{\sim}1.6kg/cm^2$로 가했을 때 Power Creep Law의 m(기준압축성)은 압밀하중의 증가에 따라 감소하였으며, 그 감소율이 유기물함량 증가량에 따라 증가하는 것으로 나타났다. 그리고 현장계측치에 의한 침하량분석결과 Gibson and Lo model보다는 Power Creep Law에 의한 침하예측이 본 현장과 부합되는 것으로 나타났다.
연약점토지반에 도로, 대규모 단지조성공사에 따른 지지력의 부족과 과대한 침하량으로 인하여 여러 가지 어려운 문제가 발생하며 최종 침하량 및 침하시간의 정확한 예측은 지반개량공법의 선정은 물론 사업비, 사업기간에 중대한 영향을 미치게 된다. 현재 사용되고 있는 침하량 예측기법으로는 Terzaghi의 압밀이론을 응용한 Asaoka법과 경험식인 Hyperbolic법, Hoshino법 등이 있다. 그러나 이러한 방법들에 의하여 예측된 침하량과 실제 침하량이 정확히 일치하지 않는 경향이 있다고 알려지고 있다. 게다가 이런 방법 등은 계측결과가 없는 설계단계에서는 사용할 수 없는 단점을 가지고 있다. 본 논문에서는 국내 단지조성공사에서의 데이터와 다양한 테스트 결과값를 이용하여 성토시 침하를 보다 정확하게 예측하기 위해 인공신경망 기법인 Jordan 모델과 Elman-Jordan 모델을 적용하여 가장 적합한 모델구조를 얻고자 하였다. 개선된 인공신경망 모델에 의한 예측치를 실측치와 비교하였고, 결과값에 의하면 Jordan 모델이 Elman-Jordan 모델보다 실측치와 잘 일치하고 콘관입 저항을 이용한 예측치가 표준관입시험을 이용한 결과치보다 실제에 더 가깝다는 것을 알 수 있다. 따라서 더 많은 현장실험 데이터가 확보된다면 콘관입시험을 이용한 순환형 인공신경망 기법이 침하량 예측에 있어 가장 효과적인 방법이 될 것이라 사료된다.
도시화와 산업화에 따라 도심지에 개발이 늘어나면서 지반침하로 인한 피해가 지속적으로 발생되고 있으며, 도심지에서의 건물붕괴는 대규모 인명 및 재산 피해로 이어질 위험이 크다. 굴착지반에 균등하지 않은 하중이 작용하고, 대상지반의 사전지식이 없는 경우의 지반거동에 대해서는 연구가 거의 이루어지지 않았다. 이에 따라 지반 조사 정보가 없는 흙막이 공사의 굴착 과정에서 발생되는 배면 지반의 침하거동을 분석하는 방법이 기존에는 없었고, 본 연구에서는 시계열 데이터를 가공하여 상대적 침하거동과 상호관련성을 분석하여 흙막이 벽체 배면 지반의 침하거동을 분석하고자 하였다. 본 논문에서는 평균침하량차지수와 평균상대침하량차를 정의 및 계산하였으며, 이를 좌표계에 도시하여 시간경과에 따라 측점간의 상대적 침하거동을 분석하였다. 또한 관측점들의 군집을 분류할 수 있는 기준이 필요하여 k-평균군집분석과 Dunn Index를 이용하여 분류하였다. 분석결과 계측지점의 침하량이 일정한 값으로 수렴하면서 모든 군집들이 안정영역으로 이동한 것을 확인할 수 있었으며, 군집은 세분화되었다. 이러한 분석결과를 바탕으로 연구대상의 각 측점 간 상관관계를 분석하여 연구대상 지반의 독자거동영역과 동일거동영역을 구분할 수 있었다. 이처럼 측점들 간의 상대적 침하거동을 분석을 통해 거동영역을 구분할 수 있다면, 주변지역의 융기, 지반파괴영역 예측, 터파기 공사 시 활동파괴의 방지 등 침하관리와 안정관리에 도움을 줄 수 있다고 판단된다.
선행하중공법과 병행하여 연직배수재를 설치한 연약지반에서 초기에 신뢰성 있는 최종 침하량을 예측할 수 있는 방법을 확립하기 위하여, 실측자료를 이용한 역해석에 의해서 점증재하와 일시재하로 고려하여 Curve fitting 방법으로 역해석한 결과를 비교분석하고, 쌍곡선방법, Tan의 방법, Asaoka방법, Monden방법등으로 예측한 최종침하량과 비교하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 점증재하로 성토된 연약지반에 대해서 일시재하와 점증재하에 의한 예측 침하곡선이 일치하는 시간은 성토개시일로부터 성토기간의 약 2배 정도의 시간이 경과한 이후로 나타났다. 2 연직 드레인이 타입된 지반에 대해서 쌍곡선 방법, Tan의 방법, Asaoka방법, Monden방법, Curve fitting I, Curve fitting II(simple), 그리고 Curve fitting II(Carrillo)방법에 의하여 해석한 결과, Curve fitting II(simple) 방법을 기준으로할 때, 쌍곡선방법은 26~55%정도 과다추정되었고, Tan의 방법은 6~20%정도 과대 추정되었고, Monden방법은 Tan의 방법과 유사하게 나타났으며, Curve fitting I방법과 Asaoka방법은 최대 10%의 차이를 나타내었다. 3. 역해석에 의해서 최종침하량을 예측할 경우에 Asaoka 방법, 일시재하에 의한 Curve fitting I방법, 점증재하에 의한 Curve fitting II방법 등을 사용하는 것이 적합하다고 판단된다.
항만시설에서 발생하는 지진에 의한 피해의 대부분은 매립지반의 액상화에 기인하는 것으로 알려져 있다. 국내 대형 항만의 안벽은 대부분 중력식 안벽으로 설계·시공되고 있으며, 이러한 중력식 안벽은 조성된 배후 지반이 액상화에 취약하여 지진 발생시 액상화로 인한 대규모의 파괴가 발생한 사례가 많이 보고된 바 있다. 이번 연구에서는 현재 건설 중인 대형 항만의 안벽 배후지에 대한 액상화평가를 실시함에 있어서 일관되고 합리적인 시험과 평가과정을 통해 액상화에 대한 지반의 안정성을 검토하였다. 또한, 국내 시방서에서 사용하고 있는 액상화예측 모델과 일본 시방서에사 사용하고 있는 액상화예측 모델을 각각 적용하여 그 차이를 검토하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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