• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2008년도 춘계 학술발표회 초청강연 및 논문집
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• pp.1144-1154
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• 2008

In this paper, the behaviour of shell foundation was studied. In order to perform this study, three studies such as theoretical, numerical and experimental programs were performed. In the theoretical program, the general shallow foundation theories and failure mechanism developed by Terzaghi, Mayerhof and others were reviewed and compared. Based on the previous shallow foundation behaviour, the shell foundation theory was developed using the upper boundary theorem. In the numerical study, the 2 and 3 dimensional FEM simulations were carried out using an uncoupled-analysis approach. From the analysis results, the adequate depth of shell foundation was evaluated. It was also evaluated the bearing capacity according to the shell angle ($120^{\circ}$, $90^{\circ}$, $60^{\circ}$). In the experimental study, the laboratory model tests were carried out for five cases of different foundation shapes including the rectangular and circular foundation in order to verify the theoretical and nemerical study. According to the results of this study, the bearing capacity of shell foundation was theoretically about 15% larger than that of general foundation. However, in the model test, the bearing capacity of shell foundation was about 25 to 30% larger than that of general foundation. In the case of shell angle, the maximum bearing capacity of shell foundation shows when the shell angle of foundation was $60^{\circ}$. In addition, Even if the shell foundation has the various advantages compared with the general foundations as described above, the practical verifications in full scale size will be necessary to use in the field and will be helpful in the technical development of other special foundations.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제9권3호
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• pp.77-90
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• 1993

얕은기초의 침하해석에 관련된 토질정수, 하중 및 지층구조는 많은 불확실성을 내포하고 있어 확률적 특성을 고려한 해석이 필요하다. 본 연구는 Monte Carlo Method를 이용하여 독립후팅들로 구성된 얕은기초의 침하에 관한 확률론적 해석을 하였다. 변수의 불확실성을 고려하기 위하여 토질정수와 하중은 정규분포의 확률변수로 가정하여 독립후팅의 침하평균 및 변동계수를 구하고 각 독립후팅의 침하도 정규분포하는 것으로 가정하였다. 또한 지반내에 존재할 수 있는 연약토질 포켓 (soft soil pocket)의 확률을 고려한 각 독립후팅의 침하는 Markov process를 따르는 것으로 하였다. 이와같은 각 변수들의 변화에 따라 최대침하와 부등칭하의 허용한계 초과확률에 대한 민감도분석을 하였으며, 얕은기초의 침하해석은 각 변수의 불확실성과 지반조건을 고려하는 것이 타당하다고 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제36권3호
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• pp.471-491
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• 2016

고전적인 한계 평형 해석에서 얕은 기초의 지지력은 토체 내부의 파괴면을 가정하여 시작한다. 하지만 입상체 역학의 관점에서 토체의 파괴는 접촉력 사슬 구조의 국부적인 좌굴에 의해 시작된다. 본 연구에서는 모형 토립자를 이용하여 구성한 입상체 상부에 얕은 기초 하중을 재하하여 파괴 시까지 입상체 내부의 접촉력 사슬 분포가 어떻게 변화하는지 관찰하였다. 초기 결함이 없이 규칙적인 구조를 가지는 조건과 입상체 하부에 초기 국부적인 불완전성이 있는 조건을 가진 두 가지 종류의 입상체를 준비하여 실험하였다. 입상체 내부에서 발생하는 접촉력 사슬 구조의 방향 분포는 초기 불완전성의 여부에 따라 매우 큰 차이를 보였다. 초기 불완전성이 있는 입상체는 결함이 없는 입상체가 견딘 하중의 67%만을 견딜 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제28권7호
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• pp.67-75
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• 2012

교량기초의 지지층인 조밀한 화강풍화토 지반에서 얕은 기초의 침하에 대한 크기효과를 평가하고자 하였다. 이를 위해 지반조건이 유사한 2개 현장에서 재하판 크기를 다르게 하여 평판재하시험을 수행하였다. 시험결과 재하판 하부 및 주변 지반의 파괴는 관찰되지 않았으며 하중 증가에 따라 침하가 비례하여 증가하였다. 이러한 결과는 대상지반에 지지되는 기초의 안정성 또는 사용성은 침하가 지배하는 것을 의미한다. 침하에 대한 기초크기 효과는 압력-침하곡선의 기울기로 표현되는 지반반력계수와 기초폭의 관계로 표현하였다. 기존에 제안된 관계식과 비교해 볼 때 본 실험결과는 크기효과가 더 크게 나타나며, 이는 기존에 제안된 관계식은 조밀한 화강풍화토 지반에 지지된 기초의 침하를 과소평가할 수 있음을 나타낸다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제6권6호
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• pp.561-575
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• 2014

Estimating seismic displacements has a great importance for foundations on or adjacent to slope surfaces. However, dynamic solution of the problem has received little attention by previous researchers. This paper presents a new analytical model to determine seismic displacements of the shallow foundations adjacent to slopes. For this purpose, a dynamic equilibrium equation is written for the foundation with failure wedge. Stiffness and damping at the sliding surface are considered variable and a simple method is proposed for its estimation. Finally, for different failure surfaces, the calculated dynamic displacement and the surfaces with maximum strain are selected as the critical failure surface. Analysis results are presented as curves for different slope angles and different foundation distances from edge of the slope and are then compared with the experimental studies and software results. The comparison shows that the proposed model is capable of estimating seismic displacement of the shallow foundations adjacent to slopes. Also, the results demonstrate that, with increased slope angle and decreased foundation distances from the slope edge, seismic displacement increases in a non-linear trend. With increasing the slope angle and failure wedge angle, maximum strain of failure wedge increases. In addition, effect of slope on foundation settlement could be neglected for the foundation distances over 3B to 5B.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제89권1호
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• pp.33-46
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• 2024

The present research delves into the analysis of nonlinear free and forced vibrations of porous functionally graded (FG) shallow shells reinforced with oblique stiffeners, which are embedded in a nonlinear elastic foundation (NEF) subjected to external excitation. Two distinct types of PFG shallow shells, characterized by even and uneven porosity distribution along the thickness direction, are considered in the research. In order to model the stiffeners, Lekhnitskii's smeared stiffeners technique is implemented. With the stress function and first-order shear deformation theory (FSDT), the nonlinear model of the oblique stiffened shallow shells is established. The strain-displacement relationships for the system are derived via the FSDT and utilization of the von-Kármán's geometric assumptions. To discretize the nonlinear governing equations, the Galerkin method is employed. The model such developed allows analysis of the effects of the stiffeners with various angles as desired, in addition to the quantitative investigation on the influence of the surrounding nonlinear elastic foundations. To numerically solve the problem of vibrations, the 4th-order P-T method is used, as this method, known for its enhanced accuracy and reliability, proves to be an effective choice. The validation of the present research findings includes a comprehensive comparison with outcomes documented in existing literature. Additionally, a comparative analysis of the numerical results against those obtained using the 4th Runge-Kutta method is performed. The impact of stiffeners with varying angles and material parameters on the vibration characteristics of the present system is also explored. The researchers and engineers working in this field may use the results of this study as benchmarks in their design and research for the considered shell systems.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2003년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.455-462
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• 2003

The current practice of estimating bearing capacity usually employs the conventional bearing capacity formula originally developed for strip footings under vertical central loading, In order account for the effect of footing shape and eccentricity and inclination of loads, correction factors are introduced in the formula, which are derived based on a number of small-scale model test observations. In this paper, comparison of several formulations of bearing capacity factors, as well as values of these factors, are presented. And the conventional bearing capacity equations are compared with some of other failure loci proposed for cohesive soil. Also, the bearing capacity of shallow foundation estimated by the conventional bearing capacity equations are compared with the experimental load test results.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제15권2호
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• pp.367-377
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• 2002

이 논문은 탄성지반 위에 놓인 낮은 아치의 자유진동에 관한 연구이다. Pasternak가 제안한 두 개의 매개변수로 표현되는 지반모형을 채택하여 대상아치의 자유진동을 지배하는 미분방정식을 유도하였다. 양단회전 및 양단고정의 단부 조건을 갖는 두 종류의 아치선형을 유도된 지배방정식에 적용하여 Galerkin method로 해석함으로써 최저차 대칭 및 역대칭 고유진동수 방정식을 산출하였다 아치높이, Winkler지반계수 및 전단지반계수가 고유진동수에 미치는 영향을 분석하였으며, 아치선형이 고유진동수에 미치는 영향을 분석하였다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제21권6호
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• pp.583-598
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• 2020

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 (D_f/B), foundation net applied pressure (q_net), and average SPT blow count (N_SPT). 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.

• 한국지반공학회논문집
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• 제31권7호
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• pp.29-39
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• 2015

버킷기초에 작용하는 수직하중의 일부는 내부 흙을 통해 저면으로 나머지는 스커트 외주면과 지반 사이로 전달된다. 사질토 지반에 설치된 버킷기초의 설계를 위해서는 수직 하중전이 특성을 명확하게 규명해야 하나 아직 이에 대한 연구가 수행되지 않았다. 본 연구에서는 2차원 축대칭 유한요소해석을 수행하여 사질토 지반에 설치된 버킷기초의 수직하중에 대한 지반의 응답을 계산하였다. 극한 상태에서 버킷기초의 선단지지력은 얕은기초의 지지력보다 크며 주면마찰력은 말뚝의 설계식에 비하여 작은 것으로 나타났다. 선단지지력은 스커트 외주면에 작용하는 전단응력이 파괴면을 아래로 밀어내어 파괴면이 확장되기 때문에 얕은기초에 비하여 큰 것으로 분석되었다. 반면 주면마찰력은 침하가 진행되면서 버킷기초 하부의 흙이 수평방향으로 밀려 이동하면서 스커트에 작용하는 수평응력이 감소하기 때문에 작은 것으로 나타났다. 버킷기초의 극한지지력은 얕은기초의 선단지지력과 주면마찰력 설계식을 합한 값보다 큰 것으로 계산되었다. 이는 주면마찰력은 설계식보다 작지만 크기가 선단지지력에 비하여 매우 작아 지지력에 큰 영향을 미치지 않는 반면 선단지지력은 주면마찰력에 비하여 증가폭이 크기 때문이다.