• Geomechanics and Engineering
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• 제14권4호
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• pp.377-386
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• 2018

This paper focuses on the development of a new non-linear macro-element for the modelling of soil-foundation interaction. Material and geometrical nonlinearities (soil yielding and foundation uplift respectively) are taken into account in the present macro-element to examine the response of shallow foundations under monotonic and cyclic loads. Several applications of soil-foundation systems are studied. The results obtained from these applications are in very favourable agreement with those obtained through other numerical models in the literature.

• 한국지반공학회논문집
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• 제20권8호
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• pp.5-14
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• 2004

얕은기초의 설계에 있어 작용하중에 의한 침하량 산정은 기초의 지지력 산정과 함께 매우 중요한 고려사항이다. 상부구조물에 의한 설계하중이 지표면의 기초지반에 직접 작용하는 얕은기초의 경우, 기초지반의 거동은 일반적으로 완전 선형탕성도 아니며, 파괴에 도달한 소성상태도 아닌 비선형 응력-변형률의 거동을 보이게 된다. 이러한 지반의 비선형성은 침하량 산정에 있어 매우 중요한 요소로 간주될 수 있으나, 실제 설계에 있어서는 대표탄성계수의 적용에 의한 간편법이 보편적으로 적용되고 있다. 일반적으로 사질토지반에 놓인 얕은기초 침하량 산정은 표준관입시험(SPT)나 콘관입시헙(CPT) 등의 현장시험 결과를 토대로 이루어진다. 본 연구에서는 비선형 유한요소해석에 의한 얕은기초 하중-침하량 분석을 수행하였으며, 기존의 탄성론에 근거한 침하량 산정법과의 비교분석 또한 수행하였다. 이와 같은 해석을 통하여 콘관입시헙(CPT) 결과에 근거한 새로운 얕은기초 침하량 산정법 및 얕은기초 설계법을 제안하였다.

• 지질공학
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• 제15권4호
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• pp.423-433
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• 2005

직접기초의 설계 및 안정성 평가를 위해 편마암 풍화토로 구성된 A, B 대상현장에서 평판재하시험을 실시하여 이론적, 경험적 지지력 공식 및 여러 침하량산정 공식에 대한 비교$\cdot$분석을 실시하였다. 또한, 편마암의 풍화토지 반에 실시되어진 평판재하시험의 결과를 이용한 효율적인 안정성 평가방법을 고찰하였다. 그 결과 허용 지지력은 Terzaghi의 이론공식이 평판재하시험 결과에 비교하여 과대하게 산정되어지는 것으로 나타났으며, 직접 기초 설계시 국내에서 가장 널리 이용되고 있는 Terzaghi-Peck 방법이 침하량이 크게 나타나 안정적인 설계를 하는데 효과적으로 나타났다. 또한, 편마암의 풍화토 지반에 실시된 평판재하시험결과 하중-침하 곡선에서 얻어진 지지력으로 안정성을 검토하는 경우 침하량 관점 보다 더 안전측으로 평가되어 짐을 알 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제20권1호
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• pp.131-139
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• 2004

지내력기초 설계와 시공을 위해 실시하는 평판재하시험 결과로부터 실제 기초지반의 지지력 및 침하량을 산정할때 scale effect를 고려해야 하는데 국내에는 scale effect 적용기준이나 관련 시험자료가 없다. 그래서, 화강풍화토 지반에서 재하판 크기별 지지력 및 침하량의 상관관계를 파악하기 위해 모형토조 및 현장 평판재하시험을 실시하였다. 토조시험은 토조내에 지층을 형성한후 함수비 조건, 다짐횟수, 습윤 단위중량, 및 재하판 직경(D15, 25cm)별로 모형토조$(2,000\times 2,000\times 1,000mm)$에서 실시하였다. 현장 재하시험은 재하판 직경$(D15, 25, 30, 40, 75\times 75, 140\times 210cm)$별로 실시하였다. 재하시험 결과분석과 수치해석을 통해 토사 및 암반지반에서 지내력 기초설계시 Scale effect를 계산하기 위한 지지력 및 침하량 산정식을 제시하였다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제31권2호
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• pp.223-235
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• 2022

Bearing capacity of shallow foundations is often determined for either dry or saturated soils. In some occasions, foundations may be subjected to external loading which is inclined and/or eccentric. In this study, the ultimate bearing capacity of shallow foundations resting on partially saturated coarse-grained cohesionless and fine-grained cohesive soils subjected to a wide range of combined vertical (V) - horizontal (H) - moment (M) loadings is rigorously evaluated using the well-established limit equilibrium method. The unified effective stress approach as well as the suction stress concept is effectively adopted so as to simulate the behaviour of the underlying unsaturated soil medium. In order to obtain the bearing capacity, four equilibrium equations are solved by adopting Coulomb failure mechanism and Bishop effective stress concept and also considering a linear variation of the induced matric suction beneath the foundation. The general failure loci of the shallow foundations resting on unsaturated soils at different hydraulic conditions are presented in V - H - M spaces. The results indicate that the matric suction has a marked influence on the bearing capacity of shallow foundations. In addition, the effect of induced suction on the ultimate bearing capacity of obliquely-loaded foundations is more pronounced than that of the eccentrically-loaded footings.

• Earthquakes and Structures
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• 제12권2호
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• pp.153-163
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• 2017

The underlying goal of the present paper is to investigate soil and structural uncertainties on impedance functions and structural response of soil-shallow foundation-structure (SSFS) system using Monte Carlo simulations. The impedance functions of a rigid massless circular foundation resting on the surface of a random soil layer underlain by a homogeneous half-space are obtained using 1-D wave propagation in cones with reflection and refraction occurring at the layer-basement interface and free surface. Firstly, two distribution functions (lognormal and gamma) were used to generate random numbers of soil parameters (layer's thickness and shear wave velocity) for both horizontal and rocking modes of vibration with coefficients of variation ranging between 5 and 20%, for each distribution and each parameter. Secondly, the influence of uncertainties of soil parameters (layer's thickness, and shear wave velocity), as well as structural parameters (height of the superstructure, and radius of the foundation) on the response of the coupled system using lognormal distribution was investigated. This study illustrated that uncertainties on soil and structure properties, especially shear wave velocity and thickness of the layer, height of the structure and the foundation radius significantly affect the impedance functions, and in same time the response of the coupled system.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제4권4호
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• pp.85-96
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• 2003

연약지반 상부에 건설되는 구조물의 연약지반 보강에 사용되는 토목섬유의 하나인 지오셀은 평면형태의 지오그리드 보강재와는 다르게 3차원 형태로 제작된 토목섬유 단위 셀(Cell)안에 조립토를 채워 보강하는 시스템으로 종래의 지반보강을 위해 사용되는 지오그리드에서 한 단계 더 진전된 것으로서 삼차원 형태로 제작된 복합재를 이용하여 지반의 강도 및 지지력을 증가시키는 방법이다. 본 논문에서는 지반의 지지력을 증가시킬 수 있는 지오셀 시스템에 대한 지지력 메카니즘을 분석하기 위하여 모형토조를 이용한 평판재하시험을 실시하였고 본 실험을 통하여 지오셀 보강 유 무, 층수와 지오셀 형상에 따라 얕은 기초의 지지력과 연직변위에 미치는 영향을 분석였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제12권4호
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• pp.167-177
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• 1992

본 연구에서는 얕은기초의 지지력을 해석함에 있어서 기초저면(基礎底面)의 조도(組度)의 영향을 고려하고, 기초지반(基礎地盤)의 활동면(滑動面)을 직선(直線)과 대수나선(對數螺線)이 복합된 형상으로 가정하여 지지력이론식을 유도하였으며, 흙의 내부마찰각(內部摩擦角) 및 기초의 저면마찰각(底面摩擦角)의 변화에 따른 영향과 대수나선(對數螺線)의 극점(極點)의 위치에 따른 지지력계수의 영향을 분석하였고, 지지력이론식(支持力理論式)을 간편화(簡便化)하여 Terzaghi, Meyerhof, Vesic 및 Yamaguchi 등의 지지력이론식과 비교분석하였다. 또한 분석한 결과를 토대로 하여, 실제의 얕은기초를 설계하거나 시공할 때 논란이 되고 있는 내부마찰각(內部摩擦角)을 ${\varphi}=40^{\circ}$로 제한하고, 저면조도(底面組度)의 적용범위(適用範圍)를 흙의 내부마찰각의 크기에 따라서 제한하여 사용할 것을 제안하였다.

• 토지주택연구
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• 제4권1호
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• pp.125-131
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• 2013

얕은 기초 설계와 시공을 위해 실시하는 평판재하시험 결과로부터 실제 기초지반의 침하량을 산정하고 있는데 국내에서 많이 시공되는 화강풍화토나 풍화암에 대한 현장 예측식이 없는 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 화강풍화토와 풍화암을 대상으로 현장 평판 재하시험을 실시하여 기초 크기별 침하량 거동을 분석하였다. 모형토조와 현장 재하시험에서 측정한 하중 ~ 침하 곡선을 일반적인 항복하중 판정법을 사용하지 않고 하중 ~ 상대침하(s/B, s : 침하량, B : 재하판폭) 관계로 정규화(Normalization)하여 분석하였다. 즉, 하중 ~ 상대 침하 개념으로 정규화한 결과, 재하판 직경에 관계없이 일정한 형태의 곡선을 나타내므로 현장의 지반조건과 상관성을 제시하였다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제28권6호
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• pp.547-557
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• 2022

Dune sands are poorly graded collapsible soils lacking fines. This experimental study explored the technical feasibility of sustainable invigoration of fine waste materials to improve the geotechnical properties of dune sand. The fine waste considered in this study is fine marble waste. The fine waste powder was mixed with dune sand at different contents (5, 10,15, 20, 25, 50%), where the gradation, void ratio, compaction, and shear strength characteristics were assessed for each fine marble waste -dune sand blend. The geotechnical properties of the dune sand-fine marble waste mix delineated in this study reveal the enhancement in compaction and gradation characteristics of dune sand. According to the results, the binary mixture of dune sand with 20% of fine marble waste gives the highest maximum dry density and results in shear strength improvement. In addition, a numerical study is conducted for the practical application of the binary mix in the field and tested for an isolated shallow foundation. The elemental analysis of the fine marble waste confirms that the material is non-contaminated and can be employed for engineering applications. Furthermore, the numerical study elucidated that the shallow surface replacement of the site with the dune sand mixed with 20% fine marble waste gives optimal performance in terms of stress generation and settlement behavior of an isolated footing. For a sustainable mechanical performance of the fine marble waste mixed sand, an optimum dose of 20% fine marble waste is recommended, and some correlations are proposed. Thus, for improving dune sand's geotechnical characteristics, the addition of fine marble waste to the dune sand is an environment-friendly solution.