• 제목/요약/키워드: Soil-nail interaction

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Strain Wedge Model을 이용한 지반-네일의 상호작용에 대한 연구 (A Study on Interaction between Soil and Nail using SW Model)

  • 김홍택;강인규;김진홍;전찬우
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 1999년도 봄 학술발표회 논문집
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    • pp.153-158
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    • 1999
  • In the design and analysis of soil nailed slope, interaction between soil and nail is one of important problems. In the present analysis approaches for the interactions have developed a elastic analysis approach or a plastic analysis approach. However these approaches are not able to estimate the general interaction between soil and nail. In this study the general interaction between soil and nail using the strain wedge model is proposed. Also results of comparison between the proposed method and full scale test results by Gassler(1976) and large scale experimental results at Oxford University are shown in good agreements.

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Evaluations of load-deformation behavior of soil nail using hyperbolic pullout model

  • Zhang, Cheng-Cheng;Xu, Qiang;Zhu, Hong-Hu;Shi, Bin;Yin, Jian-Hua
    • Geomechanics and Engineering
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    • 제6권3호
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    • pp.277-292
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    • 2014
  • Soil nailing, as an effective stabilizing method for slopes and excavations, has been widely used worldwide. However, the interaction mechanism of a soil nail and the surrounding soil and its influential factors are not well understood. A pullout model using a hyperbolic shear stress-shear strain relationship is proposed to describe the load-deformation behavior of a cement grouted soil nail. Numerical analysis has been conducted to solve the governing equation and the distribution of tensile force along the nail length is investigated through a parametric study. The simulation results are highly consistent with laboratory soil nail pullout test results in the literature, indicating that the proposed model is efficient and accurate. Furthermore, the effects of key parameters, including normal stress, degree of saturation of soil, and surface roughness of soil nail, on the model parameters are studied in detail.

현장인발시험을 통한 흙-네일의 하중 전이특성에 대한 연구 (A Study on Load Transfer between Soil and Nail Using In-situ Pull-out Tests)

  • 김종수;이장덕;민경준;이송
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 1999년도 봄 학술발표회 논문집
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    • pp.167-174
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    • 1999
  • A Land slide in Granitic Gneiss weathered soil was stabilized successfully with soil nailing using 929mm steel bar. To understand the behavior of load transfer between soil and nail, in-situ pdl-out tests were carried out. The strains of steel bars were measured using strain gauges during pull-out tests. Forces-strain data from laboratory tension tests on steel bar and grouted steel bar were examined to compare with those of the pull-out tests. Comparisons were made between the pull-out test results and laboratory test result to understand load transfer mechanism.

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유한요소해석에 의한 쏘일네일링의 네일 경사각의 영향에 관한 연구 (The Effects of Nail Inclination in Soil Nailing by Finite Element Analysis)

  • 천병식;김원철;윤창기
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제20권6호
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    • pp.19-27
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    • 2004
  • 쏘일네일링 공법은 1972년 프랑스에서 처음 시공된 이래로, 최근 들어 그 적용성이 더욱 확대되고 있으나 아직까지 세계적으로 공인된 설계방법은 없으며 서로 다른 가정을 가지므로 설계접근 또한 완전히 다르다. 또한 기존의 제안된 네일의 최적 경사각은 제안자에 따라 서로 다르므로 네일 경사각에 대한 영향은 규명되어야 할 설계변수이다. 따라서, 본 연구에서는 쏘일네일링 벽체의 수평변위에 대한 네일의 경사각에 대한 영향을 분석하기 위하여 유한요소해석 프로그램인 SOILSTRUCT가 사용되었다. 프랑스의 쏘일네일 연구 프로젝트인 CLOUTERRE의 CEBTP No. 1에서 측정된 수평변위와 제시된 지반 물성치를 적용하여 FEM해석을 위한 기본 모델을 선정하였다. 그리고, 선정된 기본 모델을 사용하여 네일의 설치 각도에 따른 벽체 수평변위의 영향을 분석하기 위해서 네일의 경사각을 0$^{\circ}$에서 30$^{\circ}$까지 5$^{\circ}$간격으로 변화시키면서 최적의 네일경사각을 얻고자 하였다. 그 결과, 벽체의 변위가 최소로 발생하는 경사각은 20$^{\circ}$였으며, 네일의 경사각이 증가할수록 네일에서 유발되는 인장력은 증가하였다. 그러나 수평변위에 대한 네일 경사각의 영향은 적으므로 현장여건에 따라 시공성이 우선되어야 하는 것으로 분석 되었다. 또한 최하단 네일을 제외하고, 네일의 심도가 깊어질수록 네일에서 유발되는 인장력이 증가하므로 설계시 네일의 재료파괴를 방지하기 위해 네일의 강도와 변위 관계를 고려하여 적절한 네일직경을 적용하여야 한다.

가압식 쏘일네일링의 지반 굴착면 보강효과 (Effects of Multi-Pressurised Soil Nails in the Underground Excavation)

  • 조재연;이철주;정상섬
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 2008년도 추계 학술발표회
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    • pp.1614-1622
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    • 2008
  • A series of three-dimensional numerical modelling have been conducted to clarify the behaviour of multi-pressurised soil nails with high strength steel pipes. In this study, the soil non-linearity, the soil-nail interaction and staged construction are considered. It has been found that pressurised soil nails can reduce lateral ground movement by 14-21% compared to general soil nails with very low pressure. In addition, ground settlement was reduced when using multi-pressurised soil nails. The pressurised soil nail may result in an increase in the surcharge loading on the ground surface.

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휨강성을 고려한 수정 FHWA 쏘일네일 설계법 제안 (Modified FHWA Design Method Considering Bending Stiffness of Soil Nail)

  • 김낙경;정정희;주용선;김성규
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 2008년도 춘계 학술발표회 초청강연 및 논문집
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    • pp.1406-1416
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    • 2008
  • Soil nailing is used as a method of slope stabilization and excavation support. The design method of soil nail are based on experience or assumption of interaction between soil and reinforcement. Most design methods simply considers the tension of reinforcement for analysis of slope stabilization. Soil nails interact with soils under combined loading of shear and tension. Jewell & Pedley(1990) suggested a design equation of shear force with bending stiffness and discussed that the magnitude of the maximum shear force is small in comparison with the maximum axal force. However, they have used a very conservative limiting bearing stress on nails. This paper discusses that the shear strength of soil nails should not be disregarded with proper bearing stresses on nails. The modified FHWA design method was proposed by considering shear forces on nails with bending stiffness.

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쏘일 네일 두부 구속조건이 사면 안정성에 미치는 영향 (Effect of Constrain Condition of Soil Nail Head on Slope Stability)

  • 김용응;안광국
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제15권2호
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    • pp.37-43
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    • 2014
  • 지진 및 해일과 같은 자연재해는 갑작스럽게 발생하므로 막대한 인명 피해 및 재산피해를 야기한다. 특히 지진은 이에 동반된 광범위한 피해로 인하여 특히 심각한 위협이 된다. 국내의 경우 비탈면 설계 및 시공 시 내진설계가 거의 적용되지 않고 있다. 하지만 점차적으로 내진에 대하여 중요성을 인지하고 이에 대한 연구가 이루어지고 있다. 비탈면의 안정화를 위한 공법 중 쏘일 네일 공법은 타 공법에 비해 시공성, 경제성이 우수한 공법으로 비탈면 안정을 위한 보강공사에도 광범위하게 이용되고 있다. 이러한 공법에 대한 연구는 네일과 주변지반의 상호거동에 대한 연구가 진행되고 있으며, 정하중 및 동하중 등의 다양한 하중조건에서의 안정성에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그럼에도 불구하고, 네일 두부의 구속조건에 따른 네일과 비탈면과의 상호거동에 대한 연구는 미비한 실정이다. 이에 본 연구에서는 네일 두부 구속조건에 따른 보강 비탈면의 안정성에 미치는 영향을 확인하기 위해 수치해석을 수행하였다. 그 결과 지진하중에 대하여 네일 두부가 구속된 경우가 비구속된 경우에 비해 지진하중에 대하여 저항이 큰 것으로 나타났다.

유한차분해석을 통한 쏘일네일링 설치각도가 사면 보강효과에 미치는 영향 (Influence of Soil Nailing Angle on Slope Reinforcement Effect by Finite Difference Analysis)

  • 유광호;민경선
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제29권8호
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    • pp.27-36
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    • 2013
  • 사면보강을 위한 쏘일네일링 설계 시 한계평형법을 기초로 하는 프로그램이 주로 사용되고 있다. 하지만 사용 프로그램들은 지반과 쏘일네일링의 상호작용을 제대로 반영하지 못하는 단점을 가지고 있어 이를 보완할 필요가 있다. 또한 경제적인 시공 및 설계를 위해 쏘일네일링 보강패턴에 대한 연구가 요구된다. 본 연구에서는 지반과 쏘일네일링의 상호작용이 고려되는 유한차분해석을 실시하여, 쏘일네일링의 보강효과를 비교 분석하였다. 그 결과 사면으로부터 네일까지의 각도가 $90^{\circ}$가 될 때 활동면이 최대로 커짐에 따라 최대안전율을 보였다.

소일네일링 구조물의 수치해석 (Numerical Analysis of Soil Nail System)

  • 유남재;김영길;박병수;이종호
    • 산업기술연구
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    • 제19권
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    • pp.115-125
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    • 1999
  • Current design and analyzing methods about soil nailing structures, developed on the basis of results obtained from experiments in laboratory or in field and numerical analyses, have applied different interaction mechanisms between the reinforced nails and the surrounding ground, and this different safety factors against failure have been obtained. They might be proper approached if the assumptions about rigidity of nails and ground conditions are met with actual conditions occurred in field. Otherwise, they would result in designing on analyzing in inappropriate ways so that it is needed to evaluate the validity of them. Therefore, overall behavior and failure mechanism about soil nailing system were investigated by performing numerical method. Using a finite element analysis, parametric studies were made to examine the importance of the various parameters and their effects on the soil nailing system. The numerical technique of FEM, implemented with Hyperbolic constitutive model, was also used to analyze the test results.

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원심모형실험을 이용한 소일네일링 벽체의 거동 및 파괴메카니즘에 관한 연구 (A Study on the Bahavior and Failure Mechanism of Soil Nailing Walls using Centrifuge Model Tests)

  • 김영길
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제12권12호
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    • pp.5963-5973
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    • 2011
  • 현재 사용되고 있는 소일네일링 구조물에 관한 설계 및 해석법들은 실내모형실험이나 원형실험 또는 수치해석 결과를 바탕으로 주변지반과 보강네일 사이의 상호작용 메카니즘을 달리 적용함으로서 서로 다른 안전율을 제시하고 있다. 이러한 해석법들은 네일의 강성도나 지반조건 등이 가정된 바와 같이 잘 일치할 경우에는 합리적인 설계법이 될 수 있다. 하지만 이와 조건이 다른 경우 부적절한 결과를 가져올 가능성이 크다. 따라서, 본 연구에서는 원심모형시험기를 사용하여 소일네일링 구조물의 거동과 파괴메카니즘에 관한 매개변수적 실험을 실시하였다. 매개변수적 실험에서는 네일의 길이 및 설치각, 네일과 전면판의 강성도 등을 다양하게 변화시키면서 모형 벽체가 파괴될 때까지 중력수준을 증가시키는 자중실험을 실시하였다. 실험으로부터 얻어진 결과를 바탕으로 매개변수의 변화에 따른 영향, 파괴메카니즘 등을 비교분석하였다. 원심모형실험 결과와 현재 사용되고 있는 방법들과 비교 검토함으로서 기존 방법들에 대한 타당성을 검증하였다.