• Geomechanics and Engineering
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• 제33권2호
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• pp.195-202
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• 2023

In this study, the ground settlement in backside of retaining wall and the behavior of the retaining wall were analyzed according to the method of groundwater drawdown due to excavation by using two-dimensional(2D) finite element analysis. Numerical analysis was performed by applying 1) fixed groundwater level, 2) constant groundwater drawdown, and 3) transient groundwater drawdown. In addition, the behavior of the retaining wall according to the initial groundwater level, ground conditions, and surcharge pressure in backside of retaining wall was evaluated. Based on the numerical analysis results, it was confirmed that when the groundwater level is at 0.1H from the ground surface (H: Excavation soil height), the wall displacement and ground settlement are not affected by the method of groundwater drawdown, regardless of soil conditions (dense or loose) and surcharge pressure. On the other hand, when the groundwater level is at 0.5H from the ground surface, the method of groundwater drawdown was found to have a significant effect on wall displacement and ground settlement. In this case, the difference in ground settlement presents by up to 4 times depending on the method of groundwater drawdown, and the surcharge load could increase the ground settlement by up to 1.5 times.

• 한국지반공학회논문집
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• 제30권9호
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• pp.5-17
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• 2014

지하수위가 높은 지역에 설치된 지중연속벽 주변지반 속에 발생되는 지중파괴면의 형상을 조사하기 위해 일련의 모형실험을 실시하였다. 모형실험에서 벽체가 인발될 때 발생하는 벽체 주변지반의 변형거동을 사진으로 촬영하여 관찰하였고 이 지반변형 결과를 분석하여 지중연속벽 주변지반에 발생되는 지중파괴면의 형상을 파악할 수 있었다. 이렇게 파악된 지중파괴면의 형상에 근거하여 지중연속벽의 인발저항력을 산정할 수 있는 이론해석을 실시하였다. 이 이론해석에는 벽체와 지반에 관한 주요 특성이 잘 반영되어 있다. 즉 벽체의 특성으로는 벽체의 길이, 두께 및 벽면조도가 포함되어 있으며 지반의 특성에 관하여는 흙의 내부마찰각 및 점착력과 같은 전단강도정수가 포함되어있다. 제안된 해석모델에 의거하여 예측된 지중연속벽의 인발저항력은 모형실험에서 측정된 실험치와 잘 일치하였다.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제10권2호
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• pp.81-88
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• 2007

In case of an urban tunnel, the displacement of ground base controls the tunnel design because it is built on shallow and unconsolidated ground many times. There are more insufficiency to describe the ground movement which coincides in the measured result of the situ because the design of an urban tunnel is dependent on the method of numerical analysis used to the existing elastic and elasto-plastic models. We studied about the prediction for the ground movement of a shallow tunnel in unconsolidated ground, mechanism of collapse, and settlement. Also this paper shows comparison with the existing elastic and elasto-plastic model using the unlinear analysis of the strain-softening model. We can model the real ground movement as the increasement of ground surface inclination or occurrence of shear band by using strain-softening model for the result of ground movement of an urban NATM tunnel.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제16권4호
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• pp.387-402
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• 2014

혼잡한 도심지에서는 지상의 공간부족에 따른 터널 구조물에 대한 시공의 필요성이 늘어나고 있다. 터널은 굴착 시 주위 지반의 교란 및 변위를 발생시키는데, 그에 따른 안정성 검토가 필요하다. 따라서 본 연구에서는 터널굴착에 따른 지반의 거동을 측정하기 위해 모형터널 장비를 개발하였다. 모형터널은 터널굴착을 모사하기 위해서 터널 내부의 일정한 물의 양을 조절하면서 외경을 축소한다. 그에 따라 발생하는 체적손실이 터널굴착에 따른 지반의 변위를 발생시킨다. 지반의 변형 측정은 근거리 사진계측기법을 사용하였으며, 이를 변위분포도와 변위벡터로 나타내었고, 유한요소 수치해석, 기존 문헌, 이론 및 경험식들과 비교하였다. 또한, 터널 천단부 강관 보강 및 무보강의 터널굴착에 따른 모형시험을 진행하여 지반의 거동을 분석하였다. 본 연구의 실내모형터널시험은 지반의 자세한 변위 데이터를 얻기 위해 흙으로 가정한 알루미늄봉과 근거리 사진계측을 사용한 이상화된 2차원의 연구이다. 그 결과, 유한요소 수치해석에서의 흙의 변형 패턴이 실제 모형 시험과 상당히 유사함을 확인 및 검증 할 수 있었다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2009년도 세계 도시지반공학 심포지엄
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• pp.3-26
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• 2009

Superloading yield surface concept is newly introduced together with subloading yield surface conception in order to describe full gradation continuously of the mechanical behavior of soils from typical sand through intermediate soil to typical clay (All Soils). Finite deformation theory has been applied to the soil skeleton-pore water coupled continuum mechanics, which enables us to discuss things in a perpetual stream from stable state to unstable state like from deformation to failure and vice versa like from liquefaction to post liquefaction consolidation of sand (All States). Incremental form of the equation of motion has been employed in the continuum mechanics in order to incorporate a rate type constitutive equation, which is "All Round" enough to predict ground behavior under both static and dynamic conditions. The present paper is the shortened version of the lecture note delivered in 2008 Theoretical and Applied Mechanics Conference, Science Council Japan, but with newly developed application examples.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제12권2호
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• pp.105-116
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• 2010

지표면 침하량, 지반거동 그리고 터널변위에 대한 평가는 미고결 저토피 도심지터널의 설계에서 주요한 인자가 된다. 이와 같은 터널에서 굴착에 따른 변형 해석은 터널 측벽부에서 지표부까지 발달하는 전단대의 변형특성을 파악하는 것이 중요하다. 본 연구는 소성항복이 시작된 후 최대 전단변형률증분과 함께 전단 탄성계수과 강도 정수의 저하를 고려할 수 있는 비선형 모델방법을 통하여 터널 변형거동에 끼치는 주요 설계인자의 효과에 대해 수치해석적 매개변수를 통해 분석하였다. 수치해석적 매개변수에 있어서 강도정수의 감소와 전단변형률의 증분, 초기지중응력, 점착력 그리고 숏크리트의 두께를 고려하여 수행하였다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제36권2호
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• pp.131-143
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• 2024

Shield tunneling construction commonly crosses underground pipelines in urban areas, resulting in soil loss and followed deformation of grounds and pipelines nearby, which may threaten the safe operation of shield tunneling. This paper investigated the pipeline deformation caused by double curved shield tunnels in soil-rock composite stratum in Nanjing, China. The stratum settlement equation was modified to consider the double shield tunneling. Moreover, a three dimensional finite element model was established to explore the effects of hard-layer ratio, tunnel curvature radius, pipeline buried depth and other influencing factors. The results indicate the subsequent shield tunnel would cause secondary disturbance to the soil around the preceding tunnel, resulting in increased pipeline and ground surface settlement above the preceding tunnel. The settlement and stress of the pipeline increased gradually as buried depth of the pipeline increased or the hard-layer ratio (the ratio of hard-rock layer thickness to shield tunnel diameter within the range of the tunnel face) decreased. The modified settlement calculation equation was consistent with the measured data, which can be applied to the settlement calculation of ground surface and pipeline settlement. The modified coefficients a and b ranged from 0.45 to 0.95 and 0.90 to 1.25, respectively. Moreover, the hard-layer ratio had the most significant influence on the pipeline settlement, but the tunnel curvature radius and the included angle between pipeline and tunnel axis played a dominant role in the scope of the pipeline settlement deformation.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제19권5호
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• pp.761-778
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• 2017

도시 내에서 기반시설을 확충하기 위해 지하공간의 활용이 급증하고 있으며, 이에 따라 얕은터널의 수요가 늘고 있다. 도시 내 얕은터널은 자체 안정성 뿐만 아니라 상부 건축물과 터널 주변 지중매설물의 안전성도 확보해야 하는 특성이 있다. 지금까지 얕은터널에 대한 연구는 천단부나 측벽부 등 국부적 변형에 따른 주변지반 거동에 집중되었고 터널 전체의 변형에 따른 주변지반의 거동을 연구한 예가 거의 없다. 따라서, 본 연구에서는 터널 전체의 변형에 의해 발생되는 주변지반 거동의 모형시험을 수행하여 분석하고 그 안정성을 검토하였으며, 이를 위해 터널 상부지표의 경사와 토피별로 구분하여 모형시험을 수행하였다. 모형터널(폭 300 mm, 높이 200 mm)은 도로 2차선 터널 단면을 기준으로 수직 수평방향으로 동시에 내공변위가 일어나도록 제작하였으며, 모형지반은 3가지 규격(직경 4 mm, 6 mm, 8 mm)의 탄소봉으로 조성하였고, 터널 전체를 변형시키면서 터널 토피와 상부지표의 경사에 따른 지표침하, 천단하중, 측벽하중, 하중전이를 측정하였다. 그 결과 얕은터널의 지표침하는 터널상부에서 가장 크게 발생하였고, 터널에서 멀어질수록 감소하여 일정영역을 벗어나면 발생하지 않았으며, 경사지에서는 토피가 높은 곳의 지표침하가 넓게 나타났다. 천단하중과 측벽하중은 지표경사의 영향이 뚜렷하였으나 토피가 일정깊이 이상이면 지표경사의 영향을 받지 않았다. 터널의 하중전이는 수평지표에서는 토피가 높을수록, 경사진 지표에서 지표가 높을수록 하중전이 폭이 넓고 크기가 작게 나타났으며, 경사진 지표 하부 얕은 터널에서는 토피가 낮은 쪽의 터널 측벽부 주변 하중전이가 뚜렷하게 나타났다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제6권1호
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• pp.43-58
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• 1990

지반앵커의 극한인기저항흉을 구하기 위해서는 파괴면의 위치, 파괴면 위의 수직응력 및 마찰각 을 알지 않으면 안된다. 본 연구에서는 평면변형률 모형실험을 통해서, 앵커주변지반의 변형을 관찰하여 파괴면의 위치를 구하고, 앵커표면의 수직응력,전단응력을 실측하므로써 앵커표면의 응력상태를 분석했다. 그리고, 측압계수와 파괴면의 위치의 관계(파괴모-드)를 구하구 무차원 계수인 극한인발저항력계수를 이용하여 극한51기저항력의 산정식을 제안했다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제4권2호
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• pp.10-27
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• 2008

When the ground is excavated adjacent to the existing tunnel, which is loaded by the surcharge on the ground surface, the tunnel stability would be very sensitive to the deformation of the ground induced by the horizontal displacement of braced wall. The stability of the existing surcharged tunnel could be controlled by pre-loading on the braced wall. In this paper, it was investigated, if it would be possible to keep the existing surcharged tunnel stable by preventing the horizontal displacement of a braced wall by imposing the pre-loading during the ground excavation. For this purpose, large scale model tests were performed in a scale 1/10 at the test pit which was 2.0m in width and 6.0m in height and 4.0m in length. Isotropic test ground was constructed homogeneously by wet sand. Model tunnel was constructed in the test ground. Surcharge was loaded on the ground surface above the tunnel. During the tests, the behavior of model tunnel and model braced wall was measured. Numerical analyses were also performed in the same condition as the tests. And their results were compared to that of the model tests. Consequently, the effect of a surcharge could be compensated by imposing the pre-loading on the braced wall. The existing tunnel and the braced wall could be kept stable by preventing the horizontal displacement of the braced wall through pre-loading, although the tunnel is surcharged.