• 방사성폐기물학회지
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• 제19권4호
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• pp.533-546
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• 2021

Large earthquakes with (M_W > ~ 6) result in ground shaking, surface ruptures, and permanent deformation with displacement. The earthquakes would damage important facilities and infrastructure such as large industrial establishments, nuclear power plants, and waste disposal sites. In particular, earthquake ruptures associated with large earthquakes can affect geological and engineered barriers such as deep geological repositories that are used for storing hazardous radioactive wastes. Earthquake-driven faults and surface ruptures exhibit various fault zone structural characteristics such as direction of earthquake propagation and rupture and asymmetric displacement patterns. Therefore, estimating the respect distances and hazardous areas has been challenging. We propose that considering multiple parameters, such as fault types, distribution, scale, activity, linkage patterns, damage zones, and respect distances, enable accurate identification of the sites for deep geological repositories and important facilities. This information would enable earthquake hazard assessment and lower earthquake-resulted hazards in potential earthquake-prone areas.

• Geomechanics and Engineering
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• 제37권1호
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• pp.31-48
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• 2024

To stabilize the excavations in urban area, soil anchorage is among the very common methods in geotechnical engineering. A more efficient deformation analysis can potentially lead to cost-effective and safer designs. To this end, a total of 116 three-dimensional (3D) finite element (FE) models of a deep excavation supported by tie-back wall system were analyzed in this study. An initial validation was conducted through examination of the results against the Texas A&M excavation cases. After the validation step, an extensive parametric study was carried out to cover significant design parameters of tie-back wall system in deep excavations. The numerical results indicated that the maximum horizontal displacement values of the wall (δ_hm) and maximum surface settlement (δ_vm) increase by an increase in the value of ground anchors inclination relative to the horizon. Additionally, a change in the wall embedment depth was found to be contributing more to δ_vm than to δ_hm. Based on the 3D FE analysis results, two simple equations are proposed to estimate excavation deformations for different scenarios in which the geometric configuration parameters are taken into account. The model proposed in this study can help the engineers to have a better understanding of the behavior of such systems.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 1994년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.139-148
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• 1994

Rapid industrialization and urbanization caused by the high economic growth of the country requires optimization of land usage as well as the expansion of underground space. Therefore the construction of large and deep basements is inevitable in built up areas where the braced excavation for earth retaining structures may create many problems such as settlement and damages of nearby buildings and underground utilities. In this work, some of major influential factors concerning the stability of braced excavation are investigated and the results are compared with the field observation results. The ground water table, applied strut forces, horezontal wall displacement, infilling materials in the rock joints were found to be the most critical factors influencing the stability of braced walls constructed in the layered ground. Magnituide and type of the wall deformation was closely related to the pattern of the surface settlement. The stability of braced walls are described in terms of strut forces.

• 한국지반공학회논문집
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• 제35권11호
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• pp.37-49
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• 2019

본 연구에서는 매립심도가 손상 하수관으로 인해 형성되는 지하 공동 및 지반함몰에 미치는 영향을 확인하기 위하여 서로 다른 심도로 지반을 조성하여 모형시험을 수행하였다. 모형시험 중에 일정 시간 간격으로 디지털 이미지를 촬영하였으며, PIV 기법을 적용하여 내부 변위 및 변형을 측정하였다. 이와 지표면에서 발생하는 지반 침하, 지하 공동의 크기 등에 대한 분석도 함께 진행하여 거동을 분석하였다. 시험 결과, 매립심도가 낮은 경우의 지반에서 매립심도가 높은 경우에 비해 지하 공동 및 지반함몰 형성에 대한 저항성이 작은 것으로 확인되었다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제36권2호
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• pp.167-181
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• 2024

The soil-structure relative stiffness is a key factor affecting the seismic response of underground structures. It is of great significance to study the soil-structure relative stiffness for the soil-structure interaction and the seismic disaster reduction of subway stations. In this paper, the dynamic shear modulus ratio and damping ratio of an inhomogeneous soft soil site under different buried depths which were obtained by a one-dimensional equivalent linearization site response analysis were used as the input parameters in a 2D finite element model. A visco-elasto-plastic constitutive model based on the Mohr-Coulomb shear failure criterion combined with stiffness degradation was used to describe the plastic behavior of soil. The damage plasticity model was used to simulate the plastic behavior of concrete. The horizontal and vertical relative stiffness ratios of soil and structure were defined to study the influence of relative stiffness on the seismic response of subway stations in inhomogeneous soft soil. It is found that the compression damage to the middle columns of a subway station with a higher relative stiffness ratio is more serious while the tensile damage is slighter under the same earthquake motion. The relative stiffness has a significant influence on ground surface deformation, ground acceleration, and station structure deformation. However, the effect of the relative stiffness on the deformation of the bottom slab of the subway station is small. The research results can provide a reference for seismic fortification of subway stations in the soft soil area.

• Geomechanics and Engineering
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• 제29권3호
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• pp.339-348
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• 2022

The bored tunneling method is generally preferred for urban tunnel construction, However the cut & cover tunnel is still necessary for special conditions, such as metro station and access structures. In some case, deep excavation for cut & cover construction is planed of irregular and unusual shape, as a consequence, the convex and concave corner is often encountered during that excavation. In particular, discontinuity or imbalance of the support structure in the convex corner can lead to collapse, which may result in damages and casualties. In this study, the behavior of the convex corner of retaining structure were investigated using 3-dimensional numerical models established to be able to simulate the split-shaped behavior of convex corners. To improve the stability in the vicinity of the convex corner, several stabilizing measures were proposed and estimated numerically. It is found that linking two discretized wales at the convex corner can effectively perform the control of deformation. Furthermore, it was also confirmed that the stabilizing measures can be enhanced when the tie-material linking two discretized wales is installed at the depth of the maximum wall deflection.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제4권2호
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• pp.91-100
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• 2002

본 논문에서는 수평보강재로 보강된 터널막장의 거동에 관한 내용을 다루었다. 터널막장 보강공법에 있어서 보강조건이 막장의 수평변위 및 지표침하에 미치는 영향을 고찰하기 위해 축소 모형실험을 수행하였다. 실험결과 수평보강재로 터널막장을 보강할 경우 막장의 변위 및 지표침하가 현저히 감소하는 것으로 나타나 도심지 터널시공에 있어서 지반거동 억제를 위한 보조 공법으로서 효과적으로 적용될 수 있는 것으로 나타났다. 아울러 지반거동 억제 효과는 보강조건에 따라 현저히 차이를 보이는 것으로 나타났다. 본 고에서는 연구결과를 종합하여 실무 적용시 주안점을 고찰하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제9권1호
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• pp.5-10
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• 2008

본 연구에서는 표면거칠기와 근입비, 직경에 따른 파이프형 앵커의 인발거동을 평가하기 위하여 실내모형실험이 시행되었다. 수직방향의 지반 변형에서 매입된 파이프형 앵커의 설계는 파이프에 부과된 힘의 크기에 의해 지배받는다. 본 논문에서는 모형실험의 분석을 통하여 파이프 직경과 표면 거칠기, 근입비와 지반상태로 야기된 파이프형 앵커의 변위 특성과 극한 저항력을 비교하고 평가하였다. 실험결과는 상대밀도의 증가에 따라 극한 인발력이 20%가량 증가하고 있음을 보여주고 있다. 지반의 상대밀도와 파이프의 지름, 표면거칠기의 변화에 따른 파이프형 앵커의 파괴시 변위는 근입비가 2에서 8로 증가함에 따라 약 5배 정도의 증가 경향을 보였다. 또한 앵커이론에 근거한 이론식들은 인발계수를 과대평가하는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제20권5호
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• pp.127-134
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• 2004

본 연구는 RAP공법의 구조물 기초로서의 안정성 및 사용성 확보를 위한 기초연구로써, RAP공법이 적용된 지반의 지지력 및 파괴거동을 실내모형토조시험을 통하여 검토한 것이다. 본 연구에서는 RAP 공법을 구조물 기초로서의 파괴거동을 파악하기 위한 실내모형실험을 수행하였다. 사질토 지반에서 상대밀도별(60%, 70%, 90%), 직경 별(45mm, 60mm, 70mm)로 RAP를 설치한 후 깊이별(5cm, 10cm, 15cm, 20cm, 25cm, 30cm)로 토압계를 각각 RAP에 인접한 곳과 RAP 중심에서 1.0D 떨어진 곳에 설치하여 하중재하 실험을 수행하여 RAP의 지지력 및 파괴거동을 검토하였다. 실험 결과 RAP의 파괴거동은 깊이 5∼10cm(1.0D∼2.0D)에서 최대 횡토압을 받아 일반적인 RAP의 파괴 형태인 Bulging 파괴가 발생하는 것으로 판단되었다. 그리고 RAP에 하중을 가하였을 경우 상대밀도가 낮을 경우에는 RAP의 직경변화가 컸으며 상대밀도가 높을 경우에는 RAP의 직경변화가 작음을 알 수 있었다. 깊이별 횡방향 응력 분포도는 상부에서 횡토압의 영향이 크게 나타났으며 하부로 내려갈수록 작아지는 것을 알 수 있었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제20권2호
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• pp.375-392
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• 2018

쉴드 TBM 공법은 터널의 변형을 최소화할 수 있는 공법으로 도심지 얕은 터널 공사에 적합한 공법이다. 하지만 이러한 쉴드 TBM 공법의 장점에도 불구하고 침하가 발생하며, 토피가 낮은 지반에서 쉴드 TBM 굴진 중 침하에 대한 대책은 여전히 주요 쟁점사항 중 하나로 남아있다. 쉴드 TBM 공법에서 테일 보이드는 불가피하게 발생하는 공간으로 테일 보이드의 변형은 침하의 주요 원인이 된다. 이러한 테일 보이드의 변형은 뒤채움 그라우팅을 통해 제어되며, 이를 통해 침하를 억제하거나 회복시킬 수 있다고 여겨지고 있다. 하지만 실제 뒤채움 그라우팅을 통한 침하 회복은 기대하기 어려우며 특히 사질토에서 두드러진다. 이는 뒤채움 그라우팅과 사질토 지반 사이의 상호작용에 기인한 것으로 유추할 수 있다. 본 연구에서는 3차원 수치해석을 통해 사질토 지반에서 뒤채움 그라우팅이 지반거동에 미치는 영향을 파악하고자 하였다. 해석결과, 뒤채움 그라우팅은 침하증가율을 감소시켜 쉴드 TBM 굴진으로 인하 침하를 감소시키나, 그라우팅 이전에 발생한 침하를 회복시키지는 못하는 것으로 나타났다. 이는 뒤채움 그라우팅으로 인해 감소된 체적손실의 지표침하 감소 효과를 지반 내 체적변형이 상쇄하기 때문인 것으로 나타났다.