• 제목/요약/키워드: Terzaghi One-dimensional Analysis Method

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서해안 중부지역 연약지반의 침하특성 분석을 위한 실험적 연구 (An Experimental Study on the Settlement Characteristics of Soft Ground in the Central West Coast Region)

  • 김준석
    • 한국재난정보학회 논문집
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    • 제17권4호
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    • pp.786-793
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    • 2021
  • 연구목적: 실트질 함유가 높으며 다양한 응력이력 때문에 침하량 예측에 어려움이 있는 우리나라의 서해안 중부지역의 연약점토지반의 침하량 특성을 분석하기 위하여 실험을 실시하였다. 연구방법: 3개의 경우에 대한 현장실험을 실시하였다. 각각의 경우에 대하여 침하판 침하량을 계측하였으며 Terzaghi의 일차원 압밀침하량, 쌍곡선법(hyperbolic method)과 Asaoka법을 모두 분석하여 실무에 유용한 결론을 도출하였다. 연구결과: Terzaghi에 의한 예측값이 모든 경우에서 가장 큰 것으로 분석되었으며 침하판 침하값에 비하여 111%~187%로 크게 예측하였다. 즉, 실제 지반의 침하량인 침하판 침하값이 Terzaghi의 예측값에 비하여 53.4~89.9% 의 침하를 나타내었다. 따라서, 우리나라 중부 서해안 점토질 연약지반에서 Terzaghi방법에 의한 예상침하량은 실제 침하량보다 과다하게 예상하는 것으로 분석되었다. 결론: Asaoka방법과 쌍곡선 방법은 비교적 유사한 결과를 제시한 것으로 분석되었으며, 실무에서는 실제 침하량 보다 작게 침하량을 예측할 경우 위험을 초래할 수 있으므로 실제 침하량보다 6~14% 크게 예측한 쌍곡선 분석법이 안전측으로 사용될 수 있을 것으로 판단된다.

정규 압밀 점성토의 2차원 배수 압밀 거동에 대한 수치해석 (Numerical Analysis on Consolidation of Normally Consolidated Clays with 2-Dimensional Drainage)

  • 정영훈;정충기
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 2000년도 봄 학술발표회 논문집
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    • pp.669-676
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    • 2000
  • The estimation of consolidation rate is one of the important factors in the construction on soft clayey deposits. A number of researches are carried out to predict the consolidation behavior in field, however, most of the results show the discrepancies between the prediction and observation. This paper analyzes consolidation behavior of normally consolidated clay in K/sub o/ condition with 2-dimensional drainage by use of the numerical methods. Elastic and elastic-plastic finite element analyses are compared in terms of the dissipation of excess pore pressure. These results are also compared with Terzaghi-Rendulic's equation that is implemented by finite difference method. The consolidation time calculated by using elastic model is found to be similar to the result of Terzaghi-Rendulic's equation. The consolidation predicted by MCC model takes more time than other cases. Initial increase of excess pore pressure in radial drainage can be shown, however, this phenomenon does not have a significant effect on tile final consolidation time.

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연약한 준설 매립 점성토지반의 자중압밀 과정에 관한 연구 (A Study on the Self-Weight Consolidation Procedure of Very Soft Ground Reclaimed by Dredging Clayey Soil)

  • 김형주;오근엽
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제15권2호
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    • pp.129-138
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    • 1999
  • 본 연구는 준설매립 점성토 지반의 토질정수를 효과적으로 구할 수 있는 자중 및 침투압밀시첨 기법과 현장 모형 실험장치의 개발을 중심으로 수행되었다. 이러한 모형 실험장치와 시험기법개발은 연약한 매립 지반의 침강-자중-재하압밀 과정에 대한 재현을 가능케하였다. 이러한 실험적 연구는 준설 점성토 지반의 자중압밀특성을 중심으로 이루어졌으며, 이론적인 연구로 매립점토 지반의 압밀해석시 Terzaghi의 1차원 압밀이론의 적용한계 등을 지적하였고, 이러한 문제점을 고려한 Mikasa의 자중 압밀이론을 토대로 유한차분해석을 실시하였다. 실내시험에 의해 군산 매립점토의 토질정수로 비체적-유효응력-투수계수 관계를 구하였으며 현장 모형실험을 통하여 투입단계부터 간극수압-토압-수위관계 및 침하량 등을 측정하였다. 시험에 의해 얻어진 결과는 Terzaghi의 방법과 Mikasa 자중압밀의 차분해석에 의해 비교.분석되었으며, 실측 침하량은 Terzaghi의 이론보다 Mikasa의 자중압밀이론이 비교적 잘 일치하였다.

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탄점성압밀방정식을 이용한 점성토의 일차원 압밀 해석에 관한 연구 (One-dimensional consolidation analysis of clayey soils based on elasto-viscous liquid model)

  • 염혜선;김지용;정승용;김수삼
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 2000년도 가을 학술발표회 논문집
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    • pp.689-694
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    • 2000
  • The traditional concept after Terzaghi was that consolidation was the dissipation process of pore water pressure compatible to external loading which was generated immediately after the loading. However, a theory of one-dimensional consolidation based on elasto-viscous liquid model proposed by Yoshikuni(1994) explained that the process of primary and secondary consolidation was considered to be not a simple process of dissipation of pore water pressure but a simultaneous process of dissipation and generation by external loading. This study attempts to demonstrate general consolidation behaviour of clayey soils including effects of consolidation history, load increment and thickness of cohesive layer by one-dimensional Finite Difference Method(F.D.M) analysis from the viewpoint of elasto-viscous consolidation theory.

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연약지반 장기 침하량 예측기법의 신뢰성 평가 (Reliability of Ultimate Settlement Prediction Methods)

  • 우철웅;장병욱;송창섭
    • 한국농공학회지
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    • 제38권6호
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    • pp.35-41
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    • 1996
  • The theory of consolidation has been achieved remarkable development in terms of theory such as finite consolidation theory, two dimensional Rendulic consolidation theory. Though those theories are well defined, the analysis is by no means straightforward, because associated properties are very difficult to determine in the laboratory, Therefore Terzaghi's one dimensional consolidation theory and Barron's cylindrical consolidation theory are still widely used in engineering practice. The theoretical shortcomings of those consolidation theories and uncertainties of associated properties make inevitably some discrepancy between theoretical and field settlements. Field settlement measurement by settlement plate is, therefore, widely used to overcome the discrepancy. Ultimate settlement is one of the most important factor of embankment construction on soft soils. Nowadays the ultimate settlement prediction methods using field settlement data are widely accepted as a helpful tool for field settlement analysis of embankment construction on soft soils. Among the various methods of ultimate settlement prediction, hyperbolic method and Asaoka's method are most commonly used because of their simplicity and ability to give a reasonable estimate of consolidation settlement. In this paper, the reliability of hyperbolic method and Asaoka's method has been examined using analytical methods. It is shown that both hyperbolic method and Asaoka's method are significantly affected by the direction of drainage.

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압밀계수의 공간변동성에 따른 압밀도의 확률론적 해석 (The probabilistic Analysis of Degree of Consolidation by Spatial Variability of Cv)

  • 봉태호;손영환;노수각;박재성
    • 한국농공학회논문집
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    • 제54권3호
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    • pp.55-63
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    • 2012
  • Soil properties are not random values which is represented by mean and standard deviation but show spatial correlation. Especially, soils are highly variable in their properties and rarely homogeneous. Thus, the accuracy and reliability of probabilistic analysis results is decreased when using only one random variable as design parameter. In this paper, to consider spatial variability of soil property, one-dimensional random fields of coefficient of consolidation ($C_v$) were generated based on a Karhunen-Loeve expansion. A Latin hypercube Monte Calro simulation coupled with finite difference method for Terzaghi's one dimensional consolidation theory was then used to probabilistic analysis. The results show that the failure probability is smaller when consider spatial variability of $C_v$ than not considered and the failure probability increased when the autocorrelation distance increased. Thus, the uncertainty of soil can be overestimated when spatial variability of soil property is not considered, and therefore, to perform a more accurate probabilistic analysis, spatial variability of soil property needed to be considered.

비선형 모델에 의한 다차원 압밀의 수치해석 (Numerical Analysis of Multi-dimensional Consolidation Based on Non-Linear Model)

  • 정진섭;강병선;남궁문
    • 한국지반공학회지:지반
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    • 제1권1호
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    • pp.59-72
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    • 1985
  • 본 논문은 Biot의 압밀이론을 유한요소법에 의해 해석하는 데 있어 수정 Cam-clay model과 해석 기법으로서는 Christian Boehmer방법을 사용한 것이다. 특히 본 해석에 있어서 압밀의 시간간격과 요소의 분할은 정도와 경제성의 관점에서 연구하였다. 나아가 본 프르그램의 정확을 조사하기 인하여 본 프로그램에 Terzaghi의 정해에 의한 일차원추밀의 해석을 시도하여 그 정상성을 확인하고 또한 Magnan이 연구목적으로 수행한 프랑스의 Cubzac-les-ponts에서 시험성토의 결과와 비교하였다. 본 연구에서 얻은 주요결론은 다음과 같다. 1. 일차원압밀의 평우에 배수층에 가까이 갈수록 요소를 세분하면 수치해석에서 더 높은 결과를 얻을 수 있다. 2. 상간간격에 대해서는 1 log cycle당 20회로 하면 안정된다. 3. 긴 배수거리를 갖는 요소에서는 Mandel-cryer 효과가 시간지연과 더불어 일어난다. 4. 본 프로그램에 의해 예측된 초기하중 단계에서 축변위는 성토하중으로 산하는 것 보다도 강성을 주는 Mesh화한 것이 관측치와 잘 일치한다. 5. 본 프로그램에 의해 예측된 간극수압은 Magnan결과와 비교해 볼 때 관측치와 더 잘 일치 한다.

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1차원 압밀 F.D.M 해석의 최적도식(Scheme) 연구 (Study for the Pertinent Scheme of the One Dimensional FDM Analysis)

  • 김팔규;김지호;구기욱;류권일
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 2000년도 봄 학술발표회 논문집
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    • pp.631-638
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    • 2000
  • Pioneering work by Terzaghi imparted scientific and mathematical bases to many aspects of this subject and many people use this theory to measure the consolidation settlement until now. In this paper, Finite Difference Methods for consolidation are considered. First, it is shown the stability criterion of Explicit scheme and the Crank-Nicolson scheme, although unconditionally stable in the mathematical sense, produces physically unrealistic solutions when the time step is large. it is also shown that The Fully Implicit scheme shows more satisfactory behavior, but is less accurate for small time steps. and then we need to decide what scheme is more proper to consolidation. The purpose of this paper is to suggest the pertinent scheme to consolidation.

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연약지반상의 성토시 침하예측에 대한 BPNN과 RNN의 비교 연구 (A Comparative Study between BPNN and RNN on the Settlement Prediction during Soft Ground Embankment)

  • 김동식;채영수;김영수;김현동;김선형
    • 한국재난정보학회 논문집
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    • 제3권1호
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    • pp.37-53
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    • 2007
  • Various difficult problems occur due to insufficient bearing capacity or excessive settlements when constructing roads or large complexes. Accurate predictions on the final settlement and consolidation time can help in choosing the ground improvement method and thus enables to save time and expense of the whole project. Asaoka's method is probably the most frequently used for settlement prediction which are based on Terzaghi's one dimensional consolidation theory. Empirical formulae such as Hyperbolic method and Hoshino's method are also often used. However, it is known that the settlement predicted by these methods do not match with the actual settlements. Furthermore these methods cannot be used at design stage when there is no measured data. To find an elaborate method in predicting settlement in embankments using various test results and actual settlement data from domestic sites, Back-Propagation Neural Network(BPNN) and Recurrent Neural Network(RNN) were employed and the most suitable model structures were obtained. Predicted settlement values by the developed models were compared with the measured values as well as numerical analysis results. Analysis of the results showed that RNN yielded more compatible predictions with actual data than BPNN and predictions using cone penetration resistance were closer to actual data than predictions using SPT results. Also, it was found that the developed method were very competitive with the numerical analysis considering the number of input data, complexity and effort in modelling. It is believed that RNN using cone penetration test results can make a highly efficient tool in predicting settlements if enough field data can be obtained.

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중부지방 평야지역의 연약지반에 대한 압밀침하특성 분석 연구 (A Study on the Characteristics of Consolidation Settlement of Soft Ground in the Plains of the Central Region)

  • 김준석
    • 한국재난정보학회 논문집
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    • 제18권4호
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    • pp.706-712
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    • 2022
  • 연구목적: 본 연구에서는 우리나라 중부 내륙지역의 연약지반 침하특성을 분석하여 실무에 활용할 수 있도록 하기 위하여 현장실험연구를 실시하였다. 연구방법: 현장실험에서 실측한 10개의 침하계측 자료를 이용하여 설계예측값과 비교분석을 실시하였다. 설계예측값은 Terzaghi의 일차원 압밀침하량분석을 사용하였다. 실험에서 현장계측은 지표침하판을 이용하였다. 연구결과: 예측값과 실제값의 침하거동은 대체로 유사하였으나 침하량 값에서는 실제 침하량 값이 예측 침하량 값에 비하여 30%이하의 침하거동을 보였다. 본 연구지역의 압밀침하율은 9.6%~27.0% 범위를 나타내었으며 평균값은 18.21% 로서 우리나라 중부지역 내륙의 평야지대에 분포된 실트질 연약지반의 침하량 예측은 비교적 매우 과다하게 예측될 수 있는 것으로 분석되었다. 결론: 우리나라 중부지역 내륙의 평야지대에 분포된 실트질 연약지반의 침하량 예측 설계에서는 과다설계 가능성이 있으므로 정밀한 지반조사와 세밀한 예측이 필요한 것으로 판단된다.