• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제18권2호
• /
• pp.59-65
• /
• 2017

해양 매립 공사는 해저의 해성점토를 해수와 함께 준설하여 매립지로 이동시켜 매립지를 형성시키는 공사이다. 매립지가 형성되는 과정에서 준설토는 침강-퇴적-압밀 과정이 진행되며 이 과정에서 압밀과정은 소요되는 시간과 침하량이 크기 때문에 매립지를 계획하는 해양 매립 공사에서 매우 중요한 결정인자로 사용하게 된다. 준설토의 침하량과 소요되는 시간을 예측하기 위한 방법으로 국내에선 Yano가 제안한 Column 실험이 보편적으로 사용되고 있다. 그러나 Yano의 Column 실험은 준설토의 침강압밀특성을 확인하기 위해 장시간이 필요한 단점이 있다. 따라서 본 연구에서는 장시간이 소요되는 Column 실험의 단점을 보완해 단시간에 준설토의 침강압밀특성을 확인하기 위한 방법으로 원심모형실험을 활용하였다. 그 결과 효율적으로 준설토의 침강압밀특성을 확인하기 위해 원심모형실험을 활용할 수 있는 것으로 사료된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제17권6호
• /
• pp.695-702
• /
• 2015

원심모형시험은 최근의 기계적, 이론적 발전에 따라 그 활용도와 정확성이 높아지고 있다. 원심모형시험은 원지반 응력을 효과적으로 재현할 수 있으므로 주위 지반 또는 암반과 상호작용을 하는 터널과 같은 지하구조물의 거동을 모사하기 적합하다. 본 연구에서는 병렬 터널의 지진시 동적 거동을 원심모형시험을 통하여 분석하였다. 터널 모델링시 지진에 의해 발생하는 최대 가속도 저감을 위하여 Flexible segment를 고려하였으며 Flexible segment의 두께가 얇은 경우와 두꺼운 경우를 각각 고려하였다. 시험 결과 Flexible segment의 지진시 터널 구조물에 발생하는 최대 가속도 저감 효과를 확인하였다. 그러나 Flexible segment가 얇은 경우 단주기파 적용시 최대가속도의 저감효과는 없었고, 두꺼운 경우 기반암 가속도가 클 경우 보다 효과적임을 확인하였다. 또한 동일 모델에 대하여 3차원 수치해석을 수행하여 지진시 거동을 파악한 결과, 시험 결과와 유사한 경향을 보임을 확인할 수 있었다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
• /
• 한국지반공학회 2006년도 춘계 학술발표회 논문집
• /
• pp.784-793
• /
• 2006

As the number of CFRD constructions increases, the necessity of an accurate assessment on its behavior also has been increasing accordingly. The performance of concrete faced rockfill dam (CFRD) under different water levels is greatly concerned by dam engineers and designers in the world. However, domestic research on CFRD design and construction has yet been insignificant. This study deals with three centrifuge model tests, mainly investigates the deformation of the concrete faced slabs with different face slab stiffness under different water levels. The prototype of a centrifugal model dam is half size of domestic CFRD dam. Detailed material preparation, model design, model set-up, model instrumentation and testing procedures are presented. In order to simulate the prototype concrete faced slab, three kinds of thin fiberglass plates with different thickness was adopted in the three model tests. The water level control facility was specially designed for this experiment to control the water level rise and drawdown during centrifuge flight. Although most of the results from the three model tests are satisfactory, it is also required that the centrifuge test results should be compared with those of numerical analysis and field measurements to analyze the centrifuge test results more in detail.

• Coupled systems mechanics
• /
• 제4권1호
• /
• pp.37-65
• /
• 2015

Modeling and simulation of mechanical response of infrastructure object, solids and structures, relies on the use of computational models to foretell the state of a physical system under conditions for which such computational model has not been validated. Verification and Validation (V&V) procedures are the primary means of assessing accuracy, building confidence and credibility in modeling and computational simulations of behavior of those infrastructure objects. Validation is the process of determining a degree to which a model is an accurate representation of the real world from the perspective of the intended uses of the model. It is mainly a physics issue and provides evidence that the correct model is solved (Oberkampf et al. 2002). Our primary interest is in modeling and simulating behavior of porous particulate media that is fully saturated with pore fluid, including cyclic mobility and liquefaction. Fully saturated soils undergoing dynamic shaking fall in this category. Verification modeling and simulation of fully saturated porous soils is addressed in more detail by (Tasiopoulou et al. 2014), and in this paper we address validation. A set of centrifuge experiments is used for this purpose. Discussion is provided assessing the effects of scaling laws on centrifuge experiments and their influence on the validation. Available validation test are reviewed in view of first and second order phenomena and their importance to validation. For example, dynamics behavior of the system, following the dynamic time, and dissipation of the pore fluid pressures, following diffusion time, are not happening in the same time scale and those discrepancies are discussed. Laboratory tests, performed on soil that is used in centrifuge experiments, were used to calibrate material models that are then used in a validation process. Number of physical and numerical examples are used for validation and to illustrate presented discussion. In particular, it is shown that for the most part, numerical prediction of behavior, using laboratory test data to calibrate soil material model, prior to centrifuge experiments, can be validated using scaled tests. There are, of course, discrepancies, sources of which are analyzed and discussed.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제33권2호
• /
• pp.631-642
• /
• 2013

현장지반의 공학적 특성을 파악하기 위한 콘 관입시험(Cone Penetration Test; CPT)은 원지반의 연속적인 강도 특성을 분석하여 다양한 지반변수를 손쉽게 획득할 수 있다는 점에서 널리 활용되고 있으며, 원심모형실험에서도 널리 활용되고 있다. 본 연구에서는 원심모형실험에서 콘선단저항치를 계측할 수 있는 직경이 10 mm인 소형 콘을 개발하고 원심모형실험에서의 적용성을 평가하였다. 개발된 콘으로 4자유도 로봇을 활용하여 원심모형 가속 상태에서 콘 관입시험을 수행하였다. 이 때, 원심가속도 수준을 4회 변화시켜 다양한 유효응력상태에서 콘 관입시험을 실험을 수행하였다. 그 결과, 얕은 관입깊이의 동일한 유효응력에서 콘 선단저항치는 g-level에 영향을 받으며, 선단저항치가 임계 깊이 도달하는 깊이는 g-level과 상대밀도가 커질수록 깊어짐을 확인하였다. 또한, 각 실험에서 임계 깊이에 도달한 선단저항치와 실내실험에서 획득한 지반물성을 이용하여 기존 경험식과 비교하였다.

• Smart Structures and Systems
• /
• 제24권6호
• /
• pp.793-802
• /
• 2019

The centrifuge model test is usually used for two-dimensional deformation and instability study of the soil slopes. As a typical loose slope, the municipal solid waste (MSW) landfill is easy to slide with large deformation, under high water levels or large earthquakes. A series of centrifuge model tests of landfill slide induced by rising water level and earthquake were carried out. The particle image velocimetry (PIV), laser displacement transducer (LDT) and marker tracer (MT) methods were used to measure the deformation of the landfill under different centrifugal accelerations, water levels and earthquake magnitudes. The PIV method realized the observation of continuous deformation of the landfill model, and its results were consistent with those by LDT, which had higher precision than the MT method. The deformation of the landfill was mainly vertically downward and increased linearly with the rising centrifugal acceleration. When the water level rose, the horizontal deformation of the landfill developed gradually due to the seepage, and a global slide surface formed when the critical water level was reached. The seismic deformation of the landfill was mainly vertical at a low water level, but significant horizontal deformation occurred under a high water level. The results of the tests and analyses verified the applicability of PIV in the two-dimensional deformation measurement in the centrifuge model tests of the MSW landfill, and provide an important basis for revealing the instability mechanism of landfills under extreme hydraulic and seismic conditions.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제23권10호
• /
• pp.109-119
• /
• 2007

CFRD 형식의 댐 건설이 증가함에 따라 CFRD 거동에 대한 보다 정확한 분석 및 평가가 필요하게 되었다. 수위 변화에 따른 댐 거동은 댐 설계자와 관리자의 주요 관심사이지만, 국내의 경우 관련 연구가 충분히 진행되지 않아 아직도 많은 경우 국외 사례에 의존하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 콘크리트 차수벽 강성이 서로 다른 세 가지 원심모형실험을 통해 수위변화에 따른 CFRD 거동을 정량적으로 평가하였다. 원심모형실험은 국내에서 운영 중인 D댐의 1/2크기의 원형으로 수행되었으며, 모형 준비, 설계, 모형 구축, 계측기 설치, 실험 절차를 상세히 제시하였다. 콘크리트 차수벽은 3 종류의 유리섬유판을 통해 모사하였으며, 비행 중 수위조절을 위한 특별히 장치를 고안하였다. 국내 외 댐 계측사례를 수집 정리하여 본 원심모형실험 결과와 비교하였으며, 그 결과 본 원심모형실험은 실제 댐 거동을 비교적 높은 정확도로 모사하였음을 확인하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
• /
• 한국지반공학회 2010년도 추계 학술발표회
• /
• pp.3-25
• /
• 2010

The paper deals with two bearing capacity problems of shallow footing under combined loading. The first is a FEM study of shallow strip footing on two-layer clay deposits subjected to a vertical, horizontal and moment combined loading, while the second is a centrifuge study of shallow rectangular footing on dry sand under double eccentricity. The FEM results revealed that the existence of top soft layer sensitively affects more on horizontal and moment capacity than vertical capacity for cases of footing on soft clay overlying stiff clay. Practical design charts are presented to evaluate bearing capacities of footing for various combinations of the ratio of the depth of the upper layer to the footing width and the ratio of undrained strength of the upper layer to that of the lower. The centrifuge tests indicated that current design practice of calculating failure load of rectangular surface footing under double eccentricity underestimates the centrifuge loading test data. This trend is more marked when the eccentricity becomes larger. The decreasing trend in failure load with an increase of double eccentricity is rather uniquely expressed by a single curve, using a newly defined resultant eccentricity and the diagonal length of the footing base.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제25권7호
• /
• pp.23-33
• /
• 2009

본 연구에서는 말뚝지지 전면기초의 거동을 원심모형시험과 수치해석기법을 이용하여 연구하였다. 단말뚝, 기초판, 군말뚝 및 말뚝지지 전면기초의 극한지지력 비교를 통하여 말뚝지지 전면기초의 지지력을 평가하였고, 말뚝과 기초판에 전달되는 하중 분담율을 분석하여 말뚝지지 전면기초의 극한지지력을 산정할 수 있는 경험적 상관계수를 획득하였다. 또한, 원심모형시험과 동일말뚝조건을 대상으로 수치 시뮬레이션을 수행하여 원심모형시험 결과를 검증하고 말뚝지지 전면기초의 지지력을 위한 상관계수를 평가하였다.

• Geomechanics and Engineering
• /
• 제33권2호
• /
• pp.155-165
• /
• 2023

Hurricane Katrina swept New Orleans, Louisiana, USA, in 2005, causing more than 1,000 fatalities and severe damage to the flood protection system. Recovery activities are complete, however, clarifying failure mechanisms and devising resilient and cost-effective retrofitting techniques for the flood protection system are still of utmost importance to enhance the general structural integrity of water retaining structures. This study presents extensive centrifuge test results to find various failure mechanisms and effective retrofitting techniques for a levee system. The result confirmed the rotational failure and translational failure mechanisms for the London Ave. Canal levee and 17^th St. Canal levee, respectively. In addition, it found that the floodwalls with fresh waterstop in their joints perform better than those with old/weathered waterstop by decreasing pore water pressure build-up in the levee. Structural caps placed on the top of the joints between I-walls could also prevent local failure by spreading the load to surrounding walls. At the same time, the self-sealing bentonite-sand mixture installed along the riverside of floodwalls could mitigate the failure of floodwalls by blocking the infiltration of seepage water into the gap formed between levee soils and floodwalls.