• 제목/요약/키워드: clay foundation

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Dynamic shear modulus and damping ratio of saturated soft clay under the seismic loading

  • Zhen-Dong Cui;Long-Ji Zhang;Zhi-Xiang Zhan
    • Geomechanics and Engineering
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    • 제32권4호
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    • pp.411-426
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    • 2023
  • Soft clay is widely distributed in the southeast coastal areas of China. Many large underground structures, such as subway stations and underground pipe corridors, are shallow buried in the soft clay foundation, so the dynamic characteristics of the soft clay must be considered to the seismic design of underground structures. In this paper, the dynamic characteristics of saturated soft clay in Shanghai under the bidirectional excitation for earthquake loading are studied by dynamic triaxial tests, comparing the backbone curve and hysteretic curve of the saturated soft clay under different confining pressures with those under different vibration frequencies. Considering the coupling effects of the confining pressure and the vibration frequency, a fitting model of the maximum dynamic shear modulus was proposed by the multiple linear regression method. The M-D model was used to fit the variations of the dynamic shear modulus ratio with the shear strain. Based on the Chen model and the Park model, the effects of the consolidation confining pressure and the vibration frequency on the damping ratio were studied. The results can provide a reference to the earthquake prevention and disaster reduction in soft clay area.

대심도 연약지반에 근입된 PHC말뚝기초의 하중전이특성 및 극한지지력 산정 (Load Transfer Characteristics and Ultimate Bearing Capacity of PHC Pile in Deep Soft Clay Layer)

  • 이용화;김명학
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제9권1호
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    • pp.41-46
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    • 2008
  • 본 연구에서는 대심도 연약지반에서 PHC말뚝을 항타관입한 후 일정기간 이후 정재하시험을 통한 하중전이분석을 실시하였다. 하중전이분석에서 단위주면마찰력은 상부의 사질토에서 $7.4t/m^2$, 심도 14m에서 33m의 점성토구간에서는 $6.4t/m^2$, 말뚝선단부가 근입된 사질토에서는 $23.3t/m^2$이 발휘되었으며, 단위선단지지력은 $955t/m^2$으로 실측되었다. 전이된 단위주면마찰력과 국내외에서 알려져 있는 정역학적 지지력산정식과의 비교를 해본 결과 토층별로 가장 적합한 공식을 선정한다면, 사질토의 단위주면마찰력의 경우 한국지반공학회의 구조물기초설계기준 및 해설이, 점성토의 단위주면마찰력의 경우 철도청의 철도설계기준이 가장 실측치에 근접한 값을 나타내었다.

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이방성을 갖는 해성점토 기초지반의 거동해석 (Behaviour of Foundation Ground with Marine Clay in Anisotropy)

  • 김면수;이강일;김찬기;윤중만;백원진
    • 한국지반신소재학회논문집
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    • 제14권1호
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    • pp.11-21
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    • 2015
  • 본 연구는 대상형 하중이 작용하는 기초지반의 고유이방성에 대한 거동특성을 파악하기 위하여 시화지구 해성점토를 이용하여 일반삼축압축시험과 수평방향의 변형만을 허용하고 중간주응력(${\sigma}_2$) 방향의 변형률(${\varepsilon}_2$)을 0으로 하는 평면변형률 압축 및 신장시험을 실시하였다. 또한 일련의 시험결과에 의해 해석에 필요한 토질매개변수를 결정하였다. 그리고 대상하중이 작용하는 기초지반에 대하여 탄 소성 구성모델 중 자연퇴적점토의 거동특성을 가장 적절하게 설명할 수 있는 Cam-clay 모델을 적용하여 일반삼축압축시험 및 평면변형률시험 조건일 경우에 대하여 수치해석을 실시하였다. 해석결과 연직변위는 평면변형률 압축시험이 일반삼축압축시험에 비하여 18~25% 정도 변위가 크게 발생하였으며, 수평변위도 13~19% 정도 변위가 크게 발생하는 것으로 나타났다.

지오그리드와 말뚝에 의한 연약지반 보강효과 (Effectiveness of Reinforcement by Geogrid & Pile in Soft Clay)

  • 신은철;이상혁;이명원
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 2000년도 토목섬유 특별세미나
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    • pp.61-69
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    • 2000
  • It is not easy to find a good soil condition due to the shortage of suitable land for construction work. The earth structure and buildings can be constructed over the soft soil. The soft soil must be treated either using the reinforcement element or dewatering. Most of land reclamation projects are being implemented along the south coast or west coast of the Korean Peninsula. The soils in these areas are covered with the soft marine clay, so soil and site improvement is the most important things to do. Pile foundation at the bottom of embankment can be constructed either in the soft ground or in the soil contaminated area. The purpose of this research is to develop "geogrid-reinforced piled embankment method" to prevent the differential settlement and increase the bearing capacity of soil. In this study, the effectiveness of the geogrid-reinforcement was studied by varying the space between piles and reinforcement conditions. Also, the geotechnical engineering properties of the embankment material and foundation soil were determined through the laboratory tests as well as the field tests. As a result, the site that the pile-spacing S = 3b with geogrid reinforcement is the most effective to reduce the differential settlement and increase load bearing capacity.

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지중 구조물에 작용하는 측방토압에 대한 성토 재하 속도의 영향 (Lateral Earth Pressure Caused by Action on Earth Retaining Wall in Clay Foundation Ground with Consideration of Construction Speed)

  • 임은상;이강일
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제20권7호
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    • pp.57-68
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    • 2004
  • 연약점토지반에 성토 등의 상재하중을 재하하게 되면 측방유동이라고 하는 측방변위가 발생하게 된다. 이 측방유동은 파일기초의 변형, 교대의 이동, 지중매설관의 파괴 등 성토에 인접한 지중구조물에 피해를 가하게 된다. 그렇지만, 측방유동은 체적변형과 전단변형도 동시에 발생할 뿐만 아니라 이 측방유동에 영향을 미치는 인자가 많기 때문에 측방유동에 의해서 발생하는 측방토압의 발생 메커니즘이 아직 명확히 밝혀지지 않았다. 그리고 최근 근접시공 등 기존구조물에 근접해서 공사가 진행되는 경우가 많아 이러한 근접구조물에 어떠한 피해를 가할 것인가 또는 대책공법을 설계하기 위한 설계하중으로서 측방토압을 구해야 하는 필요성이 커지고 있는 것 또한 현실이다. 그러므로 본 연구에서는 성토에 의해서 연약지반에 발생하는 측방토압에 미치는 재하속도의 영향을 조사하기 위해서 실내모형실험을 실시하였다. 그 결과, 측방토압이 삼각형 분포를 이룬다는 것과 재하속도가 빠를수록 측방토압의 최대치가 커지고 부등침하가 커진다는 것을 알 수 있었다. 그리고 이러한 재하속도의 영향은 부의 dilatancy에 의한 과잉간극수압의 발생에 기인한다는 것을 알았다.

원심모형실험을 활용한 점토지반에 설치된 하이브리드 석션 버켓기초의 수평방향 지지력 평가 (Bearing Capacity Evaluation of Hybrid Suction Bucket Foundations on Clay Under Horizontal Loads Using a Centrifuge)

  • 김재현;이철주;신희정;김성환;구정민;정충열;전영진
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제39권12호
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    • pp.61-73
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    • 2023
  • 석션 버켓(suction bucket)은 해양 구조물 지지를 위해 사용되는 기초구조물 중 하나로 펌프를 이용해 빠르게 기초 시공이 가능한 장점이 있다. 최근 기초 지지력을 효과적으로 증가시키고 건설 비용을 절감하기 위해 단일 석션 버켓이나 다수의 석션 버켓이 매트기초와 결합된 하이브리드 석션 버켓기초(hybrid suction bucket foundation)가 제안되었다. 하지만 현재까지 수중구조물과 같이 작은 수직하중(자중)과 모멘트 하중 조건에서 수평하중에 대한 하이브리드 석션 버켓기초의 저항 메커니즘과 지지력에 관한 실험적 연구가 부족한 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 점토지반에 설치된 하이브리드 석션 버켓기초의 수평방향 저항 메커니즘과 지지력을 평가하기 위해 하중재하시스템을 구축하고 원심모형실험을 수행하였다. 본 연구에서는 원형매트와 단일 버켓이 결합된 하이브리드 석션 버켓기초와 사각형 매트와 4개의 버켓기초가 결합된 하이브리드 그룹 석션 버켓기초를 대상으로 하였다. 본 연구를 통해 매트기초와 석션 버켓기초의 스커트(skirt) 길이가 수평방향 지지력 증진에 미치는 영향을 실험적으로 평가하였다. 그 결과, 작은 수직하중과 모멘트 하중조건에서 하이브리드 석션 버켓기초의 매트와 버켓기초 스커트가 기초의 수평방향 지지력 증진에 효과가 있음을 확인하였다.

Geogrid로 보강된 점토지반에 축조된 대상기초의 반복하중하에서의 침하거동 (Settlement Behavior of Strip Foundation on Geogrid Reinforced Clay under Cyclic Loading)

  • 신은철;다스브라지앰
    • 한국지반공학회지:지반
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    • 제11권3호
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    • pp.27-36
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    • 1995
  • 지오흐리드로 보강된 포화점토상에 축조된 줄기초가 낮은 빈도의 반복하중을 받았을시 발생 되는 열구침하량을 산정하기위한 실내모형 실험을 실시하였다. 실험을 실시하는 과정에서 초기 단계에는 기초에 허용정적 하중을 가하였고 연속적으로 반복하중을 가하였다. 정적하중과 반복 하중강도에 따른 기초의 최대영구침하량에 관하여 기술하였다.

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인천항 지역의 지반정수 신뢰성 분석 (Reliability Analysis of Geotechnical Properties in Incheon Port Area)

  • 신은철;전재구;김형준;이충호
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 2009년도 춘계 학술발표회
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    • pp.952-960
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    • 2009
  • Foundation soils are greatly influenced on the stability of structures. The soft clay deposited in Incheon Port area is named either nomally consolidated clay or unconsolidated clay. New harbor structures will be constructed in Incheon Port area. Not sufficient soil boring datum are obtained from the filed soil exploration due to limited time and cost. The harbor construct site is pretty large area and the soils are not homogenous. This paper presented the result of reliability analysis which was performed by both Bayesian approach and analysis of variance.

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지오그리드로 보강된 점성토사의 얕은 기초의 지지력 (Bearing Capacity of Shallow Foundation on Geogrid-Reinforced Clay)

  • 신방웅;다스브라자;신은철;정기택
    • 대한토목학회논문집
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    • 제14권6호
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    • pp.1439-1444
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    • 1994
  • 기존의 문헌을 고찰해 보면, 지오그리드로 보강된 포화점성토에 축조된 얕은 기초의 극한지지력과 허용지지력에 관련된 이론적, 실험적 연구는 실질적으로 존재하지 않는다. 더 나아가 얕은 기초는 제한된 침하의 수준에 맞게 설계되어야 하며 그리고 적절한 설계를 고려함에 있어서 허용하중조건에 대한 지지력 비를 평가하는 것이 근본이다. 그래서 지오그리드로 보강된 점성토 상에 축조된 줄기초의 침하수준별 극한지지력과 허용지지력에 대한 모형실험 결과를 제시하였다. 최대 가능한 극한지지력을 유도하게 할 수 있는 부강제들의 최적길이, 심도, 그리고 기초밑 부분으로부터 첫번째 보강재 설치위치를 결정하였다. 모형실험 결과를 근거하여 u/B, N 및 b/B에 따른 BCRu와 BCRs의 변위를 평가하였다.

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Near-fault ground motion effects on the nonlinear response of dam-reservoir-foundation systems

  • Bayraktar, Alemdar;Altunisik, Ahmet Can;Sevim, Baris;Kartal, Murat Emre;Turker, Temel
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제28권4호
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    • pp.411-442
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    • 2008
  • Ground motions in near source region of large crustal earthquakes are significantly affected by rupture directivity and tectonic fling. These effects are the strongest at longer periods and they can have a significant impact on Engineering Structures. In this paper, it is aimed to determine near-fault ground motion effects on the nonlinear response of dams including dam-reservoir-foundation interaction. Four different types of dam, which are gravity, arch, concrete faced rockfill and clay core rockfill dams, are selected to investigate the near-fault ground motion effects on dam responses. The behavior of reservoir is taken into account by using Lagrangian approach. Strong ground motion records of Duzce (1999), Northridge (1994) and Erzincan (1992) earthquakes are selected for the analyses. Displacements, maximum and minimum principal stresses are determined by using the finite element method. The displacements and principal stresses obtained from the four different dam types subjected to these nearfault strong-ground motions are compared with each other. It is seen from the results that near-fault ground motions have different impacts on the dam types.