• Geomechanics and Engineering
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• 제7권4호
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• pp.355-374
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• 2014

An analytical solution of the fully coupled system of equations governing the plane strain deformation of a poroelastic medium with anisotropic permeability and compressible fluid and solid constituents is obtained. This solution is used to study the consolidation of a poroelastic clay layer with free permeable surface resting on a rough-rigid permeable or impermeable base. The stresses and the pore pressure are taken as the basic state variables. Displacements are obtained by integrating the coupled constitutive relations. The case of normal surface loading is discussed in detail. The solution is obtained in the Laplace-Fourier domain. Two integrations are required to obtain the solution in the space-time domain which are evaluated numerically for normal strip loading. Consolidation of the clay layer and diffusion of pore pressure is studied for both the bases. It is found that the time settlement is accelerated by the permeability of the base. Initially, the pore pressure is not affected by the permeability of the base, but has a significant effect, as we move towards the bottom of the layer. Also, anisotropy in permeability and compressibilities of constituents of the poroelastic medium have a significant effect on the consolidation of the clay layer.

• 한국해양공학회지
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• 제38권1호
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• pp.30-42
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• 2024

This study examined the jack-up spudcan penetration for a new type of offshore wind substructure newly proposed using the jack-up concept to reduce construction costs. The jack-up spudcan for offshore wind turbines should be designed to penetrate a stable soil layer capable of supporting operational loads. This study evaluated multi-layered soil conditions using centrifuge tests: loose sand over clay and loose sand-clay-dense sand. The penetration resistance profiles of spudcan recorded at the centrifuge tests were compared with the ISO and InSafeJIP methods. In the tests, a spudcan punch-through effect slightly emerged under the sand-over-clay condition, and a spudcan squeezing effect occurred in the clay-over-sand layer. On the other hand, these two effects were not critically predicted using the ISO method, and the InSafeJIP result predicted only punch-through failure. Nevertheless, ISO and InSafeJIP methods were well-matched under the conditions of the clay layer beneath the sand and the penetration resistance profiles at the clay layer of centrifuge tests. Therefore, the ISO and InSafeJIP methods well predict the punch-through effect at the clay layer but have limitations for penetration resistance predictions at shallow depths and strong stratum soil below a weak layer.

• Geomechanics and Engineering
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• 제13권2호
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• pp.255-267
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• 2017

Soft clay strata can suffer significant settlement or stability problems under building loads. Among the methods proposed to strengthen weak soils is the application of a stone masonry trench (SMT) beneath RC strip foundations (as a masonry pad-stone). Although, SMTs are frequently employed in engineering practice; however, the effectiveness of SMTs on the ultimate bearing capacity improvement of a strip footing rested on a weak clay stratum has not been investigated quantitatively, yet. Therefore, the expected increase of bearing capacity of strip footings reinforced with SMTs is of interest and needs to be evaluated. This study presents a two-dimensional numerical model using the discrete element method (DEM) to capture the ultimate load-bearing capacity of a strip footing on a soft clay reinforced with a SMT. The developed DEM model was then used to perform a parametric study to investigate the effects of SMT geometry and properties on the footing bearing capacity with and without the presence of surcharge. The dimensions of the SMTs were varied to determine the optimum trench relative depth. The study showed that inclusion of a SMT of optimum dimension in a soft clay can improve the bearing capacity of a strip footing up to a factor of 3.5.

• 한국지반공학회논문집
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• 제20권9호
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• pp.105-114
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• 2004

액성한계 두 배 이상의 매우 높은 함수비를 갖는 준설점토의 압밀특성을 파악하기 위해 Rowe cell 압밀시험기를 사용하여 압밀시험을 실시하였다. 초기함수비 변화가 압밀특성에 주는 영향을 검토하기 위해서 함수비를 $100\~150\%로$ 변화시켜서 실험을 수행하였고 재성형 준설점토의 압밀특성과 비교하였다. 실험결과로부터 준설점토의 초기함수비가 증가할수록 e-logP 곡선의 비선형적 거동이 뚜렷하였고, 하중단계 40kPa까지는 곡선의 기울기 변화가 급변하였으며 그 이후의 하중단계에서는 완만한 형상을 보여주었다. 압축지수비는 Mesri(1973)가 제안한 값의 범위 내에 존재하였으며, 초기함수비변화가 압밀계수에 미치는 영향은 거의 없었고 오히려 압밀하중의 크기가 연직압밀계수에 영향을 미치고 있음을 알 수 있었다. 또한 대형압밀시험기를 이용하여 압밀기간 중 층 두께의 변화를 고려하여 압밀기간을 산정하는 Mikasa이론과 그렇지 않은 Terzaghi의 이론을 비교하였다. 그 결과 변형률이 큰 지반에서의 압밀기간은 압밀기간 중 층 두께의 변화를 고려한 Mikasa 이론의 경우가 그렇지 않은 경우보다 실측치에 근사하게 산정되었다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제17권1호
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• pp.16-20
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• 2005

고함수비상태로 준설투기된 준설점토지반에 지반개량을 위한 하중재하시 보통 점토지반에 비해 큰 압밀침하가 발생한다. 미소변형률을 전제로 하고 있는 기존의 열전도형 압밀방정식은 준설토지반과 같이 대변형이 발생하는 지반에 적용하기 어렵다. 따라서 준설토층과 같이 큰 변형이 발생하는 지반에서는 압밀과정 중 층 두께의 변화가 고려되어지는 압밀방정식을 적용해야한다. 본 연구에서는 층 두께의 변화를 고려한 압밀해석을 하고 이들의 결과와 층 두께의 변화를 고려하지 않은 기존 압밀해석의 결과와 비교·분석하였다. 이들로부터 변형률이 큰 지반에서의 압밀기간은 층 두께의 변화를 고려한 이론이 그렇지 않은 경우보다 실측치에 보다 근사하게 산정되었고, 압밀침하량의 경우는 압축지수에 의한 방법보다 변형률에 근거한 계산이 실측치에 매우 근접하게 산정되었다.

• 한국농공학회논문집
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• 제47권6호
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• pp.47-57
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• 2005

Stress distribution in soils is the very important element to design and to solve the problems of settlement, safety of foundations and trafficability of constructing vehicle in civil engineering. This research presents the comparative estimation of the actual and theoretical measurement on the underground stress of outer layer for each soil after the observation of each top soil layer fur its vertical and horizontal stresses in (1) homogeneous sand ground (2) weak stratum with the sand soil (3) weak stratum with gravel of the soil model, and it also investigates the effect of subsidence of ground by the repeated load. The underground stresses fumed out to be different in the value of theoretical and actual measurement after the trial examination of model. This study has the purpose of suggesting the better construction method of running equipment on weak stratum by comparing the estimated value of trial experiment and theory on underground stress of the weak ground surface area and of raising up the necessity of the continuous research hereafter.

• 한국농공학회:학술대회논문집
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• 한국농공학회 2005년도 학술발표논문집
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• pp.423-428
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• 2005

If the load of constructing vehicles during the construction work acts on the road or the ground surface on the soft ground, due to the excess stresses in soils the trafficability of the vehicles influences the constructing efficiency, constructing period and so on. Stress distribution in soils is the very important element to design and to solve the problems of settlement, safety of foundations and trafficability of constructing vehicle in civil engineering. This research represents the comparative estimation of the actual and theoretical measurement on the underground stress of outer layer for each soil after the observation of each top soil layer for its vertical and horizontal stress in (1)homogeneous sand ground (2) weak stratum with the sand soil (3) weak stratum with gravel of the soil model, and it also investigates the effect of subsidence of ground by the repeated load. The underground stress turn out to be different in the value of theoretical and actual measurement after the trial examination of model.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제22권1호
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• pp.87-96
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• 2023

상부에 준설매립점토층이 존재하고 점토층이 두껍게 분포되어 있는 부산항 신항만에서 측정된 지표침하 값과 층별침하 값은 많은 차이가 있다. 이런 결과의 원인과 해결방안을 찾기 위하여 연약지반 개량에 사용된 층별침하계의 실태, 층별침하계 형식별 특성, 설치방법, 계측 빈도, 계측데이터 관리방안, 결과의 정리 및 분석 등에 대해 고찰해 보았다. 대변형이 발생하는 대심도 연약지반 개량공사에서 스크류타입의 층별침하계의 경우 휨 변형이 다른 형식의 계측기에 비해 적어 망실의 우려도 적고 각 지층별로 천공하여 계측기를 설치하므로 데이터의 신뢰도도 상대적으로 높다. 정도 높은 침하계측 자료의 양이 많을수록 침하분석 정밀도는 높아지므로 표준시방서에서 제시한 계측빈도보다 기준을 강화하여 관리가 필요하다. 층별침하계 계측데이터의 관리는 측점별 지표침하량, 층별침하량, 간극수압계 침하량과 같이 해당 구간의 침하량과 성토고의 경시 그래프 작성하여 관리하는 것이 바람직하다. 침하분석은 압축특성이 다른 다층지반일 경우 층별침하 데이터를 이용하여 각 지층별 압밀특성을 각각 산정하여 침하분석이 이루어지는 게 더 타당하다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제11권2호
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• pp.49-54
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• 2012

연약지반 개량공사에서 최종압밀침하량은 침하관리와 준공시기를 결정하는 데 중요하다. 설계 시 점토층의 최종압밀침하량의 산정은 압축지수를 이용하는 방법이 가장 많이 이용되고 있다. 압축지수는 압밀시험으로 얻어진 하중-침하 관계를 반대수좌표에 나타냈을 때 처녀압축곡선의 기울기이다. 종래에는 압밀층 전체를 한 개의 층으로 보고 최종압밀침하량을 산정해 왔으나, 압밀층을 여러 개의 층으로 분할했을 때 얻어지는 침하량의 차이를 알아보았다. 분할층 수와 상재하중의 크기가 압밀침하량에 미치는 영향에 대하여 분석한 결과는 다음과 같다. 분할층 수가 증가할수록 침하량은 증가하여 일정한 값에 수렴하며 이러한 양상은 상재하중의 크기와 무관하게 나타났다. 상재하중이 압밀층 두께에 비해 상대적으로 작을 때는 층분할효과가 매우 크게 나타났다. 보편적인 성토하중의 경우 층분할효과는 1.2-1.4 정도로 나타났으며 이 값은 최종압밀침하량 산정 시 안전율의 의미로 사용할 수 있을 것이다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권5C호
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• pp.273-282
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• 2008

본 연구에서는 정규압밀 및 과압밀 지반에 대하여 깊이에 따른 초기유효응력 변화를 고려한 압밀침하량 산정식을 새롭게 제안하였다. 제안된 해석이론을 다양한 측면에서 검토하고 기존의 점성토층 중앙부의 초기유효응력을 이용한 압밀침하량 산정방법과 비교, 분석하였다. 분석결과 기존의 침하량 산정방법은 층을 나누는 개수에 따라서 침하량이 다르게 산정되며 정해에 비하여 45~100% 정도로 침하량을 과소평가하는 것으로 나타나 제안된 방법이 기존의 산정방법에 비하여 경제적이며 합리적인 방법이라는 결론을 얻었다.