• Geomechanics and Engineering
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• 제5권6호
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• pp.541-564
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• 2013

In this study, artificial neural networks (ANNs) were used to predict the settlement of pad footings on cohesionless soils based on standard penetration test. To achieve this, a computer programme was developed to calculate the settlement of pad footings from five traditional methods. The footing geometry (length and width), the footing embedment depth, $D_f$, the bulk unit weight, ${\gamma}$, of the cohesionless soil, the footing applied pressure, Q, and corrected standard penetration test, $N_{cor}$, varied during the settlement analyses and the settlement value of each footing was calculated for each method. Then, an ANN model was developed for each traditional method to predict the settlement by using the results of the analyses. The settlement values predicted from the ANN model were compared with the settlement values calculated from the traditional method for each method. The predicted values were found to be quite close to the calculated values. It has been demonstrated that the ANN models developed can be used as an accurate and quick tool at the preliminary designing stage of pad footings on cohesionless soils without a need to perform any manual work such as using tables or charts. Sensitivity analyses were also performed to examine the relative importance of the factors affecting settlement prediction. According to the analyses, for each traditional method, $N_{cor}$ is found to be the most important parameter while ${\gamma}$ is found to be the least important parameter.

• Geomechanics and Engineering
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• 제5권5호
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• pp.447-462
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• 2013

An analysis model for predicting the tip bearing capacity of drilled shafts in cohesionless soils is improved in this study. The evaluation is based on large amounts of drilled shaft load test data. Assessment on the analysis model reveals a greater variation in two coefficients, namely, the overburden bearing capacity factor ($N_q$) and the bearing capacity modifier for soil rigidity (${\zeta}_{qr}$). These factors are modified from the back analysis of drilled shaft load test results. Different effective shaft depths and interpreted capacities at various loading stages (i.e., low, middle, and high) are adopted for the back calculation. Results show that the modified bearing capacity coefficients maintain their basic relationship with soil effective friction angle ($\bar{\phi}$), in which the $N_q$ increases and ${\zeta}_{qr}$ decreases as $\bar{\phi}$ increases. The suggested effective shaft depth is limited to 15B (B = shaft diameter) for the evaluation of effective overburden pressure. Specific design recommendations for the tip bearing capacity analysis of drilled shafts in cohesionless soils are given for engineering practice.

• 한국지진공학회:학술대회논문집
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• 한국지진공학회 2001년도 추계 학술발표회 논문집 Proceedings of EESK Conference-Fall 2001
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• pp.98-106
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• 2001

The deformation characteristics of cohesionless soils in Korea were investigated using resonant column tests. Total 60 samples, which were sampled from sedimentary and residual soils and reconstituted using controlled particle-size distributions, were prepared. The confining pressure applied in the tests ranges from 20 kPa to 500 kPa. The test results ware categorized into 3 groups including clean sands, silt and silty sand, and residual soils. Based on test results, the small-strain shear modulus(G$_{max}$) and damping ratio(D$_{min}$) were determined and the effects of confinement on G$_{max}$ and D$_{max}$ were characterized. The empirical correlations predicting G$_{max}$ were suggested for 3 group soils. Nonlinear deformational characteristics of clean sands are significantly affected by confining pressure and the ranges and mean curves for G and D are suggested considering the range of confining Pressure. The silt and silty sand and residual soils were weakly affected by confining pressure, so the representative ranges and curves, independent of confining pressure, were proposed.d.posed.d.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 1988년도 학술세미나 강연집
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• pp.71-123
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• 1988

The aim of this paper is to examine the end bearing capacity of a pile in cohesionless soils. The ode of failure of soil due to pile installation is assumed from experimental observation of actual soil deformation. A new solution is proposed complying with the assumed mode of failure by employing the theory of cavity expansion. The effect of curvature of failure envelope is studied in relation to tile proposed solution. The influence of a curved failure envelope becomes larger with increasing degree of curvature and the level of confining stress. This effect in some cases or reduce the end bearing capacity by tore the 80 percent compared with that given by a straight failure envelope. For practical application of tile proposed solution, the method of determining the average volume change in the plastic zone is re-evaluated. The proposed solution is confirmed by comparing the theoretical values with experimental results obtained from model pile tests in a calibration chamber. The comparison shows that the proposed solution provides a reasonable prediction of end bearing capacity for both weak and strong grained soils.

• 한국지반공학회논문집
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• 제20권5호
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• pp.37-48
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• 2004

본 연구에서는 사질토의 취성적 응력-변형률 관계와 전단시 체적팽창을 고려할 수 있는 구성모델에 대한 연구를 수행하였다. 제안된 모델은 일반등방경화규칙에 의거한 비등방 경화규칙을 적용하였으며, 미소변형에서 대변형에 이르는 전체변형률 영역의 거동을 모델할 수 있도록 적합한 경화함수를 이용하였다. 항복면의 형태는 응력공간에서 원통형으로 나타나는 단순한 형태로 실용적으로 적용하기 편리하도록 하였다. 또한 유동규칙을 단순화하여 소성 체적 변형률을 팽창률을 이용하여 정의하였다. 이로 인하여 사질토에서 나타나는 전단시 팽창을 모델하는 것이 가능하였다. 또한 가상적인 첨두응력비를 정의하여 취성적 응력-변형률 관계를 모델하는 것이 가능하였다. 이 때 제안된 모델의 계수를 체계적으로 결정하기 위하여 실수형 유전자 알고리즘이 적용된 최적화 기법이 적용되었다. 이를 통하여 구성 모델에 필요한 계수를 결정할 수 있었다. 제안된 모델을 검증하기 위하여 풍화토시료에 대한 $K_0$ 압밀 삼축시험을 수행하였다. 이러한 시험결과를 제안된 모델과 비교한 결과 $K_0$ 압밀 시험에서 나타나는 취성적 응력-변형률 관계 및 체적의 팽창과 같은 실제 유효응력 거동을 합리적으로 모델하는 것이 가능하였다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제9권1호
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• pp.69-78
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• 1993

The Coulomb and Rankine theories have been usually used for design of retaining walls, in which the earth pressures have been assumed as a triangular distribution For the rigid retaining w리1 with inclined bacuace and horizontal surface backfilled by cohesionless soils, the analytical method of earth pressure distribution has been newly suggested by using the concept of the flat arch. The active thrust obtained by this method agrees well with those by the existing theories, except the Rankine solution. The analyzed results show that the height to the center of pressure depends mainly on the inclination of the back wall and the wall friction, instead of 0.33H, where H is the wall height.

• 한국환경복원기술학회지
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• 제5권5호
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• pp.11-21
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• 2002

A series of model tests is performed to evaluate the relationship between soil and a buried pipe in soil undergoing lateral movement. As the result of the model tests, a wedge zone and plastic flow zones could be observed in front of the pipe. And also an arc failure of cylindrical cavity could be observed at both upper and lower zones. Failure shapes in both cohesionless and cohesive soils are nearly same, which was investigated failure angle of $45^{\circ}+{\phi}/2$. In the cohesionless soil, the higher relative density produces the larger arc of cylindrical cavity. On the basis of failure mode observed from model tests, the lateral earth pressure acting on a buried pipe in soil undergoing lateral movement could be applying the cylindrical cavity extension mode. The deformation behavior of soils was typically appeared in three divisions, which are elastic zones, plastic zones and pressure behavior zones.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 1998년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.97-104
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• 1998

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권5호
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• pp.175-187
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• 2003

일반적으로 사질토 지반의 원형수직구에 설치된 흙막이벽에 작용하는 토압은 삼차원 아칭효과로 인하여 평면변형조건의 옹벽에 작용하는 토압과는 다르며, 원통형 벽체의 설계를 위해서는 벽체에 작용하는 토압의 정확한 산정이 필요하다. 원형수직구에 설치된 벽체 배면지반의 파괴모드는 지중응력상태에 의존하게 되는데, 파괴모드는 실질적으로 원기둥형 활동면을 갖는 경우와 깔대기형 파괴면을 갖는 경우로 구분할 수 있다. 기존의 연구결과에 의하면 각각의 파괴모드에 대하여 원통형 벽체에 작용하는 토압공식이 제안되었으나, 도입된 가정으로 인하여 불합리한 경향을 보이는 문제점이 있다. 본 연구에서는 원통형 벽체에 작용하는 토압을 산정하기 위하여 각각의 파괴모드에 대하여 제안된 토압공식을 살펴보고, 각 토압공식에서 가정된 사항을 수정 제안하였다. 각각의 파괴모드에 대하여 수정 제안된 토압공식들은 상재하중과 벽면마찰을 고려하였으며, 활동면에서의 힘의 평형관계를 실제적으로 고려하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제17권5호
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• pp.115-128
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• 2001

본 논문에서는 반복하중이나 지진하중을 받는 지반-구조물 시스템의 설계에 필수적인 변수인 전단탄성계수와 감쇠비에 대한 연구를 국내에 존재하는 비점성토 지반에 대하여 수행하였다. 국내 퇴적토지반 및 풍화토지반에서 채취된 자연시료와 입도분포를 조정하여 제작한 시료를 포함하여 총 60개의 시료에 대하여 20kPa에서 500kPa의 구속응력 범위에서 공진주 시험을 수행하고, 이를 조립질 사질토, 실트 및 실트질 모래, 풍화토의 3개의 그룹으로 나누어 결과를 정리하였다. 저변형률 영역의 변형특성인 최대전단탄성계수와 최소감쇠비에 대하여 구속응력의 영향을 확인하였다. 최대전단탄성계수를 예측하는 경험식을 3개의 그룹별로 제안하였다. 최소감쇠비는 구속응력에 따른 분포영역을 제시하였다. 세립분이 적은 조립질 사질토의 경우, 비선형 변형특성이 구속응력의 영향을 뚜렷이 받고 있어 이를 주요한 변수로 고려하여 대표곡선과 분포영역을 제안하였다. 구속응력의 영향을 적게 받는 실트 및 실트질 모래와 풍화토는 구속응력에 관계없이 대표곡선과 분포영역을 제안하였다. 제안된 각 시료의 대표곡선과 기존의 Vucetic-Dobry와 Seed-Idriss가 제안한 곡선과 비교하였다. 본 논문의 연구결과는 국내지반의 비점성토 지반에 대한 지진해석이나 동하중을 받는 시스템의 해석시 유용하게 사용될 것으로 판단된다.