This paper aims at developing the prediction technique of the deformation for the embankment such as sea dike and shore protection relevant to reclamation project along the southern coast of the Korean Peninsula. Generally total deformation of a sea dike over clayey foundation are composed of immediate settlement, plastic deformation and consolidation settlement. Plastic deformation occurs when the ultimate bearing capacity is less than overburden pressure containing the stress increment due to the construction of an embankment. The reliable prediction of total settlement is very important since deformed final geometry of sea dike is directly connected for analysing the safety of the long-term slope failure and piping. During this study, plastic deformation, major part of deformation was analysed using the program developed by authors, whereas immediate settlement and consolidation settlement were predicted by Mochinaka and Sena's method and Terzaghi's 1-dimensional theory of consolidation respectively. In order to validate the prediction technique for the deformation, a case study of Koheung Bay reclamation works was carried out. A good agreement was obtained between observation and prediction, which means the applicability of the technique.
우리나라의 서 남해안 지역과 내륙의 하천 인근 지역은 상당한 범위에 걸쳐 점성토 지반이 형성되어 있다. 연약지반상의 제체는 지지지반의 지지력 부족으로 인하여 변위를 일으킨다. 장기적인 압밀은 구조체의 침하나 전단파괴를 가져올 수 있다. 따라서, 지반의 파괴와 과다변형을 억제하기 위해서 건설현장에 다양한 연직배수공법을 적용한다. 이 연구는 지반개량의 범위에 기초하여 연직배수재를 연직 및 수평방향으로 변화시켜 효율적인 개량 범위의 형태를 결정하고자 한다. 제체의 가장자리로부터 거리에 따른 강도의 변화는 제체 사면의 현장 값으로부터 해석되어진다.
In this study, three types of structures-stepped gabion retaining walls, vertical gabion retaining walls, and parapets-were installed on the dam floor crest to prevent the overflow of deteriorative homogeneous reservoirs. The acceleration response, displacement behavior, and pore water pressure ratio behavior were compared and evaluated using shaking-table model tests. The experimental conditions were set to 0.154 g in consideration of the domestic standard and the seismic acceleration range according to the magnitude of the earthquake, and the input waveform was applied with Pohang, Gongen, and artificial earthquake waves. The acceleration response according to the design ground acceleration increased as the height of the embankment increased, and the observed value were larger in the range of 1.1 to 2.1 times the input acceleration for all structures. The horizontal and vertical displacements exhibited maximum values on the upstream slope, and the embankment was evaluated as stable and included within the allowable range for all waveforms. The settlement ratio considering the similarity law exhibited the least change in the case of the parapet structure. The amplification ratio was 1.1 to 1.5 times in all structures, with the largest observed in the dam crest. The maximum excess pore water pressure ratio was in the range of 0.010 - 0.021, and the liquefaction evaluation standard was within 1.0, which was considered very stable.
최근 토석류의 이동 메커니즘에 대한 연구와 거동 예측을 위한 해석 프로그램의 개발이 활발히 진행중이다. 하지만, 토석류를 유체이동으로 간주하는 기존의 프로그램들은 수치적인 안정성과 모델링 그리고 다양한 경계조건의 적용에 대한 제약이 있다. 본 연구에서는 토석류의 유동현상에 대한 연속방정식과 힘평형 방정식에 대하여 깊이적분을 수행하였다. 토체의 두께 h, x와 y 흐름방향의 평균속도 $\bar{u}$, $\bar{v}$를 주변수로 채택하여 흐름이 없는 해석영역에 대한 수치적인 안정성을 확보하였다. DG기법에 의한 가중행렬을 산정하고 유동방향을 고려한 불연속 시험함수를 이용하여 Petrov-Galerkin 수식화를 수행하였다. 그리고 토석류의 유체 및 토립자의 특성을 동시에 고려할 수 있는 역학적 구성모델을 제시하였다. 단일경사 사면에서 사면경사, 토사 유발량, 저면 마찰 저항이 토석류 흐름특성에 미치는 영향을 비교 분석하였다. 그리고 수치해석을 통하여 사면 하부에 설치된 제방의 영향을 분석하였다. 개발된 해석프로그램을 활용하여 토석류 발생예상 지역의 다양한 위험인자에 대한 평가를 수행하고, 피해를 최소화하기 위한 시설물의 설계방안을 제안할 수 있을 것으로 판단된다.
현재 국내 저수지의 대부분(99.1 %)은 흙댐으로 이러한 형식은 건설비용이 저렴하고 다른 시공보다 시공성이 용이하여 많은 저수지 건설에 채택되었다. 그러나 흙댐은 월류 침투 현상에 취약하여 설계 홍수량을 초과한 홍수 발생 시 붕괴가능성이 높은 단점이 있다. 본 연구에서는 수리실험을 통해 이러한 흙댐 제체에 월류 붕괴가 발생할 경우에 대하여 제체 사면에 설치한 L형 T형 $L^*$형의 보강재 형태에 따른 붕괴 양상 변화를 분석하고, 무보강 제체에 비하여 보강재 설치 제체에서 붕괴지연으로 인한 피해감소 효과를 분석하였다. 그 결과 붕괴부에서 발생하는 흐름이 보강재와 충돌하여 분산됨으로 인해 에너지 감세효과를 갖게 되어 토사의 침식속도가 감소하고 이에 따른 붕괴발달 속도가 지연되는 현상이 관찰되었다. 이러한 연구결과에 따라 보강재의 붕괴지연효과를 무보강 제체와 비교할 경우, 붕괴 발생에서 붕괴종료까지 약 1.73~2.29 배의 시간지연이 발생하였으며 첨두 유출량의 감소효과가 나타났다. 저수지 제체 붕괴는 붕괴부의 급속한 발달로 인해 이를 긴급히 보수하는 시간이 부족하여 큰 피해로 이어지게 된다. 사면에 보강재를 설치한 경우 제체 붕괴 지연효과로 인하여 긴급보수시간 및 인명구조시간의 확보가 가능하며, 첨두유출량 감소로 댐 하류부의 피해를 감소시키는 효과가 있어 저수지 붕괴에 대한 비상대처계획 수립시 기초자료로 활용할 수 있을 것으로 판단된다.
This paper presents the procedure and results of the numerical modelling that was carried out to investigate the stability of reinforced soil slopes under dynamic railway load. The two-dimensional explicit dynamic finite element method (ABACUS) was used to carry out the numerical analyses. To simulate the railway load, the top surface of the embankment was excited by the uniform distributed load whose frequency and magnitude was estimated by the measured railway acceleration during train passing. The embankment displacements and geogrid axial forces were analyzed to evaluate the stability of reinforced soil slopes under the dynamic train load.
To find a lateral long term behavior of driven H-piles in embankment, inclinometer is installed at pile and measurement is done during a year. When behavior of measured slope angles is in accord with behavior of nonlinear p-y curves(Reese, Murchison and O'Neil, Matlock's p-y analysis), maximum displacement of pile head, maximum stress and maximum bending moment of pile obtained from the numerical analysis are shown. As results, maximum lateral displacement at pile head, maximum stress and maximum bending moment of pile are shown linear behavior, And maximum lateral load, maximum lateral displacement, and maximum bending moment at pile obtained from the numerical analysis are 8∼12.4tonf, 9∼10.1㎜, and 10.39∼12.67tonf-m per pile according to the curves, respectively.
To find a lateral long term behavior of driven H-piles in embankment, inclinometer is installed at pile and measurement is done during a year. When behavior of measured slope angles is in accord with behavior of nonlinear p-y curves(Reese, Murchison and O'Neil, Matlock's p-y analysis), maximum displacement of pile head, maximum stresses and maximum bending of pile obtained from the numerical analysis are shown. As results, maximum lateral displacement at pile head, maximum stress and maximum bending moment of pile are shown linear behavior. And maximum lateral load, maximum lateral displacement, and maximum bending moment at pile head obtained from the numerical analysis are 8∼12.4tonf, 9∼10.1mm, and 10.39∼12.67tonf-m per pile according to the curves, respectively.
The motion of passively floating body, whose keel can have a contact with seabed soil, is under the consideration. The body simulates ice ridge floating in shallow water. The force of seabed soil reaction applied to the grounded keel is estimated taking into account soil embankment near the grounded keel. Two-dimensional trajectories of body motion, the shape of the grooves in seabed and the height of soil embankment are calculated when the motion of the body is caused by semidiurnal $M_2$ tide. The influence of wave amplitude and bottom slope on the shapes of body trajectory and the grooves are analyzed.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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