• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제19권3호
• /
• pp.389-407
• /
• 2017

본 연구는 단독말뚝 또는 군말뚝 형태의 기초 하부를 터널이 근접통과할 경우 말뚝의 거동을 파악하기위해 3차원 유한요소해석을 수행하였다. 이때 터널과 말뚝기초 사이의 지반보강 조건별로 수치해석을 수행하여 결과를 분석하였다. 수치해석에서는 터널굴착으로 인해 유발된 말뚝침하, 축력, 전단응력 및 터널 주변지반의 전체변위를 고찰하였다. 단독말뚝의 두부침하는 지반보강의 범위가 가장 넓은 경우 지반보강을 고려하지 않은 말뚝에 비해 약 16% 감소하며, 말뚝의 최대 축력 또한 지반보강을 고려하지 않은 말뚝에 비해 약 30% 감소하는 것으로 분석되었다. 터널굴착에 따른 말뚝의 거동은 지반보강길이 (종방향 보강)보다는 보강각도(횡방향 보강)에 대해 더 크게 영향을 받는 것으로 분석되었다. 한편 오직 기초판 보강만을 실시한 군말뚝의 경우 선단부근 지반의 변위는 보강을 고려하지 않은 조건의 지반 변위와 비슷하게 나타났다. 이에 비해 말뚝두부에서는 기초판이 말뚝을 크게 구속하여 타 조건 말뚝의 경우에 비해 말뚝상부에서 축력이 약 2.5배 증가하는 것으로 분석되었다. 본 연구를 통해 보강조건에 따른 단독말뚝 및 군말뚝의 거동에 영향을 미치는 주요인자를 심도 있게 고찰하였다.

• Geomechanics and Engineering
• /
• 제15권3호
• /
• pp.899-910
• /
• 2018

Terrace deposits are often encountered in portal areas and tunnels with low overburden. They are challenging to excavate considering their great mechanical and spatial heterogeneity and a very high stiffness contrast within the ground. Terrace deposits are difficult to characterize, considering that samples for laboratory testing are almost unfeasible to obtain, and laboratory tests may not be representative due to scale effects. This paper presents the approach taken for their characterization during the design stage and their posterior validation performed during construction. Lessons learned from several tunnels excavated on terrace deposits on the Bogota-Villavicencio road (central-east Colombia), suggest that based on numerical simulations, laboratory testing and tunnel system behaviour monitoring, an observational approach allows engineers to optimize the excavation and support methods for the encountered ground conditions, resulting in a more economic and safe construction.

• Earthquakes and Structures
• /
• 제11권1호
• /
• pp.109-127
• /
• 2016

This paper examines the contribution of three sources of uncertainties to probabilistic seismic behaviour of wood frame buildings, including ground motions, intensity and seismic mass. This sensitivity analysis is performed using three methods, including the traditional method based on the conditional distributions of ground motions at given intensity measures, a method using the summation of conditional distributions at given ground motion records, and the Monte Carlo simulation. FEMA P-695 ground motions and its scaling methods are used in the analysis. Two archetype buildings are used in the sensitivity analysis, including a two-storey building and a four-storey building. The results of these analyses indicate that using data-fitting techniques to obtain probability distributions may cause some errors. Linear interpolation combined with data-fitting technique may be employed to improve the accuracy of the calculated exceeding probability. The procedures can be used to quantify the risk of wood frame buildings in seismic events and to calibrate seismic design provisions towards design code improvement.

• Earthquakes and Structures
• /
• 제3권3_4호
• /
• pp.231-248
• /
• 2012

In this study, a systematic investigation is carried out on the seismic behaviour of plane moment resisting steel frames (MRF) to repeated strong ground motions. Such a sequence of earthquakes results in a significant damage accumulation in a structure because any rehabilitation action between any two successive seismic motions cannot be practically materialised due to lack of time. In this work, thirty-six MRF which have been designed for seismic and vertical loads according to European codes are first subjected to five real seismic sequences which are recorded at the same station, in the same direction and in a short period of time, up to three days. Furthermore, the examined frames are also subjected to sixty artificial seismic sequences. This investigation shows that the sequences of ground motions have a significant effect on the response and, hence, on the design of MRF. Additionally, it is concluded that ductility demands, behaviour factor and seismic damage of the repeated ground motions can be satisfactorily estimated using appropriate combinations of the corresponding demands of single ground motions.

• 한국지반공학회지:지반
• /
• 제13권1호
• /
• pp.137-146
• /
• 1997

A Study on the 본 연구에서는 플라스틱드레인을 이용하여 진공수평배수에 의해 개량된 준설 점토 지반의 압밀거동을 파악하기 위하여 대형 압밀시험을 실시하였으며, 실험 결과가 포텐결중공원주의 압밀이론을 이용한 수치해석에 의해 비교 검토되었다. 본 연구 실험결과에 의하면 수평배수진공압밀시험은 점토층 내부의 함수비 및 간극수압과 드레인 배수 속도 등이 진공압밀 시간 경과에 따라 감소되어 압밀이 급속하게 진행되고 있음이 확인되었다. 점토층 중공원주의 방사류에 대한 선형포텐샬압밀이론을 이용하여 수치 압밀해석 결과 간극수압은 확산 형태보다 흙의 변형과 투수에 의해 크게 좌우되고 있으므로, 지표면 부근에서의 실측 침하량은 압밀응력증가율 a가 -0.5정도에서 수치해석과 일치하며 또한 드레인 설치 부근에서의 점토층 침하량은 Baryon 압밀이론과 유사한 거동을 나타내고 있다. 최종적으로 수평 배수에 대한 적당한 선택과정을 포함한 설계 및 시공관리가 시험결과에 의하여 설명 되었으며 포텐셜압밀이론은 진공배수시 수평드레인에 의한 압밀거동을 정확하게 예측할 수 있다.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제11권1호
• /
• pp.27-34
• /
• 2010

본 연구에서는 유한요소해석을 실시하여 지반굴착으로 인해 융기(heaving)가 발생하는 지반에 사전에 근입된 말뚝의 거동에 대한 분석을 실시하였다. 수치해석에서는 말뚝과 점토사이 경계면에서의 미끄러짐(소성항복)을 고려하여 그 상호거동에 대하여 고찰하였다. 본 연구에서는 말뚝의 상향변위, 말뚝과 인접지반의 상대변위, 말뚝에 작용하는 전단응력 및 인장력을 분석하였다. 특히, 수직응력의 감소로 인해 말뚝과 인접지반에서의 전단응력이 전이되는 메커니즘에 대한 심도있는 분석을 실시하였다. 굴착에 의해 수직응력이 감소하여 말뚝과 인접지반 사이에서의 상대변위 및 전단응력이 변화하였다. 말뚝 대부분의 위치(Z/L=0.0-0.8)에서는 상향의 전단응력이 발생하였으나, 말뚝 선단부 부근(Z/L=0.8-1.0)에서는 하향의 전단응력이 발생하였고, 이로 인해 말뚝에는 인장력이 발생하였다. Z는 임의의 심도, L은 말뚝의 길이이다. 수치해석을 통해서 분석된 말뚝의 거동에 대하여 상세히 보고하였다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
• /
• 한국전산구조공학회 1996년도 봄 학술발표회 논문집
• /
• pp.103-110
• /
• 1996

In this paper, behaviour of underground structural systems due to excavation and change of groundwater level is analyzed using finite elements. Equilibrium equations based on the effective pressure theory and transient flow equations considering the groundwater level are derived. Integration equations are derived using Galerkin's approximation and time dependent analysis is employed to compute groundwater level change and pore pressures. This computed pore pressures are employed in equilibrium equations and then finally displacements and stresses are computed. The developed program is applied to analyze the behaviour of ground excavation below the groundwater level. The program is also applied to multi-step excavation at the same model. The results show that the displacements of the ground surface are much influenced by the change of the groundwater level. Therefore, it is concluded that the change of the groundwater level should be considered in order to analyze the behaviour of the underground structural systems accurately

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제21권7호
• /
• pp.43-54
• /
• 2005

지하수위 아래에서의 터널굴착은 지하수 영역의 변화를 초래하게 되고, 지하수의 공급이 충분하게 이루어지지 않는 경우 자유수면의 하강현상이 발생하게 된다. 이러한 거동을 수치 해석적으로 모사하기 위해서는 자유수면위의 불포화토 거동을 포함하는 자유수면의 변화를 고려하기 위한 복잡한 해석 알고리즘을 채택하여야 하고, 불포화 토의 수리거동을 포함하므로 통상 구속흐름조건으로 가정하여 해석하게 된다. 그러나 이 방법은 실제 많은 상황에서 발생하는 지하수위 저하를 고려하지 못하며 지하수위 저하가 터널 및 주변지반의 거동에 어떠한 영향을 미치는지 파악하기 어렵다. 본 연구에서는 비구속 흐름조건하의 지하수위 아래 배수형 터널을 건설하는 경우 지하수 영역의 변화와 이 변화가 터널과 지반에 미치는 영향을 수치 해석적 모델링 방법을 통하여 파악하고, 이를 통상적 해석방법인 구속조건의 흐름과 비교 고찰하였다. 해석결과 지하수위 변화는 지표, 특히 지하수위 상부의 거동에는 지대한 영향을 미칠 수 있지만 터널라이닝 거동은 구속흐름의 경우와 거의 차이가 없는 것으로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제37권2호
• /
• pp.485-495
• /
• 2017

지하공간 개발은 인구증가로 인한 도심지의 지상공간 대형화로 발생되는 다양한 문제를 해결하기 위한 유용한 해결책이며, 그 중 터널은 지하공간 개발의 방법 중 가장 많이 사용되고 있는 방법이다. 터널 굴착에 따른 말뚝과 지반의 거동에 대한 연구는 많은 연구자들에 의해 수행되어 왔다. 하지만, 말뚝의 축력 분포에 대한 연구는 아직까지 많이 이루어지지 않은 실정이다. 따라서 본 연구는 느슨한 사질토 지반에서의 군말뚝 기초하부에 터널굴착으로 인한 지반의 거동 뿐만 아니라 각각의 말뚝의 축력분포를 실내모형시험을 통해 관찰하였다. 터널굴착을 모사하기 위해 체적손실율 개념을 적용하였으며, 말뚝과 지반의 파괴 메커니즘을 확인하기 위하여 일반적으로 사용하는 체적손실율(1~2%) 보다 큰 10%까지 단계별로 적용하였다. 실내모형시험 결과 체적손실율 1.5% 적용에 의해 급격한 축력감소가 발생하였으며, 말뚝의 침하량이 인접 지반의 침하량보다 1.2~4.7배 가량 더 큰 것으로 나타났다. 실내모형시험 중 근거리 사진계측 기법을 사용하여 체적손실율 1.5%일 때의 지중 거동을 정량적으로 분석하였으며, 실내모형시험 결과를 수치해석결과와 비교하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
• /
• 한국지반공학회 2005년도 춘계 학술발표회 논문집
• /
• pp.890-897
• /
• 2005

Stability of embankment is influenced on landfill condition, permeability, shear strength and soil engineering propensity and so on, and need examination in reply because is different according to change of soil property of foundation ground and permeability condition. Analyzed seepage behaviour by finite element method for embankment, and change permeability of base to analyze effect that permeability of ground water table formation before embankment and analyze seepage behaviour to typical embankment in this research. In the case of permeability of foundation ground is 10 more than landfill permeability, rise of groundwater table was changed slightly. Pore water pressure was decreased slowly in landfill after rainfall. The effect of permeability of foundation ground was effected in change of pore water pressure. For permeability of foundation ground is 10 more than landfill, stability of road landfill was small changed during rainfall. But in the case of permeability of base soil similar to landfill permeability, road landfill stability was large decreased during rainfall.