• Geomechanics and Engineering
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• 제23권4호
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• pp.313-325
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• 2020

Slope displacement and factor of safety (FOS) of a slope are two aspects that reflect the stability of a slope. However, the traditional limit equilibrium (LE) methods only give the result of the slope FOS and cannot be used to solve for the slope displacement. Therefore, developing a LE method to obtain the results of the slope FOS and slope displacement has significance for engineering applications. Based on a force-displacement coupled mode, this work expands the LE Morgenstern-Price (M-P) method. Except for the mechanical equilibrium conditions of a sliding body adopted in the traditional M-P method, the present method introduces a nonlinear model of the shear stress and shear displacement. Moreover, the energy equation satisfied by a sliding body under a small slope displacement is also applied. Therefore, the double solutions of the slope FOS and horizontal slope displacement are established. Furthermore, the flow chart for the expanded LE M-P method is given. By comparisons and analyses of slope examples, the present method has close results with previous research and numerical simulation methods, thus verifying the feasibility of the present method. Thereafter, from the parametric analysis, the following conclusions are obtained: (1) the shear displacement parameters of the soil affect the horizontal slope displacement but have little effect on the slope FOS; and (2) the curves of the horizontal slope displacement vs. the minimum slope FOS could be fitted by a hyperbolic model, which would be beneficial to obtain the horizontal slope displacement for the slope in the critical state.

• 지질공학
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• 제19권4호
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• pp.475-482
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• 2009

절토사면에 설치된 흙막이벽의 거동은 도심지 굴착공사에 적용된 흙막이벽의 거동과는 다를 것이다. 배면경사지에 설치된 흙막이벽 설계법을 확립하기 위하여는 흙막이벽 및 배면지반의 변형거동을 상세히 규명할 필요가 있다. 따라서, 본 연구에서는 아파트 신축부지 절개사면의 보강을 위하여 앵커지지 흙막이벽과 억지말뚝이 설치된 사면을 대상으로 계측을 수행하였다. 계측결과 굴착초기에는 흙막이벽의 변형이 배면경사지반의 변형보다는 크게 발생되나, 굴착깊이가 깊어짐에 따라 배면경사지반의 변형이 크게 발생되었다. 이는 굴착으로 인한 흙막이벽의 변형이 흙막이말뚝의 강성과 앵커인장력에 의하여 억제되었기 때문으로 판단된다. 앵커에 도입된 선행인장력은 흙막이벽의 거동에만 큰 영향을 미치며, 강우로 인한 흙막이벽의 변형은 지하수위의 변화보다 지표부근에서 침투된 침투수의 영향이 큰 것으로 나타났다. 한편, 굴착배면의 경사진 사면에 설치된 앵커지지 흙막이벽의 수평변위는 굴착배면지반이 수평인 흙막이 굴착의 경우 보다 2~6배 정도 크게 발생하였다.

• 지질공학
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• 제15권2호
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• pp.155-168
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• 2005

절개사면에 설치 된 흙막이벽의 거동은 도심지 굴착공사에 적용된 흙막이벽의 거동과 다르다. 배면경사지 설치된 흙막이벽 설계법을 확립하기 위하여는 흙막이벽 및 배면지반의 변형거동을 상세히 규명할 필요가 있다. 따라서, 본 연구에서는 아파트 신축부지 절개사면의 보강을 위하여 앵커지지 흙막이벽과 억지말뚝이 설치된 사면을 대상으로 현장계측을 수행하였다. 계측결과 굴착초기 흙막이벽의 변형은 배면경사지반의 변형보다 크게 발생되지만, 굴착깊이가 깊어짐에 따라 배면경사지반의 변형이 크게 발생됨을 알 수 있다. 이러한 이유는 굴착초기에 흙막이벽의 변형이 흙막이 말뚝의 강성과 앵커인장력에 의하여 억제되었기 때문으로 판단된다. 앵커에 도입된 선행인장력은 흙막이벽의 거동에만 큰 영향을 미치며, 강우로 인한 흙막이벽의 변형은 지하수위의 변화보다 지표면 부근에서의 침투수에 의해 영향을 받는다 한편, 굴착배면의 경사진 사면에 설치된 앵커지지 흙막이벽의 수평변위는 굴착배면지 반이 수평인 흙막이벽의 수평변위 보다 2-6배정도 크게 발생하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제8권2호
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• pp.19-27
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• 2007

본 연구에서는 준설에 따른 점토사면의 변형 및 변위양상과 파괴형태를 평가하기 위하여 준설사면의 기울기를 변화시키면서 원심모형실험을 실시하였다. 준설사면의 기울기는 1:2, 1:2.5, 1:3으로 변화시키면서 모형실험을 수행하였다. 실험 결과 기울기 1:3인 경우에는 4개월 경과시점까지 사면부내에서 변위는 발생되었지만, 초기단면과 유사하게 사면을 유지하고 있어 준설후 사면 안정성의 확보에는 문제가 없는 것으로 평가되었다. 준설사면 기울기가 1:2.5인 경우에는 4개월 경과시점에서 사면부내에서 국부적인 사면파괴가 발생하였으며, 기울기가 1:2인 사면의 경우 경과시간 2개월 후 원호파괴형태의 사면내 파괴가 발생되었다. 실험결과 지반의 최대 연직변위는 사면의 비탈머리에서 발생하였으며, 최대 수평변위는 비탈머리를 기준으로 0.5~1H(H : 초기 점토층의 높이) 떨어진 지점의 사면부 아래에서 발생하였으며, 최대 수평변위는 최대연직변위의 약 2배 정도인 것으로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제32권6C호
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• pp.239-247
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• 2012

연직배수재가 설치된 연약지반 상에 도로성토를 실시할 경우 연약지반에 측방유동이 발생될 지 여부를 예측할 수 있는 방법이 제안되었다. 이 측방유동예측법을 조사하기위해 연직배수공법을 적용하여 지반개량공사가 실시된 연약지반 상에 도로성토가 시공된 우리나라 서해안과 남해안 지역 연약지반에서 계측관리가 실시된 13개 현장 200개 측점의 현장계측자료를 수집 분석하였다. 수평배수재를 설치한 연약지반에서 수평변위와 사면안전율과의 관계를 조사할 경우는 연약지반의 지표면수평변위량 보다는 지중최대수평변위량을 적용하는 것이 바람직하였다. 성토사면의 사면안전율이 1.4 이상이면 대부분의 연약지반 최대수평변위는 50mm 이하로 발생되었고 사면안전율이 1.2 이하이면 대부분의 최대수평변위는 100mm 이상으로 발생되었다. 최대수평변위량이 50mm 이하로 발생하면 전단변형이 발생하지 않았으므로 측방유동이 발생할 우려가 없는 안전한 현장으로 판단된다. 반면에 최대수평변위량이 100mm 이상으로 크게 발생하는 현장에서는 전단파괴가 발생할 가능성이 있다고 판단된다. 이런 현장에서는 즉각 대책을 강구한 후 성토를 계속함이 바람직하다고 판단된다. 또한 연직배수재를 설치한 연약지반에서 안정수가 3.0이하이고 지지안전율이 1.7 이상이면 안전한 성토시공이 가능하며 안정수가 4.3 이상이고 지지안전율이 1.2 이하이면 연약지반에 전단변형의 발생은 물론이고 전단파괴의 가능성까지도 예상된다.

• 건설안전기술
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• 통권47호
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• pp.56-62
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• 2008

In order to apply the Limit Equilibrium Method generally used for the slope stability analysis to the vertical excavation walls reinforced by soil-nailing, in this study, the Limit Equilibrium Method for the temporary shoring facilities reinforced by soil-nailing was proposed, which is based on the stability for the horizontal displacement. In this study, the relation of the internal friction angles of the ground and the vertical excavation depths was arranged, which is satisfying the stability on the horizontal displacement by using the verification of the Limit Equilibrium Method. And then, the rational reinforcing length of soil-nailing was proposed for the critical areas. In addition, the modified safety ratio satisfying the stability on the horizontal displacement was proposed, when the Limit Equilibrium Method was applied to the vertical excavation walls reinforced by soil-nailing.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제84권5호
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• pp.591-604
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• 2022

A gravity wall combined with an anchoring lattice frame (a combined retaining structure) is adopted at a typical engineering site at Dali-Ruili Railway Line China. Where, the combined retaining structure supports a soil deposit covering on different inclined rock slopes. With an aim to investigate and compare the effects of inclined rock slopes on the response of combined retaining structure under seismic excitation, three groups of shaking table tests are conducted. The rock slopes are shaped as planar surfaces inclined at angles of 20°, 30°, and 40° with the horizontal, respectively. The shaking table tests are supplemented by dynamic numerical simulations. The results regarding the horizontal acceleration response, vertical acceleration response, permanent displacement mode, and axial anchor force are comparatively examined. The acceleration response is more susceptible to outer structural profile of combined retaining structure than to inclined angle of rock slope. The permanent displacement decreases when the inclined angle of the rock slope increases within a range of 20°-40°. A critical inclined angle of rock slope exists within a range of 20°-40°, and induces the largest axial anchor force in the combined retaining structure.

• Geomechanics and Engineering
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• 제5권2호
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• pp.143-164
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• 2013

Calculation of seismic displacements in reinforced slopes plays a crucial role in appropriate design of these structures however current analytical methods result indifferent values for permanent displacements of the slope. In this paper, based on limit equilibrium and using the horizontal slices method, a new formulation has been proposed for estimating the seismic displacements of a reinforced slope under earthquake records. In this method, failure wedge is divided into a number of horizontal slices. Assuming linear variations for tensile forces of reinforcements along the height of the slope, the coefficient of yield acceleration has been estimated. The simplicity of calculations and taking into account the frequency content of input triggers are among the advantages of the present formulation. Comparison of the results shows that the yield acceleration calculated by the suggested method is very close to the values resulted from other techniques. On the other hand, while there is a significant difference between permanent displacements, the values obtained from the suggested method place somehow between those calculated by the other techniques.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제12권2호
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• pp.45-53
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• 2011

쏘일네일 공법은 일반적으로 한계평형해석법을 토대로 검토한 사면안정해석결과를 이용하여 설계기준안전율 이상을 만족하면 안정한 것으로 판단하여 설계하고 있다. 그러나 쏘일네일의 길이가 짧은 경우 설계기준안전율을 만족하고도 발생변위가 과다하여 사용상에 문제가 발생하는 경우가 있다. 본 연구는 대형파괴재하시험결과에 의한 재하하중-안전율 및 재하하중-발생변위비와의 관계를 분석하여 쏘일네일 보강벽체의 안전율-발생변위비와의 상관관계를 분석하였으며, 분석결과 쏘일네일 보강벽체의 사용한계상태에 해당하는 발생 변위비 0.3% 이내를 만족하기 위해서는 한계평형해석에 의한 안전율이 최소 1.35 이상을 확보하여야 할 것으로 평가되었다. 또한 한계평형해석결과 최소 안전율 1.35 이상을 만족하여도 지반의 전단강도가 작거나 벽체높이가 높을 경우 사용한계상태에 해당하는 발생 변위비 0.3% 이내를 만족하지 못하는 경우가 있어 수치해석을 통한 발생변위 검토가 필요할 것으로 판단된다.

• Earthquakes and Structures
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• 제21권6호
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• pp.601-612
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• 2021

The paper concerns the selection of a design accelerograms used for the slope stability assessment under earthquake excitation. The aim is to experimentally verify the Arias Intensity as an indicator of the excitation threat to the slope stability. A simple dynamic system consisting of a rigid block on a rigid inclined plane subjected to horizontal excitation is adopted as a slope model. Strong ground motions recorded during earthquakes are reproduced on a shaking table. The permanent displacement of the block serves as a slope stability indicator. Original research stand allows us to analyse not only the relative displacement but also the acceleration time history of the block. The experiments demonstrate that the Arias Intensity of the accelerogram is a good indicator of excitation threat to the stability of the slope. The numerical analyses conducted using the experimentally verified extended Newmark's method indicate that both the Arias Intensity and the peak velocity of the excitation are good indicators of the impact of dynamic excitation on the dam's stability. The selection can be refined using complementary information, which is the dominant frequency and duration of the strong motion phase of the excitation, respectively.