• Geomechanics and Engineering
• /
• 제16권1호
• /
• pp.97-104
• /
• 2018

The finite difference software Flac3D is used to study the influence of tunnel burial depth, tunnel diameter and lateral pressure coefficient of original rock stress on the stress and deformation of tunnel surrounding rock under sandstone condition. The results show that the maximum shear stress, the radius of the plastic zone and the maximum displacement in the surrounding rock increase with the increase of the diameter of the tunnel. When the lateral pressure coefficient is 1, it is most favorable for surrounding rock and lining structure, with the increase or decrease of lateral pressure coefficient, the maximum principal stress, surrounding displacement and plastic zone range of surrounding rock and lining show a sharp increase trend, the plastic zone on the lining increases with the increase of buried depth.

• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제6권4호
• /
• pp.315-326
• /
• 2004

터널 주변지반에 다양한 형태로 존재하는 불연속면이 터널 라이닝의 거동에 미치는 영향을 규명하기 위해, 주절리의 각도와 지반의 측압조건을 변화시켜가면서 실내모형실험을 수행하였다. 실험결과, 터널라이닝에 발생하는 축력은 터널 주변지반에 존재하는 절리의 방향 및 위치에 따라 대체로 감소하는 경향을 나타내며, 이러한 경향은 측압계수가 증가함에 따라 더욱 두드러진 양상을 보이고 있다. 또한 절리각도에 따라 터널라이닝에 발생하는 최대변위와 최대응력의 발생위치가 달라지며, 절리의 영향으로 측압계수가 증가함에 따라 접선응력과 법선응력이 최대 20배 이상의 차이를 보이며, 전반적으로 터널 라이닝에는 인장응력이 집중되는 경향을 탄성이론을 통해 확인하였다.

• Geomechanics and Engineering
• /
• 제6권1호
• /
• pp.17-31
• /
• 2014

This paper investigates the development of failure surfaces induced by an embankment on soft marine clay deposits and the characteristics of such surfaces through numerical simulations and its comparative study with monitoring results. It is well known that the factor of safety of embankment slopes is closely related to the vertical loading, including the height of the embankment. That is, an increase in the embankment height reduces the factor of safety. However, few studies have examined the relationship between the lateral movement of soft soil beneath the embankment and the factor of safety. In addition, no study has investigated the distribution of the pore pressure coefficient B value along the failure surface. This paper conducts a continuum analysis using finite difference methods to characterize the development of failure surfaces during embankment construction on soft marine clay deposits. The results of the continuum analysis for failure surfaces, stress, displacement, and the factor of safety can be used for the management of embankment construction. In failure mechanism, it has been validated that a large shear displacement causes change of stress and pore pressure along the failure surface. In addition, the pore pressure coefficient B value decreases along the failure surface as the embankment height increases. This means that the rate of change in stress is higher than that in pore pressure.

• 한국지반공학회지:지반
• /
• 제14권1호
• /
• pp.93-108
• /
• 1998

본 연구에서는 지하공동의 형상과 규모가 공동의 안정성에 미치는 영향을 이론적 해석법과 수치 해석법을 이용하여 평가하였다. 지하 공동의 안정성에 영향을 미치는 제반요소들 중에서 암질, 초기응력의 크기 및 방향 그리고 측압계수가 공동주위에 발생하는 변위, 응력집중 그리고 소성영역의 크기와 범위에 미치는 영향을 중심으로 안정성을 평가하였다. 이론적 해석법을 이용하여 공동 벽면의 형상변화에 따른 응력집중계수의 변화를 분석하였으며 공동 벽면에서의 응력집중계수는 벽면의 곡률반경에 반비례하여 나타났다. 수치 해석법을 이용한 매개변수연구를 통하여 공동의 형상과 크기 변화에 따라서 제반요소들이 나타내는 특징들을 비교 평가하였다. 위 제반요소들이 나타내는 특징들을 지하비축공동 형상으로 널리 사용되고 있는 마제형 공동에 적용하여 측압계수와 공동단면의 비가 공동주위에 발생하는 최대변위의 변화 및 소성영역의 발달 양상에 미치는 영향을 평가하였다. 본 연구를 통하여 현재 건설되고 있는 국내 지하저장공동의 공동단면의 비는 공동이 위치할 현장의 측압계수조건에 따라서 안정성의 커다란 문제 없이도 공동의 높이 증가에 의한 공동의 단면적 증가가 경제적으로 가능함을 알수 있었다.

• Geomechanics and Engineering
• /
• 제24권6호
• /
• pp.531-543
• /
• 2021

Freezing and thawing of pore water within backfill can affect the stability of retaining wall as the phase change of pore water causes changes in the mechanical characteristics of backfill material. In this study, the effects of freezing and thawing on the mechanical performance of retaining wall with granular backfill were investigated for various temperature and groundwater level (GWL) conditions. The thermal and mechanical finite element analyses were performed by assigning the coefficient of lateral earth pressure according to phase change of soil for at-rest, active and passive stress states. For the at-rest condition, the mobilized lateral stress and overturning moment changed markedly during freezing and thawing. Active-state displacements for the thawed condition were larger than for the unfrozen condition whereas the effect of freezing and thawing was small for the passive condition. GWL affected significantly the lateral force and overturning moment (Mo) acting on the wall during freezing and thawing, indicating that the reduction of safety margin and wall collapse due to freezing and thawing can occur in sudden, unexpected patterns. The beneficial effect of an insulation layer between the retaining wall and the backfill in reducing the heat conduction from the wall face was also investigated and presented.

• Structural Engineering and Mechanics
• /
• 제46권1호
• /
• pp.111-135
• /
• 2013

An experimental study has been carried out on square plain concrete (PC) and reinforced concrete (RC) columns strengthened with carbon fiber-reinforced polymer (CFRP) sheets. A total of 78 specimens were loaded to failure in axial compression and investigated in both axial and transverse directions. Slenderness of the columns, number of wrap layers and concrete strength were the test parameters. Compressive stress, axial and hoop strains were recorded to evaluate the stress-strain relationship, ultimate strength and ductility of the specimens. Results clearly demonstrate that composite wrapping can enhance the structural performance of square columns in terms of both maximum strength and ductility. On the basis of the effective lateral confining pressure of composite jacket and the effective FRP strain coefficient, new peak stress equations were proposed to predict the axial strength and corresponding strain of FRP-confined square concrete columns. This model incorporates the effect of the effective circumferential FRP failure strain and the effect of the effective lateral confining pressure. The results show that the predictions of the model agree well with the test data.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제15권1호
• /
• pp.99-112
• /
• 1999

국내에서 계측된 92개의 측압계수를 이용하여 심도에 따른 측압계수의 경향을 분석하고 Hoek & Brown이 정의한 측압계수의 범위와 비교하였다. 국내의 측압계수는 1이상이 84%로 대부분의 경우 수평응력이 연직응력보다 크게 나타났다. 지반의 침식. 퇴적 및 암반 풍화. 횡압력에 의한 측압계수의 변화를 분석하기 위해 탄소성 이론을 적용하고 그 결과를 유한요소해석과 비교하였다. 측압계수는 지표 침식과 횡압력이 크고 암질이 양호할수록 증가하였고 퇴적의 경우에 감소하였다. 본 연구를 통하여 여러 지질작용이 측압계수에 미치는 영향을 파악할 수 있었고, 특히 지하공동의 굴착 심도인 천부 암반에서의 측압계수 변화를 파악할 수 있었다. 다층 역전파 학습 알고리즘을 적용한 인공신경망을 이용하여 측압계수 예측 전문가 시스템을 개발하였다. 학습률, 모멘텀 상수 그리고 은닉층 노드수를 고려하여 실측치와 상관계수 0.996 이상의 매우 높은 추론율을 보이는 모델을 선정하였다 학습에서 제외한 9개 계측자료로 이 모델을 검증한 결과, 추론오차의 평균은 20%였으며 상관계수도 0.95 이상으로 측압계수를 예측하는데 있어 높은 신뢰성을 보였다.

• Geomechanics and Engineering
• /
• 제16권6호
• /
• pp.643-654
• /
• 2018

Tunnel excavation leads to a disturbance on the initial stress balance of surrounding soils, which causes convergences around the tunnel and settlements at the ground surface. Considering the effective impact of settlements on the structures at the surface, it is necessary to estimate them, especially in urban areas. In the present study, ground settlements due to the excavation of East-West Line 7 of the Tehran Metro (EWL7) and the Abuzar tunnels are evaluated and the effect of the lateral earth pressure coefficient ($K_0$) on their extension is investigated. The excavation of the tunnels was performed by TBMs (Tunnel Boring Machines). The coefficient of lateral earth pressure ($K_0$) is one of the most important geotechnical parameters for tunnel design and is greatly influenced by the geological characteristics of the surrounding soil mass along the tunnel route. The real (in-situ) settlements of the ground surface were measured experimentally using leveling methods along the studied tunnels and the results were compared with evaluated settlements obtained from both semi-empirical and numerical methods (using the finite difference software FLAC3D). The comparisons permitted to show that the adopted numerical models can effectively be used to predict settlements induced by a tunnel excavation. Then a numerical parametric study was conducted to show the influence of the $K_0$ values on the ground settlements. Numerical investigations also showed that the shapes of settlement trough of the studied tunnels, in a transverse section, are not similar because of their different diameters and depths of the tunnels.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제24권11호
• /
• pp.71-77
• /
• 2008

본 연구에서는 CPT 결과인 콘관입저항치 $q_c$값을 이용하여 말뚝의 극한수평단위지지력을 산정법을 제안하고자 한다. 이는 기존의 지반물성평가를 이용하여 평가되어 오던 간접적인 방법과 비교하여, 현장측정치의 직접적 적용을 위한 극한수평단위지지력 산정법 개발을 목표로 하고 있다. 점착력이 없는 사질토 지반을 대상으로 측정된 콘관입저항치 $q_c$값은 사질토지반에서 중요한 요소인 상대밀도, 연직응력, 수평응력에 대한 함수로 표현되며, 이는 기존에 제안되어온 극한수평지지력의 산정에 고려되는 요소들과 유사하다. 이러한 역학적 유사성을 바탕으로 CPT결과를 이용한 극한수평단위지지력 산정식을 제안하였다. 이는 점착력이 없는 사질토에 대상으로 하고 있으며, 그에 대한 해석을 위해 해석대상지반을 대상으로 제안된 산정식의 신뢰성을 확보하였다 극한수평단위지지력의 측정값과 예측값에 따른 비교에 대해 표준편차는 0.279를 보였으며, COV는 0.272의 값을 보여 측정된 극한수평단위지지력과 대체적으로 유사한 결과를 보였으며, 전반적으로 제안식에 의해 예측된 극한수평단위지지력이 실내모형실험을 통한 측정값에 근접함을 알 수 있다.

• 한국터널공학회:학술대회논문집
• /
• 한국터널공학회 2005년도 학술발표회 논문집
• /
• pp.213-224
• /
• 2005

The safety factor of a tunnel considering the failure of supports is important because the failure of supports might cause the collapse of the tunnel. In the previous studies, shotcrete was modelled as beam elements and the failure of the shotcrete was checked according to the allowable working stress concept. In this study, shotcrete was modelled by both beam elements and continuum (elasto-plastic) elements. Safety factors of tunnels were estimated by two dimensional numerical analysis with varying rock mass class, coefficient of lateral pressure, thickness of shotcrete, rock bolt reinforcement and excavation method. Also the study suggested not only a proper amount of supports but also modelling method.