• 제목/요약/키워드: pore-water pressure excess

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액상화 저항곡선과 실내실험에 기반한 구성모델 입력변수의 산정 (Evaluation of Input Parameters in Constitutive Models Based on Liquefaction Resistance Curve and Laboratory Tests)

  • ;;유병수;김성렬
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제36권6호
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    • pp.35-46
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    • 2020
  • 액상화 구성모델의 입력변수는 실내외 실험 등을 통해 지반 및 하중 조건에 적합한 값을 결정하는 것이 중요하지만, 설계 실무에서는 시험수행의 어려움 등으로 입력변수의 결정 및 해석결과의 검증이 어려웠다. 본 연구에서는 반복 직접전단시험에 대한 수치모델링을 수행하여 액상화 구성모델 중 Finn 모델과 PM4Sand 모델의 적용성을 분석하였다. 그 결과, Finn 모델은 과잉간극수압의 최대값 도달시점은 모사할 수 있었지만 항복 이후의 과잉간극수압 응답 및 응력-변형률 거동을 모사하는데 한계가 있었다. 이에 반해, PM4Sand 모델은 액상화 도달시점 및 및 액상화 이후의 응력-변형률 거동을 잘 모사할 수 있었다. 최종적으로, 설계조건에 맞는 액상화 저항전단응력비 CRR을 모사할 수 있는 액상화 모델의 입력변수 산정절차를 제안하고 PM4Sand 모델의 입력변수를 산정하는 간편식을 제안하였다.

Liquefaction susceptibility of silty tailings under monotonic triaxial tests in nearly saturated conditions

  • Gianluca Bella;Guido Musso
    • Geomechanics and Engineering
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    • 제36권3호
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    • pp.247-258
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    • 2024
  • Tailings are waste materials of mining operations, consisting of a mixture of clay, silt, sand with a high content of unrecoverable metals, process water, and chemical reagents. They are usually discharged as slurry into the storage area retained by dams or earth embankments. Poor knowledge of the hydro-mechanical behaviour of tailings has often resulted in a high rate of failures in which static liquefaction has been widely recognized as one of the major causes of dam collapse. Many studies have dealt with the static liquefaction of coarse soils in saturated conditions. This research provides an extension to the case of silty tailings in unsaturated conditions. The static liquefaction resistance was evaluated in terms of stress-strain behavior by means of monotonic triaxial tests. Its dependency on the preparation method, the volumetric water content, the void ratio, and the degree of saturation was studied and compared with literature data. The static liquefaction response was proved to be dependent mainly on the preparation technique and degree of saturation that, in turn, controls the excess of pore pressure whose leading role is investigated by means of the relationship between the -B Skempton parameter and the degree of saturation. A preliminary interpretation of the static liquefaction response of Stava tailings is also provided within the Critical State framework.

지진과 해진시 개단강관말뚝 주변에 유발된 간극수압의 발생 양상 (Porewater Pressure Buildup Mode Induced in Near-field of Open-ended Pipe Pile during Earthquake and Sequake)

  • 최용규
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제2권4호
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    • pp.23-30
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    • 1998
  • 지진시 지진의 3가지 진동 성분이 나타난다. 즉 수평진동 성분, 지반의 연직 진동에 의해 발생된 상부 구조물과의 피드백의 의한 말뚝의 연지 진동, 그리고 연직 지반 진동에 의한 해수의 진동, 즉, 해진이 그것들이다 이들 진동들을 해양에 설치된 개단 강관 말뚝 주변에 유발된 간극수압의 크기와 관내토 폐색력에 영향을 미칠수 있다 지반과 말뚝의 진동은 유사 지진 진동으로써 흙과 말뚝을 진동시켜서 모델링할 수 있지만 연직 지반 거동에 의해 유발된 해진 진동은 해저면에 정현파 형상의 동수압을 가해주어 모델링할 수 있다 이 연구에서는 유사화된 지진과 해진시 압력토조에 설치된 개단강관말뚝에 유발된 간극수압의 발생양상과 이에 따라 관내토 폐색력의 저감원인을 관찰하였다 연직 지진 진동시 관내토 상단에서는 관내토 하단에서와 비슷한 크기의 간극수압이 발생하였으므로 관내토에서는 상향의 침토가 유발되지 않았으며수평지진 진동시 관내토에서는 상향의 침트를 유발시켜 관내토 폐쇄력을 20%정도 저감시켰다. 해진시 수심이 220m 이상의 심해에 설치된 개단 강과 말뚝의 경우 관내토 하부 지반과 관대토 상단과의 매우 큰 동수경사로 인하여 관내토 내에 상향의 침투가 발생하여 관내토의 폐색을 파괴시켰다.

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비등방 투수성을 고려한 압밀촉진 케이슨 기초공법에 관한 연구 (A Study on Caissons for Accelerating Consolidation Considering Anisotropic Permeability)

  • 박정순;조남준
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제19권4호
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    • pp.7-14
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    • 2003
  • 본 연구는 등방성 투수계수를 갖는 점토에 설치된 압밀촉진 케이슨에 관한 선행 연구를 보다 발전시켜서 비등방성 투수계수를 갖는 점토에서의 압밀촉진 케이슨 기초공법의 타당성을 이론적으로 검증하였다. 투수계수의 비등방성을 고려한 2차원 투수 압밀 방정식의 과잉간극수압에 대한 해석해와 시간계수에 따른 평균압밀도 식을 유도하였다. 비등방성 투수계수비가 5, 10, 50인 경우, $\xi$=0.1인 단면에서 평균압밀도 90%에 도달하는 시간은 기존 케이슨에 비해 각각 약 8배, 13배, 47배 단축되었다. 이는 지반의 비등방성 투수계수비가 클수록 압밀촉진 케이슨 기초공법이 압밀에 소요되는 시간을 단축시키는데 효과적임을 의미한다. 또한 본 연구에서는 해석단면의 깊이에 대한 폭의 비 및 비등방성 투수계수비에 따른 전체 해석단면에서의 평균압밀도에 대한 그래프를 제시하였으며, 이를 이용하여 평균압밀침하량을 쉽게 산정할 수 있다.

교대말뚝기초의 측방유동에 관한 원심모형실험 (Centrifuge Model Experiments for Lateral Soil Movements of Piled Bridge Abutments.)

  • 최동혁;정길수;박병수;유남재
    • 산업기술연구
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    • 제25권B호
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    • pp.63-71
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    • 2005
  • This paper is an experimental result of investigating lateral soil movements at piled bridge abutments by using the centrifuge model facility. Three different centrifuge model experiments, changing the methods of ground improvement at bridge abutment on the soft clayey soil (no improvement, preconsolidation and plastic board drains (PBD), sand compaction pile (SCP) + PBD), were carried out to figure out which method is the most appropriate for resisting against the lateral soil movements. In the centrifuge modelling, construction process in field was reconstructed as close as possible. Displacements of abutment model, ground movement, vertical earth pressure, cone resistance after soil improvement and distribution of water content were monitored during and after centrifuge model tests. As results of centrifuge model experiments, preconsolidation method with PBD was found to be the most effective against the lateral soil movement by analyzing results about displacements of abutment model, ground movement and cone resistance. Increase of shear strength by preconsolidation method resulted in increasing the resistance against lateral soil movement effectively although SCP could mobilize the resistance against lateral soil movement. It was also found that installment with PBD beneath the backfill of bridge abutment induced effective drainage of excess pore water pressure during the consolidation by embanking at the back of the abutment and resulted in increasing the shear strength of clay soil foundation and eventually increasing the resistance of lateral soil movement against piles of bridge abutment.

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대심도 연약지반상에 건설되는 케이슨의 측방변형 사례 연구 (Case Study for Lateral Displacement of Caisson installed on Deep Soft Soils)

  • 김명학;윤민승;이상욱;이채건;한병원
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 2010년도 추계 학술발표회
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    • pp.940-950
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    • 2010
  • In case of uneven surcharge like backfill or embankment after constructing caisson applied on the deep soft marine deposits, lateral deformation of soft soils would happen due to plastic deformation of soil particles by increase of excess pore water pressure. Lateral deformation of soil will result in the caisson displacement which affects soft soil-caisson structure safety. Soft soil was improved by soil compaction pile method, and then gravity caisson was installed. Soil deformations were monitored and analyzed with step by step backfill and embankment behind the caisson. Amount and speed of lateral deformation after the installation of caissons were closely related with the time of backfill and embankment. The relationship between maximum lateral displacement($\Delta_y$) in front of caisson and settlement($\Delta_s$) can be expressed as $\Delta_y=(0.0871)\Delta_s+122.95$. Soft soil depth did not affect the lateral displacement of caisson in this study, which can be explained the soft soil improvement under the caisson by S.C.P. method. Substantially the amount and speed of the lateral deformation of caisson were closely related with the uneven surcharging rate behind caisson.

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불균질지반의 압밀에 미치는 투수계수와 압밀계수의 영향 (Influences of Coefficient of Permeability and Coefficient of Consolidation on Consolidation of Nonhomogeneous Soils)

  • 이승현
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제13권3호
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    • pp.1391-1395
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    • 2012
  • 불균질지반의 압밀에 미치는 투수계수와 압밀계수의 영향을 살펴보고자 해석목적에 맞게 자체적으로 코딩한 프로그램을 사용하였다. 두 개의 압밀층으로 구성된 해석대상지반에 대하여 투수계수와 압밀계수를 달리한 다양한 조건을 가정하여 압밀해석을 수행하였다. 해석결과에 따르면 불균질지반에서의 과잉간극수압분포 및 압밀침하량에 미치는 영향에 있어서는 압밀계수의 영향이 큼을 알 수 있었고 투수계수의 영향은 미미하였다.

지반응답해석 Round Robin Test 결과 종합적 분석 연구 (Comprehensive Evaluation of Results of Ground Response analysis Round Robin Test)

  • 박두희;윤종구;박영호;안창윤;김재연
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 2007년 가을학술발표회
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    • pp.334-344
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    • 2007
  • This paper performed a comprehensive evaluation of the results of the 2007 Ground Response Analysis Round Robin Test, at which 14 institutions and individuals participated. The submitted results showed significant discrepancies. The main reason for this difference has been attributed to the dispersion in the estimated shear wave velocity profiles and dynamic soil curves. It is therefore concluded that accurate evaluation of the material properties is of primary importance for reliable estimation of the ground vibration. Evaluation of the effect of the analysis method showed that the equivalent linear analysis overestimates the peak ground acceleration, but overall the results are similar to a total stress nonlinear analysis. However, the total and effective stress nonlinear analyses show distinct discrepancies, the effective stress analyses consistently resulting in a lower response due to the development of the excess pore water pressure and thus softer response.

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CRS 압밀시험에 의한 점성토의 팽창특성에 관한 연구 (The Swelling Characteristics of Clayey Soil by CRS Consolidation Test)

  • 이응준;한상재;김지용;김수삼
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 2000년도 가을 학술발표회 논문집
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    • pp.335-342
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    • 2000
  • In this study, the swelling characteristics of reconstituted clayey soil were investigated by STD and CRS test. The strain rate during loading was constant i.e. 0.05 %/min, 0.03 %/min and during unloading was varied in proportion to 1/1, 1/5, 1/10 and 1/15 of strain rate during loading. From this study the following conclusions were obtained; (1) There were similar values, especially, during unloading in case of 1/10 or 1/15 of strain rate during loading and the test results between STD and CRS were much to be alike. (2) The cross point of effective stress versus excess pore water pressure ratio curve, was increased during unloading, while the stress level of the cross point was decreased. The stress level can be separated into two zones according to the swelling index named Cs1 and Cs2. From the test results, the values of Cs1 were approximately constant irrespective of strain rate during unloading, but the values of Cs2 were much influenced by strain rate. (3) In CRS consolidation tests, it was found that unloading strain rate did not affect on the existence of zone.

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일정변형속도(CRS) 압밀시험에 의한 팽창지수 산정 특성 (The Characteristic of Swelling Index Evaluated by CRS Consolidation Test)

  • 한상재;김수삼;김병일;이응준
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제19권5호
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    • pp.311-317
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    • 2003
  • 일정변형속도 압밀시험(CRS)을 이용하여 점성토의 팽창지수 산정 특성을 조사하였다. CRS압밀시험에서 재하단계의 변형률은 0.05%/min와 0.03%/min을 적용하였으며, 재하단계에서는 재하단계의 변형속도의 1/1, l/5, 1/10, 1/15에 해당하는 변형속도를 적용하였다. 표준압밀시험과 비교하여 팽창지수를 산정한 결과 1/5∼1/10정도의 변형속도를 적용했을 때 서로 유사한 팽창지수가 산정되었다. 또한, 유효응력과 과잉간극수압비의 관계에서 교차점이 존재함을 알았으며 이 교차점을 기준으로 변형속도에 의존적인 부분과 비의존적인 부분이 존재함을 알 수 있었다.