• 대한토목학회논문집
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• 제36권3호
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• pp.471-491
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• 2016

고전적인 한계 평형 해석에서 얕은 기초의 지지력은 토체 내부의 파괴면을 가정하여 시작한다. 하지만 입상체 역학의 관점에서 토체의 파괴는 접촉력 사슬 구조의 국부적인 좌굴에 의해 시작된다. 본 연구에서는 모형 토립자를 이용하여 구성한 입상체 상부에 얕은 기초 하중을 재하하여 파괴 시까지 입상체 내부의 접촉력 사슬 분포가 어떻게 변화하는지 관찰하였다. 초기 결함이 없이 규칙적인 구조를 가지는 조건과 입상체 하부에 초기 국부적인 불완전성이 있는 조건을 가진 두 가지 종류의 입상체를 준비하여 실험하였다. 입상체 내부에서 발생하는 접촉력 사슬 구조의 방향 분포는 초기 불완전성의 여부에 따라 매우 큰 차이를 보였다. 초기 불완전성이 있는 입상체는 결함이 없는 입상체가 견딘 하중의 67%만을 견딜 수 있었다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제11권6호
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• pp.867-877
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• 2016

Collapse shape of tunnel roof in layered Hoek-Brown rock media is investigated within the framework of upper bound theorem. The traditional collapse mechanism for homogeneous stratum is no longer suitable for the present analysis of roof stability, and it would be necessary to propose a curve failure mode to describe the velocity discontinuity surface in layered media. What is discussed in the paper is that the failure mechanism of tunnel roofs, consisting of two different functions, is proposed for layered rock media. Then it is employed to investigate the impending roof failure. Based on the nonlinear Hoek-Brown failure criterion, the collapse volume of roof blocks are derived with the upper bound theorem and variational principle. Numerical calculations and parametric analysis are carried out to illustrate the effects of different parameters on the shape of failure mechanism, which is of overriding significance to the stability analysis of tunnel roof in layered rock media.

• Geomechanics and Engineering
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• 제29권2호
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• pp.193-205
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• 2022

The face stability of shield tunnelling is the most important control index for safety risk management. Based on the reliability of the transparent clay (TC) model test, a series of TC model tests under different buried depth were conducted to investigate the progressive failure mechanism of tunnel face. The support pressure was divided into the rapid descent stage, the slow descent stage and the basically stable stage with company of the local failure and integral failure in the internal of the soil during the failure process. The relationship between the support pressure and the soil movement characteristics of each failure stage was defined. The failure occurred from the soil in front of the tunnel face and propagated as the slip zone and the loose zone. The fitted formulas were proposed for the calculation of the failure process. The failure mode in clay was specified as the basin shape with an inverted trapezoid shape for shallow buried and appeared as the basin shape with a teardrop-like shape in deep case. The implications of these findings could help in the safety risk management of the underground construction.

• 한국지반공학회논문집
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• 제22권5호
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• pp.83-91
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• 2006

최근 지구온난화현상으로 인해 발생하는 국지성 호우는 철도 연변사면 활동 및 활동 토체로 인한 선로매몰 그리고 선로유실 등의 불안정성을 초래하는 요인으로 대두되고 있다. 강우로 인한 사면의 거동에 대한 현장조사 결과 토층의 두께 및 사면의 형태적 특성 등에 따라 서로 다른 활동특성이 관측되었다. 이와 같은 활동특성을 천층 활동타입, 중간층 활동타입, 우곡부 활동타입, 암반 경계부 활동타입 4가지로 분류하였다. 이러한 관측과 관련하여 각 타입의 활동메커니즘을 규명하고 강우시 사면의 거동특성을 분석하고자 실내모형실험을 수행하였다. 실내모형실험은 미립분함량, 초기함수비, 경사각, 다짐에너지를 고정 변수로 취하고 토피고, 강우강도, 사면표면의 형태를 변화시키는 조건으로 수행되었다. 실내모형실험의 결과 천층 활동은 주로 표층에서 발생하며 침식에 의한 활동임을 알 수 있었다. 또한 초기 침식이 상대적으로 다른 활동타입에 비해서 늦게 발생하였으나 침식의 진행은 빨랐다. 우곡부 활동타입은 우곡부로 집수된 빗물로 인하여 침식 정도가 더 심하게 진행되었으며 사면내 위치하는 전석이 드러날 정도였다. 전석층까지 침식이 발생한후 전석의 존재로 인하여 추가적인 침식이 상대적으로 그 이전보다 느리게 발생하였다. 암반 경계부 활동타입의 경우 본 실험에서 가장 빨리 초기 활동 발생이 관측되었다. 각 활동타입에서 공통적으로 관측된 사항은 사면의 하단부에서 초기 변형이 관측되었으며 이러한 관측은 사면내 침투수의 사면방향의 흐름을 의미한다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제7권3호
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• pp.69-78
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• 2007

본 연구에서는 홍수가 범람하였을 때 제내지에서 발생하는 동역학적 거동을 정확히 모의하기 위해, 시간에 따른 제방붕괴 양상을 고려하여 제방붕괴시 제내지로 유입되는 월류량을 정확하게 산정하였다. 2차원 비선형 천수방정식을 지배방정식으로 사용하였으며, 비구조적 격자계가 적용된 유한체적법을 이용하여 제방붕괴를 모의하였다. 제방붕괴시 발생하는 충격파 흐름을 해석하기 위하여 HLLC approximate Rimann solver를 사용하였고, 수치진동을 제어하기 위해 TVD 제한자를 사용하는 WAF(Weighted Averaged Flux) 기법을 사용하였다. 또한 생성항은 연산자 분리기법을 이용하여 비 물리적인 결과가 나오지 않도록 하였다. 먼저 본 모형을 댐붕괴 문제에 적용하여 댐 붕괴시 발생하는 자유수면 변위를 계산하였으며, 경사식 방파제의 월류량을 산정하여 기존 실험결과와 비교 검증하였다. 그 결과 충격파를 잘 모의하고 있었으며, 월류량 또한 기존 실험결과와 일치하였다. 또한 제방 붕괴시 발생하는 흐름에 대해 높이와 폭을 각각 시간에 따른 함수로 가정하여 적용하였다. 제방붕괴 유형에 따른 월류량을 각각 비교한 결과, 제방이 갑작스럽게 붕괴된 경우에서의 월류량이 점진적으로 붕괴되는 조건에서의 월류량보다 크게 산정됨을 알 수 있었다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제2권3호
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• pp.67-78
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• 1986

철근 콘크리트 얕은 기초 구조물의 파괴유형을 지반에 대해서는 지지력(BCM), 여밀 침하량 (CSM), R.C. slab에 대해서는 moment (MFM) 및 사인장 전단파괴(PCM) 등의 유형으로 설정하였다. 그런데, 이 4개의 서로 다른 유형에는 작용되는 하중 기초의 폭 및 깊이가 공통으로 입력되는 설계변수들이므르, 이 공통 설계변수들이 차지는 파괴영역을 고려하여 system reliability를 해석하 는 방법을 제시하였다. 또한 제시된 방법에 의해 대표적인 얕은 기초 구조물에 대한 신뇌도를 해석 한 바, 1. 단-거훈함수에 대한 신뢰지수는 CSM이 가장 낮고, 가장 안정한 상태는 PCM이었으며, BCM 및 MFM의 파괴확률은 유사하고 CSM과 PSM의 중간 정도였다. 2. 유상관 파괴유형에 대해서는, 이계법에 의한 윤독지수의 범익가 일계법에 비해서 러 쫍고 그 하한치가 더 크게 평여된다. 따라서, 구조물에 대한 통체적인 신뇌도는 파괴유형들 사이의 공분산 이 고려된 이계법으로 해석해야 과소허가될 위험이 없음을 알았다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권10호
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• pp.6322-6328
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• 2014

얕은기초의 하중지지거동을 살펴보기 위해 3종류의 얕은기초를 가정하여 유한요소해석을 수행하였다. 띠기초에 대한 해석을 통해 구한 파괴시의 기초하부지반의 파괴양상은 팽창각이 없는 경우 국부전단파괴양상을 보였으며 팽창각이 있는 경우에는 전반전단파괴양상을 보였다. 팽창각에 따른 극한하중에 있어서는 팽창각이 있는 경우의 극한하중이 팽창각이 없는 경우에 비해 1.5배 큰 값을 보였다. 원형기초와 정사각형 기초에 대한 해석결과에 따르면 팽창각의 존재여부와 관계없이 파괴시 기초 인접지반면에 상향의 변위가 발생하여 전반전단파괴양상을 보였다. 극한하중에 있어서는 팽창각이 있는 경우가 없는 경우에 비해 약 10% 정도 증가하였다. 세 종류의 얕은기초에 대하여 해석을 통해 얻은 하중-침하곡선을 살펴볼 때 팽창각이 클수록 하중지지능력이 큼을 알 수 있었다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제19권2호
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• pp.167-178
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• 2019

Open-pit (OP) and underground (UG) mining are usually used to exploit shallow and deep ore deposits, respectively. When mine deposit starts from shallow subsurface and extends to a great depth, sequential use of OP and UG mining is an efficient and economical way to maintain mining productivity. However, a transition from OP to UG mining could induce significant rock movements that cause the slope instability of the open pit. Based on Yanqianshan Iron Mine, which was in the transition from OP to UG mining, a large-scale two-dimensional (2D) model test was built according to the similar theory. Thereafter, the UG mining was carried out to mimic the process of transition from OP to UG mining to disclose the triggered rock movement as well as to assess the associated slope instability. By jointly using three-dimensional (3D) laser scanning, distributed fiber optics, and digital photogrammetry measurement, the deformations, movements and strains of the rock slope during mining were monitored. The obtained data showed that the transition from OP to UG mining led to significant slope movements and deformations that can trigger catastrophic slope failure. The progressive movement of the slope could be divided into three stages: onset of micro-fracture, propagation of tensile cracks, and the overturning and/or sliding of slopes. The failure mode depended on the orientation of structural joints of the rock mass as well as the formation of tension cracks. This study also proved that these non-contact monitoring technologies were valid methods to acquire the interior strain and external deformation with high precision.

• Geomechanics and Engineering
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• 제28권3호
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• pp.283-298
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• 2022

Landslides triggered by the combination of heavy precipitation and anthropological disturbance in hilly areas cause severe damage to human lives, properties, and infrastructure constructions. A comprehensive investigation of the influencing factors and failure mechanisms of landslides are significant for disaster mitigation and prevention. This paper utilized the combination of detailed geological investigation, physical experimental testing as well as numerical modelling to determine the failure mechanism, and proposed a countermeasures of the Lantian landslide occurred on 2, July 2017. The results reveal that the Lantian landslide is a catastrophic reactivated slide which occurred in an active tectonic region in Southwest China. Because of the unique geological settings, the fully to highly weathered basalts in the study area with well-developed fractures favored the rainwater infiltration, which is the beneficial to slide reactivation. Engineering excavation and heavy precipitation are the main triggering factors to activate the slide motion. Two failure stages have been identified in the landslide. The first phase involves a shallow mass collapse originated at the upper slopes, which extends from the road to platform at rear part, which is triggered by excavation in the landslide region. Subjected to the following prolonged rainfall from 19 June to 2 July, 2017, the pore water pressure of the slope continually increased, and the groundwater table successively rise, resulting in a significant decrease of soil strength which leads to successive large-scale deep slide. Thereinto, the shallow collapse played a significant role in the formation of the deep slide. Based on the formation mechanisms of the landslide, detailed engineering mitigation measures, involving slope cutting, anchor cable frame, shotcrete and anchorage, retaining wall and intercepting ditch were suggested to reduce the future failure risk of the landslide.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2009년도 춘계 학술발표회
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• pp.288-298
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• 2009

It is well known that the peak strength envelope of geomaterials with no cohesion, such as sand, gravel and rockfill, exhibits significant curvature over a range of stresses. In a practical design of slope, however, the linear Mohr-Coulomb's failure envelope is used as a failure criterion and consequently gives inaccurate safety factors, especially for some ranges of small normal stresses on shallow failure surfaces. Necessity of a nonlinear shear strength envelope in slope stability analysis is on this point. Hence, this study describes how to evaluate nonlinear shear strength of gravel fill materials using the results of large triaxial tests under consolidated-drained condition, and compares the safety factors from slope stability analyses for a homogeneous gravel fill or rockfill embankment incorporating the non-linearity of strength, so as to show its effects on safety factors.