• Geomechanics and Engineering
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• 제13권6호
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• pp.977-995
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• 2017

It is well accepted that rock failure mechanism influence the cutting efficiency and determination of optimum cutting parameters. In this paper, an attempt was made to research the factors that affect the failure mechanism based on discrete element method (DEM). The influences of cutting depth, hydrostatic pressure, cutting velocity, back rake angle and joint set on failure mechanism in rock-cutting are researched by PFC2D. The results show that: the ductile failure occurs at shallow cutting depths, the brittle failure occurs as the depth of cut increases beyond a threshold value. The mean cutting forces have a linear related to the cutting depth if the cutting action is dominated by the ductile mode, however, the mean cutting forces are deviate from the linear relationship while the cutting action is dominated by the brittle mode. The failure mechanism changes from brittle mode with larger chips under atmospheric conditions, to ductile mode with crushed chips under hydrostatic conditions. As the cutting velocity increases, a grow number of micro-cracks are initiated around the cutter and the volume of the chipped fragmentation is decreasing correspondingly. The crack initiates and propagates parallel to the free surface with a smaller rake angle, but with the rake angle increases, the direction of crack initiation and propagation is changed to towards the intact rock. The existence of joint set have significant influence on crack initiation and propagation, it makes the crack prone to propagate along the joint.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제14권6호
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• pp.33-44
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• 1998

본 연구는 우기에 흔히 발생되는 천부 사면파괴와 지표수 침투와의 관계를 규명하기 위한 기초연구로서 수행되었다. 사면이 침투수에 의하여 부분적으로 포화되었을 경우에 토양에 작용하는 응력의 변화를 고찰하고 이와 관련된 사면의 전단강도 이론에 대하여 논의하였다. 그리고 임의의 무한 평면사면에 한계평형법을 적용하여 지표수 침투가 사면의 안정성에 미치는 영향을 분석하였다. 또한 한계평형 해석에서 사용한 일부 모델과 동일한 조건하에서 유한차분법 프로그램인 FLAC을 이용하여 수치해석을 실시하고 그 결과를 한계평형 해석에서 구한 결과와 비교해봄으로써 지표수침투와 사면의 안정성 문제에 관한 수치해석적 접근 가능성을 검토하였다. 본 연구는 단순 사면에 대한 해석결과이므로 보다 일반적인 사면에 적용하기 위해서는 더욱 나은 연구가 수행되어야 할 것이다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제17권12호
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• pp.55-64
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• 2016

본 논문에서는 기존의 허용응력설계법(ASD)과 신뢰성해석에 기반을 둔 하중저항계수설계법(LRFD)과 유로코드의 부분안전계수설계법(PSFD)을 사용하여 풍화토지반 얕은기초의 전단파괴에 대한 지지력과 안전여유 산정결과에 대하여 비교 분석하였다. 얕은기초의 지지력에 영향을 주는 지반정수의 불확실성을 정량화하기 위하여 시공 및 설계용 평판재하시험 자료를 수집하고 확률 통계 분석을 통하여 극한지지력의 저항편향계수와 변동계수를 조사하였다. 국내 현장의 얕은기초 대표 단면 예에 대한 신뢰성해석(FORM)을 통하여 신뢰도지수를 구하고 지반정수의 확률변수가 전단파괴에 미치는 영향을 조사하기 위하여 확률변수의 민감도 분석을 하였다. ASD설계법, ASD설계법의 안전율에 대응하는 목표신뢰도 지수의 LRFD설계법, PSFD설계법을 사용하여 얕은기초 대표단면의 안정성 검토를 실시하여 산정된 각 설계법의 안전여유에 대하여 비교 검토를 실시하였다.

• 지질공학
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• 제27권4호
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• pp.475-487
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• 2017

본 연구에서는 산사태 모형토조 실험을 통해 강우침투에 의해 나타나는 산사태의 발생특성 및 지반재료의 변화특성에 관하여 분석하였다. 실험장치는 모형토조, 강우재현장치, 계측장치로 구성되어 있으며, 인공사면 상부에서 200 mm/hr의 극한강우를 살수함으로써 산사태를 유발하였다. 모관흡수력과 체적함수비 계측장치는 인공사면의 천부(GL-0.2 m), 중부(GL-0.4 m), 심부(GL-0.6 m)의 각 심도별로 3세트씩 설치하였으며, 실험은 화강암 풍화토, 편마암 풍화토, 이암 풍화토 각각에 대한 현장조건과 상대적으로 느슨한 조건 및 조밀한 조건으로 나누어 실험을 진행하였다. 분석결과, 극한강우에 의하여 실험 초반에는 사면 표층에서 세굴현상이 우세하게 나타나다가 이후 국지적으로 발생한 횡적인 인장균열면을 따라서 산사태가 발생했다. 산사태는 강우침투에 따른 습윤전선(wetting front)의 전이로 인해 천부에서부터 심부로 점차 확장되는 천층파괴(shallow failure)의 형태를 띰과 동시에 사면의 선단부(toe part)에서부터 정상부(crest part)로 점차 전이되는 후퇴성붕괴(retrogressive failure)의 양상을 보였다. 강우침투에 따른 포화영역에서 모관흡수력은 아무런 전조현상 없이 급격하게 감소하는 반면에, 체적함수비는 점진적으로 증가하다가 최대값에 도달하여 이 값을 일정시간 유지한 뒤 산사태 발생 시 급격히 감소하는 것으로 나타났다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제14권6호
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• pp.571-580
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• 2018

The failure mechanism of tunnel roof is investigated with upper bound theorem of limit analysis. The stochastic settlement and nonlinear failure criterion are considered in the present analysis. For the collapse of tunnel roof, the surface settlement is estimated by the simplified stochastic medium theory. The failure curve expressions of collapse blocks in homogeneous and in layered soils are derived, and the effects of material parameters on the potential range of failure mechanisms are discussed. The results show that the material parameters of initial cohesion, nonlinear coefficient and unit weight have significant influences on the potential range of collapse block in homogeneous media. The proportion of collapse block increases as the initial cohesion increases, while decreases as the nonlinear coefficient and the unit weight increase. The ground surface settlement increases with the tunnel radius increasing, while the possible collapse proportion decreases with increase of the tunnel radius. In layered stratum, the study is investigated to analyze the effects of material parameters of different layered media on the proportion of possible collapse block.

• 한국지반공학회논문집
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• 제18권2호
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• pp.123-136
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• 2002

강우시 발생하는 여러 사면의 얕은 파괴는 지표로 침투하는 강우에 의한 포화깊이 증가에 의해 발생한다. 본 연구에서는 불포화사면 해석을 위하여 국내의 전형적인 표토층을 구성하는 화강풍화토를 3가지(SW, SP, SM)로 분류하여 함수특성곡선을 각각 구하고 그에 따른 함수특성곡선의 방정식을 추정하였으며, 기존에 사용되고 있는 Green & Ampt의 포화깊이 추정식과 수치해석 결과를 비교.분석함으로써 추정식의 사용범위에 대한 제한성을 파악하였다. 또한, 강우에 의한 사면의 포화깊이가 사면의 안정성에 미치는 영향을 파악하고 화강풍화토의 함수특성곡선을 이용하여 불포화사면의 강도정수를 추정하여 계산된 불포화지반의 해석이 기존의 포화사면의 해석에 비하여 보다 정확한 결과임을 알 수 있었다.

• 한국해양공학회지
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• 제22권6호
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• pp.1-6
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• 2008

Anchors have been commonly used to as foundation systems of the structures that require the uplift resistance. Recently anchors have been used in ocean sediment for mooring systems to stabilizeoffshore structures. In the saturated clayey soil however suction developed between the soil and andchor and affects the uplift capacity of anchor. To estimate the uplift capacity of the andchor accurately, the failure mechanisms of the andchor by the uplift force should also be correctly assumed. The uplift capacity is usually expressed in terms of breakout factors with respect to embedment ratio. In this paper, a two-dimensional plane strain numerical investigation into the vertical uplift capacity of a plate andchor in a clayey soil is described. The breakout factor against their corresponding values of embedment ratio was calculated and plotted along a single curve. The modes of failure mechanism at shallow and deep andchors are also presented.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제23권1호
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• pp.15-23
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• 2022

This paper presents the results of full-scale load tests performed frictional anchors to various lengths at several sites in Korea. Various rock types were tested, ranging from highly weathered shale to sound gneiss. In many tests, rock failure was reached and the ultimate loads were recorded along with observations of the shape and extent of the failure surface. Laboratory tests were also conducted to investigate the influence of the corrosion protection sheath on the bond strength. Based on test results, the main parameters governing the uplift capacity of the rock anchor system were determined. By evaluation of the ultimate uplift capacity of anchor foundations in a wide range of in situ rock masses, rock classification suitable for structural foundation was developed. Finally, a very simple and economical design procedure is proposed for rock anchor foundations subjected to uplift tensile loads.

• 한국지반공학회논문집
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• 제20권7호
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• pp.107-117
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• 2004

느슨한 모래지반에서 보강재 층수 증가와 보강재의 강성과 형태 변화 그리고 얕은 기초 직하에 매설된 연성관의 깊이 등의 변화가 지지력-침하 곡선에 미치는 영향을 알아보기 위해 일련의 모형실험을 수행하였다. 시험결과, 무보강토 경우는 파괴형태가 국부전단으로 나타났으나 보강재 층수가 2층 이상이 되면 파괴형태는 국부전단에서 전반전단으로 바뀌고, 최적보강재 층수는 2층 이며, 지지력 개선에 있어서는 보강재의 초기강성과 형태가 최대인 장강도보다 중요한 것으로 나타났다. 무보강토에서 기초 직하에 연성관이 매설된 경우, 연성관의 매설 깊이가 기초 폭보다 얕으면 지지력과 극한지지력은 현저하게 감소하고, 보강토의 경우 연성관의 매설 깊이가 기초 폭보다 얕으면 파괴형태는 전반전단에서 국부전단으로 바뀌는 것으로 나타났다.

• 지질공학
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• 제15권1호
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• pp.57-66
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• 2005

국내에서는 매년 집중호우에 의하여 사면 붕괴 및 산사태가 발생하고 있다. 특히, 최근의 집중강우는 국지성 및 게릴라성 강우가 대부분이다. 본 연구에서는 집중호우에 의하여 붕괴된 현장의 특성을 분석하고, 토층의 심도와 지하수면의 변화에 따른 사면의 안정성을 해석한다. 본 연구에 사용된 자료는 집중호우시 붕괴된 절토사면 조사 자료와 일반 국도변 1,372개의 현장 조사자료이다. 토층의 붕괴 심도와 지하수 변동이 사면의 안정성에 미치는 영향에 대해서는 FLAC-SLOPE(ITASCA사)을 이용하여 분석을 실시하였다. 연구결과에 의하면 국내 사면붕괴의 주요 형태는 표층유실 및 표층붕괴 등 천부 파괴가 주를 이루고 있으며, 지하수면과 토층 심도 변화에 따라 사면의 안정성이 변화하는 것으로 나타났다.