• 제목/요약/키워드: soil nail

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비탈면의 높이가 쏘일네일 위상최적화에 미치는 영향 (Effect of the Height of the Slope on the Topology Optimization of Soilnail)

  • 조충식;송영수
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제20권1호
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    • pp.43-49
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    • 2019
  • 본 논문에서는 쏘일네일 설계에 위상최적화 기법을 도입하여 비탈면 높이별로 필요로 하는 보강력을 최적화하였다. 최대 비탈면 높이에서의 최적설계 결과를 보강형상밀도화하여 비탈면의 높이 변화에 따라 적용 시 쏘일네일의 수평간격의 위상최적화가 가능하였다. 단계별로 비탈면 높이를 달리하여 한계평형해석을 수행하고 쏘일네일의 수평간격이 고정값일 때 초과되는 안전율을 확인하였다. 비탈면 높이에 따른 필요 보강력을 밀도화 함으로써 최적화의 과정을 효율적으로 수행할 수 있었다. 또한 쏘일네일의 축력을 보강형상밀도에 반영하기 위하여 유한요소법을 이용하여 부재력을 반영하였다. 보강형상밀도를 산정하여 비탈면 높이별로 위상최적기법을 적용 시 비탈면 높이마다 기준안전율을 만족하는 반복적인 재해석과정을 효과적으로 감소시킬 수 있어 수평간격을 위상 최적화하는 방법이 경제적인 설계에 활용도가 높을 것으로 판단된다.

현장 계측을 통한 프리텐션 쏘일네일링 시스템의 적용성 평가 (Assessment of Applicability of Pretentioned Soil-Nail Systems with in-situ monitoring)

  • 이혁진;안광국;김홍택;방윤경
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 2005년도 지반공학 공동 학술발표회
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    • pp.320-329
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    • 2005
  • The use of diverse methods for the retaining system has been continuously increased in order to maintain the stability during excavation. However, ground anchor system occasionally may have the restriction in urban excavation sites nearby the existing structures because of space limitation. In this case, soil nailing system with relatively short length of nails could be efficiently useful as an alternative method. The general soil nailing support system, however, may result in excessive deformations particularly in excavating the zone of weak soils or nearby the existing structures. Therefore, applying the pretension force to the soil nails then could play important roles to reduce deformations mainly in an upper part of the nailed-soil excavation system as well as to improve the local slope stability. In this study, a newly modified soil nailing technology named as the PSN(Pretention Soil Nailing) is developed to reduce both facing displacements and ground surface settlements during top-down excavation process as well as to increase the global slope stability. Up to now, the PSN system has been investigated mainly focusing on an establishment of the design procedure. In the present study, the field tests including pull-out tests were fulfilled to investigate the behavior of characteristics for PSN system. All results of tests were also analyzed to provide a fundamental and efficient design.

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유한차분해석과 한계평형해석의 비교를 통한 평면파괴 사면 쏘일네일링 보강효과 연구 (Reinforcing Effect of a Soil Nailing on Plane Failure of a Slope by Comparing Finite Difference Analysis with Limit Equilibrium Analysis)

  • 유광호
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제30권11호
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    • pp.5-15
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    • 2014
  • 사면파괴로 인한 피해사례가 늘어남에 따라 사면을 안전하게 설계하고 시공하는 것은 대단히 중요하다. 현재 실무에서 주로 사용되는 한계평형해석은 간단한 계산에 의해 안전율을 산정할 수 있지만 활동면을 미리 가정한다는 단점이 있다. 한편 유한차분해석 시 전단강도감소기법을 이용하여 안전율 산정이 용이해짐에 따라 설계 시 이용되는 빈도가 점차 증가하고 있다. 따라서 본 연구에서는 두 가지 해석방법의 비교를 통해 합리적인 쏘일네일링 설계방안의 제안을 목적으로 한다. 이를 위해 평면파괴 예상구간에 쏘일네일링 보강 시 보강패턴에 따른 보강효과를 비교해보았다. 그 결과 네일의 각도와 간격에 따른 보강효과는 동일하게 나타났다. 하지만 네일 길이가 증가함에 따라 한계평형해석의 경우 안전율이 증가하였지만 유한차분해석의 경우 안전율의 변화가 없었다.

보강 형상밀도를 이용한 네일 배치의 위상최적화 연구 (A Study on the Topology Optimization of Nail Arrangement using Stiffened Shape Density)

  • 조충식;송영수;이수곤;우재경;최우일
    • 지질공학
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    • 제28권4호
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    • pp.605-618
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    • 2018
  • 국내 비탈면 설계 기준은 국토교통부가 제정한 건설공사 비탈면 설계기준을 따르고 있다. 사면안정성 확보 대책으로서의 네일 설계의 경우가 있다. 네일 배치는 지반의 전체적인 안정성을 확보하도록 동일한 간격으로 배치하거나 또는 파괴토체의 활동 양상에 따라 배치를 달리할 수 있다. 대책 공법의 최적 설계는 치수와 형상의 최적화를 통해 사면의 안정성을 확보함으로써 결정된다. 그러나 사면 중 높이가 낮은 곳에 일률적인 네일 배치 시 기준 안전율을 초과하여 경제적인 설계를 저해하는 경우가 있다. 네일의 보강은 전체 사면에 걸쳐 배치하는 것이 바람직하다. 네일의 수평 간격이 비탈면 높이에 따라 위상 최적화 된 경우, 기준 안전율을 만족시키면서 보강재의 양을 최소화 할 수 있었다. 비탈면의 높이가 낮아지는 구간에서는 활동 하중이 감소하므로 보강 후의 안전율이 과도하게 증가 할 수 있다. 따라서 보강 형상 밀도를 이용한 경제적인 최적 설계 방법으로 위상 최적화 기법을 제안하였다. 또한 비탈면 높이별로 수평 간격을 최적 설계할 수 있는 관계식을 정립하였다.

An optical fibre monitoring system for evaluating the performance of a soil nailed slope

  • Zhu, Hong-Hu;Ho, Albert N.L.;Yin, Jian-Hua;Sun, H.W.;Pei, Hua-Fu;Hong, Cheng-Yu
    • Smart Structures and Systems
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    • 제9권5호
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    • pp.393-410
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    • 2012
  • Conventional geotechnical instrumentation techniques available for monitoring of slopes, especially soil-nailed slopes have limitations such as electromagnetic interference, low accuracy, poor longterm reliability and difficulty in mounting a series of strain sensors on a soil nail bar with a small-diameter. This paper presents a slope monitoring system based on fibre Bragg grating (FBG) sensing technology. This monitoring system is designed to perform long-term monitoring of slope movements, strains along soil nails, and other slope reinforcement elements. All these FBG sensors are fabricated and calibrated in laboratory and a trial of this monitoring system has been successfully conducted on a roadside slope in Hong Kong. As part of the slope stability improvement works, soil nails and a toe support soldier-pile wall were constructed. During the slope works, more than 100 FBG sensors were installed on a soil nail, a soldier pile, and an in- place inclinometer. The paper presents the layout and arrangement of the instruments as well as the installation procedures adopted. Monitoring data have been collected since March 2008. This trial has demonstrated the great potential of the optical fibre monitoring system for long-term monitoring of slope performance. The advantages of the slope monitoring system and experience gained in the field implementation are also discussed in the paper.

쏘일네일 보강 비탈면의 전체 안정성에 대한 국내외 설계기준 비교 (Comparison of Domestic and Foreign Design Standards for Overall Stability of Soil Nailed Slopes)

  • 김태원;유광호
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제20권6호
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    • pp.5-13
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    • 2019
  • 쏘일네일링 벽체의 설계기법은 허용응력설계법에서 한계상태설계법으로 변화하고 있으며, 현재 대부분의 국가에서는 한계상태설계법을 적용하나 한국과 홍콩 등에서는 아직까지 허용응력설계법을 주로 사용하고 있다. 본 연구에서는 네 가지 대표적인 쏘일네일링 벽체의 설계기법인 미국의 FHWA(2015), 프랑스의 Clouterre(1991), 영국의 CIRIA(2005), 홍콩의 Geoguide 7(2008)과 국내기준인 비탈면 보강공법 설계기준(KDS 11 70 15 : 2016)의 비교를 수행하여, 현재 실무에 적용되고 있는 설계지침의 적정성을 고찰하였다. 각 기준들에 의한 설계결과의 비교를 위해 영국 CIRIA에 제시된 표준단면 및 현장재하시험이 수행된 쏘일네일링 벽체단면을 대상으로 분석을 시행하였으며, 각 설계기법의 보수적인 정도를 알 수 있는 지표인 CDR(Capacity-to-Demand Ratio)을 이용하여 국외 설계기준들과 국내기준의 차이를 비교하였다. 분석 결과, CIRIA 표준단면의 경우 국내기준에 의한 안정성 검토 방법이 가장 보수적(CDR=0.78)이며, 프랑스의 Clouterre(CDR=0.99, 1.09), 홍콩의 Geoguide 7(CDR=1.13, 0.97), 미국의 FHWA(CDR=1.09, 1.07) 및 영국의 CIRIA(CDR=1.40, 1.16)의 순서인 것으로 분석되었다. 한편, 현장재하시험이 시행된 쏘일네일링 벽체에 대한 검토결과는 홍콩의 Geoguide 7(CDR=0.66, 0.72)와 미국의 FHWA(CDR=0.73, 0.72) 순서가 바뀌었을 뿐 나머지는 동일한 결과를 보였다. 또한, 두 가지 case 동일하게 미국의 FHWA, 프랑스의 Clouterre와 홍콩의 Geoguide 7는 차이가 미미하나, 국내기준은 안정측설계의 경향이 크고 영국의 CIRIA는 경우에 따라 불안정측 설계의 경향이 큰 것으로 분석되었다.

비탈면 복구사례 분석을 통한 쏘일네일링 공법의 국내외 설계기준 평가 (Evaluation of Domestic and Foreign Design Standards for Soil Nailing Method by Analysis of Slope Restoration Case)

  • 유광호;김태원
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제20권11호
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    • pp.11-22
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    • 2019
  • 쏘일네일링 설계기법은 한계상태설계와 허용응력설계에 기반한 두가지 형태가 있다. 한계상태설계법은 지반강도와 작용하중 등에 개별적인 계수를 적용하여 안정성을 판단하며, 허용응력설계법은 안전율을 산출하고 이값을 허용최소안전율과 비교하여 안정성을 판단하는 설계법이다. 쏘일네일링 벽체 설계의 세계적인 추세는 허용응력설계법에서 한계상태설계법으로 변화하고 있다. 대부분의 국가에서 한계상태설계법을 적용하고 있으나 한국 및 일본에서는 아직까지 허용응력설계법을 사용하고 있다. 본 연구에서는 비탈면의 붕괴가 발생하여 보강이 이루어진 실제 쏘일네일 보강 비탈면에 대해, 미국의 FHWA GEC 7(2015), 프랑스의 Clouterre(1991), 영국의 CIRIA(2005), 홍콩의 Geoguide 7(2008) 및 한국의 건설공사비탈면설계기준(KDS 11 70 15, 2016)을 적용하여 안정성을 평가하고 그 결과를 상호 비교 분석하였다. 분석 결과, 국내의 건설공사비탈면설계기준에서 제시한 전체 안정성 검토 방법이 가장 보수적이며, FHWA, Clouterre, Geoguide 7 및 CIRIA의 순서로 보수적인 것으로 밝혀졌다. 그러나 그 결과에 있어서 FHWA과 Clouterre의 차이는 미미한 것으로 분석되었다. 또한, 본 연구를 통해 인발저항력의 극한값 적용, 부분 계수값의 도입 또는 피해규모를 고려한 최소안전율 차등적용 등 설계기준 개선을 위한 노력이 필요함을 파악하였다.

石灰岩地域 소나무림에서 지렁이 Casts 와 上層土 性質의 比較 (Comparisons of Soil Properties between Earthworm Casts and Top Soil of Red Pine Forests in a Limestone Area)

  • Mun, Hyeong-Tae;Joon-Ho Kim
    • The Korean Journal of Ecology
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    • 제14권1호
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    • pp.113-117
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    • 1991
  • Comparisons of the physico-chemical properties of earthworm(Lumbricus terrestris) soil casts and top soil of red pine forests in a limestone area were carried out. The casts production durign August and September in 1990 amounted to 6∼7t/ha. The particle of top soil and casts ranged 40∼50% and 10∼20% for sand , 25∼30% and 30∼35% for silt, and 20∼25% and 55∼65% clay, respectively. Significant difference in pH value was not observed between casts and top soil. The casts had 1.4times of organic matter, 1.5times of N, 1.8times of available P, 2times of exchangeable K, 1.3times of exchangeable Ca, and 1.6times of exchangeable Mg than the top 10cm of soil did. Earthworms have altered the soil texture and increased nutrient availability through production of the soil casts in this limestone area.

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전면벽체 강성에 따른 쏘일네일링 벽체의 거동특성에 관한 실험적 고찰 (An Experimental Study on Behavior Characteristic of the Soil Nailed Wall with Facing Stillness)

  • 김홍택;강인규;권영호;조용훈
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 2002년도 봄 학술발표회 논문집
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    • pp.279-286
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    • 2002
  • Recently, there are many attempts to expand a temporary soil nailing system into a permanent wall due to the advantage of soil nailing system, that is efficient and economic use of underground space and decreasing the total construction cost. However, the proper design approach of a permanent soil nailing system has not been proposed by now in Korea. Permanent soil nailing system which utilizes precast concrete walls for the facing of soil nailing system Is already used in many countries. In general, the cast-in-place concrete facings or rigid walls were constructed in bottom-up way after construction of soil nailing walls finished preliminarily In this paper, various laboratory model tests have been carried out to investigate the failure mode, behavior characteristics, and tensile force at nail head in each load level in respects of the variation of stiffness of the facing.

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