• Geomechanics and Engineering
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• 제34권4호
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• pp.381-396
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• 2023

The present paper evaluates seismic bearing capacity of rock masses subjected to loads of strip footings using the upper bound method. A general formula was proposed to evaluate the seismic bearing capacity considering both the horizontal and vertical accelerations of the earthquake and the effects of footing embedment depth simultaneously. Modified Hoek-Brown failure criterion was employed for the rock mass. Some comparisons were made with the available solutions and the finite element numerical models to show the accuracy of the developed upper bound formulations. The obtained results show significant improvement compared to the other available solutions. By increasing the horizontal earthquake acceleration from 0.1 to 0.3, the bearing capacity was reduced by up to 39%, while the effect of the vertical earthquake acceleration depends on its direction. An upward acceleration in the range of zero to 0.2 results in an increase in the bearing capacity by up to 24%, while the downward earthquake acceleration has an adverse effect. Also, by increasing the embedment depth of the footing from zero to 5 times the footing width, the value of seismic bearing capacity was raised about 86%. The obtained results were presented as design tables for use in practical applications.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2010년도 추계 학술발표회
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• pp.3-25
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• 2010

The paper deals with two bearing capacity problems of shallow footing under combined loading. The first is a FEM study of shallow strip footing on two-layer clay deposits subjected to a vertical, horizontal and moment combined loading, while the second is a centrifuge study of shallow rectangular footing on dry sand under double eccentricity. The FEM results revealed that the existence of top soft layer sensitively affects more on horizontal and moment capacity than vertical capacity for cases of footing on soft clay overlying stiff clay. Practical design charts are presented to evaluate bearing capacities of footing for various combinations of the ratio of the depth of the upper layer to the footing width and the ratio of undrained strength of the upper layer to that of the lower. The centrifuge tests indicated that current design practice of calculating failure load of rectangular surface footing under double eccentricity underestimates the centrifuge loading test data. This trend is more marked when the eccentricity becomes larger. The decreasing trend in failure load with an increase of double eccentricity is rather uniquely expressed by a single curve, using a newly defined resultant eccentricity and the diagonal length of the footing base.

• Geomechanics and Engineering
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• 제39권1호
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• pp.13-26
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• 2024

Studies pertaining to the seismic bearing capacity analysis of skirted footings using the pseudo-static approach for estimation of the earthquake force in association with finite element method have been presented in this paper. An attempt has been made to explain the behaviors of the skirted footings by means of failure patterns obtained for rigid and flexible skirts. The skirts enhance the seismic bearing to some extent with an increase in seismic loading, after which it decreases nonlinearly. The effectiveness of skirts increases initially to some extent with an increase in seismic loading, after which it decreases nonlinearly. Other parameters that inversely affect the effectiveness of skirts are the depth of footing and the internal friction angle of the soil. The detailed finite element analysis regarding the various failure patterns of skirted footings under seismic forces shows the failure mechanism changes from a general shear failure to local shear failure with an increase in seismic force. An opposite trend has been observed with the increase in the angle of internal friction of the soil. The obtained analysis results suggest that a rigid skirted footing behaves similar to a conventional strip footing under seismic and static loadings. The excessive deflection of flexible skirts under combined gravity and seismic loading renders them relatively ineffective than rigid skirts.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2005년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.633-640
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• 2005

Most existing methods for the footing settlement estimation are for either isolated or strip footings. No sufficient details are available for settlement calculation of footings with different shapes and multiple footing conditions, which are commonly adopted in actual construction projects. In this paper, estimation of footing settlements for various footing conditions of different shapes and multiple conditions is investigated based on Schmertmann's method with focus on values of the strain influence factor $I_z$. In order to examine the effect of multiple footing conditions, field plate load tests are performed in sands using single and double plates. 3D non-linear finite element analyses are also performed for various footing conditions with different footing shape and distance ratios. Results obtained in this study indicate that there are two significant components in the strain influence diagram that need to be taken into account for settlement estimation of rectangular and multiple footings: depth of $I_{zp}$ and depth of strain influence zone. Based on results from experimental and 3D non-linear finite element analyses, improved strain influence diagrams available for various footing conditions are proposed.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 1997년도 토목섬유 학술발표회 논문집
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• pp.75-86
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• 1997

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권2호
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• pp.1477-1482
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• 2015

기초의 근입비가 보상기초의 극한지지력과 침하량에 미치는 영향을 살펴보고자 수치해석을 수행하였다. 수치해석에 의한 극한지지력비는 이론식에 의한 극한지지력비보다 컸으며 전체적으로 극한지지력비가 근입비에 비례하는 결과를 보였으나 정사각형기초에 대한 수치해석결과만 극한지지력비가 근입비에 따라 급격하게 증가하는 양상을 보였다. 모래지반에 놓인 띠기초의 경우 근입비에 따른 극한지지력비는 수치해석과 Meyerhof 방법에 의한 경우가 비슷하였으며 대체로 근입비의 제곱에 가까운 값을 나타내었으며 점토지반에 놓인 띠기초의 경우 이론식에 의할 경우 극한지지력비는 근입비의 영향을 크게 받지 않았고 수치해석결과에 따르면 근입비를 약간 상회하는 값들을 보였다. 수치해석결과에 따르면 근입비에 따른 정사각형기초의 극한지지력비가 띠기초의 그것에 비하여 크게 계산되었다. 수치해석결과를 통해 볼 때 전체적으로 근입비가 1인 경우 침하량비는 0.4 정도의 값을 보이다가 근입비가 커짐에 따라 침하량비가 감소하는 양상을 보였으며 느슨한 모래의 경우 상대적으로 침하량비가 가장 작았다.

• 대한토목학회논문집
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• 제13권5호
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• pp.245-254
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• 1993

본 연구에서는 탄소봉을 이장한 모형실험, 극한해석 상계법, 그리고 극한평형법을 이용한 Meyerhof 방법을 통하여 편심량이 줄기초에 미치는 영향을 연구하였다. 극한해석 상계법에 적용된 파괴메카니즘은 모형실험에서 구하여 사용하였다. 세가지 방법에 의한 결과들을 분석한 결과, 모형실험과 극한해석 상계법에 의한 결과는 편심량에 상관없이 잘 일치하지만, Meyerhof 방법은 지지력을 보수적으로 평가하고, 편심량의 증가에 따른 지지력의 감소효과도 과소평가한다. 아울러 기초너비, 근입깊이, 바닥면의 마찰 등을 변화시켜 각 요소들이 지지력에 미치는 효과를 연구하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제15권1호
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• pp.9-20
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• 2002

본 연구의 목적은 비선형 흙-구조물 상호 작용문제를 연구하기 위한 계산 절차를 개발하는 것이다. 흙-구조물 상호 작용 거동을 연구하기 위하여 연직과 수평하중을 동시에 받은 대상기초와 강널말뚝으로 보강된 기초지반에 대한 유한 요소 수치해석을 하였으며 흙과 기초구조물 사이의 상호작용 거동을 모델하기 위하여 접합요소를 사용하였다 주 해석 결과는 다음과 같다. 1. 침하와 측방변위의 예측에 대해서는, 접합요소를 사용한 결과가 더 큰 값을 얻었다. 2. 극한지지력 결정에 대해서는 접합요소를 사용한 경우가 약 12%정도 더 작게 나타났다 3. 대상기초의 수평과 연직변위는 접합요소의 영향을 받았다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제10권2호
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• pp.57-68
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• 1994

뿌리말뚝을 이용하여 기초 지반을 보강할 때 효과적인 배치 방법을 알기 위하여, 사질토 지반에서 R.H. Bassets와 N.C. Last가 제안한 보강패턴에 대하여, 말뚝 길이, 기초 길이 방향의 말뚝 간격과 말뚝 열의 수를 변화시키며 물리 모형 실험을 실시하였다. 모형 실험 결과에 의하면, 뿌리말뚝 길이와 기초 폭의 비($L_p/B_f$)가 5이상일 때 지지력은 거의 증가하지 않는다. 그리고 기초 길이 방향의 말뚝 간격이 작을수록 지반 보강 효과는 크지만, 기초 길이,방향의 말뚝 간격이 말뚝 직경의 약 6배일 때 말뚝 1개당 보강효과가 가장 좋았다. R.H. Bassett와 N.C.Last가 제안한 보강패턴에서 둘째열 말뚝의 보강 효과가 가장 우수하였으며, 가장 바깥 열의 말뚝은 보강 효과가 거의 없었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제17권3호
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• pp.69-75
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• 2001

본 논문에서는 지하공동 위에 설치된 띠 기초의 지지력에 대하여 upper bound theory를 이용하여 연구하였다. 기초 크기, 공동의 크기 및 위치, 그리고 지반의 물성치의 영향에 관하여 고찰하였으며 10개의 파괴 형상에 대하여 분석을 수행하였다. 각각의 파괴형상은 지반의 물성치 및 기하학적인 형상에 관한 함수로 표현되어 컴퓨터 해석을 통한 최소화를 시행하였다. 최소화를 위한 프로그램은 Boland C++ Builder를 이용하여 작성한 후 PC에서 수행되었다. 10개의 파괴형상 중 최소의 기초 지지력을 작성된 컴퓨터 프로그램을 통하여 구하였고 이를 해당 기초의 극한 지지력으로 추정되었다. 본 연구의 결과를 종합 정리하여 지하공동 위에 위치한 띠 기조의 극한 지지력을 구할 수 있는 간단한 식을 제시하였다.