• Geomechanics and Engineering
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• 제28권4호
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• pp.397-404
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• 2022

Accurate prediction of the undrained shaft resistance is essential for robust design of bored piles in undrained condition. The undrained shaft resistance is calculated using the undrained adhesion factor multiplied by the undrained cohesion of the soil. However, the available correlations to predict the undrained adhesion factor have been developed using simple regression techniques and the accuracy of these correlations has not been thoroughly assessed in previous studies. The lack of the assessment of these correlations made it difficult for geotechnical engineers to select the most accurate correlation in routine designs. Furthermore, limited attempts have been made in previous studies to use advanced data mining techniques to develop simple and accurate correlation to predict the undrained adhesion factor. This research, therefore, has been conducted to fill these gaps in knowledge by developing novel and robust correlation to predict the undrained adhesion factor. The development of the new correlation has been conducted using the multi-objective evolutionary polynomial regression analysis. The new correlation outperformed the available empirical correlations, where the new correlation scored lower mean absolute error, mean square error, root mean square error and standard deviation of measured to predicted adhesion factor, and higher mean, a20-index and coefficient of correlation. The correlation also successfully showed the influence of the undrained cohesion and the effective stress on the adhesion factor. Hence, the new correlation enhances the design accuracy and can be used by practitioner geotechnical engineers to ensure optimized designs of bored piles in undrained conditions.

• Geomechanics and Engineering
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• 제27권5호
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• pp.497-509
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• 2021

A large deformation FEM (Finite Element Method) based numerical analysis has been performed to study the behaviour of the bell-shaped anchor embedded in undrained saturated (cohesive) soil with the help of finite element based software ABAQUS. A typical model anchor with bell-diameter of 0.125 m, embedded in undrained saturated soil with varying cohesive strength (from 5 kN/m² to 200 kN/m²) has been chosen for studying the characteristic behaviour of the bell-shaped anchor installed in cohesive soil. Breakout factors have been evaluated for each case and verified with the results of experimental model tests for three different types of soil samples. The maximum value of breakout factor was found as about 8.5 within a range of critical embedment ratio of 2.5 to 3. An explicit model has been developed to estimate the breakout factor (F_c) for uplift capacity of bell-shaped anchor within clay mass in terms of H/D ratio (embedment ratio). It was also found that, the ultimate uplift capacity of the anchor increases with the increase of the value of cohesive strength of the soil and H/D ratio. The empirical equation developed in the present investigation is usable within the range of cohesion value and H/D ratio from 5 kN/m² to 200 kN /m² and 0.5 to 3.0 respectively. The proposed model has been validated against data obtained from a series of model tests carried out in the present investigation. From the stress-profile analysis of the soil mass surrounding the anchor, occurrence of stress concentration is found to be generated at the joint of anchor shaft and bell. It was also found that the vertical and horizontal stresses surrounding the anchor diminish at about a distance of 0.3 m and 0.15 m respectively.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제11권3호
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• pp.91-112
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• 1995

현장타설말뚝기초가 보다 빈번하게 여러가지 구조물의 기초로 쓰이고 있다. 그러나, 경사하중하의 현장타설말뚝의 거동에 대하여는 알려진 사실이 거의 없다. 본 연구에서는, 경사하중을 받는 현장타설말뚝의 비배수거동에 대하여 연구하고자 체계적인 실험을 행하였다. 기초의 직경에 대한 깊이의 비와 하중의 경사도가 같은 변수들을 변화시키면서 행한 연구를 통하여 경사하중에 대한 지지력을 예측하는 반이론적 방법을 개발하였다. 시험변수들은 실제 송전탑건설시 가장 빈번하게 사용되는 대표적인 값들과 같도록 선택되었다. 직경에 대한 말뚝의 깊이비(D/B)가 서로 다른 짧은 강체말뚝에 대하여 논하였으며, 축방향 인발, 경사 인발, 그리고 경사 압축등과 같은 하중상태에 대하여 연구하였다. 경사지지력을 구조상호작용 방정식과 본 실험연구에서 개발한 공식을 사용하여 평가하여 보았다. 본 연구에서 개발한 새로운 공식은 실험실 시험치와, 제한적이나마, 현장의 실제시험치에 적용될 수 있음을 알 수 있었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제24권3호
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• pp.231-245
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• 2022

지반강도가 낮은 연약 점성토 지반을 대상으로 수직구가 시공되는 경우, 굴착면에서의 토압 불균형에 대한 지반의 지지력이 낮아 굴착면이 융기하는 히빙이 발생할 위험이 존재한다. 히빙에 대한 안정성을 평가하기 위해 안전율을 계산하는 방법들이 제안되어왔으나, 이론적인 유도 과정에서 많은 가정사항들이 포함되어 정확한 히빙 안정성 평가가 어렵다는 한계를 가진다. 본 연구에서는 선행 연구를 보완하기 위해 원형 수직구가 연약 점성토 지반에 시공되는 경우를 상정하여 굴착 형상에 따른 지반 지지력의 변화, 지반 점성토의 비균질성, 그리고 관내토의 효과에 대한 이론적 접근을 통해 기존 안전율 제안식을 보완하였다. 보완된 식의 검증과 다양한 사례 연구를 통한 히빙 안정성 검토를 위해 원형 수직구 굴착 시 발생하는 굴착면의 히빙을 3차원 수치해석으로 모사하여 안전율을 도출하였다. 수치해석 및 히빙 안전율 제안식들을 이용하여 다양한 인자의 변화에 따른 히빙 안전율의 변화를 검토한 결과, 본 연구에서 추가적으로 보완된 특성이 3차원 안전율 식 내에 적절하게 반영되었음을 확인하였다. 다양한 사례를 모사하여 수행된 수치해석 결과를 이용하여 수식을 구성하는 인자들이 히빙 안전율에 미치는 영향을 도출하였으며, 깊이에 따른 비배수 전단강도 증가의 고려 여부가 안전율 값 산정에 지배적인 영향을 미치는 것을 확인하였다.