• 한국지반공학회논문집
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• 제33권11호
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• pp.59-72
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• 2017

본 연구에서는 사질토 뒷채움재의 캔틸레버 옹벽에서 뒷굽 끝단 연직면에 작용하는 주동토압을 산정하는 방법을 제안하였다. 캔틸레버 옹벽에서 뒷굽길이에 따른 전단 영역의 변화는 벽체의 벽마찰력, 뒷채움 경사에 따라 뒷굽 끝단 연직면에 작용하는 주동토압에 영향을 준다. 뒷굽길이에 따라 변하는 파괴면각도를 가정하여 토압을 산정하는 한계평형법은 적용하기에 매우 복잡하므로 본 연구에서는 한계해석법을 사용하여 토압을 구하였다. 한계해석법으로 뒷굽길이에 따라 실제 파괴면각도가 고려된 토압을 정확히 산정하고, 이로부터 뒷굽 끝단 연직면에 작용하는 수평토압과 연직토압을 분석하였다. 본 연구결과에 의하면, 뒷굽길이가 짧아짐에 따라 내측 파괴면 경사각은 이론식보다 증가한 반면에 외측 파괴면 경사각은 영향을 받지 않았다. 뒷굽 끝단의 연직면에 작용하는 배면마찰각은 지표면 경사각과 벽면마찰각 사이의 값을 나타내었으며, 주동토압 또한 감소하였다. 최종적으로 상대적인 뒷굽길이와 뒷굽 끝단의 연직면에 작용하는 마찰각(연직토압/수평토압의 비)의 상관관계를 사용함으로써 Coulomb 토압을 간편하게 산정할 수 있도록 하였다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제29권2호
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• pp.67-76
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• 2017

본 연구에서는 케이슨 안벽의 뒷굽이 주동토압에 미치는 영향을 조사하였다. 한계해석법을 사용하여 뒷굽의 길이에 따라 벽면마찰력이 뒷굽 상부에서 발생하는 활동면의 경사각에 미치는 영향을 분석하였다. 분석결과 뒷굽의 길이가 짧을수록 내측 활동면의 경사각은 증가하나, 외측 활동면의 경사각은 일정하였다. 실제 케이슨 안벽에서 발생하는 파괴면에 작용하는 토압과 동일한 토압을 갖는 뒷굽 끝에서의 가상의 연직배면에 작용하는 토압에 대하여 뒷굽의 상대 길이-뒤채움 토사의 내부마찰각-벽면마찰각-가상의 연직배면에 작용하는 배면마찰각 등의 상관관계를 구하였다. 뒷굽이 짧을수록 케이슨 안벽에 작용하는 토압이 Rankine 토압보다는 작아지나 뒷굽의 길이를 고려하지 않은 Coulomb 토압보다는 항상 크게 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제30권4호
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• pp.47-63
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• 2014

육상 및 항만 구조물 설계시 적용되고 있는 토압 이론(Rankine, Coulomb, 시행쐐기법, 개량시행쐐기법)을 정리하였고, 구조물 형태에 따라 가상배면(Vitural back, wall, plane)과 구조물 벽면에 작용하는 토압 특성 등을 제시하였다. 토압 특성을 검토하기 위해 육상구조물의 경우 배면토 경사에 따른 캔틸레버식 옹벽과 벽경사에 따른 중력식 옹벽, 해상구조물은 케이슨식 안벽과 블록식 안벽을 적용하였다. 여러 가지 토압이론을 적용하여 뒷굽 길이에 따른 토압, 작용각(벽면마찰각), 벽면측으로의 활동각 등을 분석한 결과 뒷굽이 긴 경우 가상배면에서의 작용토압은 Rankine 토압과 작용각은 지표경사각, 뒷굽이 짧은 경우 Coulomb 방법과 작용각은 벽마찰각으로 산정하는 것이 가장 합리적임을 알 수 있었다. 벽면측으로의 활동각은 Rankine 이론에 의한 활동각보다 큰 것으로 나타났다. 또한, 본 논문에서는 현재 적용되고 있는 여러 가지 토압 산정법 및 작용각 중에서 항만 구조물 설계시 적용할 수 있는 적정 토압 산정방법을 제안하였다. 제안방법은 뒷굽장단 결정과 이에 따른 적정 토압산정법을 결정하고 벽면 측으로의 활동각에 따른 옹벽자중 고려 방법을 설정하도록 하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제21권1호
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• pp.140-152
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• 1997

A simultaneous measurement of the wall skin friction and near-wall streamwise velocity fluctuations is performed using hot film and hot wire anemometers to investigate the relation between them. Near-wall turbulence statistics measured with a hot-wire probe are in good agreement with previous results. Turbulence properties of the wall skin friction fluctuations measured with a hot film also show fairly good agreements with those measured by others except that rms level is lower in the present study. Long-time averaged space- time correlations show that the wall skin friction is highly correlated with a turbulence structure which is tilted from the wall in the streamwise direction. Tilting angles are obtained from the phase shifts between the wall skin-friction and streamwise velocity fluctuations. The convection velocity of the near-wall streamwise velocity obtained from the space-time correlation is in good agreement with that from the direct numerical simulation database.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제4권2호
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• pp.57-64
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• 2003

좁고 길게 굴착된 고랑형태의 되메움 지반의 토압에 관한 해석에 널리 사용되어져 오던 Marston(1913), Spangller(1982) 이론은 R.L. Handy(1985)가 굴착벽면과 되메움 흙과의 상호작용에 의한 최소주응력의 고리를 연결한 최소주응력 아치로서 표현함으로 보다 명확한 설명이 가능하게 되었다. 이후 C.G. Kellogg(1993)는 지금까지 주로 수직하게 대칭된 공간만을 대상으로 논의 되오던 되메움 공간형태를 경사지게 대칭된 공간형태에 대하여 연구를 확장하였다. 발표된 C.G. Kellogg(1993) 이론식은 이론식의 도출 과정에 있어 경사 벽면의 마찰저항이 아닌 경사단면 저부에서 연직한 되메움 흙 자체의 내부 마찰의 크기로서 가정하였다. 본 연구는 C.G. Kellogg가 적용한 경사단면 저부에서 연직한 면의 마찰저항은 경사진 단면에서의 마찰저항과는 다른 크기를 갖을 것이며 이 크기는 토압 산출에 영향을 미칠것으로 판단되어 이를 실내모형 토조실험, C.G Kellogg(1993) 이론식, 수치해석, 실제 경사벽면에 미치는 마찰저항을 고려한 수정된 C.G. Kellogg 이론식으로 규명하고자 하였다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제8권1호
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• pp.89-96
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• 2008

본 연구는 되 메움 된 굴착 양측 벽이 비대칭으로 경사진 경우에 대하여 벽체간의 폭, 벽면경사각, 상대밀도, 벽면마찰각의 크기를 변화시켜 Kellogg의 이론과 이를 보완한 수정식으로 토압을 산정하고 또한, 벽면마찰반력을 고려한 토압 식을 제안하여 상호간 거동을 구명하였다. 이들 결과로부터 구한 지중 토압을 검증하기 위하여 총 62종류의 모형실험을 수행한 결과를 이론식에 의한 거동과 비교, 검토하였다. 본 연구결과 양측 벽이 비대칭으로 경사진 경우, 되 메움 토압에 가장 큰 영향을 미치는 요소는 벽체경사각의 크기였으며, 또한 되 메움 공간이 협소할수록 그리고 수평면과 이루는 벽체의 경사각이 클수록 벽 마찰의 영향이 크게 나타났다. 한편, 실측토압과 가장 근소한 차이를 나타낸 것은 벽면마찰반력을 고려한 제안 식으로 구한 경우였으며 또한, 벽면사이의 폭이 좁은 경우 아칭효과가 크게 나타나 실측토압 및 제안된 이론토압모두 지중 토압과 가장 근소한 차이를 나타내었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제18권11호
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• pp.19-26
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• 2017

도심지에서 굴착 시 흔히 볼 수 있는 좁게 굴착된 경우 뒤채움이 되는 공간의 벽면은 대칭뿐 아니라 비대칭의 형태가 발생한다. 이러한 경우 뒤채움으로 인해 발생하는 수평응력은 벽면의 비대칭성 및 벽면의 마찰각에 따라 달라진다. 따라서 본 연구에서는 다양한 경계조건(저부폭, 벽면마찰, 뒤채움 지반의 상대밀도, 벽면경사)에 따른 깊이별 수평응력을 토조를 이용한 실내모형 실험을 통해 살펴보았다. 전체적으로 벽면이 매끄러울수록 경사가 수평에서 적을수록 수직응력의 증가로 인해 수평응력이 증가하였다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제3권4호
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• pp.255-266
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• 2011

Knowledge of seismic earth pressure against rigid retaining wall is very important. Mononobe-Okabe method is commonly used, which considers pseudo-static approach. In this paper, the pseudo-dynamic method is used to compute the distribution of seismic earth pressure on a rigid cantilever retaining wall supporting dry cohesionless backfill. Planar rupture surface is considered in the analysis. Effect of various parameters like wall friction angle, soil friction angle, shear wave velocity, primary wave velocity, horizontal and vertical seismic accelerations on seismic earth pressure have been studied. Results are presented in terms of tabular and graphical non-dimensional form.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제42권2호
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• pp.247-267
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• 2012

Calculating the displacements of retaining walls under seismic loads is a crucial part in optimum design of these structures and unfortunately the techniques based on active seismic pressure are not sufficient alone for an appropriate design of the wall. Using limit analysis concepts, the seismic displacements of retaining walls are studied in present research. In this regard, applying limit analysis method and upper bound theorem, a new procedure is proposed for calculating the yield acceleration, critical angle of failure wedge, and permanent displacements of retaining walls in seismic conditions for two failure mechanisms, namely sliding and sliding-rotational modes. Also, the effect of internal friction angle of soil, the friction angle between wall and soil, maximum acceleration of the earthquake and height of the wall all in the magnitude of seismic displacements has been investigated by the suggested method. Two sets of ground acceleration records related to near-field and far-field domains are employed in analyses and eventually the results obtained from the suggested method are compared with those from other techniques.

• Geomechanics and Engineering
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• 제20권2호
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• pp.121-129
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• 2020

In the design of geotechnical structures, engineers choose either peak or critical state friction angles. Unfortunately, this selection is based on engineer's preference for economy or safety and lacks the assessment of the expected level of deformation. To fill this gap in the design process, this study proposes a strain based empirical method. Proposed method is founded on the experimentally supported assumption that higher dilatancy angles result in more brittle soil response. Using numerous triaxial test data on ten different soils, an empirical design chart is developed that allows the estimation of shear strain at failure based on soil's peak dilatancy angle and mean grain diameter. Developed empirical chart is verified by conducting a small scale retaining wall physical model test. Finally, a design methodology is proposed that makes the selection of design friction angle in structured way possible based on the serviceability limits of the proposed structure.