• 제목/요약/키워드: Foundation soil

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Assessment of creep improvement of organic soil improved by stone columns

  • Kumail R. Al-Khafaji;Mohammed Y. Fattah;Makki K. Al-Recaby
    • Geomechanics and Engineering
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    • 제38권2호
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    • pp.191-203
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    • 2024
  • One of the issues with clayey soils, particularly those with significant quantities of organic matter, is the creep settling problem. Clay soils can be strengthened using a variety of techniques, one of which is the use of stone columns. Prior research involved foundation loading when the soil beds were ready and confined in one-dimensional consolidation chambers. In this study, a particular methodology is used to get around the model's frictional resistance issue. Initially, specimens were prepared via static compaction, and they were then re-consolidated inside a sizable triaxial cell while under isotropic pressure. With this configuration, the confining pressure can be adjusted, the pore water pressure beneath the foundation can be measured, and the spacemen's lateral border may be freely moved. This paper's important conclusions include the observation that secondary settlement declines with area replacement ratio. Because of the composite ground's increasing stiffness, the length to diameter ratio (l/d) and the stone column to sample height ratio (Hc/Hs) both increase. The degree of improvement varies from 12.4 to 55% according to area replacement ratio and (l/d) ratio.

Time effect of pile-soil-geogrid-cushion interaction of rigid pile composite foundations under high-speed railway embankments

  • Wang, Changdan;Zhou, Shunhua;Wang, Binglong;Guo, Peijun
    • Geomechanics and Engineering
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    • 제16권6호
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    • pp.589-597
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    • 2018
  • Centrifuge model tests were used to simulate pile-raft composite foundation and pile-geogrid composite foundation with different pile spacing for researching the time effect of negative skin friction of rigid piles in high-speed railways. The research results show that the negative skin friction has a significant impact on the bearing capacity of composite foundation. Pile-raft composite foundation has higher bearing capacity compared to pile-geogrid composite foundation to reduce the effect of negative skin friction on piles. Both the foundation settlement and negative skin friction have significant time effect. The distribution of skin friction can be simplified as a triangle along the pile. The neutral point position moves deeper in the postconstruction stage at larger pile spacing. For pile-geogrid composite foundation, the setting of pile-cap affects the position of neutral point in the post-construction stage. Reinforced cushion with geotextile may promote the better performance of cushion for transmitting the loads to piles and surrounding soils. Arching effect in the cushion of the composite foundation is a progressive process. The compression of the rigid piles contributes less than 20% to 25% of the total settlement while the penetration of the piles and the compression of the bearing stratum below the pile tips contribute more than 70% of the total settlement. Some effective measures to reduce the settlement of soils need to be taken into consideration to improve the bearing capacity of pile foundation.

장변위공내재하시험기를 이용한 철도교 기초의 P-y곡선에 관한 연구 (P-y Curves from Large Displacement Borehole Testmeter for Railway Bridge Foundation)

  • 류창열;이슬;김대상;조국환
    • 한국철도학회:학술대회논문집
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    • 한국철도학회 2011년도 정기총회 및 추계학술대회 논문집
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    • pp.836-842
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    • 2011
  • The lateral stability of bridge foundations against train moving load, emergency stopping load, earthquakes, and so on is very important for a railway bridge foundation. A borehole test is much more accurate than laboratory tests since it is possible to minimize the disturbance of ground conditions on the test site. The representative borehole test methods are Dilatometer, Pressuremeter and Lateral Load Tester, which usually provide force-resistance characteristics in elastic range. In order to estimate P-y curves using those methods, the non-linear characteristics of soil which is one of the most important characteristics of the soil cannot be obtained. Therefore, P-y curves are estimated usually using elastic modulus ($E_O$, $E_R$) of lateral pressure-deformation ratio obtained within the range of elastic behavior. Even though the pile foundation is designed using borehole tests in field to increase design accuracy, it is necessary to use a higher safety factor to improve the reliability of the design. A Large Displacement Borehole Testmeter(LDBT) is developed to measure nonlinear characteristics of the soil in this study. P-y curves can be directly achieved from the developed equipment. Comparisons between measured P-y curves the LDBT developed equipment, theoretical methods based on geotechnical investigations, and back-calculated P-y curves from field tests are shown in this paper. The research result shows that the measured P-y curves using LDBT can be properly matched with back-calculated P-y curves from filed tests by applying scale effects for sand and clay, respectively.

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해상풍력타워용 버켓기초의 좌굴거동 (Buckling Behaviors of Bucket Foundation for Offshore Wind Tower)

  • 이계희;짠득푸
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제25권3호
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    • pp.123-127
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    • 2013
  • 본 논문에서는 해상풍력발전터빈의 기초형식 중 하나인 버켓기초의 관입시 발생할 수 있는 좌굴거동에 대한 연구를 수행하였다. 유한요소를 사용하여 대상구조물을 모델링하고 현재 설계기준의 기본인 원통형 쉘의 좌굴거동을 해석하여, Batdorf의 계수에 따라 설계기준에 제시된 식과 비교하여 모델의 검증을 수행하였다. 검증된 해석 모델을 바탕으로 인접한 지반의 영향 및 하중조건을 적용하고 종방향보강재와 관입깊이가 좌굴성능에 미치는 영향을 평가하였다. 평가결과 종방향보강재의 적용은 특정영역에서 좌굴강도를 크게 증가시키고 인접한 지반의 영향은 관입에 따라 선형적으로 증가하는 것으로 나타났다.

해상풍력 석션버켓 기초 구조-지반 상호작용 비선형 구조해석 및 실험결과 비교 (Nonlinear Structure-Soil Interaction Analysis for the Suction Bucket Foundation of Offshore Wind-Turbine)

  • 진정인;김동현;정민욱
    • KEPCO Journal on Electric Power and Energy
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    • 제2권3호
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    • pp.469-475
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    • 2016
  • 최근 석유 에너지 고갈의 문제에 봉착함에 따라 신재생 에너지, 즉 풍력 에너지 분야에 대한 연구가 자연스럽게 부각되고 있다. 그 중 해상풍력은 육상풍력에 비교해 바람 자원이 풍부하기 때문에 효율성 측면에서 주목 받고 있지만 전체 시스템의 설치비용에 따른 경제성이 중요한 문제가 되고 있다. 일반적으로 해상 풍력 사업의 구성비에서 지지구조물 설치비용의 비율이 통상 25% 이상을 차지하는 경향이 있으며, 설계된 지지구조에 대해 정확한 해석과 분석이 가능 하다면 설치 및 시공분야의 경제성을 확보하는데 중요한 역할을 할 수 있다. 본 연구에서는 해상 부유식 풍력발전시스템의 경제성 확보에 중요한 역할을 할 수 있는 석션버켓 기초의 지반연성 비선형 구조해석 기법을 구축하고 이에 대한 검증을 위해 실험결과와 비교검증을 수행하였다.

심층몰탈파일에 의한 호안구조물의 기초보강 효과 (Reinforcement Effect of Marine Structure Foundation by Deep Mortar Piling)

  • 천병식;양형칠;양진석
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제2권2호
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    • pp.41-50
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    • 2001
  • 본 연구에서는 수위상승, 호안구조물의 증고 및 배면 준설투기 등 외적조건에 따른 ${\bigcirc}{\bigcirc}$항 호안구조물의 활동 및 측방유동에 대한 안정성 검토를 실시하고 기초보강 방안을 제시하였다. 안정성 검토를 위해 지반조사, 기본물성시험, 역학실험 및 화학성분분석을 실시하였고, 지반물성치는 주상개량체의 경우 지반개량 개념을 적용하였으며, 구조물 배면 준설매립의 경우는 단계별매립에 의한 영향을 고려하여 결정하였다. 안정성 검토는 기시공된 상태로 증고하지 않고 매립하였을 경우와 기시공된 상태로 증고하여 매립하였을 경우로 구분하여 실시하였다. 해석 결과 두가지 경우 모두 활동과 측방유동에 대해 불안정한 것으로 판단되어 기시공공법과 동일한 방법인 심층몰탈파일에 의한 추가보강을 실시할 경우에 대하여 그 안정성을 검토한 결과 안정하였다. 따라서 본 현장에 대한 기초보강공법으로써 심층몰탈파일을 제시하였다.

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광양만 임해 매립지 느티나무 이식 이후의 연륜생장 특성 (Tree-Ring Growth Characteristics of Zelkova serrata Makino after Replanting on the Reclaimed Land from the sea in Gwangyang Bay)

  • 김도균
    • 한국조경학회지
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    • 제33권6호
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    • pp.40-50
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    • 2006
  • This study was carried out to examine the tree-ring growth characteristics of Zelkova serrata Makino after replanting, for the built-up planting founds for stability of landscaped trees in the reclaimed land from the sea. the factors, many affecting the growths of Zelkova serrata Makino, were the replanting stress and drought. The growth reduction due to replanting and drought occurred in the replanting year and the following year. The mean sensitivity(year-to-year variation) and the coefficient of variation(tree-to-tree variation in a certain year) in tree rings of Zelkova serrate Makino, were higher in the poor soil sites than in the favourable soil ones. And the poor soil sites were the filled ground of improve soil and the covered ground of improve soil and the top ground of big mounding than mounding ground sites, especially soil hardness, alkali soil, high $Na^+\;and\;K^+,\;low\;Ca^{++}\;and\;Mg^{++}$ and T-C were the most crucial. We suggest technique development of the built-up planting ground for stability in the reclaimed land from the sea. The built-up planting grounds in reclaimed land from the sea, should be considered for the use of fair soil with the physical and chemical soil properties, -high level foundation of planting ground, and the prevention of disturbed soil-.

Effect of arbitrarily manipulated gap-graded granular particles on reinforcing foundation soil

  • Xin, Zhen H.;Moon, Jun H.;Kim, Li S.;Kim, Kab B.;Kim, Young U.
    • Geomechanics and Engineering
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    • 제17권5호
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    • pp.439-444
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    • 2019
  • It is generally known that high strength soil is indicative of well-graded particle size distribution. However, there are some special cases of firm ground despite poor grade distribution, especially a specific gap-graded soil. Based on these discoveries, this study investigated the development of an additive of gap-graded soils designed to increase soil strength. This theoretical concept was used to calculate the mixed ratio required for optimal soil strength of the ground sample. The gap-graded aggregate was added according to Plato's polyhedral theory and subsequently calculated ratio and soil strength characteristics were then compared to characteristics of the original soil sample through various test results. In addition, the underground stress transfer rate was measured according to the test conditions. The test results showed that the ground settlement and stress limit thickness were reduced with the incorporation of gap-graded soil. Further field tests would confirm the reproducibility and reliability of the technology by using gap-graded soil to reinforce soft ground of a new construction site. Gap-graded soil has the potential to reduce the construction cost and time of construction compared to other reinforcing methods.

모래지반에서 버켓기초 설치에 의한 지반교란 평가 (Evaluation of Soil Disturbance Due to Bucket Installation in Sand)

  • 김재현;이승태;김동수
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제34권11호
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    • pp.21-31
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    • 2018
  • 버켓기초(bucket foundation)는 해상 구조물 지지를 위해 사용되는 구조물로 간편하고 빠르게 지반에 설치할 수 있어 종래의 기초를 대체하여 해양에서 널리 활용되고 있다. 버켓기초는 기초 자중과 버켓 내부의 물을 외부로 배출시킴으로써 발생하는 내외부 압력차를 이용해 설치된다. 버켓기초가 모래지반과 같이 투수성이 높은 지반에 설치될 경우에는 석션압에 의해 버켓 외부지반에서 내부방향으로 침투수류(seepage flow)가 형성된다. 석션압에 의해 발생하는 상향의 침투수류는 내부지반의 유효응력을 감소시켜 버켓기초의 관입저항력을 낮추는 역할을 하지만 내부지반이 연약해 지고융기(heaving)되는 현상이 발생할 수 있다. 이는 버켓기초가 목표 깊이까지 설치되는 것을 저해하고 장기거동에 영향을 줄 수 있다. 하지만 현재까지도 이에 대한 연구가 미진한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 축소모형실험을 통해 버켓기초 설치 중 발생하는 석션압과 지반 교란현상을 실험적으로 평가하였다. 이를 위해 버켓기초의 선단부 두께, 관입속도와 자중이 각각 석션설치 및 지반교란에 미치는 영향을 실험적으로 확인하고 교란된 지반의 물성을 추정하였다.

단일 현장타설말뚝의 설계시 지반 모델링 방법 (Soil Modelling Method to Design Bent Foundation with Drilled Shaft Pier)

  • 전경수;한경봉;송필용
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 2010년도 추계 학술발표회
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    • pp.368-376
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    • 2010
  • 암반의 심도가 얕은 국내지반에서는 푸팅을 사용하지 않는 벤트기초가 매우 경제적인 공법이다. 현장타설말뚝을 이용한 벤트기초공법은 탄성설계로 제한하여 설계를 수행하여 왔으나, 도로교 설계기준에서 제시하는 소성설계를 적용하는 경우 소성힌지 발생지점이 지중에 위치하여 유지관리가 불가하고 소성힌지부에 적용하는 심부구속 철근의 간격 및 보강범위에 대한 기준 제정이 필요하다. 또한 지반의 소성 거동을 모델링 하는 것은 구조 해석시 실무적으로 매우 어려움이 많아 정밀한 해석이 필요하지 않는 경우에 대한 근사 해석법 제시가 필요하다. 본 논문에서는 직경 1m의 현장타설말뚝을 사질토지반에 시공하여 지상 4m 높이에서 반복 재하시험을 수행하여 지반 및 말뚝의 거동을 파악하였으며, 기둥으로서의 거동을 함께 파악하였다. 소성힌지를 지상부에 유도하기 위하여 직경을 변화시키거나, 지중에 강관을 삽입하는 방법을 적용하였으며, 실험결과에 대하여 선형탄성 및 p-y 곡선등 다양한 예측방법과 교량에 대한 모의 설계를 통하여 지반 모델링 방법에 따른 해석결과를 비교하였으며, 실무적으로 적용할 수 있는 설계기준을 제시하였다.

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