• Geomechanics and Engineering
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• 제7권3호
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• pp.263-277
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• 2014

In the conventional design of retaining structures in a seismic zone, seismic inertia forces are commonly assumed to act upwards and towards the wall facing to cause a maximum active thrust or act upwards and towards the backfill to cause a minimum passive resistance. However, under certain circumstances this design approach might underestimate the dynamic active thrust or overestimate the dynamic passive resistance acting on a rigid retaining structure. In this study, a new analytical method for dynamic active and passive forces in c-${\phi}$ soils with an infinite slope was proposed based on the Rankine earth pressure theory and the Mohr-Coulomb yield criterion, to investigate the influence of seismic inertia force directions on the total active and passive forces. Four combinations of seismic acceleration with both vertical (upwards or downwards) and horizontal (towards the wall or backfill) directions, were considered. A series of dimensionless dynamic active and passive force charts were developed to evaluate the key influence factors, such as backfill inclination ${\beta}$, dimensionless cohesion $c/{\gamma}H$, friction angle ${\phi}$, horizontal and vertical seismic coefficients, $k _h$ and $k_v$. A comparative study shows that a combination of downward and towards-the-wall seismic inertia forces causes a maximum active thrust while a combination of upward and towards-the-wall seismic inertia forces causes a minimum passive resistance. This finding is recommended for use in the design of retaining structures in a seismic zone.

• Geomechanics and Engineering
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• 제4권3호
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• pp.209-218
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• 2012

This paper presents the derivation of an analytical expression for the dynamic active thrust from c-${\phi}$ (c = cohesion, ${\phi}$ = angle of shearing resistance) soil backfill on rigid retaining walls with wall friction and adhesion. The derivation uses the pseudo-static approach considering tension cracks in the backfill, a uniform surcharge on the backfill, and horizontal and vertical seismic loadings. The development of an explicit analytical expression for the critical inclination of the failure plane within the soil backfill is described. It is shown that the analytical expression gives the same results for simpler special cases previously reported in the literature.

• 한국지반공학회논문집
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• 제15권1호
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• pp.15-29
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• 1999

본 연구에서는 GRS-RW 공법의 전면부벽체 배면으로부터 다양한 거리만큼 이격되어 등분포상 재하중이 작용하는 경우, 이러한 인접상재하중의 영향을 고려한 횡토압 예측방법을 한계평형해석에 의해 제시하였으며, GRS-RW 공법의 설계시 참고할 수 있는 예비설계(preliminary design)용 설계 도표를 제시하였다. 제시된 토압 합력의 예측방법은, 전면부벽체 배면으로부터 상재하중이 작용하는 지점까지의 수평거리를 고려할 수 있도록 하였으며, 지진하중 작용시 전면부벽체 및 뒷채움 자중에 의한 수평.연직관성력의 영향을 고려하였다. 아울러. 본 연구제시 해석법은, 점성토뒷채움의 경우에 흔히 적용되는 복합지오텍스타일 보강토공법의 해석시에 추후 적용 가능하도록 점착력이 있는 뒷채움(c-$\phi$ soil)에서 발생 가능한 인장균열의 영향을 고려할 수 있도록 하였다. 본 연구제시 해석방법의 효율성 및 적합성 등을 확인하기 위한 다양한 분석결과, 상재하중 이격거리비가 약 0.60~0.70 이상인 경우에는, 특히 상재하중의 크기 및 설계수평진도가 증가할수록, 또는 보강재의 연직간격이 0.3, 0.4m로 비교적 작은 경우에는, Jarquio의 수정 Boussinesq방정식을 이용한 토압 계산방식의 적용시 불안전측의 설계가 될 수 있는 것으로 나타났다. 본 연구에서 제시된 해석방법은, 전면부벽체의 경사가 연직인 경우로 한정하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2003년도 하계학술대회 논문집 B
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• pp.732-734
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• 2003

In this paper, a design of horizontal-type 5DOF magnetic bearing is presented. To implement the non-contact bearing, an active magnetic bearing using electromagnet is used and finite element method(FEM) is chosen to design the bearing magnet. Two radial bearing and one thrust bearing is designed to implement 5DOF operation. And three-phase induction motor is used as a driving motor. The design method for the magnetic bearing system is described.

• Geomechanics and Engineering
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• 제38권3호
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• pp.285-305
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• 2024

This study investigates the behaviour of hunchback retaining walls supporting unsaturated sandy backfill under active earth pressure conditions. Utilizing a horizontal slice method and a unified effective stress methodology, the influence of various factors on lateral earth pressure, including the position of the hunch along the wall, friction angles, and wall heights, is explored. The results suggest that relocating the hunch position from close to the wall's top to near its base leads to a significant decrease (ranging from 54% to 81%) in lateral earth pressure. However, as the hunch position transitions from near the top to mid-height, the point of application of active thrust shifts upward initially, then slightly downward as the hunch position approaches the toe. Notably, the reduction in lateral earth pressure is more pronounced for shorter wall heights and higher friction angles. Building upon these findings, an Artificial Neural Network (ANN)-based model is developed to accurately predict the lateral earth pressure coefficient and point of application, achieving R² values of 0.94 and 0.93, respectively. In addition, an analytical model based on Coulomb's earth pressure theory is presented and compared with ANN models. These models are anticipated to assist designers and practitioners in optimizing hunchback retaining walls for unsaturated backfill.

• 한국지진공학회논문집
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• 제27권5호
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• pp.193-202
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• 2023

In this paper, a dynamic centrifuge model test was conducted on a 24.8-meter-deep excavation consisting of a 20 m sand layer and 4.8 m bedrock, classified as S3 by Korean seismic design code KDS 17 10 00. A braced excavation wall supports the hole. From the results, the mechanism of seismically induced earth pressure was investigated, and their distribution and loading points were analyzed. During earthquake loadings, active seismic earth pressure decreases from the at-rest earth pressure since the backfill laterally expands at the movement of the wall toward the active direction. Yet, the passive seismic earth pressure increases from the at-rest earth pressure since the backfill pushes to the wall and laterally compresses at it, moving toward a passive direction and returning to the initial position. The seismic earth pressure distribution shows a half-diamond distribution in the dense sand and a uniform distribution in loose sand. The loading point of dynamic thrust corresponding with seismic earth pressure is at the center of the soil backfill. The dynamic thrust increased differently depending on the backfill's relative density and input motion type. Still, in general, the dynamic thrust increased rapidly when the maximum horizontal displacement of the wall exceeded 0.05 H%.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제9권1호
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• pp.69-78
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• 1993

The Coulomb and Rankine theories have been usually used for design of retaining walls, in which the earth pressures have been assumed as a triangular distribution For the rigid retaining w리1 with inclined bacuace and horizontal surface backfilled by cohesionless soils, the analytical method of earth pressure distribution has been newly suggested by using the concept of the flat arch. The active thrust obtained by this method agrees well with those by the existing theories, except the Rankine solution. The analyzed results show that the height to the center of pressure depends mainly on the inclination of the back wall and the wall friction, instead of 0.33H, where H is the wall height.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제4권1호
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• pp.19-28
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• 2003

통상 콘크리트 옹벽에 작용하는 수평토압 산정에는 Rankine이나 Coulomb의 토압이론을 사용하고 있으나 문헌연구결과, 실제 옹벽 벽체에 발생하는 변위인자에 의한 영향으로 벽체 중단부 이상에서는 주동토압 상태를 나타내고 있으나 벽체 중단부 하단에서는 주동토압보다 큰 토압을 가지고 있다. 본 연구에서는 이와 같은 수평토압을 저감하기 위한 방안의 하나로 압축성 재료인 EPS를 벽체 배면에 설치하여 배면토체의 변위를 인위적으로 유발함으로서 수평토압의 크기를 저감시킬 수 있는 방안을 제시하였다. EPS에 의한 수평토압 저감효과, 최적의 EPS 포설두께 및 밀도를 알아보기 위한 실내모형토조시험을 실시하였으며 그 효과가 검증되었다. 실내모형토조시험에서 도출된 결과를 이용한 현장 시험시공결과, EPS 포설에 의해 약 20%의 수평토압저감효과를 가질 수 있는 것으로 평가되었다.

• 자원환경지질
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• 제39권4호
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• pp.369-384
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• 2006

유라시아판 동남쪽에 위치한 한반도는 판경계로부터 수백 km 떨어진 판내지역에 해당하며, 판내부 지진은 판경계부에서의 지진에 비해 발생하는 지진에 비해 숫자가 상대적으로 적고 크기도 작을 뿐만 아니라 발생 위치도 매우 불규칙한 편이다. 이는 단층의 활동주기가 매우 길다는 것을 의미하므로, 약 2,000년 동안의 지진역사가 기록되어 있는 우리나라는 이들 자료를 정확히 분석하여 역사시대 동안에 발생한 지진의 활동도 및 특성 등을 규명하여야 한다. 역사지진의 자료에 의하면 지진활동은 조선 중기 즉 16-18 세기에 특히 활발했으며 높은 지진활동의 기간은 중국 북동부와 일치하고 있다. 이는 이 두지역의 지진활동이 밀접하게 연관되어 있음을 시사한다. 역사지진 및 계기지진 자료에 의하면 대체로 서해안쪽이 활발하며, 한반도 남동부에서 서북서 방향으로 활발한 양상을 보여준다. 우리나라에서의 근대적 지진관측은 1905년 최초로 인천관측소가 설치되어 광복이전 6개소의 지진관측소를 운영하였다. 그 후 지진관측 공백기를 거쳐 1963년 서울에 세계표준지진계가 설치되었으며 1990 년 초에 기상청은 중앙집중식 12개소의 관측소를 본격적으로 운영하기 시작하였다. 그 후 지속적인 확장을 통해 기상청에서는 속도계관측소 35개소, 가속도 관측소 75개소를, 한국지질자원연구원은 32개소의 속도계관측소, 16개소의 가속도 관측소를, 한국원자력안전기술원은 4개소의 속도계 및 가속도 관측소를, 한국전력연구원은 13개소의 속도계 및 기속도 관측소를 운영하고 있다..27개 지진의 발생원인을 분석한 결과 한반도 및 인접지역에서 발생한 지진의 대부분은 주향이동 단층 운동에 의한 메카니즘과 다소의 역단층 운동이 첨가된 단층운동 특성을 보여준다. 한반도 및 주변에서 단층작용을 일으킨 주응력 방향은 거의 수평한 동북동-서남서 방향으로 같은 판내 지역인 북동부 중국 지역의 주응력 방향과 매우 유사하고 동해 동부와는 상당한 차이를 보인다. 이는 한반도 및 그 주변에서 지진을 일으키는 주응력은 동쪽에서 유라시아판 밑으로 침강하는 태평양판의 영향뿐만 아니라 서남쪽에서 충돌하는 인도판의 영향도 상당히 작용하는 것으로 해석된다. 지각 속도구조는 지진이 발생한 진원의 위치와 지진규모를 정확히 알아내는데 필수적이다. 그 동안 국내 지진관측망 미비, 한반도 내부의 낮은 지진 발생 빈도 등의 이유로 양질의 지진자료를 구하기 어려워 지진자료를 이용한 지각속도 구조에 대한 연구가 극히 제한적으로 이루어질 수밖에 없었다. 그러나 최근에 국내의 여러 지친관측망에서 축적된 지진기록과 반사 및 굴절 탄성파 탐사를 수행하여 종합적으로 지각 속도구조를 규명하기 시작하였다. 이와 같은 인공발파를 이용한 지각속도구조를 규명하기 위해서는 많은 인원과 예산을 필요로 하므로 관련분야의 전문가들의 적극적인 참여가 필요한 상황이다.