• Geomechanics and Engineering
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• 제16권6호
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• pp.643-654
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• 2018

Tunnel excavation leads to a disturbance on the initial stress balance of surrounding soils, which causes convergences around the tunnel and settlements at the ground surface. Considering the effective impact of settlements on the structures at the surface, it is necessary to estimate them, especially in urban areas. In the present study, ground settlements due to the excavation of East-West Line 7 of the Tehran Metro (EWL7) and the Abuzar tunnels are evaluated and the effect of the lateral earth pressure coefficient ($K_0$) on their extension is investigated. The excavation of the tunnels was performed by TBMs (Tunnel Boring Machines). The coefficient of lateral earth pressure ($K_0$) is one of the most important geotechnical parameters for tunnel design and is greatly influenced by the geological characteristics of the surrounding soil mass along the tunnel route. The real (in-situ) settlements of the ground surface were measured experimentally using leveling methods along the studied tunnels and the results were compared with evaluated settlements obtained from both semi-empirical and numerical methods (using the finite difference software FLAC3D). The comparisons permitted to show that the adopted numerical models can effectively be used to predict settlements induced by a tunnel excavation. Then a numerical parametric study was conducted to show the influence of the $K_0$ values on the ground settlements. Numerical investigations also showed that the shapes of settlement trough of the studied tunnels, in a transverse section, are not similar because of their different diameters and depths of the tunnels.

• Geomechanics and Engineering
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• 제19권4호
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• pp.315-327
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• 2019

Deep excavations for development of subway systems in metropolitan regions surrounded by adjacent buildings is an important geotechnical problem, especialy in Tabriz city, where is mostly composed of young alluvial soils and weak marly layers. This study analyzes the wall displacement and ground surface settlement due to deep excavation in the Tabriz marls using two dimensional finite element method. The excavation of the station L2-S17 was selected as a case study for the modelling. The excavation is supported by the concrete diaphragm wall and one row of steel struts. The analyses investigate the effects of wall stiffness and excavation width on the excavation-induced deformations. The geotechnical parameters were selected based on the results of field and laboratory tests. The results indicate that the wall deflection and ground surface settlement increase with increasing excavation depth and width. The change in maximum wall deflection and ground settlement with considerable increase in wall stiffness is marginal, however the lower wall stiffness produces the larger wall and ground displacements. The maximum wall deflections induced by the excavation with a width of 8.2 m are 102.3, 69.4 and 44.3 mm, respectively for flexible, medium and stiff walls. The ratio of maximum ground settlement to maximum lateral wall deflection approaches to 1 with increasing wall stiffness. It was found that the wall stiffness affects the settlement influence zone. An increase in the wall stiffness results in a decrease in the settlements, an extension in the settlement influence zones and occurrence of the maximum settlements at a larger distance from the wall. The maximum of settlement for the excavation with a width of 14.7 m occurred at 6.1, 9.1 and 24.2 m away from the wall, respectively, for flexible, medium and stiff walls.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2006년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.838-845
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• 2006

Recently construction work in Korea, demands of favorable condition ground had been increased with industrialization acceleration and economic growth. However, because of limited land space, it was so hard to ensure favorable condition grounds that construction work proceeds until soft ground area on plans of road, railroad and industrial complex. In this case, soft ground improvement was required such as a stone column method. Stone column method, making a compaction pile using crushed stone, is a soft ground improvement method. However, stone column method is difficult to apply to the ground which is not mobilized enough lateral confine pressure because no bulging failure resistance. Hence, in present study, evaluates the stone columns reinforced by geogrid for settlement reduction and wide range of application of stone columns. Triaxial compression tests were conducted for evaluation which is about behavior characteristics of stone column on replacement rate. Then, 3-dimensional numerical analysis were conducted for application of stone column reinforced by geogrid as evaluate behavior characteristics and settlement reduction effect of stone column reinforced by geogrid on reinforcing depth change of geogrid.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제5권2호
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• pp.63-69
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• 2004

최근 연약지반상에 제체 등을 시공 중이나 시공 후에 압밀침하와 수평변위가 발생한다. 그러나 연약지반상의 압밀침하와 전단변위는 동시에 발생하므로 제체선단 아래 깊이에 따른 수평변위량과 수평변위 분포를 정확히 예측한다는 것은 매우 어려운 일이다. 본 연구에서는 고함수비 연약점토 지반에 성토 재하가 발생하는 경우 주변지반의 변위를 실내 모형 실험을 수행하여 연약토의 층후, 재하하중의 크기 및 재하속도 등이 성토본체의 침하량, 주변 지반의 변위, 지표면최대 융기량, 지표면변위 및 영향범위 등을 규명하고자 한다. 이러한 일련의 모형실험에 의하여 측방유동 예측식을 제안하였다.

• 한국농공학회지
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• 제36권1호
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• pp.83-94
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• 1994

The first part of this study dealt with the determination of soil parameters for Lade's double work-hardening model using the raw data obtained from cubical and cylinderal triaxial tests At present, it should be investigated which test can simulated satisfactorily the behavior of soft clayey foundation. In this regard, plate bearing test on the 2-dimentional model foundation(218cm long, 40cm wide, 19&m high) was performed, and finite element analysis carried out to abtain the behavior of the foundation. Settlement, lateral displacement, displacement vector and mode of failure were measured and these values were compared with numerical values in order to validate the numerical program developed by authors. The FEM technique was based on Christain-Boehmer's method, in which the displacement is obtained at each nodal point while stress and pore water pressure at each element.In this research, Biot's equation, which explains was elahorately the phisical meaning of consolidation, was selected, as a governing equation, coupled with Lade's double surface work-hardening constitutive model.

• Geomechanics and Engineering
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• 제29권5호
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• pp.509-522
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• 2022

Tail-grouting is an effective measure in shield engineering for filling the gap at the shield tail to reduce ground deformation. However, the gap-filling ratio affects the value of the gap parameters, leading to different surface settlements. It is impossible to adjust the fill ratio indiscriminately to study its effect, because the allowable adjustment range of the grouting quantity is limited to ensure construction site safety. In this study, taking the shield tunnel section between Chaoyanggang Station and Shilihe Station of Beijing Metro Line 17 as an example, the correlation between the tail-grouting parameter and the surface settlement is investigated and the optimal grouting quantity is evaluated. This site is suitable for conducting field tests to reduce the tail-grouting quantity of shield tunneling over a large range. In addition, the shield tunneling under different grouting parameters was simulated. Furthermore, we analyzed the evolution law of the surface settlement under different grouting parameters and obtained the difference in the settlement parameters for each construction stage. The results obtained indicate that the characteristics of the grout affect the development of the surface settlement. Therefore, reducing the setting time or increasing the initial strength of the grout could effectively suppress the development of surface subsidence. As the fill ratio decreases, the loose zone of the soil above the tunnel expands, and the soil deformation is easily transmitted to the surface. Meanwhile, owing to insufficient grout support, the lateral pressure on the tunnel segments is significantly reduced, and the segment moves considerably after being removed from the shield tail.

• 한국농공학회:학술대회논문집
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• 한국농공학회 2005년도 학술발표논문집
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• pp.336-342
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• 2005

본 연구에서는 조립토 다짐말뚝의 적용범위를 보다 연약한 지반에까지 폭넓게 활용하고자 하는 목적의 일환으로 등입도 콘크리트로 보강한 조립토 다짐말뚝공법의 적용가능성을 확인하였으며, 연구결과를 요약하면 다음과 같다. (1) 등입도 콘크리트에 대한 배합설계를 실시하고, 압축강도시험을 통한 강성 및 강도 특성의 규명과 변수위 투수시험을 통해 빈배합 콘크리트 공시체의 배수기능이 유지될 수 있음을 확인하였다. (2) 등입도 콘크리트에 대한 실내시험으로부터 도출된 강성 및 강도특성을 고려하고, 보강심도 및 치환율을 다향하게 가정한 조건하에서의 유한요소해석을 수행하여 각각의 조건에 따른 침하저감효과를 확인한 결과, 보강심도가 깊어지고 치환율이 커질수록 기존 조립도 다짐말뚝에 대한 침하억제효과가 커짐을 알 수 있었다. (3) 본 연구를 통해 등입도 콘크리트로 보강한 조립토 다짐말뚝의 적용가능성과 아울러 침하감소 효과를 파악하였으며, 기존 조립토 다짐말뚝의 침하량에 비해 보강심도, 치환율 등을 고려한 등입도 콘크리트로 보강된 조립토 다짐말뚝의 침하량이 억제되는 효과를 확인하였다. 향후에는 현장여건을 감안한 등입도 콘크리트의 다양한 배합비별 침하감소효과에 대한 규명과 함께 본 연구에서 제안된 공법의 현장적용성을 파악하기 위한 실물모형시험 또는 시험시공 등이 필요할 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제1권2호
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• pp.41-54
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• 1985

비교적 얕은 깊이에서 터널을 착굴하거나 개착을 하늘 경우, 열변지반에 침하 및 수평이동 등의 변위가 발생하게 된다. 이러한 변위는 주변 구조물의 안정에 큰 영향을 미치며, 심한 경우 주변 구조물이 파괴되는 상태에 까지 이른다. 인구가 밀집된 대도시에 지하철을 시공할 경우, 주변 문화재, 고층건물, 상하수도관, 가스관 등의 안정을 지하철 설계시 고려하여야 하므로 터널굴착에 따른 지반변위의 예측과 자세한 침하의 원인이 규명되어야 할 필요가 있다. 본 연구에서는 지반 침하량 및 침하발생 영역을 예상하거나 침하요인을 파악하기 위하여 부산지하철 NATM회간의 지표면 침하, 지표면 수평변위, 지중침하, 천단침하 들에 관한 측정 분석이 이루어졌다. 그 결과, 횡방향 지표면 침하는 Gaussian normal probability curve, 종방향 지표면 심하하는 cumulative Gaussian probability curve로서 해석이 가능하다는 것과 가인버어트의 조기폐합이 침하량 감소에 큰 영향을 미친다는 것을 알 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제29권10호
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• pp.5-18
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• 2013

부등침하는 연약지반에 시공되는 철탑기초에 있어서 주요한 손상을 야기한다. 송전철탑용 연결형 말뚝기초는 연약지반에서의 송전철탑기초의 부등침하를 방지하기 위한 구조물로서, 주기초체와 주기초체 사이에 위치하여 기초를 연결하는 연결보로 구성된다. 본 연구에서는 송전용 철탑기초에 작용하는 연결보의 영향을 조사하기 위하여, 전라북도에 위치한 건설현장에서 24회의 모형재하시험을 수행하였다. 시험에서는 다양한 하중조건과 연결보 조건이 고려되었으며, 시험결과 수평하중에 의한 연결형 말뚝기초의 발생변위가 철탑에 작용하는 수평하중의 각도에 따라 달라지는 것으로 나타났다. 연결형 기초의 침하는 연결보의 강성이 증가할수록 감소하였으며, 수평지지력은 수평하중이 재하되는 철탑의 높이가 낮을수록 증가하였고, 파괴시점에서의 하중의 크기는 대부분의 경우 하중재하방향에 상관없이 유사한 것으로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제31권2C호
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• pp.75-82
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• 2011

최근 콘크리트 블록을 전면판으로 주로 사용하고 있는 기존의 블록식 보강토 옹벽과는 달리 경량의 강재를 지주로 이용하여 전면판의 자중을 감소시켜 안정성을 높이고 시공이 쉬운 보강토 공법이 개발되었다. 이 연구에서는 새로 개발된 보강토 옹벽의 안정성을 확인하기 위해 실제 크기의 현장시험을 수행하여 전면판에 발생하는 수평변위, 수평토압, 그리고 옹벽의 침하량 등을 계측기를 이용하여 측정하였다. 또한, 3차원 수치해석을 수행하여 현장시험결과와 수치해석결과를 비교 분석하였다. 현장계측결과 전면판 최대수평변위는 46mm(0.009H), 최대침하량은 21.5mm로 나타나 FHWA 기준을 만족하는 것으로 나타났다. 또한 현장계측결과를 수치해석결과와 비교 분석한 결과 새로운 보강토 공법은 충분한 안정성을 확보하는 것으로 나타났다.