• Structural Engineering and Mechanics
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• 제56권4호
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• pp.507-534
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• 2015

The present work investigates the behavior of the embankment models resting on soft soil reinforced with ordinary and stone columns encased with geogrid. Model tests were performed with different spacing distances between stone columns and two lengths to diameter ratios (L/d) of the stone columns, in addition to different embankment heights. A total number of 42 model tests were carried out on a soil with undrianed shear strength $${\sim_\sim}10kPa$$. The models consist of stone columns embankment at s/d equal to 2.5, 3 and 4 with L/d ratio equal 5 and 8. Three embankment heights; 200 mm, 250 mm and 300 mm were tested for both tests of ordinary (OSC) and geogrid encased stone columns (ESC). Three earth pressure cells were used to measure directly the vertical effective stress on column at the top of the middle stone column under the center line of embankment and on the edge stone column for all models while the third cell was placed at the base of embankment between two columns to measure the vertical effective stress in soft soil directly. The performance of stone columns embankments relies upon the ability of the granular embankment material to arch over the 'gaps' between the stone columns spacing. The results showed that the ratio of the embankment height to the clear spacing between columns (h/s-d) is a key parameter. It is found that (h/s-d)<1.2 and 1.4 for OSC and ESC, respectively; (h is the embankment height, s is the spacing between columns and d is the diameter of stone columns), no effect of arching is pronounced, the settlement at the surface of the embankment is very large, and the stress acting on the subsoil is virtually unmodified from the nominal overburden stress. When $(h/s-d){\geq}2.2$ for OSC and ESC respectively, full arching will occur and minimum stress on subsoil between stone columns will act, so the range of critical embankment height will be 1.2 (h/sd) to 2.2 (h/s-d) for both OSC and ESC models.

• Geomechanics and Engineering
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• 제1권3호
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• pp.193-204
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• 2009

A 10.4-m high highway embankment retained behind mechanically stabilized earth (MSE) walls is under construction in the northeastern part of the Indian state of Bihar. The structure is constructed with compacted, micaceous, grey, silty sand, reinforced with polyester (PET) geogrids, and faced with reinforced cement concrete fascia panels. The connections between the fascia panels and the geogrids failed on several occasions during the monsoon seasons of 2007 and 2008 following episodes of heavy rainfall, when the embankment was still under construction. However, during these incidents the MSE embankment itself remained by and large stable and the collateral damages were minimal. The observational data during these incidents presented an opportunity to develop and calibrate a simple procedure for estimating rainfall induced pore water pressure development within MSE embankments constructed with backfill materials that do not allow unimpeded seepage. A simple analytical finite element model was developed for the purpose. The modeling results were found to agree with the observational and meteorological records from the site. These results also indicated that the threshold rainwater infiltration flux needed for the development of pore water pressure within an MSE embankment is a monotonically increasing function of the hydraulic conductivity of backfill. Specifically for the MSE embankment upon which this study is based, the analytical results indicated that the instabilities could have been avoided by having in place a chimney drain immediately behind the fascia panels.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제9권3호
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• pp.9-18
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• 2010

토목섬유보강 성토지지말뚝시스템에서의 하중전이 특성을 규명하기 위하여 일련의 모형실험을 실시하였다. 모형토조에 단독캡 말뚝을 설치하고, 토목섬유를 포설한 후 성토를 실시하였다. 연약지반 대체재료로서 스펀지고무를 사용하였다. 실험결과 성토지지말뚝시스템의 효율은 일정한 말뚝간격비에서는 성토고가 증가할수록 비선형적으로 증가하여 이후 일정한 값에 수렴하는 경향을 나타내었다. 또한 성토고가 일정한 조건에서는 말뚝간격비가 증가할수록 효율의 크기는 감소하였다. 토목섬유를 보강한 경우, 무보강시와 비교하여 말뚝으로 전이되는 하중이 증가하는 것으로 나타났다. 이는 토목섬유의 보강이 연약지반의 거동을 억지하는데 효과가 있음을 나타내는 것이다. 결국 토목섬유보강 성토지지말뚝시스템에서의 하중전이 특성은 말뚝캡 설치간격, 성토고, 지반의 강도정수 및 토목섬유 강성 등에 복합적으로 영향을 받음을 알 수 있다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권2C호
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• pp.133-141
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• 2008

토목섬유보강 성토지지말뚝시스템에서 지반아칭에 의한 하중전이 특성을 규명할 수 있는 이론해석법을 개발하였다. 이론해석 결과, 성토지지말뚝에 토목섬유가 복합시공되면, 말뚝의 효율이 증가하였으며, 효율의 증대효과는 지반아치가 완전히 발달하기 이전인 저성토 구간에서 특히 두드러지게 나타났다. 또한, 이론해석법에 의한 하중전이는 말뚝의 간격, 성토고, 지반정수 및 토목섬유에 크게 영향을 받고 있다. 즉, 말뚝의 간격이 증가하면 말뚝의 효율은 감소하며, 성토고, 성토지반의 내부마찰각 및 토목섬유의 강도가 증가하면 효율이 커지게 된다. 이와같은 해석결과는 본 제안식이 토목섬유보강 성토지지말뚝시스템에서의 지반아칭효과를 잘 설명해주는 합리적인 해석법임을 나타내고 있다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제32권12호
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• pp.79-91
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• 2016

토목섬유를 보강한 성토지지말뚝(GRPS) 공법은 연약지반 상부에 건설되는 성토구조물의 잔류침하를 억제하고, 공사기간을 단축할 수 있는 방법으로 그 적용성이 확대되고 있다. 이에, 세계 각국에서는 다양한 연구를 통해 설계방법을 제안해왔지만, 동적하중을 고려한 시스템의 거동은 확실하게 규명되지 않은 실정이다. 본 논문에서는 섬유보강 지지말뚝 성토체내의 동적하중 전이 특성을 분석하기 위하여 실물크기의 시스템을 조성한 후, 반복재하 실험을 수행하였다. 실험은 토목섬유를 설치하지 않은 무보강, 토목섬유를 1겹 설치한 보강, 2겹 설치한 보강을 조건으로 총 3가지 경우로 나누어 진행하였다. 말뚝과 토목섬유 상부에 각각 하중계를 설치하여 반복재하 횟수에 따른 수직하중을 측정한 결과, 토목섬유의 보강효과를 제외하고 아칭효과에 의해서만 전이되는 반복하중은 오히려 인장력이 큰 토목섬유로 보강할수록 감소하는 경향이 나타났다. 그러나 최종 말뚝으로 전달되는 반복하중의 크기는 토목섬유를 보강하지 않은 경우와 1겹, 2겹 보강한 경우에서 모두 비슷한 것으로 평가되었다. 이는 토목섬유의 보강이 말뚝으로 집중되는 하중을 증가시킨다는 기존의 연구와는 상반된 결과로, 이를 바탕으로 반복하중 전이 메커니즘의 상관관계를 분석하고자한다 또한, 반복하중 재하 초기 말뚝으로의 하중전달 효과가 감소하는 경향이 보였으며, 이는 반복하중에 의한 아칭효과 감소에서 기인한 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제28권5호
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• pp.27-39
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• 2012

본 논문에서는 보편적인 제방 보강공법 중 하나인 보축 공법이 적용된 실제 제방을 대상으로 하여, 원심모형시험을 수행하고 조건에 따른 제방의 침투 거동을 분석하였다. 동일한 단면 조건에서 투수성이 낮은 양질의 재료가 제내지를 보축한 경우와 제외지를 보축한 경우에 대한 원심모형시험을 수행하고 각 경우를 비교하여, 보축 방향에 따른 영향을 분석하였다. 또한, 대상 현장의 제방은 투수성이 낮은 세립토층에 축조되어 있었으며, 이에 대한 영향을 분석하였다. 제외지 보축의 경우, 시간이 흐름에 따라 제내지 보축의 경우에 비해 포화영역의 확산이 적고 느리게 나타났다. 제내지 보축된 경우, 상대적으로 빠르게 포화영역이 확대되었으나, 제내지 보축의 낮은 투수성으로 침투수가 많이 유출되지는 않았다. 낮은 투수성의 하부 기초지반은 포화영역이 확대되었으며, 또한 기초지반 아래에서 배수층에 작용하는 압력으로 인한 과잉간극수압에 의해 보다 빠르게 포화가 진행되었다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제10권4호
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• pp.1-10
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• 2011

측방유동의 발생이 가능한 해안연약지반에 성토를 시행하면 지표면의 하부에는 수평변위가 발생한다. 이러한 수평변위는 인접지반에 변형을 발생하여 인접 지하에 매설된 각종 기반시설에 영향을 미칠수 있다. 수평변위의 억지대책으로 성토지지말뚝과 억지말뚝을 적용하였고, 억지대책의 효과분석을 위해 무보강지반과 보강지반으로 구분하여 수치해석을 시행하였다. 수치해석 결과는 억지말뚝 보강시가 무보강시보다 1.9배의 효과가 있었다. 성토지지말뚝의 보강은 무보강시보다 2.6배의 효과가 있는 것으로 나타났다. 또한, 두 억지대책중 억지말뚝 보강보다 성토지지말뚝 보강이 1.3~1.6배의 효과가 있는 것으로 나타났다.

• 한국농공학회논문집
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• 제56권6호
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• pp.63-73
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• 2014

In this study, the large scale test was performed to investigate the behavior of failure on the embankment and spillway transitional zone by overtopping. The pore water pressure, earth pressure, settlement and failure behaviors according to several reinforcing method were compared and analyzed. The pore water pressure showed a small change in the spillway transition zone and core, indicating that the riprap and geotextile efficiently reinforced the embankment, but non-reinforcement showed a largely change in pore water pressure. The earth pressure by riprap and geotextile at upstream slope and bottom core increased rapidly with the infiltration of the pore water by overtopping. And the earth pressure at crest showed a smally change due to effect of the inclined core. A settlement by riprap showed a small change and the geotextile decreased a rapidly due to failure of crest. The width of failure by riprap at intermediate stage (50 min) showed a largely due to sliding of crest. But, the width and depth of the seepage erosion after the intermediate overtopping period (100 min) were very small due to the effect of riprap than geotextile and non-reinforcement which delayed failure. It has the effect that protect reservoir embankment from erosion in the central part. The pore water pressure at the spillway transition zone due to overtopping increased a rapidly in the case of non-reinforcement, but the reinforced methods by geotextile and riprap showed a smally change. Therefore, the reinforced method by riprap and geotextile was a very effective method to protect permanently and the emergency an embankment due to overtopping, respectively.

• 한국철도학회논문집
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• 제9권6호
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• pp.753-760
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• 2006

This paper presents the procedure and results of the numerical modelling that was carried out to investigate the stability of reinforced soil slopes under dynamic railway load. The two-dimensional explicit dynamic finite element method (ABACUS) was used to carry out the numerical analyses. To simulate the railway load, the top surface of the embankment was excited by the uniform distributed load whose frequency and magnitude was estimated by the measured railway acceleration during train passing. The embankment displacements and geogrid axial forces were analyzed to evaluate the stability of reinforced soil slopes under the dynamic train load.

• Geomechanics and Engineering
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• 제16권3호
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• pp.233-245
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• 2018

Interest to basal reinforced piled embankments is increasing recently due to their rapid construction and reliability. A comprehensive parametric study is conducted to determine effects of pile properties, reinforcement stiffness, embankment properties and soft soil properties into settlements, pressures and excess pore water pressure development and dissipations. Results which are obtained by using one-layer reinforcement during construction are compared with the results obtained by using two-layer reinforcement during construction. Finite element method is used during the parametric study. Second layer of reinforcement is placed in five different positions in order to reveal effects of reinforcement position into behaviour. Traffic load is also taken into consideration during the study. Differences between the results without presence of traffic loading and with presence of traffic loading is stated in this the study.