• 제목/요약/키워드: Retaining Wall Structure

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모형시험과 수치해석을 이용한 조적식 석축옹벽의 거동 특성 (Behavior of Dry-stone Segmental Retaining Wall Using Physical Modeling and Numerical Simulation)

  • 김성수;목영진;정영훈
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제27권9호
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    • pp.25-36
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    • 2011
  • 조적식 석축옹벽의 거동 특성을 규명하기 위하여 실내 모형시험과 수치해석을 수행하였다. 실내 모형시험에서 옹벽 블록과 뒤채움재의 변위를 측정하기 위해 PIV 기법의 디지털 이미지 해석을 실시하였다. 유한요소 수치해석을 위해 상용프로그램인 ABAQUS를 사용하였다. 모형시험에서 관찰된 뒤채움재의 변위 발생 과정은 파괴면의 형성이 점진적임을 보여준다. 수치해석 결과에서 석축옹벽의 시공 과정에서 발생하는 전체적인 수평 토압 분포는 기존의 Rankine 이론과 큰 차이가 없지만, 뒤채움재의 내부 마찰각과 석축을 구성하는 석재 간의 마찰각이 작으면 토압의 분포가 불규칙해짐을 확인하였다.

흙막이 가시설 내진설계를 위한 등가정적해석의 유효성 분석 (Applicability of Pseudostatic Analysis for the Seismic Design of Temporary Retaining Structures in a Deep Excavation)

  • 유상화;김동찬;김종관;한진태
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제39권9호
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    • pp.35-50
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    • 2023
  • 본 논문은 흙막이 가시설의 내진설계 가이드라인을 작성하기 위한 기초 연구로서, 국내외에서 적용되고 있는 내진설계 기준과 등가정적해석을 위한 동적토압 산정 방법에 대해 문헌연구를 수행하였다. 그리고 2차원 유한차분해석 프로그램인 FLAC 2D를 이용하여 Semirigid pressure 방법, Wood 방법, Mononobe-Okabe 방법에 따라 등가정적해석을 수행하고, 벽체의 모멘트와 지보재 축력에 대한 해석 결과를 동해석 결과와 비교하여 등가정적해석의 적용성을 평가하였다. Semirigid 방법은 0.4%H 이하의 수평 변위가 발생하는 Stiff wall의 모멘트를 가장 합리적으로 예측하였다. 지보재의 축력은 구조물과 흙 사이의 동적인 상호작용을 고려할 수 없어 정확하게 예측하는 것이 어려웠으나, 안전측으로 보수적인 설계를 위한 예비검토에 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

Efficient gravitational search algorithm for optimum design of retaining walls

  • Khajehzadeh, Mohammad;Taha, Mohd Raihan;Eslami, Mahdiyeh
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제45권1호
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    • pp.111-127
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    • 2013
  • In this paper, a new version of gravitational search algorithm based on opposition-based learning (OBGSA) is introduced and applied for optimum design of reinforced concrete retaining walls. The new algorithm employs the opposition-based learning concept to generate initial population and updating agents' position during the optimization process. This algorithm is applied to minimize three objective functions include weight, cost and $CO_2$ emissions of retaining structure subjected to geotechnical and structural requirements. The optimization problem involves five geometric variables and three variables for reinforcement setups. The performance comparison of the new OBGSA and classical GSA algorithms on a suite of five well-known benchmark functions illustrate a faster convergence speed and better search ability of OBGSA for numerical optimization. In addition, the reliability and efficiency of the proposed algorithm for optimization of retaining structures are investigated by considering two design examples of retaining walls. The numerical experiments demonstrate that the new algorithm has high viability, accuracy and stability and significantly outperforms the original algorithm and some other methods in the literature.

다단식 보강토 옹벽 설계사례에 관한 고찰 (A Case Study on Design of Geosynthetic-Reinforced Segmental Retaining Walls)

  • 박시삼;조삼덕;박두희;장기수
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 2008년도 추계 학술발표회
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    • pp.168-175
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    • 2008
  • The method of reinforced earth walls has grown remarkably and the frequency of utilization has been increased on a national scale thereafter introduced in the middle 1980s in Korea. Furthermore the construction case of the extensive Geosynthetic-Reinforced Segmental Retaining Walls had been increased. Currently, the design criterion of FHWA and NCMA mainly used in Korea suggest determining the horizontal distance of the upper/lower retaining wall based on the study results of the internal stability and the external stability of Segmental Retaining Walls but in many cases are not suitable for the actual situation in Korea. Therefore, in this study reviewed the design criterion of Geosynthetic-Reinforced Segmental Retaining Walls, performed the internal and external stability in Paju, Gyeonggi-do based on the design criterion of FHWA and NCMA, suggested the modified design criterion of FHWA with analyzing the results, and performed the stability analysis for the internal and external stability and the compound failure. Moreover for the confirmation of the modified FHWA design standard, the suggestion and the analysis of the numerical analysis approaching method using shear strength reduction technique were performed and the design cases utilized the modified FHWA design standard based on the study analysis were introduced.

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FBG센서를 이용한 콘크리트옹벽 초기재령 특성 모니터링 연구 (Monitoring of Early-age Behavior of Concrete Retaining Wall by FBG Sensors)

  • 장일영;운영위;김영근
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2009년도 춘계 학술대회 제21권1호
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    • pp.89-90
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    • 2009
  • 이 논문에서는 실제 옹벽 건설현장에서 FBG온도센서와 변형률센서를 이용하여 타설초기의 수축률과 온도를 모니터링 하였다. 실험결과, FBG센서를 이용한 모니터링 기법은 극초기재령의 콘크리트를 모니터링 하기에 매우 실용적인 방법임이 입증되었다. 또한 이 연구에서 사용된 모니터링 기술은 매스콘크리트 구조물의 변형률과 온도 모니터링에 확장하여 적용할 수 있다.

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다중거동함수에 의한 T형 옹벽의 신뢰도 해석 (Reliability Analysis of Cantilever Retaining Wall Using Multiple Failure Modes)

  • 박춘수;송용선;김영필
    • 한국지반공학회지:지반
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    • 제4권2호
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    • pp.15-24
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    • 1988
  • 확정론적 방법으로 안정조건을 만족하는 T형옹벽을 대상으로 지지력, 활동, 전도의 단일파괴류 형에 대해 설계변수를 통계적 독립이고 정규분포로 가정하여 AFOSM 방법으로 신뢰도 해석을하였다. 이를 바탕으로 각 파양모드 사이의 상관성을 고려한 구조물 전체적인 신뢰도는 신뢰지수로 2.05 이었다. 그러므로, 확정론적 설계법에 의해 안전상태로 판단된다 할지라도 신뢰도개념으로는 일반적인 목표신뢰지수(Target reliability index) 3보다 훨씬 낮기 때문에 안정상태로 판단하기는 곤란하다.

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Effects of a Lift Height on the Thermal Cracking in Wall Structures

  • Kim, Sang-Chel
    • KCI Concrete Journal
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    • 제12권1호
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    • pp.47-56
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    • 2000
  • Once a structure fabricated with mass concrete is in a form of wall such as retaining wall, side walls of a concrete caisson and so on, cracks induced by hydration heat have been known to be governed by exterior restraints which are mainly related to the boundary conditions of the structure. However, it is thought that the degree of restraints can be alleviated considerably only if a lift height of concrete placement or a panel size of the wall is selected properly before construction. As a way of minimizing thermal cracking commonly observed in massive wall-typed structure, this study aimed at evaluating effects of geometrical configuration on the temperature rise and thermal stress through parametric study. Evaluation of the effect was also performed for cement types using anti-sulphate cement, blast furnace slag cement and cement blended with two mineral admixture and one ordinary Portland Cement. so called ternary blended cement. As a result of analytical study, it was found that a lift height of concrete placement is the most important factor in controlling thermal cracking in massive wall, and the increase of a lift height is not always positive to the crack occurrence as not expected.

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흙-구조물 접촉면을 고려한 친환경 옹벽 구조물의 지진시 거동 및 T형 후방지지물의 보강효과에 대한 동해석 분석연구 (Seismic Behaviour of Eco-BELT System and Seismic Effectiveness of T-shaped Deadman Considering Soil-Structure Interface Based on Dynamic Numerical Analysis)

  • 곽창원;박인준
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제37권8호
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    • pp.37-49
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    • 2021
  • 옹벽은 절, 성토부가 포함된 토지의 효율적 이용을 위하여 설치하는 대표적인 옹벽 구조물이다. 과거 국토개발 시기에는 시공성, 구조적 안정성 및 경제성에 치중하였다면, 최근에는 친환경적이고 내진 안정성을 갖춘 옹벽기술개발의 필요성이 증대되고 있는 실정이다. 본 연구에서는 자연석을 활용한 친환경적 옹벽 구조물(Eco-BELT)을 제시하고 지진 시 동적 거동특성을 2, 3차원 수치해석을 이용하여 분석하였다. 자연석과 배면 뒤채움 흙 사이에 형성되는 접촉면을 고려하여 수치해석에 적용하였으며 동적거동에 영향을 미치는 주요 변수로서 뒤채움재의 다짐도를 기준으로 다짐도 증가에 따른 동적거동을 분석하고 T형 후방지지물의 유무에 따른 내진성능 향상을 수치해석적으로 검토하였다. 그 결과 다짐도 증가 시 옹벽 수평변위가 최대 29.5% 감소하여 다짐도 증가에 따른 내진안정성 증대효과를 확인하고 T형 후방지지물 설치 시 최대 수평변위는 약 21.2~21.9%가 감소하는 것으로 산출되어 지진하중 재하 시 T형 후방지지물의 보강효과를 확인하였다.

Nonlinear Seismic Analysis of U-Shaped Cantilever Retaining Structures

  • Sadiq, Shamsher;Park, Duhee;Yoo, Jinkwon;Yoon, Jinam;Kim, Juhyung
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제18권11호
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    • pp.27-33
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    • 2017
  • Nonlinear dynamic analysis is performed to calculate the response of U-shaped cantilever retaining structure under seismic loading using the finite element (FE) analysis program OpenSees. A particular interest of the study is to evaluate whether the moment demand in the cantilever can be accurately predicted, because it is an important component in the seismic design. The numerical model is validated against a centrifuge test that was performed on cantilever walls with dry medium dense sand in backfill. Seismic analysis is performed using the pressure-dependent, multi-yield-surface, plasticity based soil constitutive model implemented in OpenSees. Normal springs are used to simulate the soil-structure interface. Comparison with centrifuge show that FE analysis provides good estimates of both the acceleration response and bending moment. The lateral earth pressure near the bottom of the wall is overestimated in the numerical model, but this does not contribute to a higher prediction of the moment.

층고절감형 거더를 이용한 영구 스트러트 공법 (Strut as a Permanent System using Composite Beams)

  • 홍원기;박선치;김진민;이호찬
    • KIEAE Journal
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    • 제8권1호
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    • pp.87-92
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    • 2008
  • Sheathing work used for excavation in a crowded downtown is generally a temporary strut method using H-piles and sheathing wall includes lagging, CIP, SCW or slurry wall. A temporary strut serving the support for sheathing wall acts to resist the earth pressure, but it shall be removed when installing the underground structure members. A traditional temporary strut might cause the stress imbalance of the sheathing wall when it is demolished, resulting in time extension and the risk of collapse. A traditional temporary strut method thus needs to be improved for schedule and cost reduction, risk mitigation and for preparation for potential civic complaint. A permanent strut method doesn't require installing and demolishing the temporary structure that will lead to reducing the time and cost and the structural risk during the demolition process. And given the girder, the part of the underground structure, serves the role of strut, it can secure the wider interval compared to the traditional method, which enables to secure the wider space for the convenience of excavation as well as enhance the constructability and efficient site management. The thesis was intended to study the composite girder designed to use the strut as permanent structure so as to reduce the excavation and floor height.