Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association
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v.24
no.2
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pp.217-230
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2022
The adequate control of TBM face pressure is of vital importance to maintain face stability by preventing face collapse and surface settlement. An EPB shield TBM excavates the ground by applying face pressure with the excavated soil in the pressure chamber. One of the challenges during the EPB shield TBM operation is the control of face pressure due to difficulty in managing the excavated soil. In this study, the face pressure of an EPB shield TBM was predicted using the geological and operational data acquired from a domestic TBM tunnel site. Four machine learning algorithms: KNN (K-Nearest Neighbors), SVM (Support Vector Machine), RF (Random Forest), and XGB (eXtreme Gradient Boosting) were applied to predict the face pressure. The model comparison results showed that the RF model yielded the lowest RMSE (Root Mean Square Error) value of 7.35 kPa. Therefore, the RF model was selected as the optimal machine learning algorithm. In addition, the feature importance of the RF model was analyzed to evaluate appropriately the influence of each feature on the face pressure. The water pressure indicated the highest influence, and the importance of the geological conditions was higher in general than that of the operation features in the considered site.
Park, Jae Hoon;Lee, Ho;Kim, Chang Yong;Park, Chi Myeon;Kim, Ji Eun
Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association
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v.23
no.6
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pp.559-575
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2021
Due to the increase in ground excavation work, the possibility of ground subsidence accidents is increasing. And it is very difficult to prevent these risk fundamentally through institutional reinforcement such as the special law for underground safety management. As for the various cases of urban ground excavation practice, the ground subsidence behavior characteristics which is predicted using various information before excavation showed a considerable difference that could not be ignored compared to the results real construction data. Changes in site conditions such as seasonal differences in design and construction period, changes in construction methods depending on the site conditions and long-term construction suspension due to various reasons could be considered as the main causes. As the countermeasures, the safety management system through various construction information is introduced, but there is still no suitable system which can predict the effect of excavation and risk assessment. In this study, a web-based system was developed in order to predict the degree of impact on the ground subsidence and surrounding structures in advance before ground excavation and evaluate the risk in the design and construction of urban ground excavation projects. A system was built using time series analysis technique that can predict the current and future behavior characteristics such as ground water level and settlement based on past field construction records with field monitoring data. It was presented as a geotechnical data visualization (GDV) technology for risk reduction and disaster management based on web-based system, Using this newly developed web-based assessment system, it is possible to predict ground excavation impact prediction and risk assessment.
This paper describes the results of bearing capacity using field loading test of pile, in order to extend the applicability of drilled shaft with mid-size, and the results were compared with the prediction results of design bearing capacity by empirical formular. The static load test result showed that the allowable bearing capacity of high pile strength was about 2.4 times higher than that of low pile strength. The dynamic load test result showed that the allowable bearing capacity of high pile strength was about 1.4 times~1.5 times higher than that of low pile strength. The comparison result of allowable bearing capacity between static and dynamic load test showed that the difference of allowable load ranged from 3% to 6% under the same settlement conditions. As a result of comparing the ultimate bearing capacity by load test and design bearing capacity, it was found that the FHWA proposed equation could be more reasonable than the other proposed equation in load sharing ratios of end bearing and skin friction.
Consolidation characteristics of reclamated ground with dredged soil and methods of evaluating them are investigated in this paper. For a dredged and reclamated ground with a very high water content, self-weight consolidation being progressed, its consolidation characteristics are difficult to find since it is almost impossible to have a undisturbed sample. In order to overcome such a problem, methods of laboratory tests with disturbed sample were studied to obtain consolidation parameters required to analyze consolidation settlement in practices, using the conventional infinitesimal consolidation theory, were evaluated by carrying out various laboratory tests with disturbed soils such as oedometer test, constant rate of deformation test, Rowe-cell tests with ring diameters of 60 mm, 100 mm and 150 mm and the centrifuge model tests with 40 g-levels. Constitutive relations of void ratio - effective vertical stress - permeability were evaluated by using the inverse technique implemented with the finite strain consolidation theory and results of centrifuge model tests. Design soil parameters related to consolidation such as compression index, swelling index, coefficient of volume change and vertical and horizontal consolidation coefficients were proposed properly by analyzing the various test results comprehensively.
The numerical analysis on PHC piles socketed into weathered rocks through sandy soil layers was conducted to propose the table solution or the chart solution to obtain the mobilization capacity. The mobilization capacity was determined at the settlement of 5% pile diameter and applied a safety factor of 3.0. In order to utilize the excellent compressive strength of the PHC pile effectively, it is recommended that the allowable bearing capacity of ground would be designed to be more than the long-term allowable compressive pile load. A procedure for determining an allowable pile capacity for PHC piles socketed into weathered rocks through sandy soil layers is given by the sum of the allowable skin friction of the sandy soil layer and the weathered rock layer and the allowable end bearing capacity of the weathered rock layer. The design efficiency of the PHC pile is about 85% at the reasonable design stage in the verification of the newly proposed method. Thus, long-term allowable compressive load (Pall) level of PHC piles can be utilized in the optimal design stage.
This study was performed to evaluation the consolidation behavior of agricultural reservoir in the very soft ground. The final settlement prediction methods by Terzaghi, Hyperbolic and Asaoka methods were used to compare with the degree of consolidation estimated by exess pore water pressure. The dissipated excess pore water pressure during embankment construction and peak excess pore water pressure on the completed embankment were suggested for the estimation of the degree of consolidation. It was concluded that the degree of consolidation estimated from dissipated excess pore water pressure was more reliable than that from the peak excess pore water pressure. The stability methods for agricultural reservoir was used to compare and analyze with various condition by limit equilibrium method.
Journal of the Institute of Convergence Signal Processing
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v.22
no.4
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pp.193-198
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2021
Recently, interests in the 4th industry have increased the level of demand for pest control by farmers in the field of rice farming, and the interests and use of agricultural pest control drones. Therefore, the diversification of agricultural control drones that spray high-concentration pesticides and the increase of agricultural exterminators due to the acquisition of national drone certifications are rapidly developing the agricultural sector in the drone industry. In addition, as detailed projects, an effective platform is required to construct large-scale big data due to pesticide management, exterminator management, precise spraying, pest control work volume classification, settlement, soil management, prediction and monitoring of damages by pests, etc. and to process the data. However, studies in South Korea and other countries on development of models and programs to integrate and process the big data such as data analysis algorithms, image analysis algorithms, growth management algorithms, AI algorithms, etc. are insufficient. This paper proposed an online drone pest control management information platform to meet the needs of managers and farmers in the agricultural field and to realize precise AI pest control based on the agricultural drone pest control processor using drones and presented foundation for development of a comprehensive management system through empirical experiments.
To study the evaluation standard and control limit of mortar filling layer void length, in this paper, the train sub-model was developed by MATLAB and the track-bridge sub-model considering the mortar filling layer void was established by ANSYS. The two sub-models were assembled into a train-track-bridge coupling dynamic model through the wheel-rail contact relationship, and the validity was corroborated by the coupling dynamic model with the literature model. Considering the randomness of fastening stiffness, mortar elastic modulus, length of mortar filling layer void, and pier settlement, the test points were designed by the Box-Behnken method based on Design-Expert software. The coupled dynamic model was calculated, and the support vector regression (SVR) nonlinear mapping model of the wheel-rail system was established. The learning, prediction, and verification were carried out. Finally, the reliable probability of the amplification coefficient distribution of the response index of the train and structure in different ranges was obtained based on the SVR nonlinear mapping model and Latin hypercube sampling method. The limit of the length of the mortar filling layer void was, thus, obtained. The results show that the SVR nonlinear mapping model developed in this paper has a high fitting accuracy of 0.993, and the computational efficiency is significantly improved by 99.86%. It can be used to calculate the dynamic response of the wheel-rail system. The length of the mortar filling layer void significantly affects the wheel-rail vertical force, wheel weight load reduction ratio, rail vertical displacement, and track plate vertical displacement. The dynamic response of the track structure has a more significant effect on the limit value of the length of the mortar filling layer void than the dynamic response of the vehicle, and the rail vertical displacement is the most obvious. At 250 km/h - 350 km/h train running speed, the limit values of grade I, II, and III of the lengths of the mortar filling layer void are 3.932 m, 4.337 m, and 4.766 m, respectively. The results can provide some reference for the long-term service performance reliability of the ballastless track-bridge system of HRS.
KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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v.26
no.1C
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pp.43-52
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2006
Despite several constitutive models have been proposed and applied, it is still difficult to choose a suitable model and to estimate adequate analysis parameters. Furthermore, a cyclic shear behavior under the volume change caused by the seepage is more complex. None of the constitutive model is available at present in the expression of the cyclic behavior of soil under an additional volume change condition by seepage. Therefore, a new geotechnical hybrid simulation system which can control the pore water immigration was developed. The system enables a quantitative evaluation of the residual deformation such as lateral spreading and settlement caused by the liquefaction. The seismic responses in a one-dimensional slightly inclined multilayered soil system are taken into consideration, and the soils are governed by both equation of motion and the continuity equation. Furthermore, the estimation and the selection of the soil parameter for the representation of the strong nonlinearity of the material are not required, because soil behaviors under the earthquake motions are directly introduced instead of a numerical soil constitutive model. This paper presents the concept and specifications of the system. By applying the system to an example problem, the permeability effect on the seismic response during cyclic shear is studied. The importance of the volume change characteristics of sandy soil during and after cyclic shear is shown in conclusion.
This study was performed in order to contemplate their correlations between physical and mechanical properties of the marine clays which were collected from main harbors in Korea. The results obtained are as follows: 1. Most of the soils in experimental districts consist of CH. CL. and ML. and they are considered to be still proceeding. 2. The equations of the relationship between compression index and liquid limit are as, follows: CH : $C_c=0.0137$ (LL-22.60) CL : $C_c=0.0123$ (LL-14.64) 3. The relationship between compression index and initial void ratio appears that the higher the plasticity, the easier the slope of the regression line. The equations are as follows : CH : $C_c=0.431$ ($e_o-0.504$) CH : $C_c=0.471$ ($e_o-0.235$) ML : $C_c=0.641$ ($e_o-0.393$) 4. The equations of the relationship between compression index and natural water content are as follows: CH : $C_c=0.0133$ ($W_n-28.27$) CL : $C_c=0.0225$ ($W_n-23.56$) ML : $C_c=0.0106$ ($W_n-16.42$) 5. The relationship between initial void ratio and natural water content, and compression index is highly positive correlation and the equations are as follows : CH : $C_c=0.301$ ($e_o+0.017W_n-1.05$) CL : $C_c=0.141$ ($e_o+0.0567W_n-1.054$) ML : $C_c=0.421$ ($e_o+0.0214W_n-1.121$) 6. The equations of the relationship between initial void ratio and liquid limit, and compression index are as follows : CH : $C_c=0.36$ ($e_o+0.08LL-0.819$) CL : $C_c=0.269$ ($e_o+0.026LL-0.929$) 7. The cohesion of marine clays is no concerned with the increment of depth. The equations of relationship between cohesion and unconfined compression strength are as follows. CH : qu=1.896C+0.0107 CL : qu=1.849C+0.04.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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