• 제목/요약/키워드: Settlement Structures

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The difference in the slope supported system when excavating twin tunnels: Model test and numerical simulation

  • Liu, Xinrong;Suliman, Lojain;Zhou, Xiaohan;Zhang, Jilu;Xu, Bin;Xiong, Fei;Elmageed, Ahmed Abd
    • Geomechanics and Engineering
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    • 제31권1호
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    • pp.15-30
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    • 2022
  • Slope stability during the excavation of twin road tunnels is considered crucial in terms of safety. In this research, physical model testing and numerical analysis were used to investigate the characteristics of the settlement (uz) and vertical stresses (σz) along the two tunnel sections. First, two model tests for a (fill-rock) slope were conducted to study the settlement and stresses in presence and absence of slope support (plate support system). The law and value of the result were then validated by using a numerical model (FEM) based on the physical model. In addition, a finite element model with a slope supported by piles (equivalent to the plate) was used for comparison purposes. In the physical model, several rows of plates have been added to demonstrate the capacity of these plates to sustain the slope by comparing excavating twin tunnels in supported and unsupported slope, the results show that this support was effective in the upper part of the slope, while in the middle and lower part the support was limited. Additionally, the plates appear to induce less settlement in several areas of the slope with differing settlement and stress distribution as compared to piles. Furthermore, as a results of the previous mentioned investigation, there are many factors influence the stress and settlement distribution, such as the slope's cover depth, movement during excavation, buried structures such as the tunnel lining, plates or piles, and the interaction between all of these components.

대규모 보강토옹벽 구조물에서의 기초지반 지지력특성 평가 (Assesment on the Characteristics of Foundation Bearing Capacity in Reinforced Soil Wall Structure of Large Scale)

  • 한중근;유승경;조삼덕;이광우;홍기권
    • 한국지반신소재학회논문집
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    • 제5권1호
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    • pp.9-14
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    • 2006
  • 국내에서는 여러 가지 형상 및 친환경적인 보강토옹벽 구조물의 시공은 최근 많이 확대되고 있다. 전체구조물의 안정과 더불어 블록에 발생되는 균열은 대부분 원인으로 기초의 침하에 의한 경우가 많다. 본 연구에서는 기초지반의 부등침하와 관련하여 기초지지력의 설계시 평가법 및 시공시 평가법에 대하여 고찰하였다. 현장에서 실시되고 있는 실제 시공사례를 이용하여 보강토옹벽의 안정을 기초지지력을 만족하지 못하는 경우에 대한 대책방안을 제시하고 그 방안의 활용성을 제시하였다. 보강토옹벽의 기초부분은 전체사면의 잠재적 활동면의 범주내에 있게 되므로 기초지지력을 담당하는 지반은 지반의 활동저항력에 영향을 받게 된다. 따라서, 기초지지력을 부담하는 기초지반은 지지력에 대한 안정을 만족할 뿐 만 아니라 전체사면활동에 저항하는 억지능력에 대하여도 고려되어야 한다.

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1-G 진동대 실험을 이용한 시트파일 보강재의 액상화 및 피해 방지 효과 (Liquefaction Prevention and Damage Reduction Effect of Reinforcement by Sheet Pile Using 1-G Shaking Table Test)

  • 심성훈;윤종찬;손수원;김진만
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제24권5호
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    • pp.211-217
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    • 2020
  • Earthquake preparedness has become more important with recent increase in the number of earthquakes in Korea, but many existing structures are not prepared for earthquakes. There are various types of liquefaction prevention method that can be applied, such as compaction, replacement, dewatering, and inhibition of shear strain. However, most of the liquefaction prevention methods are applied before construction, and it is important to find optimal methods that can be applied to existing structures and that have few effects on the environment, such as noise, vibration, and changes in underground water level. The purpose of this study is to estimate the correlation between the displacement of a structure and variations of pore water pressure on the ground in accordance with the depth of the sheet file when liquidation occurs. To achieve this, a shaking table test was performed for Joo-Mun-Jin standard sand and an earth pressure, accelerometer, pore water pressure transducer, and LVDT were installed in both the non-liquefiable layer and the liquefiable layer to measure the subsidence and excess pore water pressure in accordance with the time of each embedded depth. Then the results were analyzed. A comparison of the pore water pressure in accordance with Hsp/Hsl was shown to prevent lateral water flow at 1, 0.85 and confirmed that the pore water pressure increased. In addition, the relationship between Hsp/Hsl and subsidence was expressed as a trend line to calculate the expected settlement rate formula for the embedded depth ratio.

연약지반에 시공된 Piled Raft 기초의 3차원 거동 분석 (Three Dimensional Numerical Analysis of Piled Raft on Soft Clay)

  • 이진형;정상섬
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제23권5호
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    • pp.63-75
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    • 2007
  • Piled raft 기초는 연약지반상에서 과도한 침하와 raft 및 말뚝의 지지력 산정 문제 등으로 적합한 기초는 아닌 것으로 알려져 왔으나 최근 국내외에서 연약지반내 구조물 시공이 증대되면서 연약지반상 piled raft 기초에 대한 관심이 커지고 있다. 이에 본 연구에서는 연약지반에 시공된 piled raft기초의 거동을 분석하였으며 이를 위해 ABAQUS를 이용한 3차원 유한요소 해석을 실시하였다. 해석 시 하중은 등분포하중과 집중하중을 각각 적용하였으며 동일한 조건의 군말뚝과 piled raft 기초 및 다양한 말뚝 배치를 갖는 piled raft 기초를 대상으로 수행하였다. 본 연구결과, 하중형태, 다양한 말뚝 배치 및 근입 깊이에 대한 각각의 침하 및 하중분담특성을 비교, 분석하였으며 이를 통해 연약지반상의 piled raft 기초의 특성을 파악하였다.

유사과압밀 준설매립지반의 장기압밀침하 (Long-term Settlement of the Reclaimed Quasi-overconsolidated Clay Deposits)

  • 이진수;이충호;채영수;백원진;송병관;김주현
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제24권7호
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    • pp.43-50
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    • 2008
  • 준설매립지반에서의 압밀침하는 종종 구조물에 큰 피해를 끼친다. 최근 국내에서는 대규모 프로젝트들이 대심도 연약지반 상에 계획 또는 진행 중에 있다. 따라서, 장기압밀침하에 대한 평가는 설계와 시공에 있어서 매우 중요한 사항이라고 할 수 있으므로, 본 연구에서는, 준설매립지반의 장기압밀특성에 대한 연구를 수행하였다. 첫 번째로, 광양 인근 지역의 준설매립지반에 대한 $C_{\alpha}/C_c$의 관계를, 두 번째로, 유사과압밀지반의 장기압밀특성에 대해 평가하였다.

현장계측에 의한 터널주변지반의 변위연구 (Field Measurements of Ground Movements Around Tunnel)

  • 홍성완;배규진
    • 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.

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모형실험을 통한 굴착시 인접 구조물의 침하량 평가 (A Model Test on the Settlements of Adjacent Structures by Excavation)

  • 석정우;최광철;김운영;김명모
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제15권2호
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    • pp.17-27
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    • 1999
  • 도심지에서의 대규모. 대심도 굴착공사가 빈번해짐에 따라서 굴착이 배면지반은 물론, 인접 구조물에 미치는 영향을 정확히 평가하는 것이 중요한 문제로 대두되고 있다. 그러나 일상적으로 굴착의 영향을 평가할 때 구조물의 존재 유무에 관계없이 주위 지반 침하량을 산정하고 있는데 이는 옳지 않다고 판단된다. 본 연구에서는 굴착시 구조물이 토류벽체에 인접하여 놓여있는 경우에 각기 다른 지보강성과 벽면마찰각을 갖는 다양한 조건하에서 굴착으로 인한 주위 지반 및 구조물의 거동을 평가하기 위하여 구조물의 평면 및 단면상에서의 위치를 변화시켜가면서 모형실험을 실시하였다. 그 결과로부터 인접 구조물이 지표면에 위치할 경우에 이격거리가 굴착깊이의 0.3배 이내이면 구조물이 없을 때와 비교하여 최대 181%의 추가 침하가 발생하며, 1.0배 이상 떨어지면 구조물에 의한 추가적인 영향은 없다는 결론을 얻었다. 그리고 구조물 기초의 근입깊이가 깊어질수록 추가로 영향받는 영역이 줄어들고 기초의 근입깊이가 굴착깊이의 0.75배 이상이면 추가 침하는 거의 발생하지 않았다.

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남해안 해성점토의 $C_a/C_c$ ($C_a/C_c$ for Marine Clay at Southern Part of Korea)

  • 김규선;임형덕;이우진
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 1999년도 봄 학술발표회 논문집
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    • pp.373-380
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    • 1999
  • Consolidation settlements of soft clay are often large and potentially damaging to the structures. Currently, large-scale construction projects for airport and harbor etc. are in progress in Korea and many of these structures will be constructed on thick and soft clay layers. For this kind of ground condition, evaluation of consolidation settlement is required at every design and construction stages, and the magnitude of secondary compression appears to be larger than expected. Generally, the magnitude of secondary compression is evaluated by laboratory and in-situ consolidation tests or by empirical $C_{a/}$ $C_{c}$, relationship. The use of empirical value $C_{a/}$ $C_{c}$ may be economical, fast and powerful tool in estimating secondary consolidation settlement. However, the databases of the $C_{a/}$ $C_{c}$, for typical soft clays in Korea are insufficient. The purpose of this study is to investigate the relationship of $C_{a/}$ $C_{c}$ on marine clay near the southern sea in Korea. A series of incremental loading consolidation tests with measurement of pore water pressure were performed. It was found that the $C_{a/}$ $C_{c}$ of undisturbed marine clay is 0.0397. This value is similar to that proposed by Mesri and Castro(1987) on inorganic clay and silt. and silt. and silt.

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실내압밀시험에 의한 남해안지역 연약점토의 $C_a/C_c$ 평가 ($C_a/C_c$ for Soft Clay at the Southern Port of Korea by Laboratory Consolidation Tests)

  • 김규선;임형덕;이우진
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 1999년도 연약지반처리위원회 학술세미나
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    • pp.70-77
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    • 1999
  • Consolidation settlements on soft clay are often large and potentially damaging to structures. Currently, large-scale projects are in progress in Korea. These structures will be constructed on both thick and soft clay layers, and so the accurate evaluation of magnitude of settlement is required at every step in design and construction. Especially, secondary compression play an important role in consolidation settlements on soft clay. Generally, the magnitudes of secondary compression are evaluated by laboratory and in-situ consolidation tests or by empirical $C_{a/}$ $C_{c}$ relationships. The empirical $C_{a/}$ $C_{c}$ may not be only economical, but a fast and powerful tool in estimating secondary consolidation settlement. However, databases of the $C_{a/}$ $C_{c}$ relationship for sites in Korea are currently insufficient. The purpose of this study is to investigate the relationship of $C_{a/}$ $C_{c}$, on marine clay near the southern sea in Korea. In this study a series of incremental loading consolidation tests (measuring base pore water pressure) are performed. It was found that the $C_{a/}$ $C_{c}$ on undisturbed marine clay equaled 0.0397. This value is similar to the value proposed by Mesri and Castro(1987) for inorganic clay and silt. and silt. and silt.

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Occurrence mechanism of recent large earthquake ground motions at nuclear power plant sites in Japan under soil-structure interaction

  • Kamagata, Shuichi;Takeqaki, Izuru
    • Earthquakes and Structures
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    • 제4권5호
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    • pp.557-585
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    • 2013
  • The recent huge earthquake ground motion records in Japan result in the reconsideration of seismic design forces for nuclear power stations from the view point of seismological research. In addition, the seismic design force should be defined also from the view point of structural engineering. In this paper it is shown that one of the occurrence mechanisms of such large acceleration in recent seismic records (recorded in or near massive structures and not free-field ground motions) is due to the interaction between a massive building and its surrounding soil which induces amplification of local mode in the surface soil. Furthermore on-site investigation after earthquakes in the nuclear power stations reveals some damages of soil around the building (cracks, settlement and sand boiling). The influence of plastic behavior of soil is investigated in the context of interaction between the structure and the surrounding soil. Moreover the amplification property of the surface soil is investigated from the seismic records of the Suruga-gulf earthquake in 2009 and the 2011 off the Pacific coast of Tohoku earthquake in 2011. Two methods are introduced for the analysis of the non-stationary process of ground motions. It is shown that the non-stationary Fourier spectra can detect the temporal change of frequency contents of ground motions and the displacement profile integrated from its acceleration profile is useful to evaluate the seismic behavior of the building and the surrounding soil.