Since Berkhoff proposed the mild-slope equation in 1972, it has widely been used for calculation of shallow water wave transformation. Recently, it was extended to give an extended mild-slope equation, which includes the bottom slope squared term and bottom curvature term so as to be capable of modeling wave transformation on rapidly varying topography. These equations were derived by integrating the Laplace equation vertically. In the present study, we develop a finite element model to solve the Laplace equation directly while keeping the same computational efficiency as the mild-slope equation. This model assumes the vertical variation of wave potential as a cosine hyperbolic function as done in the derivation of the mild-slope equation, and the Galerkin method is used to discretize . The computational domain was discretized with proper finite elements, while the radiation condition at infinity was treated by introducing the concept of an infinite element. The upper boundary condition can be either free surface or a solid structure. The applicability of the developed model was verified through example analyses of two-dimensional wave reflection and transmission. .
본 연구는 보강사면에 상계이론를 적용하여 실제 한계상태에 가까운 신뢰성이 높은 해석방법을 개발하는데 목적이 있으며 상계해석의 유한요소공식화를 전개하는데 있어 거시적인 관점으로부터 비등방성이면서 균질한 재료에 대한 수치해석의 기본 개념은 얻을 수 있다. 보강토는 뒷채움한 성토와 보강재 경계면의 상호작용으로 보강토의 강도가 보강재의 재료적 특성에 의존하고 있기 때문에 흙의 역학적 특성과 보강토의 전체 거동은 보강재의 기하학적인 배열과 상대적인 면적에 의해서 조절할 수 있다. 따라서, 상계이론은 보강사면의 한계상태 거동을 효과적으로 산정할 수 있어 국부적으로 발생하는 소성파괴를 예측할 수 있다.
Analysis of slope stability failures, as one of the complex natural hazards, is one of the important research issues in the field of civil engineering. Present paper adopts and investigates four soft computing-based techniques for this problem: Patient Rule-Induction Method (PRIM), M5' algorithm, Group Method of data Handling (GMDH) and Multivariate Adaptive Regression Splines (MARS). A comprehensive database consisting of 168 case histories is used to calibrate and test the developed models. Six predictive variables including slope height, slope angle, bulk density, cohesion, angle of internal friction, and pore water pressure ratio were considered to generate new models. The results of test studies are used for feasibility, effectiveness and practicality comparison of techniques with each other, and with the other available well-known methods in the literature. Results show that all methods not only are feasible but also result in better performance than previously developed soft computing based predictive models and tools. It is shown that M5' and PRIM algorithms are the most effective and practical prediction models.
사면안정해석의 정확도는 흙의 강도특성과 사면의 기하학적 조건의 파악정도와 해석방법 본말 의 정확도에 지배된다. 그리고 대부분의 사면안정해절방법은 컴퓨터 프로그랙으로작성되어 있다. 국내에서 실용되고 있는 프로그램의 정확성을 비교한 것이다. 비교적 간단한 조건의 각 프로그램으로 얻은 안전률의 차리는 5% 이내이다. 요면에 관한 정확한 타보입수가 가능한 파괴사례 연구에서도 유사한 결과를 얻었다. 그러나 컴퓨터가 찾아낸 임계파괴면과 실제 파괴면은 약간 상리한 경우도 있었다. 이 때에도 두 활동면을 해석하여 구한 안전률 값은 대차 없이 거의 동일하였다. 결국 국내에서 사용되고 있는 사면안정해석 컴퓨터 프로그램은 그 실용성이 인정된다고 할 수 있다.
The failure of slope can cause remarkable damage to either human life or infrastructures. Stabilizing piles are widely utilized to reinforce slope as a slip-resistance structure. The workability of pile-stabilized slopes is affected by various parameters. In this study, the performance of earth slope reinforced with piles and the behavior of piles under static load, by shear reduction strength method using the finite difference software (FLAC3D) has been investigated. Parametric studies were conducted to investigate the role of pile length (L), different pile distances from each other (S/D), pile head conditions (free and fixed head condition), the effect of sand density (loose, medium, and high-density soil) on the pile behavior, and the performance of pile-stabilized slopes. The performance of the stabilized slopes was analyzed by evaluating the factor of safety, lateral displacement and bending moment of piles, and critical slip mechanism. The results depict that as L increased and S/D reduced, the performance of slopes stabilized with pile gets better by raising the soil density. The greater the amount of bending moment at the shallow depths of the pile in the fixed pile head indicates the effect of the inertial force due to the structure on the pile performance.
다양한 사면 안정 공법 중 식물의 생육을 기반으로 하는 녹생토 공법의 경우, 환경적인 측면에서는 유리하지만 급경사지나 암반 사면에 시공시 내구성 및 사면 안정성이 부족한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 시멘트 계 재료를 사용하여 부착강도를 확보하고 ECG를 첨가하여 식생환경을 개선한 녹생토를 개발하였으며, 내구성 및 사면 안정성 등을 평가하여 암반 식생 기반재로서의 사용 가능성을 검토하였다. 실험 결과, 개발 녹생토의 점착력 및 내부 마찰각은 현장 녹화토 보다 높게 측정되어 현장 시공성에 문제가 없을 것으로 판단된다. 토양 경도는 26 mm 수준으로 식물의 가장 좋은 생육조건인 18~23 mm를 약간 상회하였으며, 건조수축은 약 3%의 수축률을 나타내어 녹생토의 내구성에 큰 영향을 주지 않을 것으로 판단된다. 사면 부착력을 평가하기 위한 강우강도 모사 실험 결과 모든 사면에서 붕괴는 발생하지 않았으며, 사면이 급경사일수록 강우에 의한 손상은 감소하는 것으로 나타났다. 따라서 본 연구에서 개발된 녹생토는 내구성 및 사면 안정성이 우수하여 암반 사면에 적용이 가능할 것으로 판단된다.
최근, 갑작스런 집중호우로 인하여 자연 및 인공사면의 붕괴가 종종 발생하고 있다. 이를 예방하기 위한 여러 가지 보강공 법들이 개발되어 적용되고 있다. 그 중에서도 쏘일네일링 공법은 시공성과 경제성 등의 이유로 그 활용이 증대되고 있다. 쏘일네일링 공법은 다른 보강공법들과 함께 사용하는 경우도 있으며, 또한 강재와 시멘트그라우팅과의 일종의 복합 구조체로서 지반과 그라우팅사이의 마찰력을 활용하는 공법이다. 본 연구에서는 선단확장형 쏘일네일링 공법을 개발하였으며, 이는 네일 끝단에 앵커체가 부착되어 있다. 이 앵커체는 네일링 작업 중 네일 끝단에서 확개되면서 지반에 정착되게 된다. 본 연구에서는 네일링 시공 후 그라우팅을 하지 않은 상태와 그라우팅 후 양생이 된 경우 각각에 대해 현장인발저항시험을 실시하였다. 시험결과로부터 선단확장형 쏘일네일의 선단쐐기력을 분석하였으며, 거동특성을 종합적으로 고찰하였다.
Despite the eco-friendly route plan, road slopes were collapsed due to road construction, resulting in human and property damage. To solve this problem, the Ministry of Land, Transport and Maritime Affairs established guidelines in 2009 to conduct a test-bed for slope recording considering the conditions of the site and the ecological environment, and divided them into recording quality and economic evaluation. The following results were obtained by analyzing 183 construction methods of cut-soil sections at 60 sites from 2012 to 2018 for road slope afforestation research. Straw net+seedspray, vegetation media spray method 1T, 3T were used the most, and vegetation media spray method 3T(patent) was excellent in quality, and straw net+seedspray was excellent in economics. As a result of analyzing the market unit price and the construction unit price, vegetation media spray method submitted the construction unit price at up to 60% lower than the market unit price. As a result of the analysis of the key factors of the greening method evaluation, the economic assessment had the greatest influence on all evaluation items. Problems in the evaluation method of revegetation were first identified as problems in the allocation of points and secondly as problems in the evaluation criteria. As for the improvement of the economic assessment criteria, the method was proposed to evaluate the same method based on market unit price when the same method was constructed, and not to conduct an economic assessment if there was a difference in market unit price between methods, or to add weight to the scores. Based on the monitoring data of 60 road slopes, this study drew up problems and improvement measures. However, with regard to scoring, research on appropriate scoring is needed by examining the current status.
비탈면 안정해석 기법과 유지관리를 위한 계측자료 해석기법은 다양하게 제시되어 있지만 두 기법을 연계할 수 있는 방안은 제시되지 않았다. 본 연구에서는 진행성 파괴에 대한 비탈면 안정해석과 계측기반의 유지관리를 통합할 수 있는 해석기법을 제안하였다. 시간 열화에 의한 비탈면의 붕괴과정은 강도감소계수를 적용한 지반강도정수를 이용하여 정량화하고, 비탈면 붕괴 시 까지의 안전율과 파괴범위를 산정하였다. 변위는 누적 변위 곡선과 변위 속도 곡선, 변위 역속도 곡선으로 정량화하여 유지관리 기법과 연계하였다. 제안된 절차로 해석을 수행한 결과, 누적 변위 곡선을 이용한 비탈면의 파괴모델은 기존 연구와 동일하게 3차 다항모델로 산정되었다. 붕괴 시점 예측에 적용되는 변위 역속도의 취성재료에서는 1차 직선식, 연성재료에서는 3차 다항식으로 감소되어 Fukuzono(1985)의 제안식과 일치하였으며 붕괴사례와도 유사한 거동을 나타내었다.
This study was carried out to suggest the slope revegetation technology of biological engineering using the Ligustrum obtusifolium, which is one of the pioneer plant species. Ahead of the experimental construction, we evaluated the L. obtusifolium's value of biological engineering for the slope stabilization by testing the growth rate after the cuttings were buried for 8 weeks('98. 7. ~ '98. 9.). In this test, it was found that the L. obtusifolium, one of the species deep rooted with developed underground parts, is very effective for the slope stabilization and that the rooting powder(Hormex Powder) gave the better effects on root germination. In April of 1999, the experimental construction of biological engineering technology using recycled L. obtusifolium live cuttings(applied growth-stimulating compound) and green bags was conducted at sandy cut-slope in GLEN ROSS G.C.(Yongin). The slope was tolerant of soil erosion despite of heavy rainfall in the rainy season and many plant species invading for five months('99. 4. ~ '99. 9.). The vegetation research was performed through examining the frequency of each block using the transect method. 21 kinds of plant speices appeared in total area($25.5m^2$) and the dominant species are Digitaria sanguinalis, Setaria viridis, Cyperus amuricus, Persicaria blumei, Artemisia princeps var. orientalis. With regard to life forms, therophytes were shown with a dominant distribution of 66.7% of total species and neophytes relatively with a low distribution of 19.0%. Furthermore, it can be estimated that there is no ecological stabilization of this slope with the result of the ruderal species' occupation of 71.4%. It is too early to argue about ecological mechanical advantages and disadvantages of this technology, but, from the result of this study, it is expected that the slope revegetation technology of biological engineering using L. obtusifolium can be effectively applied to sandy slope(not rock or weathered rock slope) and that the early rapid stabilization and favorable succession could be done with the improvement of soil condition.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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