• 제목/요약/키워드: Subgrade Soil

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다층지반에 근입된 흙막이 벽의 역해석에 관한 연구 (Back Analysis of the Earth Wall in Multi-layered Subgrade)

  • 이승훈;김종민;김수일;장범수
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제18권1호
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    • pp.71-78
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    • 2002
  • 본 연구에서는 다층지반에 근입된 흙막이 벽의 단계별 계측변위로부터 각 층의 지반물성을 추정하고 이로부터 차기단계의 거동을 예측하기 위한 역해석 기법을 제안하였다. 지반이 다수의 층으로 구성되어 있을 경우 찾아야 할 대상변수가 많아지게 되며, 대상변수가 많아질수록 역해석에 상당한 무리가 따르게 된다. 이러한 층별 지반물성을 효율적으로 추정하기 위하여 최하단층부터 순차적으로 대상변수들을 찾아가는 방법을 이용하였다. 역해석은 상당량의 반복계산이 필요하기 때문에 정해석 방법으로는 해석시간이 짧고 시공단계 별 해석이 가능한 탄소성보법을 사용하였다. 역해석 대상변수는 탄소성 하중-변위 곡선의 구성요소인 지반반력계수와 수평토압계수들을 취하였으며, 목적함수는 이상변위에 의한 오차를 최소화시키기 위하여 단계별 계측변위 증분과 해석변위 증분의 차이로 구성하였다. 목적함수를 최소화 시키는 대상변수들을 찾기 위한 최적화 수법으로는 제약순차선형계획 법을 이용하였다. 본 연구를 통하여 제안된 방법을 수치해석자료 및 현장계측자료를 이용하여 검증하였다.

모관흡수력 및 함수비에 따른 노상토의 동적변형특성 연구 (Dynamic Deformational Characteristics of Subgrade Soils with Variations of Capillary Pressure and Water Content)

  • 김동수;김민종;서원석
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제18권5호
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    • pp.109-122
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    • 2002
  • 지표부근의 지반의 경우, 함수비가 지반의 동적 물성치에 큰 영향을 주는 요소가 된다. 본 연구에서는 함수비의 변화 때문에 발생하는 최대전단탄성계수, 전단탄성계수 감소곡선, 감쇠비의 전반적인 변화를 공진주/비틂전단 시험을 통해 평가했다. 기존의 동적물성치에 대한 다짐함수비의 영향 연구와는 달리 일정한 다짐함수비로 성형된 시료에 대하여 모관흡수력(capillary pressure)을 조절하는 방법으로 함수비를 변화시키고 이때의 동적물성치의 변화를 평가하였다. 이를 위하여 기존의 공진주/비틀전단시험 시스템을 개량하여 함수비 변화뿐만 아니라 모관흡수력의 변화에 따른 동적물성치의 변화도 함께 평가할 수 있도록 하였다. 또한 실내에서 공진주/비틂전단 시험으로 결정된 함수비에 따른 전단탄성계수의 변화 양상을 동일현장(한국도로공사 시험도로)에서 수행된 크로스흘 시험결과와 비교하여 그 타당성을 검증하였으며, 현장으로의 확장 가능성을 확인하였다. 실내시험과 현장시험으로부터 구한 전단탄성계수는 합리적인 범위에서 일치하였으며, 함수비가 감소함에 따라 증가하는 경향을 나타내었다.

Nonlinear response of laterally loaded rigid piles in sand

  • Qin, Hongyu;Guo, Wei Dong
    • Geomechanics and Engineering
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    • 제7권6호
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    • pp.679-703
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    • 2014
  • This paper investigates nonlinear response of 51 laterally loaded rigid piles in sand. Measured response of each pile test was used to deduce input parameters of modulus of subgrade reaction and the gradient of the linear limiting force profile using elastic-plastic solutions. Normalised load - displacement and/or moment - rotation curves and in some cases bending moment and displacement distributions with depth are provided for all the pile tests, to show the effect of load eccentricity on the nonlinear pile response and pile capacity. The values of modulus of subgrade reaction and the gradient of the linear limiting force profile may be used in the design of laterally loaded rigid piles in sand.

Uncertainty effects of soil and structural properties on the buckling of flexible pipes shallowly buried in Winkler foundation

  • Khemis, Asma;Chaouche, Abdelmadjid Hacene;Athmani, Allaeddine;Tee, Kong Fah
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제59권4호
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    • pp.739-759
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    • 2016
  • The failure of civil engineering systems is a consequence of decision making under uncertain conditions. Generally, buried flexible pipes are designed for their transversal behavior to prevent from the important failure mode of buckling. However, the interaction effects between soil and pipe are neglected and the uncertainties in their properties are usually not considered in pipe design. In this regard, the present research paper evaluates the effects of these uncertainties on the uncertainty of the critical buckling hoop force of flexible pipes shallowly buried using the subgrade reaction theory (Winkler model) and First-Order Second-Moment (FOSM) method. The results show that the structural uncertainties of the studied pipes and those of the soil properties have a significant effect on the uncertainty of the critical buckling hoop force, and therefore taking into account these latter in the design of the shallowly flexible pipes for their buckling behavior is required.

동적 지반물성측정장치(SIH, Soil Impact Hammer)의 국내 적용성 평가 (Investigation of Domestic Application for Soil Impact Hammer(SIH))

  • 박재영;석정우;황대진;양구승
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 2002년도 가을 학술발표회 논문집
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    • pp.411-418
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    • 2002
  • In domestic road construction sites, the compaction control based on strength are widely performed through the direct method with high accuracy, such as Plate Loading Test or Field CBR test. It is impossible to manage all construction sites using the direct method because the direct method requires heavy reaction loads and long measurement time. Therefore, it is necessary to apply the indirect method that could control the relative density of construction sites on the whole. Indirect methods, such as Cone Penetration Test and Fall Cone Test, require extra time for data analyzing and fixed area for test device. In this paper, the field applicability of Soil Impact Hammer (SIH) was investigated comparing with the results of field measurement tests and laboratory compaction tests. SIH developed by Japan Construction Administration and Asanuma Ltd., is a kind of indirect methods for compaction checking. According to the results of SIH performed in domestic road construction site, the subgrade reaction modulus obtained from SIH are similar to that from Plate loading tests in the range of 10 to 40. In comparison with laboratory compaction test, similar compaction line are shown in the dry side of optimum moisture contents.

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계류식 돌핀구조물에 대한 지반-말뚝계의 비선형 지반반력 해석 (Nonlinear Subgrade Reaction Analysis of the Soil-Pile System for Mooring Dolphin Structures)

  • 오세붕;이진학;이상순;김동수;정태영
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제15권2호
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    • pp.3-16
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    • 1999
  • 현재 국내에서는 부유식 구조물을 이용하여 소각로 및 담수화 공장을 해상에 축조하는 BMP(Barge Mounted Plant) 시스템에 관한 연구를 수행중에 있다(한국기계연구원 1997). 본 논문에서는 이러한 BMP의 계류 돌핀(mooring dolphin) 구조물하부의 말뚝기초의 거동을 모델하는 기법에 관하여 다루었다. 지반-말뚝계의 축하중 및 횡하중에 대한 거동은 지반을 비선형 스프링으로 모델하고 말뚝을 일축부재 및 보로 모델하여 유한차분적으로 해를 구하는 비선형 지반반력해석을 수행한다. 이러한 말뚝두부에서의 하중-변위관계로부터 지반-말뚝계의 등가강성을 산정할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 거제도 주변 해역을 대상으로 지반조사를 수행하였고 이를 토대로 지반의 깊이에 따른 축방향 및 횡방향 하중전이 관계를 도출하였다. 그리고 돌핀하부의 말뚝에 대하여 축하중 및 횡하중에 대한 지반반력해석을 수행하였다. 이러한 해석과정을 통하여 대상지역에 적합한 말뚝의 관입깊이 및 단면을 합리적으로 산정할 수 있었다. 결국 말뚝두부에서의 하중-변위관계로부터 지반-말뚝계의 강성을 모델함으로써, 지반조건을 고려하여 돌핀구조물의 동적해석을 합리적으로 수행할 수 있었다. 해석결과 지반-말뚝계의 강성을 고려할 경우에는 강체로 고려한 경우에 비하여 변위 진폭이 상당히 크게 나타났다. 그리고 돌핀의 케이싱 상부의 모멘트가 더 크게 나타나고 해저지표 말뚝두부에 전달되는 모멘트는 더 작게 나타남을 알 수 있었다.

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지반의 전단파 속도를 고려한 동적 수평지반반력계수와 보정계수(α) 분석 (Analysis of Coefficient of Dynamic Horizontal Subgrade Reaction and Correlation Factor (α) Considering Shear Wave Velocity of Soil)

  • 김건우;임현성;송수민;정상섬
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제36권11호
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    • pp.7-20
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    • 2020
  • 본 연구에서는 말뚝기초를 대상으로 지반조건을 고려한 동적 수평지반반력계수를 제안하기 위하여 수치해석을 수행하였다. 3차원 유한차분 프로그램을 사용하여, 다양한 지반의 전단파 속도에 따라 동적수치해석을 수행하였다. 수치해석 결과로부터 동적 p-y 곡선을 도출하여 동적 수평지반반력계수를 계산하는 데 필요한 보정계수(α)를 산정하였다. 분석결과, 본 연구에서 산정된 보정계수(α)는 기존 도로교 설계기준(2015)에 제시된 획일적인 값(α=2)이 아니라 지반의 전단파 속도와 구속압에 매우 큰 영향을 받는 것을 알 수 있었으며 이를 고려한 함수식으로 제안하였다. 제안된 α의 적용성 분석을 위해 서로 다른 해석 기법(등가정적해석방법과 동적해석방법)에서의 적용성을 비교하였다. 그 결과, 제안된 보정계수(α)를 사용하는 방법은 기존 동적 수평지반반력계수를 사용하는 방법에 비해 지반-말뚝 시스템의 수평거동 특성을 비교적 적절하게 예측함을 알 수 있었다.

지오그리드로 보강한 고속철도 노반의 거동 특성 (Behavior of High-Speed Rail Roadbed Reinforced by Geogrid under Cyclic Loading)

  • 신은철;김두환
    • 한국철도학회논문집
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    • 제3권2호
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    • pp.84-91
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    • 2000
  • The general concept of reinforced roadbed in the high-speed railway is to cope with the soft ground for the bearing capacity and settlement of foundation soil. The cyclic plate load tests were performed to determine the behavior of reinforced ground with multiple layers of geogrid underlying by soft soil. With the test results, the bearing capacity ratio, elastic rebound ratio, subgrade modulus and the strain of geogrids under loading were investigated. Based on these plate load tests, laboratory model tests under cyclic loading were conducted to estimate the effect of geogrid reinforcement in particular for the high-speed rail roadbed. The permanent settlement and the behavior of earth pressure in reinforced roadbed subjected to a combination of static and dynamic loading are presented.

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노상 성토조건에 의한 다짐영향 (The Effects of Embankment Condition of Subgrade on Compaction.)

  • 노한성;김태수;최영철;백종은
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 2002년도 봄 학술발표회 논문집
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    • pp.357-364
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    • 2002
  • This paper describes the feasibility of compacting subgrade layer in thicker lifts than currently permitted as 20 cm. This project involved constructing and testing a full scale test section in highway. Soil stiffness in field was evaluated by a nondestructive testing method, called Geogage. Quality control tests and FE Analysis were also conducted. Typical dynamic compaction roller of 11ton weight is applied for full scale test and a Mohr-Coulomb model and Plane strain condition are used for FE Analysis. The results showed that compaction-induced stress and dissipated energy are mainly depend on depth of soil and it could be possible to increase thickness of a lift.

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지오그리드 매트리스기초에 관한 실험적 연구 (Experimental Study on Geogrid-Mattress Fundation)

  • 주재우
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 1994년도 가을 학술발표회 논문집
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    • pp.182-190
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    • 1994
  • Mattress foundations using geogrids are often used on soil foundations to increase the supporting capability of a mattress-soil foundation system, in which the mattress foundation trasmits a point load applied above to a wider area of the soil foundation underneath. To examine this load dispersion capability of the mattress foundation, model experiments were carried out on lab-floor. Expecially, the effect of the thickness of the mattress and the subgrade modulus of the soil foundation on load dispersion are considered. The load distribution and the tensile force generated on geogrid of the upper part of the mattress are examined in the paper.

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