• Geomechanics and Engineering
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• 제31권1호
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• pp.87-97
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• 2022

The excessive settlement and deformation of disintegrated carbonaceous mudstone (DCM) embankments under dynamic loading have long been problems for engineers and technicians. In this work, the characteristics and mechanism of the plastic deformation of DCM under different degrees of compaction, water contents and confining pressures were studied by static triaxial, dynamic triaxial and scanning electron microscopy testing. The research results show that the axial stress increases with increasing confining pressure and degree of compaction and decreases with increasing water content when DCM failure. The axial strain at failure of the DCM decreases with increasing confining pressure and degree of compaction and increases with increasing water content. Under cyclic dynamic stress, the change in the axial stress level of the DCM can be divided into four stages: the stable stage, transition stage, safety reserve stage and unstable stage, respectively. The effects of compaction, water content and confining pressure on the critical axial stress level which means shakedown of the DCM are similar. However, an increase in confining pressure reduces the effects of compaction and water content on the critical axial stress level. The main deformation of DCM is fatigue cracking. Based on the allowable critical axial stress, a method for embankment deformation control was proposed. This method can determine the degree of compaction and fill range of the embankment fill material according to the equilibrium moisture content of the DCM embankment.

• 한국지반공학회논문집
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• 제36권5호
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• pp.5-16
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• 2020

본 연구의 목적은 필댐의 중요 계측항목인 침투수량계에 대해서 의사결정나무 분석을 통해 관리기준을 제시하는 것이다. 국내 댐의 침투수량의 경우는 강수시 하류사면 및 양안으로부터 강수의 직접적인 유입이 발생하여 침투수량이 급증하는 현상이 발생한다. 따라서 강수를 고려한 필댐의 관리기준이 필요한 설정이다. 본 연구에서는 국내 필댐 1개소에 대해 침투수량을 반응변수로 하고 강수량 및 저수위를 설명변수로 설정하여 의사결정나무 분석을 수행하였다. 그 결과 강수량 34.75mm/day 이하의 조건에서부터 저수위가 설명변수로서 작용하였고 저수위의 분기조건은 37.4m, 35.23m로 분석되었다. 강수량 34.75mm/day 이하의 조건에서 침투수량 자료의 98%가 분포하며, 해당 집단의 평균값은 13.25L/min~24.24L/min으로 나타났다. 침투수량에 대한 영향인자로서 강수량 및 저수위를 선택하는 경우 강수량의 영향이 지배적이었고 강수 및 저수위별 평균 침투수량의 관리기준이 제안되었다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제18권4호
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• pp.161-170
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• 2014

Newmark-type deformation analysis has rarely been done in Korea due to the popularity of simple pseudo-static limit equilibrium analysis and detailed time-history FE/FD dynamic analysis. However, the Korean seismic dam design code updated in 2011 prescribes Newmark-type deformation analysis as a major dynamic analysis method for the seismic evaluation of fill dams. In addition, a design PGA for dynamic analysis is significantly increased in the code. This paper aims to study the seismic evaluation of four existing large fill dams through advanced FEM/Newmark-type deformation analyses for the artificial earthquake time histories with the design PGA of 0.22g. Dynamic soil properties obtained from in-situ geo-physical surveys are applied as input parameters. For the FEM/Newmark analyses, sensitivity analyses are performed to study the effects of input PGA and $G_{max}$ of shell zone on the Newmark deformation. As a result, in terms of deformation, four fill dams are proved to be reasonably safe under the PGA of 0.22g with yield coefficients of 0.136 to 0.187, which are highly resistant for extreme events. Sensitivity analysis as a function of PGA shows that $PGA_{30cm}$ (a limiting PGA to cause the 30 cm of Newmark permanent displacement on the critical slip surface) is a good indicator for seismic safety check. CFRD shows a higher seismic resistance than ECRD. Another sensitivity analysis shows that $G_{max}$ per depth does not significantly affect the site response characteristics, however lower $G_{max}$ profile causes larger Newmark deformation. Through this study, it is proved that the amplification of ground motion within the sliding mass and the location of critical slip surface are the dominant factors governing permanent displacements.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권1C호
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• pp.21-31
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• 2009

기존의 연구에서 이미 경량성토재료로서 적용된 바 있는 저회(Bottom Ash), 폐타이어-흙 혼합토의 성능을 토대로 하여, 전통적인 성토재료인 흙 대신 저회를 활용하는 새로운 경량성토재료를 제안한 바 있다. 이어서 이 연구에서는 저회-폐타이어 혼합토의 경량성토재료로서의 적용성을 평가하기 위해 현장다짐시험과 실대형 성토 모형실험을 수행하여 기존의 성토재료인 풍화토만으로 조성된 성토구조물과 저회-폐타이어 혼합토로 조성한 성토구조물에 대한 침하, 토압, 지지력, 진동저감효과 등을 평가하였다. 그 결과 토압 및 진동은 저감되는 효과를 보였으며, 정동적 하중에 따른 침하거동은 두 재료(풍화토 단면, 저회-폐타이어 혼합재료)에서 유사하게 평가되었다.

• 한국산림과학회지
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• 제89권1호
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• pp.33-40
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• 2000

본 연구는 변성암지역의 임도를 대상으로 비선형모델인 퍼지이론을 이용하여 임도 성토사면 붕괴가능성을 평가하였다. 그 결과는 다음과 같다. 요인별 붕괴위험도는 총노폭이 4~5m, 종단물매 $2^{\circ}$ 이하, 성토사면길이 8m이상, 성토사면경사 $40^{\circ}$ 이상, 노선위치는 능선부, 토질은 풍화암, 산지경사 $40^{\circ}$ 이상, 사면방위는 북서사면, 사면종단변형은 철(凸)형사면에서 가장 크게 나타났으며, 붕괴요인의 중요도는 성토사면길이>성토사면경사>임도위치>토질>사면방위>사면종단면형 순으로 나타났다. 퍼지이론에 의한 임도 성토사면의 붕괴가능성은 퍼지적분값이 0.485이하에서 안정, 0.620이상은 붕괴가능성이 큰 것으로 평가되었으며, 판별적중률은 74.6%로 나타났다. 또한 요인의 수준을 6개로 축소하여 붕괴가능성을 평가한 결과, 퍼지적분값이 0.441이하는 안정, 0.583이상은 붕괴가능성이 큰 것으로 나타났고, 판별적중률은 78.0%로 다소 향상되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제36권4호
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• pp.31-39
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• 2020

지진 하중 하에서 필댐의 거동은 필댐 구성 재료의 전단파 속도(또는 전단 탄성계수) 분포에 많은 영향을 받는다. 일반적으로 필댐의 전단파 속도 분포는 전단파 속도 주상도를 통해 나타낼 수 있다. 이때 댐 구성 재료의 전단파 속도는 일반적으로 필댐 내부에서 공간에 따른 변동성을 가지며, 댐에서 허용되는 한정된 수의 실험에서는 이러한 재료 물성치 공간 변동성을 결정론적으로 규명할 수 없다. 따라서 실험에서 얻어진 전단파 속도 주상도는 불확실성을 가지게 되며, 재료 물성치의 불확실성은 해석결과에 불확실성을 야기하게 된다. 신뢰성 기반 해석은 이러한 재료 물성치 불확실성에 의한 해석결과의 영향을 평가 할 수 있다. 신뢰성 기반 해석에서는 변동계수를 통해 재료 물성치의 불확실성을 평가하고, 이러한 불확실성에 의한 영향을 해석에 반영할 수 있다. 본 연구에서는 국내 필댐 심벽부와 사력부 구성 재료의 전단파 속도 변동계수(COV, Coefficient Of Variation)를 결정하였다. 이를 위해 국내 필댐 심벽부와 사력부에서 표면파 시험을 통해 결정된 전단파 속도 주상도들에 대해 Hwang and Park(2013)에 의해 개발된 랜덤 전단파 속도 주상도 생성 기법을 적용하여 국내 필댐 심벽부와 사력부에 존재 가능한 전단파 속도 주상도 600개를 생성하고 이에 대한 통계처리를 통하여 필댐 심벽부와 사력부의 깊이별 전단파 속도 변동계수를 결정하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제25권8호
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• pp.95-106
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• 2009

본 연구에서는 암석과 흙이 혼합된 성토재료를 대상으로 다짐 시 함수조건 및 입도조건 등에 따라 Wetting이 성토제체의 장기압축침하에 미치는 영향을 중심으로 검토하였다. 그 결과 완전 침수를 모사한 경우 침하량이 상대적으로 매우 크게 나타났으며, 강우침투와 같이 반복적인 함수비의 증가 시에도 반복적인 침하가 관측되었다. 반면 습윤상태에서 다져진 시료나 세립분이 없는 재료의 경우에는 Wetting에 의한 침하량이 상대적으로 적게 발생되는 것을 확인할 수 있었다. 또한 동결 융해가 반복되는 경우 입자파쇄의 가속화로 압축침하가 지속적으로 발생되고 있는 것을 확인할 수 있었다. 결론적으로 이와 같은 재료에서의 장기적인 성토체 압축침하거동에는 크리프의 영향보다 함수비 증가나 반복적인 동결융해 조건이 더 큰 영향을 미치고 있는 것으로 나타났다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제11권5호
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• pp.625-638
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• 2016

This paper presents field study and numerical modeling results for a single-cell low-fill concrete box culvert under a flexible pavement subjected to traffic loading. The culvert in the field test was instrumented with displacement transducers to capture the deformations resulting from different combinations of static and traffic loads. A low-boy truck with a known axle configuration and loads was used to apply seven static load combinations and traffic loads at different speeds. Deflections under the culvert roof were measured during loading. Soil and pavement samples were obtained by drilling operation on the test site. The properties of the soil and pavement layers were determined in the laboratory. A 3-D numerical model of the culvert was developed using a finite difference program FLAC3D. Linear elastic models were used for the pavement layers and soil. The numerical results with the material properties determined in the laboratory were compared with the field test results. The observed deflections in the field test were generally smaller under moving loads than static loads. The maximum deflections measured during the static and traffic loads were 0.6 mm and 0.41 mm respectively. The deflections computed by the numerical method were in good agreement with those observed in the field test. The deflection profiles obtained from the field test and the numerical simulation suggest that the traffic load acted more like a concentrated load distributed over a limited area on the culvert. Elastic models for culverts, pavement layers, and surrounding soil are appropriate for numerical modeling of box culverts under loading for load rating purposes.

• Geomechanics and Engineering
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• 제17권2호
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• pp.207-214
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• 2019

Dams have a great importance on energy and irrigation. Dams must be evaluated statically and dynamically even after construction. For this purpose, Torul dam built between years 2000 and 2007 Harsit River in Gümüşhane province, Turkey, is selected as an application. The Torul dam has 137 m height and 322 GWh annual energy production capacity. Torul dam is a kind of concrete face rock fill dam (CFRD). In this study, static and pseudo seismic stability of Torul dam was investigated using finite element method. Torul dam model is constituted by numerical stress analysis named Phase2 which is based on finite element method. The dam was examined under 11 different water filling levels. Thirteenth stage of the numerical model is corresponding full reservoir condition which water filled up under crest line. Besides, pseudo static coefficients for dynamic condition applied to the dam in fourteenth stage of the model. Stability assessment of the Torul dam has been discussed according to the displacement throughout the dam body. For static and pseudo seismic cases, the displacements in the dam body have been compared. The total displacements of the dam according to its the empty state increase dramatically at the height of the water level of about 70 m and above. Compared to the pseudo-seismic analysis, the displacement of dam at the full reservoir condition is approximately two times as high as static analysis.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권5호
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• pp.1799-1804
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• 2010

연약지반 위에 설치된 교대나 옹벽과 같이 성토재하중을 받는 구조물은 연약지반의 과도한 변형 때문에 지반이 수평방향으로 이동하는 측방유동 현상이 발생할 수 있고 이로 인해 많은 피해가 발생할 수 있다. 이 연구에서는 원심모형시험을 이용하여 현장에서 교대 배면부 성토시 발생할 수 있는 교대 측방유동여부를 판단하였고, 교대측방유동에 대한 대책공법으로 압성토 공법을 적용하여 공법적용 후 지반과 교대 구조물에 대한 안정성 여부를 FEM(Finite Element Method)프로그램인 MIDAS/GTS를 이용하여 검토하였다. 원심모형시험 결과 현장에서 예측되는 교대의 수평변위는 허용치(15mm)를 초과하여 발생하였으며, 대책공법으로 압성토 공법 적용할 때 교대는 측방유동에 대해 안정하다는 사실을 수치해석을 통해 알 수 있었다.