• 제목/요약/키워드: c-${\phi}$지반

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c-${\phi}$ 지반에서의 아칭현상을 고려한 원형수직터널 토압: I. 이론 (Earth pressures acting on vertical circular shafts considering arching effects in c-${\phi}$ soils: I. Theory)

  • 김도훈;이대수;김경렬;이용희;이인모
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제11권2호
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    • pp.117-129
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    • 2009
  • 원형수직터널에서 3차원적인 아칭효과를 고려한 토압산정을 위해 여러 연구가 수행되었고 실내시험 및 수치해석을 통해 이를 검증하였으나, 다층지반과 c-${\phi}$지반에서의 적용이 어려웠다. 본연구에서는 c-${\phi}$지반에서의 토압 산정을 위해 c-${\phi}$지반에서 적용 가능한 토압계수 산정식을 구하였으며, 기존 토압식을 수정 제안하였다. 점착력이 토압에 미치는 영향을 파악하기 위해 지반을 가정하여 각 경우별로 토압을 산정하여 비교하였으며, 다층지반에서 파괴면을 가정하는 방법으로 토압을 구하였다. 이 논문은 두 개의 연속된 논문(Companion paper)의 첫 번째로서 모델개발을 위한 이론전개를 다루고 있으며, 대형 모형실험에 의한 실증은 두 번째 논문에서 다룰 것이다.

c-$\phi$ 지반에서의 아칭현상을 고려한 원형수직터널 토압 : II. 실내 모형실험 (Earth pressures acting on vertical circular shafts considering arching effects in c-$\phi$ soils : II. Lab. Model Tests)

  • 김도훈;차민혁;이대수;김경렬;이인모
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제12권2호
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    • pp.129-144
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    • 2010
  • 원형수직터널에 작용하는 토압은 아칭효과로 인해 2차원 일반 흙막이벽에 작용하는 토압보다 작으므로 원형수직터널 설계 시 벽체에 작용하는 실질적인 토압의 예측이 필요하다. 본 논문은 두 개의 연속된 논문(Companion papers)의 두번째로서 원형수직터널 설계 시 건조한 사질토뿐만 아니라 c-$\phi$ 지반과 다층지반에서 적용 가능하도록 새롭게 제안된 토압식(김도훈 등, 2009)을 증명하기 위해 대형 모형실험을 수행하였다. 고안된 모형실험 장비는 단계별 굴착이 가능하도록 제작 벽체의 반경을 변화시켜가며 실험을 수행하였다. 또한 강사 방법으로 지반을 조성하기 전 건조한 시료에 물을 첨가하고 불포화사질토를 형성시켜 겉보기 점착력을 발현시킴으로써 c-$\phi$ 지반과 다층지반에서 실험을 진행하였다. 실험 결과로서, 단계별 굴착을 모사하였을 때, 아칭효과에 의해 굴착된 지반에서 굴착되지 않은 지반으로 하중이 전이가 일어나는 확인할 수 있었다. 또한, 동시에 굴착했을 때의 토압은 예측한 값에 비해 상당히 작게 나타났지만, 단계별로 굴착했을 때의 최종 토압은 동시 굴착 시의 토압에 비해 크게 나타나며 새롭게 제안된 토압식과 잘 일치하였고 c-$\phi$ 지반과 다층지반에서 수행한 실험의 결과도 겉보기 점착력의 효과로 인해 토압의 감소를 보이며 이론적인 값과 잘 일치하는 것으로 나타났다.

정규압밀점토의 비배수 전단강도에 대한 이방압밀효과 (Effects of an Anisotropic Consolidation on the Undrained Shear Strength of a Normally Consolidated Clay)

  • 강병희;윤호창
    • 한국지반공학회지:지반
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    • 제10권1호
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    • pp.63-70
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    • 1994
  • 수평지반내의 한 지점에 대한 원위치의 압밀상태는 $K_0$-이방압밀 되어있으며 토압계수 $K_0$값은 흙의 성질과 옹력이력에 따라 다르다. $K_0$-이방정규압밀점토지반의 원위치 비배수전단강도를 등방압밀시헙에 의해서 추정하기 위하여 4가지의 압밀응력비($K={\sigma}'_{3c}/{\sigma}'_{1c}$)로서 이방압밀시킨 비배수전단시험을 시행하여 ($S_u/{\sigma}'_{1c})_{CKU}=\alpha(S_u/{\sigma}'_{1c})_{CIU}$로 나타내는 강도비 $\alpha$와 압밀응력비 K의 관계를 나타내었다. 시험결과 강도비 $\alpha$는 압밀웅력비가 클수록 증가하고 내부마찰각$\Phi'$$\Phi'_{CKU}/\Phi'_{CIU}/$비도 압밀 응력비가 클수록 동시에 증가한다.

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암석의 파괴조건계수 평가 및 적용성에 관한 연구 (A Study on the Estimation and Application of Failure Coefficients of Rock)

  • 장명환;양형식
    • 한국지반공학회지:지반
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    • 제14권4호
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    • pp.103-116
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    • 1998
  • 순수전단강도를 추정하기 위해 150 세트의 삼축시험 결과를 분석하였다. 내부마찰각은 Hoek와 Brown의 파괴조건계수 m이 증가하는데 따라 비 선형적으로 증가하였으나 순수전단강도 비례계수 1c는 비선형적으로 감소하였다. 압축강도의 전단강도에 대한 비는 내부마찰각의 비에 역비례하였다. 전단강도는 m에 반비례하였으나 내부마찰각은 비례하였다. 또 단축강도는 c에 비례하였다. 회 귀분석의 해석에 있어서 전단강도가 m과 단축압축강도의 주요 영향요소로 나타났다. 전단강도의 비례계수는 RMR의 증가에 따라 비선행적으로 증가하였으나 내부마찰각은 선형적으로 감소하였다.

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지반의 함수비 조건에 따른 Mohr-Coulomb 강도 정수의 변화 (Effect of Varying Water Content on the Mohr-Coulomb Shear Strength Parameters for Soils)

  • 김범주;김기웅;이승호;황영철;박동순
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제9권1호
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    • pp.47-54
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    • 2008
  • 본 연구에서는 통상 토사비탈면 안정해석시 지반강도의 입력값으로 사용되는 Mohr-Coulomb 강도정수에 대하여 지반의 함수비 조건이 미치는 영향을 조사하였다. 이를 위하여 국내 절토사면에서 채취한 두 종류의 풍화토 시료와 댐 건설시 사용되는 코아재를 대상으로 함수비 조건을 달리하며 직접전단시험을 수행하였다. 다짐시험을 통해 결정한 4단계의 함수비 조건(건조측, 최적, 습윤측, 포화)에 대해서 각 시료들의 연직응력과 최대 전단응력간의 관계로부터 산정한 Mohr-Coulomb의 ${\phi}_{peak}$$c_{peak}$를 비교한 결과, 전체적으로 모든 시료에 대해서 함수비가 증가함에 따라 ${\phi}_{peak}$은 큰 변화가 없으나 $c_{peak}$은 점차적으로 감소하였으며, 개략적으로 각각의 변화 비율을 분석한 결과, 함수비 조건이 건조측에서 최적, 습윤, 포화의 순서로 진행되어 변함에 따라 ${\phi}_{peak}$값은 일정하되, $c_{peak}$값은 건조측 $c_{peak}$값을 기준으로 약 25%씩 감소하는 것으로 나타났다.

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$C-\phi$ 흙으로 뒤채움한 중력식 옹벽에 작용하는 정적토압 (Lateral Earth Pressure against Gravity Walls Backfilled by $C-\phi$ Soil)

  • 정성교;허대영;이만렬
    • 한국지반공학회지:지반
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    • 제12권4호
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    • pp.47-60
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    • 1996
  • 고전 토압이론 중에서 Coulomb 및 Rankine토압이론식을 실무에 주로 사용되고 있는데, 이 들에 의한 토압은 삼각형 분포로 간주하고 있다. 그러나 Terzaghi(1934), Tsagreli(1967), Fang & Ishibashi(1986) 등에 의한 실험결과에서 토압은 삼각형 분포가 아님이 밝혀졌다. 본 연구에서는 흙으로 뒤채움된 지표면이 경사지며, 강성옹벽의 뒷면이 경사진 일반적인 경우에 적용할 수 있는 토압이론식이 아취개념을 사용하여 새로이 제안되었다. 새로이 제안된 이론식에 의한 계산결과는 기존 이론들에 의한 것들과 비교되었으며, 이 이론식에 의하여 토압에 영향을 미치는 요소들을 분석하였다. 비교 및 분석결과를 보면, 전주동토압은 새로이 제안된 이론식에 의한 값이 기존이론에 의한 값들과 잘 일치하였다. 그러나 Rankine이론에 의한 전토압 은 비교된 기타 이론들에 의한 값과 상이하였다. 그리고 작용점 위치(h)는 삼각형 분포의 중심 위치인 0.33이 아니라 옹벽 뒷면의 경사각,뒤채움 지면의 경사각, 흙의 내부마찰각 및 부착력에 의하여 주로 지배되었다.

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ROWECELL시험에 의한 해성점토의 압밀계수에 대한 연구 (Study on the Coefficient of Consolidation of Marine Clay by Rowecell Consolidation Test)

  • 김종국;차영일;김혁기;김영웅
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 2003년도 봄 학술발표회 논문집
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    • pp.725-732
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    • 2003
  • It was achieved that Rowecell test for this undisturbed sample was picked by Block sampler($\phi$:250mm, L:500mm) and hydraulic piston sampler($\phi$:76mm, L:850mm) in the marine clay of YONGYUDO and YEONGJONGDO in this research. Ratio of coefficient of consolidation was analyzed through comparison with C$\_$h/ by CPTu and C$\_$v/ and C$\_$h/ by existent consolidation test. According to analysis, coefficient of consolidation of block sample is fairly greater than coefficient of consolidation of piston sample. And the bigger diameter of undisturbed sample, sample disturbance could know decreasing. Coefficient of consolidation by Rowecell test measured more greatly than coefficient of consolidation by existent consolidation test. Rowecell test could know decreasing consolidation rate because of smear effect by Mandrel injection. Also, C$\_$h/ by CPTu shows deviation by each analysis method, selection of suitable analysis method judged by important leading in the coefficient of consolidation.

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모래지반에서 팽창각에 따른 연속기초와 원형기초의 지지력계수 Nγ와 형상계수에 대한 수치해석 연구 (Numerical Studies on Bearing Capacity Factor Nγ and Shape Factor of Strip and Circular Footings on Sand According to Dilatancy Angle)

  • 김동준;윤준웅;지성현;최재형;이진선;김동수
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제30권1호
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    • pp.49-63
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    • 2014
  • 모래지반의 지표면에 위치한 거친 바닥면을 가진 강체 연속기초와 원형기초에 대하여 수치해석을 이용하여 팽창각 변화에 따른 지지력계수 $N_{\gamma}$와 형상계수를 구하였다. 양해법(explicit method)에 기반한 유한차분해석을 이용하여 지지력계수를 산정하기 위한 수치모델과 해석절차를 개발하고, Mohr-Coulomb 소성모델을 이용하여 다양한 내부마찰각(${\phi}$)과 팽창각(${\psi}$) 범위에 대하여 지지력계수를 도출하였다. 팽창각이 감소됨에 따라 지지력도 감소하는 것으로 나타났으며, 보편적인 지지력계수 제안식들이 가정하고 있는 관련흐름법칙(associated flow-rule)이 적용된 경우(${\psi}={\phi}$)를 기준으로 비관련흐름법칙(nonassociated flow-rule)이 적용된 경우(${\psi}$ < ${\phi}$)의 상대적인 지지력 비율을 산출하였고, 일반적인 모래에 대한 관계식을 제안하였다. 원형기초의 형상계수는 연속기초의 평면변형률 조건의 고려 여부에 따라 크게 변하였으며, 평면변형률 조건을 고려하여 내부마찰각을 증가시킨 경우가 기존의 실험 결과와 유사한 경향을 나타내었다. 형상계수 제안식들의 경향이 차이를 나타내는 원인에 대하여 고찰하고 설계시 적용 방안을 제시하였다.

사면 안정해석에 적용되는 지반강도정수($C, _{\Phi}$)와 사면경사 민감도 분석 (Sensitivity Analysis of Shear Strength Parameters($C, _{\Phi}$)and Slope Angel in Slope Stability Analysis)

  • 백용;배규진;권오일;장수호;구호본
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 2005년도 춘계 학술발표회 논문집
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    • pp.179-184
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    • 2005
  • Shear strength parameters obtained from filed survey are important factors in the analysis of slope stability. In this study, sensitivity analysis was performed to evaluate the effect of input parameters on the analysis of slope stability. The input parameters selected for sensitivity analysis were slope angle, cohesion, and friction angle. Monte-Carlo Simulation method was used for calculating input parameters and the factor of safety was computed by means of limit equilibrium method. A rock slope, which has failed in the field, was used for the sensitivity analysis in the analysis of slope stability. The result of analysis shows that the factor of safety of the rock slope was a little low. From partial correlation coefficient(PPC) of input parameters determined from the sensitivity analysis, slope stability was dependant on cohesion and slope angle. The effect of friction angle was lower than that of cohesion and slope angle on slope stability.

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