• Geomechanics and Engineering
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• 제16권3호
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• pp.321-329
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• 2018

Classic braced walls use struts and wales to minimize ground movements induced by deep excavation. However, the installation of struts and wales is a time-consuming process and confines the work space. To secure a work space around the retaining structure, an anchoring system works in conjunction with a braced wall. However, anchoring cannot perform well when the shear strength of soil is low. In such a case, innovative retaining systems are required in excavation. This study proposes an innovative earth-retaining wall that uses in situ soil confined in dual sheet piles as a structural component. A numerical study was conducted to evaluate the stability of the proposed structure in cohesionless dry soil and establish a design chart. The displacement and factor of safety of the structural member were monitored and evaluated. According to the results, an increase in the clearance distance increases the depth of safe excavation. For a conservative design to secure the stability of the earth-retaining structure in cohesionless dry soil, the clearance distance should exceed 2 m, and the embedded depth should exceed 40% of the wall height. The results suggest that the proposed method can be used for 14 m of excavation without any internal support structure. The design chart can be used for the preliminary design of an earth-retaining structure using in situ soil with dual steel sheet piles in cohesionless dry soil.

• 한국지반공학회논문집
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• 제32권2호
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• pp.53-62
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• 2016

흙의 다짐 특성에 영향을 주는 주요인자 중 하나인 온도는 지역과 계절에 따라 다양하게 변화하는 특성을 가진다. 최근 동토지방에서 많은 토목공사가 시행되고 있지만, 온도와 관련된 흙의 다짐기준 및 지침을 정량화할 수 있는 문헌은 미비한 실정이다. 따라서 본 연구는 온도에 따른 흙의 다짐특성을 시험을 통해 평가하고자 하였다. 시험을 위해 러시아 시베리아, 캐나다 앨버타 주 오일 샌드 지역 등에서 자주 쓰이는 성토재료인 모래의 온도별 다짐특성을 나타낼 수 있는 주문진 모래를 사용하였으며, 표준다짐시험을 흙의 다양한 온도조건($-10^{\circ}C$에서 $17^{\circ}C$)에서 수행하였다. 시험 결과 영상 온도에서는 다짐 시 벌킹 효과로 인해 흙 공시체의 부피 팽창이 발생하였으며, 그 범위는 0%~6%이였다. $0^{\circ}C$에서 $17^{\circ}C$까지 온도가 증가하면서 최대 부피(최소 건조단위중량)에 해당하는 함수비는 감소하였고, 최소 부피(최대 건조단위중량)에 해당하는 함수비는 온도가 증가함에 따라 약간 증가하였다. 영하 온도의 경우 함수비가 추가됨에 따라 건조단위중량은 지속적으로 감소하였다. 영하 온도에서는 벌킹이 발생하지 않았으며 물의 단위부피보다 얼음의 단위부피가 더 크기 때문에 흙 공시체의 부피가 증가하였다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제12권4호
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• pp.675-688
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• 2017

The anchor block is a specially designed concrete member intended to withstand pullout or thrust forces from backfill material of an internally stabilized anchored earth retaining wall by passive resistance of soil in front of the block. This study presents small-scale laboratory experimental works to investigate the pullout capacity of a concrete anchor block embedded in air dry sand and located at different distances from yielding boundary wall. The experimental setup consists of a large tank made of fiberglass sheets and steel framing system. A series of tests was carried out in the tank to investigate the load-displacement behavior of anchor block. Experimental results are then compared with the theoretical approaches suggested by different researchers and codes. The appropriate placement of an anchor block and the passive resistance coefficient, which is multiplied by the passive resistance in front of the anchor block to obtain the pullout capacity of the anchor, were also studied.

• 한국농공학회지
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• 제17권3호
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• pp.3815-3832
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• 1975

This study was made to investigate various engineering properties of earth materials resulting from their changes in density and moisture content. The results obtained in this study are summarized as follows: 1. The finner the grain size is, the bigger the Optimum Moisture Content(OMC) is, showing a linear relationship between percent passing of NO. 200 Sieve (n) and OMC(Wo) which can be represented by the equation Wo=0.186n+8.3 2. There is a linear relationship of inverse proportion between OMC and Maximum Dry Density (MDD) which can be represented by the equation ${\gamma}$d=2.167-0.026Wo 3. There is an exponential curve relationship between void ratio (es) and MDD whose equation can be expressed ${\gamma}$d=2.67e-0.4550.9), indicating that as MDD increases, void ratio decreases. 4. The coefficent of permeability increases in proportion to decrease of the MDD and this increase trend is more obvious in coarse material than in fine material, and more obvious in cohesionless soil than in cohesive soil. 5. Even in the same density, the coefficient of permeability is smaller in wet than in dry from the Optimum Moisture Content. 6. Showing that unconfined compressive strength increases in proportion to dry density increase, in unsaturated state the compacted in dry has bigger strength value than the compacted in wet. On the other hand, in saturated state, the compacted in dry has a trend to be smaller than the compacted in wet. 7. Even in the same density, unconfined compressive strength increases in proportion to cohesion, however, when in small density and in saturated state, this relationship are rejected. 8. In unsaturated state, cohesion force is bigger in dry than in wet from OMC. In saturated state, on the other hand, it is directly praportional to density. 9. Cohesion force decreases in proportion to compaction rate decrease. And this trend is more evident in coarse matorial than in fine material. 10. Internal friction angle of soil is not influenced evidently on the changes of moisture content and compaction rate in unsaturated state, On the other hand in saturated state it is influenced density. 11. Cohesion force is directly proportional to unconfined compressive strength(qu), indicating that it has approximately 35 percent of qu in unsaturated state and approximately 70 percent of qu in saturated state.

• 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.

• Geomechanics and Engineering
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• 제3권4호
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• pp.255-266
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• 2011

Knowledge of seismic earth pressure against rigid retaining wall is very important. Mononobe-Okabe method is commonly used, which considers pseudo-static approach. In this paper, the pseudo-dynamic method is used to compute the distribution of seismic earth pressure on a rigid cantilever retaining wall supporting dry cohesionless backfill. Planar rupture surface is considered in the analysis. Effect of various parameters like wall friction angle, soil friction angle, shear wave velocity, primary wave velocity, horizontal and vertical seismic accelerations on seismic earth pressure have been studied. Results are presented in terms of tabular and graphical non-dimensional form.

• 한국농공학회지
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• 제13권4호
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• pp.2456-2470
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• 1971

수수자원(水水資源) 개발(開發)을 위(爲)한 Earth Dam이나 도로(道路)와 같은 흙을 주(主)로하는 많은 구조물축조(構造物築造)에 있어서 그 구조물성질(構造物性質)에 따라서 흙의 종류(種類)가 결정(決定)되며 때로는 흙의 성질(性質)에 따라서 구조물(構造物)의 설계(設計)가 달라진다. 특(特)히 저수(貯水)를 목적(目的)으로 하는 제당축조(堤塘築造)에서 중심점토재료(中心粘土材料)의 선정(選定)은 완전(完全)한 구조물(構造物)을 위(爲)해서 또 공사비(工事費) 절감(節減)을 위(爲)해서 대단(大端)히 중요(重要)한 문제(問題)라 하겠다. 이를 위해서 여러종류(種類)의 흙이 사용(使用)되고 있고 이들 흙의 제반(諸般) 역학적(力學的) 성질(性質)이 이미 실시(實施)된 많은 시험결과(試驗結果)로서 실제(實際) 설계(設計)에, 또 구조물(構造物) 안전도(安全度) 검토(檢討)에 응용(應用)되고 있으나 이들 결과(結果)는 그 흙의 최적함수비(最適含水比) 최대밀도(最大密度)에 대(對)한 것으로 실제(實際) 시공과정(施工過程)에서 볼 때 최과함수상태하(最過含水狀態下)에서 시공(施工)하기는 어려운 것으로 이런 경우(境遇)에 흙의 역학적성질(力學的性質)에 대(對)한 자료(資料)가 없어 설계(設計) 및 안전도(安全度) 검토(檢討)에 지장(支障)이 많은바 이를 위해서 본(本) 시험(試驗)을 실시(實施)하였다. 1. 시험(試驗)에 사용(使用)한 시료(試料)는 실제(實際) 저수지(貯水池) 축제재료(築提材料)로서 사용(使用)하고 있는 재료(材料)를 현장(現場)에서 채취(採取)하였다. 2. 본(本) 시험(試驗)은 농업진흥공사(農業振興公社) 농공시험소(農工試驗所)에서 실시(實施)하였다. 3. 본(本) 시험(試驗) 결과(結果)로서 다음과 같은 점(點)을 실제업무(實際業務)에 응용(應用)할 수 있다. 가. 현장함수비(現場含水比)를 알므로서 공사재료(工事材料)로서의 적부판단(適否判斷)을 내릴수 있다. 나. 함수비(含水比)가 변화시(變化時) 다짐율(率)과 투수계수(透水係數)를 알 수 있으므로 실제설계(實際設計) 및 시공관리(施工管理)에 적용(適用)할수 있다. 다. 시공(施工)된 구조물(構造物)의 다짐율(率)을 알므로서 이에 적합(適合)한 안정도검토(安定度檢討)를 할수 있다. 라. 도로(道路)와 같은 높은 지내력(支耐力)을 요(要)하는 구조물(構造物)을 위(爲)해서는 최적함수비(最適含水比) 내지 건조상태(乾燥狀態)가 좋고 저수지(貯水池)와 같은 지수(止水)를 요(要)하는 구조물(構造物)에서는 최적함수비(最適含水比) 내지 습윤상태(濕潤狀態)로 시공(施工)함이 좋다. 그러나 고소성(高塑性) 흙에서는 지내력(支耐力) 및 지수(止水)를 위해서 공(共)히 후자(後者)의 경우(境遇)가 좋다. 이상(以上)의 연구결과(硏究結果)가 완벽(完璧)하다고는 할수 없으나 본(本) 실험(實驗) 결과(結果)로서 함수비(含水比) 변화(變化)에 대(對)한 제반(諸般) 역학적(力學的) 성질(性質)의 변화상태(變化狀態)를 구(求)하기에 최선(最善)을 하였으므로 이 분야(分野)의 연구자(硏究者)나 설계자(設計者) 또는 시공자(施工者)와 같은 실무자(實務者)에게 다소(多少)의 도움이 된다면 큰영광(榮光)으로 생각 하겠다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제31권2호
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• pp.223-235
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• 2022

Bearing capacity of shallow foundations is often determined for either dry or saturated soils. In some occasions, foundations may be subjected to external loading which is inclined and/or eccentric. In this study, the ultimate bearing capacity of shallow foundations resting on partially saturated coarse-grained cohesionless and fine-grained cohesive soils subjected to a wide range of combined vertical (V) - horizontal (H) - moment (M) loadings is rigorously evaluated using the well-established limit equilibrium method. The unified effective stress approach as well as the suction stress concept is effectively adopted so as to simulate the behaviour of the underlying unsaturated soil medium. In order to obtain the bearing capacity, four equilibrium equations are solved by adopting Coulomb failure mechanism and Bishop effective stress concept and also considering a linear variation of the induced matric suction beneath the foundation. The general failure loci of the shallow foundations resting on unsaturated soils at different hydraulic conditions are presented in V - H - M spaces. The results indicate that the matric suction has a marked influence on the bearing capacity of shallow foundations. In addition, the effect of induced suction on the ultimate bearing capacity of obliquely-loaded foundations is more pronounced than that of the eccentrically-loaded footings.

• Earthquakes and Structures
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• 제8권5호
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• pp.1147-1170
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• 2015

In this paper, the behavior of underground strutted retaining structure under seismic condition in non-liquefiable dry cohesionless soil is analyzed numerically. The numerical model is validated against the published results obtained from a study on embedded cantilever retaining wall under seismic condition. The validated model is used to investigate the difference between the static and seismic response of the structure in terms of four design parameters, e.g., support member or strut force, wall moment, lateral wall deflection and ground surface displacement. It is found that among the different design parameters, the one which is mostly affected by the earthquake force is wall deflection and the least affected is the strut force. To get the best possible results under seismic condition, the embedment depth of the wall and thickness of the wall can be chosen as around 100% and 6% of the depth of final excavation level, respectively. The stiffness of the strut may also be chosen as $5{\times}105kN/m/m$ to achieve best possible performance under seismic condition.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제15권5호
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• pp.57-65
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• 2014

경제적, 기술적인 이유에서 실내시험을 위한 in situ 상태 그대로의 현장 모래 시료를 채취하는 것은 매우 어렵다. 따라서 현장과 유사한 상태의 시료 조성을 위한 다양한 시료 재성형 방법이 제시되었으며, 연구 목적에 따라 적합하다고 판단되는 시료성형방법이 다양하게 적용되고 있다. 본 논문에서는 모래의 시료 재성형 시 널리 이용되고 있는 습윤다짐법, 건조낙사법, 그리고 건조퇴적법을 적용하여 동일한 상대밀도로 시료를 조성한 후, 일정한 구속압 조건에서 압밀배수전단 시험을 수행하였다. 또한 자체제작을 통해 시료의 상 하부 캡에 압전소자를 설치하여 압밀 종료 시점과 전단과정에서의 탄성파 속도를 측정함으로써 시료 재성형 방법 및 상대밀도에 따른 오타와 모래에서의 거동 특성 및 전단거동 시의 탄성파 속도의 변화 경향을 분석하였다. 분석 결과, 시료 조성방법에 따라 전단과정에서 모래의 거동에는 차이가 발생할 수 있는 것으로 나타났으며, 전단과정 시 전단파 속도는 체적 변화양상과 동일한 경향을 보이는 것으로 나타났다.