• Title/Summary/Keyword: foundation settlement

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환경하중에 의한 교량 프리스트레스 접속슬래프의 컬링 거동 수치 해석적 분석 (Numerical Analysis of Curling Behavior of Prestressed Approach Slab Subjected to Environmental Loads)

  • 박희범;엄인섭;김성민;이석근
    • 한국도로학회논문집
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    • 제13권3호
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    • pp.7-14
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    • 2011
  • 본 연구는 프리스트레스 접속슬래브(PTAS: Post-Tensioned Approach Slab)가 환경하중을 받아 컬링할 때의 거동을 수치해석을 통해 적절히 분석하기 위하여 수행되었다. PTAS의 한쪽 단부가 교대에 힌지로 연결되는 부분을 해석 모형에 적합하게 포함시킬 수 있는 방법을 마련하였으며, 접속슬래브의 헌치 부분을 삭제한 단순 형상의 접속슬래브 모델의 사용성도 분석하였다. 개발한 모델을 이용하여 교대 뒤채움부 침하에 의한 접속슬래브의 컬링 응력 특성을 분석하였다. 연구 결과, PTAS의 단순화 힌지를 포함한 단순 형상 모델은 실제 형상 모델의 최대인장응력을 산출하기에 적합한 것을 알 수 있었다. 또한 컬업시에는 하부지반 침하가 없는 PTAS에서 최대인장응력이 도출되었으며, 컬다운 시에는 하부지반 침하가 진행된 PTAS에서 최대인장응력이 발생하므로 이러한 컬링 응력을 고려하여 설계를 수행하는 것이 적절할 것으로 분석되었다.

CPT 결과를 이용한 기초해석 및 설계 : 얕은 기초의 침하량 산정 (Foundation Analysis and Design Using CPT Results : Settlement Estimation of Shallow Foundation)

  • 이준환;박동규
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제20권8호
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    • pp.5-14
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    • 2004
  • 얕은기초의 설계에 있어 작용하중에 의한 침하량 산정은 기초의 지지력 산정과 함께 매우 중요한 고려사항이다. 상부구조물에 의한 설계하중이 지표면의 기초지반에 직접 작용하는 얕은기초의 경우, 기초지반의 거동은 일반적으로 완전 선형탕성도 아니며, 파괴에 도달한 소성상태도 아닌 비선형 응력-변형률의 거동을 보이게 된다. 이러한 지반의 비선형성은 침하량 산정에 있어 매우 중요한 요소로 간주될 수 있으나, 실제 설계에 있어서는 대표탄성계수의 적용에 의한 간편법이 보편적으로 적용되고 있다. 일반적으로 사질토지반에 놓인 얕은기초 침하량 산정은 표준관입시험(SPT)나 콘관입시헙(CPT) 등의 현장시험 결과를 토대로 이루어진다. 본 연구에서는 비선형 유한요소해석에 의한 얕은기초 하중-침하량 분석을 수행하였으며, 기존의 탄성론에 근거한 침하량 산정법과의 비교분석 또한 수행하였다. 이와 같은 해석을 통하여 콘관입시헙(CPT) 결과에 근거한 새로운 얕은기초 침하량 산정법 및 얕은기초 설계법을 제안하였다.

PBT에 의한 직접기초의 안정성 평가 (Stability Evaluation of Shallow Foundation by Plate Bearing Test)

  • 기완서;주승완;김선학
    • 지질공학
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    • 제15권4호
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    • pp.423-433
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    • 2005
  • 직접기초의 설계 및 안정성 평가를 위해 편마암 풍화토로 구성된 A, B 대상현장에서 평판재하시험을 실시하여 이론적, 경험적 지지력 공식 및 여러 침하량산정 공식에 대한 비교$\cdot$분석을 실시하였다. 또한, 편마암의 풍화토지 반에 실시되어진 평판재하시험의 결과를 이용한 효율적인 안정성 평가방법을 고찰하였다. 그 결과 허용 지지력은 Terzaghi의 이론공식이 평판재하시험 결과에 비교하여 과대하게 산정되어지는 것으로 나타났으며, 직접 기초 설계시 국내에서 가장 널리 이용되고 있는 Terzaghi-Peck 방법이 침하량이 크게 나타나 안정적인 설계를 하는데 효과적으로 나타났다. 또한, 편마암의 풍화토 지반에 실시된 평판재하시험결과 하중-침하 곡선에서 얻어진 지지력으로 안정성을 검토하는 경우 침하량 관점 보다 더 안전측으로 평가되어 짐을 알 수 있었다.

Influence of column yielding on degree of consolidation of soft foundations improved by deep mixed columns

  • Jiang, Yan;Han, Jie;Zheng, Gang
    • Geomechanics and Engineering
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    • 제6권2호
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    • pp.173-194
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    • 2014
  • Laboratory and field data showed that deep mixed (DM) columns accelerated the rate of consolidation of the soft foundations. Most analyses of consolidation of DM column-improved foundations so far have been based on the elastic theory. In reality, the DM columns may yield due to the stress concentration from the soft soil and its limited strength. The influence of column yielding on the degree of consolidation of the soft foundation improved by DM columns has not been well investigated. A three-dimensional mechanically and hydraulically-coupled numerical method was adopted in this study to investigate the degree of consolidation of the DM column foundation considering column yielding. A unit cell model was used, in which the soil was modeled as a linearly elastic material. For a comparison purpose, the DM column was modeled as an elastic or elastic-plastic material. This study examined the aspects of stress transfer, settlement, and degree of consolidation of the foundations without or with the consideration of the yielding of the DM column. A parametric study was conducted to investigate the influence of the column yielding on the stress concentration ratio, settlement, and average degree of consolidation of the DM column foundation. The stress concentration ratio increased and then decreased to reach a constant value with the increase of the column modulus and time. A simplified method was proposed to calculate the maximum stress concentration ratios under undrained and drained conditions considering the column yielding. The simplified method based on a composite foundation concept could conservatively estimate the consolidation settlement. An increase of the column modulus, area replacement ratio, and/or column permeability increased the rate of consolidation.

원심모형실험에 의한 시멘트 개량말뚝으로 보강된 연약점토지반의 거동에 관한 연구 (A Study on the Behavior of Soft Clay Foundation Reinforced with Soil Cement Piles by Centrifugal Model Tests)

  • 이처근;신방웅;허열;안상로
    • 한국지반공학회지:지반
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    • 제10권2호
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    • pp.109-120
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    • 1994
  • 해안지역에서 토류구조물을 축조하는 동안에 직면하게 되는 문제점중의 하나는 연약점토지반의 안정화 대책이다. 본 연구는 성토제체 축조시 연약점토지반의 안정화를 위하여 시멘트 개량 말뚝으로 보강된 연약지반의 거동효과를 구명하고자 원심모형실험을 수행한 것으로 서로 다른 조건에 대해서 단계 하중하에서 시간에 따른 보강지반과 비보강지반의 침하와 융기거동을 고찰하였다. 실헙결과 지반의 수직침하감수 제방에 인접한 지표면의 융기감소는 개량말뚝의 강도, 점토의 함수비 그리고 특히 개량면적비에 크게 영향을 받는 것으로나타났다.

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탄.소성구성식에 의한 점토지반의 거동해석(II) -2차원 모형지반의 수치해석을 중심으로- (A Behaviour of Clayey Foundation Using Elasto-plastic Constitutive Model -With an Emphasis on the Numerical Analysis of 2-dimensional Model Foundation-)

  • 이윤수;이광동;오재화
    • 한국농공학회지
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    • 제36권1호
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    • pp.83-94
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    • 1994
  • The first part of this study dealt with the determination of soil parameters for Lade's double work-hardening model using the raw data obtained from cubical and cylinderal triaxial tests At present, it should be investigated which test can simulated satisfactorily the behavior of soft clayey foundation. In this regard, plate bearing test on the 2-dimentional model foundation(218cm long, 40cm wide, 19&m high) was performed, and finite element analysis carried out to abtain the behavior of the foundation. Settlement, lateral displacement, displacement vector and mode of failure were measured and these values were compared with numerical values in order to validate the numerical program developed by authors. The FEM technique was based on Christain-Boehmer's method, in which the displacement is obtained at each nodal point while stress and pore water pressure at each element.In this research, Biot's equation, which explains was elahorately the phisical meaning of consolidation, was selected, as a governing equation, coupled with Lade's double surface work-hardening constitutive model.

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A new analytical model to determine dynamic displacement of foundations adjacent to slope

  • Varzaghani, Mehdi Imani;Ghanbari, Ali
    • Geomechanics and Engineering
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    • 제6권6호
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    • pp.561-575
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    • 2014
  • Estimating seismic displacements has a great importance for foundations on or adjacent to slope surfaces. However, dynamic solution of the problem has received little attention by previous researchers. This paper presents a new analytical model to determine seismic displacements of the shallow foundations adjacent to slopes. For this purpose, a dynamic equilibrium equation is written for the foundation with failure wedge. Stiffness and damping at the sliding surface are considered variable and a simple method is proposed for its estimation. Finally, for different failure surfaces, the calculated dynamic displacement and the surfaces with maximum strain are selected as the critical failure surface. Analysis results are presented as curves for different slope angles and different foundation distances from edge of the slope and are then compared with the experimental studies and software results. The comparison shows that the proposed model is capable of estimating seismic displacement of the shallow foundations adjacent to slopes. Also, the results demonstrate that, with increased slope angle and decreased foundation distances from the slope edge, seismic displacement increases in a non-linear trend. With increasing the slope angle and failure wedge angle, maximum strain of failure wedge increases. In addition, effect of slope on foundation settlement could be neglected for the foundation distances over 3B to 5B.

간척지 온실기초 보강을 위한 심층혼합처리공법의 허용지내력 및 침하량 산정 (Estimation of Allowable Bearing Capacity and Settlement of Deep Cement Mixing Method for Reinforcing the Greenhouse Foundation on Reclaimed Land)

  • 이학성;강방훈;이광승;이수환
    • 생물환경조절학회지
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    • 제30권4호
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    • pp.287-294
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    • 2021
  • 국가관리 간척지내 원예단지 조성에 필요한 기반기술 중에 하나인, 온실기초 연구가 부족한 실정이며 고사양의 PHC파일을 대체하기 위한 대안을 검토하고자 하였다. 지반개량공법 중 심층혼합처리공법(DCM) 적용시 허용지지력과 침하량 산정을 통하여 온실기초 공법으로써의 적용가능성을 검토하였다. 새만금간척지 농생명용지 1공구 지반조사를 통해 지반 특성을 파악하고, Terzaghi, Meyerhof, Hansen, Schmertmann 이론식을 적용하여 허용지지력과 침하량을 산정하였다. 직경 800mm를 기준으로, 독립 기초 폭과 길이가 3-6m이고, 기초 심도 3-7m 조건에서 허용지지력과 침하량을 검토하였다. 온실기초 심도가 얕고 콘크리트 매트 간격이 넓을수록 시공비가 절감되는 측면을 고려하여 독립 기초 폭과 길이가 4m, 기초 심도가 3m인 경우가 가장 적합한 것으로 판단되었다. 독립 기초 폭과 길이가 4m이고, 기초 심도가 3m인 조건에 대한 해석 결과로 허용지지력은 169kN/m2, 침하량은 2.73mm로 지지력은 이론식 대비 5.6%의 오차를, 침하량은 62.3%의 오차범위를 나타냈다. 향후, 위 검증된 설계 값을 기준으로 구조 시험과 침하모니터링을 통해 신뢰성을 검증하고자 한다. 그 외 나무말뚝, 헬리컬기초 등 유리온실, 내재해형온실에 적용 가능한 기초 공법과의 비교 검증을 통해 각각의 장, 단점을 파악하고 PHC 파일의 대체 가능 유무를 검토할 예정이다. 이는 온실 유형별 시공 공법을 선정하는데 필요한 기초 데이터로 제시될 수 있을 것으로 기대된다.

Improvement of pavement foundation response with multi-layers of geocell reinforcement: Cyclic plate load test

  • Khalaj, Omid;Tafreshi, Seyed Naser Moghaddas;Mask, Bohuslav;Dawson, Andrew R.
    • Geomechanics and Engineering
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    • 제9권3호
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    • pp.373-395
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    • 2015
  • Comprehensive results from cyclic plate loading at a diameter of 300 mm supported by layers of geocell are presented. The plate load tests were performed in a test pit measuring $2000{\times}2000mm$ in plane and 700 mm in depth. To simulate half and full traffic loadings, fifteen loading and unloading cycles were applied to the loading plate with amplitudes of 400 and 800 kPa. The optimum embedded depth of the first layer of geocell beneath the loading plate and the optimum vertical spacing of geocell layers, based on plate settlement, are both approximately 0.2 times loading plate diameter. The results show that installation of the geocell layers in the foundation bed, increase the resilient behavior in addition to reduction of accumulated plastic and total settlement of pavement system. Efficiency of geocell reinforcement was decreased by increasing the number of the geocell layers for all applied stress levels and number of cycles of applied loading. The results of the testing reveal the ability of the multiple layers of geocell reinforcement to 'shakedown' to a fully resilient behavior after a period of plastic settlement except when there is little or no reinforcement and the applied cyclic pressure are large. When shakedown response is observed, then both the accumulated plastic settlement prior to a steady-state response being obtained and the resilient settlements thereafter are reduced. The use of four layers of geocell respectively decreases the total and residual plastic settlements about 53% and 63% and increases the resilient settlement 145% compared with the unreinforced case. The inclusion of the geocell layers also reduces the vertical stress transferred down through the pavement by distributing the load over a wider area. For example, at the end of the load cycle of the applied pressure of 800 kPa, the transferred pressure at the depth of 510 mm is reduced about 21.4%, 43.9%, 56.1% for the reinforced bases with one, two, and three layers of geocell, respectively, compared to the stress in the unreinforced bed.

Geogrid로 보강된 점토지반에 축조된 대상기초의 반복하중하에서의 침하거동 (Settlement Behavior of Strip Foundation on Geogrid Reinforced Clay under Cyclic Loading)

  • 신은철;다스브라지앰
    • 한국지반공학회지:지반
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    • 제11권3호
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    • pp.27-36
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    • 1995
  • 지오흐리드로 보강된 포화점토상에 축조된 줄기초가 낮은 빈도의 반복하중을 받았을시 발생 되는 열구침하량을 산정하기위한 실내모형 실험을 실시하였다. 실험을 실시하는 과정에서 초기 단계에는 기초에 허용정적 하중을 가하였고 연속적으로 반복하중을 가하였다. 정적하중과 반복 하중강도에 따른 기초의 최대영구침하량에 관하여 기술하였다.

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