• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제20권2호
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• pp.29-40
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• 2019

최근 터널 시공 시 여러 위험요인을 감안하여 보다 안전한 터널의 시공을 위하여 해상이나 하상 밑의 연약지반에서, 도심터널공사나 주요 구조물 하부 통과를 위해서 기계화 시공의 빈도가 높아지고 있다. 그러나 굴착으로 인한 지표면의 침하거동 산정이 어려워 간편하게 예측하는 식이 필요한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 연약지반에 병렬로 터널이 시공되어지는 경우 침하거동에 대해 보다 간단한 식과 기존에 Peck(1969)이 제안한 이론을 근거로 연약지반 및 대구경 shield 터널에서 적용 가능한 수정식을 제안하고자 하였다. 이를 위해 최대 침하량, 지반조건에 따른 침하범위, 병렬시공에 따른 간섭 체적손실 등의 장기간의 계측값을 분석하였다. 그 결과 굴착면 상부가 퇴적점토인 연약지반에서 간편하게 최대 침하량을 산정할 수 있는 식을 제시하였는데, Peck(1969)의 식보다 국내 계측데이터에 더 적합한 것으로 나타났다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제16권6호
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• pp.643-654
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• 2018

Tunnel excavation leads to a disturbance on the initial stress balance of surrounding soils, which causes convergences around the tunnel and settlements at the ground surface. Considering the effective impact of settlements on the structures at the surface, it is necessary to estimate them, especially in urban areas. In the present study, ground settlements due to the excavation of East-West Line 7 of the Tehran Metro (EWL7) and the Abuzar tunnels are evaluated and the effect of the lateral earth pressure coefficient ($K_0$) on their extension is investigated. The excavation of the tunnels was performed by TBMs (Tunnel Boring Machines). The coefficient of lateral earth pressure ($K_0$) is one of the most important geotechnical parameters for tunnel design and is greatly influenced by the geological characteristics of the surrounding soil mass along the tunnel route. The real (in-situ) settlements of the ground surface were measured experimentally using leveling methods along the studied tunnels and the results were compared with evaluated settlements obtained from both semi-empirical and numerical methods (using the finite difference software FLAC3D). The comparisons permitted to show that the adopted numerical models can effectively be used to predict settlements induced by a tunnel excavation. Then a numerical parametric study was conducted to show the influence of the $K_0$ values on the ground settlements. Numerical investigations also showed that the shapes of settlement trough of the studied tunnels, in a transverse section, are not similar because of their different diameters and depths of the tunnels.

• 지구물리와물리탐사
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• 제22권2호
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• pp.80-87
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• 2019

이 논문에서는 사전 정보가 없는 경우 고정밀 중력 탐사 자료를 광역-나머지 이상으로 분리할 때 중력 이상 자료의 특성을 바탕으로 다항식 접합법을 적용하는 방법을 제시하였다. 소규모 영역을 대상으로 하는 고정밀 중력 탐사는 1차 평면으로 광역 이상을 근사하는 것이 이상적인데 중력 이상의 패턴이 1차 평면으로 근사하기 어려운 경우, 먼저 완전 부게 이상을 Parasnis 밀도 추정 방법으로 분석한 후 중력 이상을 1차 평면으로 근사 가능하도록 분할하였다. 다항식 접합법으로 중력 이상을 광역-나머지 이상으로 분리할 때 중력 이상 자료가 지질 구조 및 중력 이상 분포 특성을 바탕으로 공간적으로 분할이 가능한 경우에는 전체 측정 자료를 한꺼번에 분리하지 않고 구획된 각각의 영역에서 광역-나머지 이상을 별도로 분리하는 것이 더 효과적임을 보였다.

• Smart Structures and Systems
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• 제30권6호
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• pp.601-612
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• 2022

The prediction of structural mechanical behaviors is vital important to early perceive the abnormal conditions and avoid the occurrence of disasters. Especially for underground engineering, complex geological conditions make the structure more prone to disasters. Aiming at solving the problems existing in previous studies, such as incomplete consideration factors and can only predict the continuous performance, the deep attention fused temporal convolution network (DATCN) is proposed in this paper to predict the spatial mechanical behaviors of structure, which integrates both the temporal effect and spatial effect and realize the cross-time prediction. The temporal convolution network (TCN) and self-attention mechanism are employed to learn the temporal correlation of each monitoring point and the spatial correlation among different points, respectively. Then, the predicted result obtained from DATCN is compared with that obtained from some classical baselines, including SVR, LR, MLP, and RNNs. Also, the parameters involved in DATCN are discussed to optimize the prediction ability. The prediction result demonstrates that the proposed DATCN model outperforms the state-of-the-art baselines. The prediction accuracy of DATCN model after 24 hours reaches 90 percent. Also, the performance in last 14 hours plays a domain role to predict the short-term behaviors of the structure. As a study case, the proposed model is applied in an underwater shield tunnel to predict the stress variation of concrete segments in space.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제85권6호
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• pp.793-808
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• 2023

Türkiye is located in a region where destructive earthquakes are frequently experienced due to its geological characteristics and geographical location. Therefore, considering the possibility of a devastating earthquake at any time, determining the reinforced concrete (RC) building seismic safety, constructed before or after the current seismic buildings code, is one of the most important issues to be completed firstly. For this purpose, rapid assessment methods developed to quickly determine the seismic safety of buildings are available in the literature. Comparison of the principles of Principles of the Determination of Risky Structures-2019, Column and Wall Index Method, P25 Scoring Method and Improved Discriminant Analysis Method, which are among these methods, have been aimed within the scope of this study. Within the scope of this paper, a total of 43 buildings in the Yalova/Çınarcık region of Türkiye that the damage level was determined by street observation method immediately after the 1999 Kocaeli (Izmit) Earthquake; 15 buildings with heavy damage and 28 buildings with moderate damage were examined by rapid assessment methods. Although the risk detection difference was not separated as a clear line in any of the methods used, the results obtained from the rapid assessment methods are evaluated as being compatible with the detected after earthquake structural seismic behavior of the buildings. The PDRS-2019 and column and wall index method gave the most approximate results. In the results obtained from the analyzes; structural features such as number of floors, frame continuity, soft/weak story irregularity, effective shear strength area, existence of heavy overhangs in plan, type of structural system have been found to be significantly effective on the earthquake behavior of buildings.

• Geomechanics and Engineering
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• 제33권2호
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• pp.133-140
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• 2023

Soil erosion can cause scouring and failures of underwater structures, therefore, various soil improvement techniques are used to increase the soil erosion resistance. The microbially induced calcium carbonate precipitation (MICP) method is proposed to increase the erosion resistance, however, there are only limited experimental and numerical studies on the use of MICP treatment for improvement of surface erosion resistance. Therefore, this study investigates the improvement in surface erosion resistance of sands by MICP through laboratory experiments and numerical modeling. The surface erosion behaviors of coarse sands with various calcium carbonate contents were first investigated via the erosion function apparatus (EFA). The test results showed that MICP treatment increased the overall erosion resistance, and the contribution of the precipitated calcium carbonate to the erosion resistance and critical shear stress was quantified in relation to the calcium carbonate contents. Further, these surface erosion processes occurring in the EFA test were simulated through the coupled computational fluid dynamics (CFD) and discrete element method (DEM) with the cohesion bonding model to reflect the mineral precipitation effect. The simulation results were compared with the experimental results, and the developed CFD-DEM model with the cohesion bonding model well predicted the critical shear stress of MICP-treated sand. This work demonstrates that the MICP treatment is effective in improving soil erosion resistance, and the coupled CFD-DEM with a bonding model is a useful and promising tool to analyze the soil erosion behavior for MICP-treated sand at a particle scale.

• 지구물리와물리탐사
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• 제25권4호
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• pp.252-265
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• 2022

지하 매질의 물성 정보는 지층 구조의 정확한 영상화를 위해 필요하며, 예측된 매질 물성 자체도 지하 매질 특성에 대한 중요한 정보를 제공해줄 수 있기 때문에 다양한 종류의 지층 물성 도출 알고리듬들이 개발되고 적용되어왔다. 그 중 마르코프 연쇄 몬테 카를로를 이용한 확률론적인 접근 방법은 기존의 결정론적인 접근 방법과는 달리 지역 최소값 문제를 완화시킬 수 있으며 역산 결과의 불확실성을 정량화할 수 있다는 부분에서 장점을 가진다. 따라서 마르코프 연쇄 몬테 카를로를 이용한 지층 물성 역산 알고리듬이 다양한 지구 물리 자료의 역산에 적용되어 왔으나 그 사례는 결정론적 접근 방법에 비해 매우 적다. 본 논문에서는 여러 형태의 마르코프 연쇄 몬테 카를로 역산 알고리듬 중 가역 도약을 적용한 가역 도약 마르코프 연쇄 몬테 카를로 역산을 탄성파 자료 역산에 적용한 다양한 사례들을 소개하고 각각의 특성을 설명한다. 또한 가역 도역 마르코프 연쇄 몬테 카를로 역산의 장단점에 대해 분석하고 향후 해당 알고리듬의 연구 방향 및 국내의 활용성에 대해 논의한다.

• 한국지구과학회지
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• 제44권6호
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• pp.611-628
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• 2023

이 연구는 경남 고성군 덕명리 일원에 대한 지질 교육적 가치를 탐색하기 위한 것이다. 이를 위하여 이 일대에 대한 야외조사를 통해 퇴적구조(점이층리, 사층리, 연흔, 건열), 해안 퇴적환경(해식애, 파식대지, 자갈 해빈), 상대연령 측정(부정합, 단층, 관입, 포획암) 및 주상절리와 관련된 야외 지질 학습이 가능한 다수의 관찰 지점이 분포하고 있음을 확인하였다. 이후 교육과정의 성취기준 및 교과서의 학습 요소와의 부합 정도를 분석한 결과, 모든 관찰 지점에서 교과서에 제시된 지질학적 특성이 잘 나타나는 전형성을 보여주고 있으며, 동일한 관찰 지점에서 심화학습이 가능한 학습요소를 갖추고 있다는 점에서 지질 교육적 가치가 큰 것으로 평가되었다. 덕명리 일원은 뛰어난 지질 교육적 가치 이외에도 관광 및 교육 인프라가 잘 갖춰져 있는 만큼 안전한 지질 교육을 위한 학습의 장으로서 역할을 할 것으로 기대된다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제37권4호
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• pp.307-321
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• 2024

This paper delves into the critical assessment of predicting sidewall displacement in underground caverns through the application of nine distinct machine learning techniques. The accurate prediction of sidewall displacement is essential for ensuring the structural safety and stability of underground caverns, which are prone to various geological challenges. The dataset utilized in this study comprises a total of 310 data points, each containing 13 relevant parameters extracted from 10 underground cavern projects located in Iran and other regions. To facilitate a comprehensive evaluation, the dataset is evenly divided into training and testing subset. The study employs a diverse array of machine learning models, including recurrent neural network, back-propagation neural network, K-nearest neighbors, normalized and ordinary radial basis function, support vector machine, weight estimation, feed-forward stepwise regression, and fuzzy inference system. These models are leveraged to develop predictive models that can accurately forecast sidewall displacement in underground caverns. The training phase involves utilizing 80% of the dataset (248 data points) to train the models, while the remaining 20% (62 data points) are used for testing and validation purposes. The findings of the study highlight the back-propagation neural network (BPNN) model as the most effective in providing accurate predictions. The BPNN model demonstrates a remarkably high correlation coefficient (R2 = 0.99) and a low error rate (RMSE = 4.27E-05), indicating its superior performance in predicting sidewall displacement in underground caverns. This research contributes valuable insights into the application of machine learning techniques for enhancing the safety and stability of underground structures.

• 암석학회지
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• 제9권4호
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• pp.254-270
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• 2000

예천전단대가 통과하고 북동-남서 방향의 구조선과 동처 방향의 구조선이 발달하고 있는 경북 봉화군 상운면지역에서 북부 소백산육괴의 지질구조를 규명하기 위해 이 지역의 주 구성암류인 선캠브리아기 원남층과 중생대 각섬석 화강암에 대한 암석구조를 연구하였다. 이 지역의 지질구조는 원남층의 편마면 내지 편리면이 형성된 이후 적어도 네 번의 변형단계(예천전단대 형성과 관련된 D2 연성전단변형 이전에 한 번의 변형작용과 이후에 적어도 두 번의 변형작용)를 걸쳐 형성되었다. 북동-남서 방향의 구조선과 동서 방향의 구조선은 하나의 거대한 완사 내지 개방형 F4 습곡작용에 의해 형성되었으며, D4 변형 이전에 이들 구조선은 F4 습곡축부의 방향과 평행한 동북동서남서 방향이었던 것으로 해석된다. D4 변형 이전의 각 변형단계 별 구조적 특성 및 상대적인 발생시기는 다음과 같다: Dl 변형-준 수평적인 습곡축과 고각으로 경사하는 습곡축면을 갖는 동북동 방향의 등사습곡과 부딩구조 형성기; D2 변형-북쪽으로 경사하는 원남층의 우세한 엽리면의 상부가 동북동쪽으로 이동하는 대규모의 우수 주향 이동성의 연성전단운동에 의한 압쇄구조면과 신장선구조 그리고 Z자형 비대칭 습곡형성기(중생대 각섬석 화강암이 관입된 이후); D3 변형-원남층의 우세한 엽리면의 상부가 경사 방향(북북서 방향)으로 떨어지는 정전단운동에 의한 준 수령적인 습곡축과 습곡축면을 갖는 동북동 방향의 S자형 비대칭 습곡 형성기. 이러한 연구결과는 신동-봉화 연결선을 경계로 지구조선의 방위가 북동-남서 방향에서 동-서 방향으로 전환되는 북부 소백산육괴와 옥천대 북동부의 지구조 발달과정을 해석하는데 유용하게 활용될 것으로 기대된다.