• Geomechanics and Engineering
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• 제11권4호
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• pp.471-492
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• 2016

Underground tunnelling is one of the sustainable construction methods which can facilitate the increasing passenger transportation in the urban areas and benefit the community in the long term. Tunnelling in various ground conditions requires careful consideration of the stability factor. This paper investigates three dimensional stability of a shallow circular tunnel in a layered soil. Upper bound theorem of limit analysis was utilised to solve the tunnel face stability problem. A three dimensional kinematic admissible failure mechanism was improved to model a layered soil and limiting assumptions of the previous studies were resolved. The study includes calculation of the minimum support pressure acting on the face of the excavation in closed-face excavations. The effects of the characteristics of the layers on the minimum support pressure were examined. It was found that the ratio of the thickness of cover layers particularly when a weak layer is overlying a stronger layer, has the most significant influence on the minimum tunnel support pressure. Comparisons have been made with the results of the numerical modelling using FLAC3D software. Results of the current study were in a remarkable agreement with those of numerical modelling.

• Geomechanics and Engineering
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• 제33권4호
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• pp.369-380
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• 2023

The aim of this paper is to investigate stress analysis of semi-infinite soils consisting of two layers with twin rectangular tunnels under static loads. The region close to the ground surface and tunnel modelled within finite elements. In order to use a more realistic model, the far region is modelled within infinite elements. The material model of the layered soil is considered as elastic and isotropic. In the finite element solution of the problem, two dimensional (2D) plane solid elements are used with sixteen-nodes rectangular finite and eight-nodes infinite shapes. Finite and infinite elements are ordered to be suitable for the tunnel and the soils. The governing equations of the problem are obtained by using the virtual work principle. In the numerical process, the five-point Gauss rule is used for the calculation of the integrations. In order to validate using methods, comparison studies are performed. In the numerical results, the stress distributions of the two layered soils containing twin rectangular tunnels presented. In the presented results, effects of the location of the tunnels on the stress distributions along soil depth are obtained and discussed in detail. The obtained results show that the locations of the tunnels are very effective on the stress distribution on the soils.

• 대한토목학회논문집
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• 제35권4호
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• pp.759-768
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• 2015

장대교량과 같이 길이가 긴 다 지점 구조물에서는 각 지점에서의 지반운동은 차이가 난다. 이것은 지반운동의 공간적 변화로 알려져 있다. 지반운동의 공간적 변화는 각각 다른 위치에서의 지진파 도착시간의 차이에 의해 발생하는 파동전파 효과, 이질적인 지반매체에서의 지진파 산란에 의한 일관성손실, 부지의 지반특성에 따른 부지증폭 효과 등의 이유에 의해 발생한다. 기존연구에서는 부지증폭 효과를 고려하지 않거나, 지반을 단층으로 모델링하여 이를 고려하였으나, 본 연구에서는 다층의 지반에 의한 지반운동의 증폭 및 필터링이 구조물의 지진거동에 미치는 영향을 평가하였다. 서로 다른 지층의 수와 깊이 그리고 지반특성을 가지고 있는 부지에서 공간적으로 변화하는 지반운동을 생성하였고, 일관성손실 함수의 상관성 정도와 각 부지의 지반조건에 따른 지반운동의 시간이력의 변화특성을 평가하였다. 또한, 두 개의 단위 교량으로 이루어진 교량시스템을 대상으로 각각의 부지 조건에 맞게끔 생성된 지진파를 입력으로 하는 교량해석을 통해 각 단위교량 및 단위교량 간 지진거동 특성을 비교분석하였다. 특히, 일관성손실과 지반조건이 두 교량 간 충돌 및 낙교를 유발할 수 있는 상대변위에 미치는 영향을 평가하였다. 해석결과 각 부지의 지반조건의 고려는 아주 중요하며 실제 구조해석에서 무시되어서는 안 될 것으로 판단된다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제6권1호
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• pp.79-98
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• 2014

This paper presents an experimental and numerical study on the evaluation of a thermal response test using a precast high-strength concrete (PHC) energy pile and a closed vertical system with W-type ground heat exchangers (GHEs). Field thermal response tests (TRTs) were conducted on a PHC energy pile and on a general vertical GHE installed in a multiple layered soil ground. The equivalent ground thermal conductivity was determined by using the results from TRTs. A simple analytical solution is suggested in this research to derive an equivalent ground thermal conductivity of the multilayered soils for vertically buried GHEs. The PHC energy pile and general vertical system were numerically modeled using a three dimensional finite element method to compare the results with TRTs'. Borehole thermal resistance values were also obtained from the numerical results, and they were compared with various analytical solutions. Additionally, the effect of ground thermal conductivity on the borehole thermal resistance was analyzed.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제19권1호
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• pp.55-63
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• 2020

본 연구에서는 다층으로 구성된 깊은 토사지반 내 박스구조물에 대하여 지진하중이 작용할 때 동적거동 특성을 규명하기 위하여 진동대를 이용한 축소모형시험과 유효응력을 고려한 내진해석을 수행하였다. 입력지진파는 장주기파(Hachinohe), 단주기파(Ofunato)와 인공지진파 및 최근 경주 및 포항지역에서 발생한 실지진파 등 5개의 지진파를 사용하여 하부지반에서 작용시켰다. 모형실험 및 수치해석 분석결과, 지진하중 작용시 박스구조물에 발생하는 변위는 연직방향이 수평방향에 비해 크게 발생하였으며, 기초지반 하부의 과잉간극수압 증가가 변위를 유발하는 것으로 확인하였다. 또한, 실지진파에 비해 인공지진파 작용시 지반 및 지중구조물의 동적거동이 크게 나타났다.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제8권3호
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• pp.161-168
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• 2005

This study is analysis for adjacent structures and ground movement by deep excavation work. Underground Inclinometer has shown that deformation of increment is minor within to allowable limit. According to the measurements result of slope and crack for adjacent structures, a detached house showed bigger than hospital structure to deformation of increment. Variation of underground water level didn't effect so much to ground and adjacent structures movement because underground water flows in rock and didn't give the water press to propped walls. Measurement data of strut variation is within tolerance limit. Because excavation site's wall was strengthened suitably. This study will contribute in establishment of measurement standard and information-oriented construction during deep excavation in multi-layered ground including rock masses.

• 대한토목학회논문집
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• 제14권3호
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• pp.453-462
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• 1994

다층 탄성반무한체에서 지진파장의 깊이에 따른 변화특성을 propagator matrix와 경사계단함수(ramp function) 형상의 단층이동함수(fault slip function)를 갖는 점진원 모델을 사용하여 연구하였다. 본 논문에서 지반은 수평방향으로 평행하고 각층에서는 재료특성이 균일한 지층으로 구성된 반무한체로서 모델링되었다. 각 층에서 지진운동의 지배편미분방정식의 해를 구하기 위해서 Fourier Hankel 변환기법이 적용되었다. 층상지반아래 반무한체에 있는 연직 dip-slip 및 주향이동(strike slip) 점진원에 의한 각층경계에서의 가속도와 변위의 시간이력과 주파수내용을 개발한 해석프로그램에 의하여 계산하였고 그 특성을 논의하였다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제24권5호
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• pp.114-121
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• 2010

본 논문에서는 대지저항률과 매설지선의 길이 그리고 접지전류의 인가점에 따른 매설지선 접지임피던스의 주파수 의존성에 대하여 살펴보았다. 단일 구조와 2층 구조의 대지에 설치된 매설지선의 접지임피던스를 1[kHz]에서 10[MHz]의 주파수 범위에서 측정하고 분석하였다. 그 결과, 접지임피던스의 주파수 의존성은 대지저항률에 크게 영향을 받는 것으로 나타났으며, 그리고 높은 대지저항률의 대지에 설치된 매설지선의 접지임피던스는 수십 [kHz] 이하의 주파수에서 용량성 특성을 나타내었다. 높은 대지저항률을 갖는 대지에 설치된 매설지선의 끝단에 접지전류를 인가한 경우 접지임피던스는 높은 주파수 영역에서 증가하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제18권5호
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• pp.27-35
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• 2002

원 지반을 성토하여 인공적으로 형성된 다짐지반에 터파기를 하여 관을 매립하거나, 암거를 설치하는 작업을 수행 하는 경우가 자주 있다. 이 때 조성되는 임시굴착사면의 기울기를 적용함에 있어서 실험이나 사면안정해석 등의 적절한 과정을 수행하지 않음으로 인해 사면붕괴가 발생하여 인명 피해는 물론이고 공기의 지연 및 공사비의 증액 등 크고 작은 손실을 초래하고 있다. 본 논문에서는 이러한 임시사면의 안정성 검토를 위해 대표적인 경우들에 대한 사면안정해석을 수행하였으며, 특히 사면안정에 대한 다짐지반의 비등방성에 따른 전단강도의 영향을 검토하였다. 해석에서 적용한 다짐지반의 비등방성 전단강도는 전단면과 다짐층 간의 경사를 변화시키면서 수행한 일련의 직접전단시험으로부터 추정하였다. 해석 결과, 비등방성을 고려하는 지의 여부에 따라서 임시사면의 적절한 안정기울기가 소폭으로 변화할 가능성이 있음을 알았다. 그러나, 이에 따른 안전율의 변화나 파괴면의 양상은 그리 크게 변하지 않는 것으로 나타났다.

• 지구물리
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• 제6권3호
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• pp.179-188
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• 2003

전기설비의 접지는 시설과 인명피해를 방지하기 위한 시설로서 고압전선의 지락사고시 대용량의 전류를 대지속으로 흘려보냄으로서 주변대지의 전위상승을 억제하는데 있다 이와 같은 위험전위는 접지계의 대지구조의 성분 및 균질성 지락전류의 크기 및 지속시간 인체의 전기적 특성 등과 같이 변수가 많아 해석이 매우 어렵다 최근 고장 전류 유입시 대지전위분포를 최대한 균일하게 하기위하여 접지저항을 낮추는 GPR(ground Potential Rise) 저감 방향으로 접지시스템 설계가 이루어졌으며 지상공간의 전위변동의 최소화 균등화함으로써 보안 및 기능 접지를 동시에 만족하는 접지시스템의 해석과 설계가 이루어지고 있다 본 연구에서는 전기비저항 탐사를 통해 밝혀진 지하의 대지비저항 분포를 통해 접지 설계를 수행한 사례를 보여준다