Proceedings of the Korean Geotechical Society Conference
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2002.03a
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pp.205-212
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2002
Carbonate rocks such as limestone are susceptible to solution and show numerous solution cavities. For the construction of the structures such as bridge foundations and tunnel on the limestone cavities, the geological unconformities developed in the bed rocks, cavity systems and the filling types of solution deposits should be surveyed and analyzed. And also, the stability of structures on the limestone cavities must be taken into consideration in the view of the geotechnical engineering. As a result of analysis of the foundation settlement, an economic and effective reinforcement method is to be proposed and the construction by the proposed method is to be accompanied with verification of reinforcement effect. This paper is a case study of design and construction for the reinforcement of bridge foundations on the limestone cavity covered with thick bedded colluvial soils.
Limestone area have mostly certain geological defects such as the internal cavities due to melting and fractured zone by external pressures. Especially, in case of constructing grand bridge, the treatment of the limestone cavities area having the geological defects is inevitable. In order to reduce foundation settlement and to reinforce the ground in the limestone cavities area, high pressure jet grouting has been carried out as a countermeasure method. Despite the fact that high pressure jet grouting method has already adopted at a lot of limestone cavities area, but the amount of research and technical data on the high pressure jet grouting have not been accumulated properly so for. Therefore this paper intends to investigate the strength characteristics and deformation characteristics for reinforced limestone cavities area by high pressure jet grouting method. In addition, load carrying capacity obtained by static pile load test with load transfer measuring system is analyzed.
Kim, Si-Kyeok;Kang, In-Seop;Kim, Yong-Ha;Yoon, Il-Byung;Moon, Hoon-Ki
Proceedings of the Korean Geotechical Society Conference
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2006.10a
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pp.66-75
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2006
As construction for road tunnel is increasing, various geotechnical conditions can be faced during the construction stage. Especially, if the tunnel is located in limestone area, many kinds of site investigations such as in-situ boring, electrical resistance survey, TSP(Tunnel Seismic Prediction) and etc., are conducted before and during the construction. By conducting these preliminary tests, location, size, and filling materials in limestone cavities can be approximately estimated. Once some cavities which can be harmful for tunnel safety are predicted, methods for ground reinforcement and tunnel excavation, corresponding those ground conditions, have to be established and verified by measurement data and numerical analysis. If necessary, invert lining should be also considered. In this paper, by studying some cases of tunnels constructed in limestone area, predicted problems during construction and rational countermeasures for those are presented.
Geological mapping, borehole drilling, electrical resistivity, and seismic tomography surveys were conducted in order to map underground cavities and better understand the mechanisms driving subsidence in a limestone region in Korea. Limestone outcrops in the study area generally alternate between calcite-rich and calcite-poor rock. The results reveal that in areas experiencing subsidence, cavities occur mainly around soil-rock boundaries at depths of 7~14 m. These results are based on comparative analyses of electrical resistivity, seismic tomography, and borehole logging data. The volumes of the cavities are relatively small in a range of 558~835 ㎥ and they have a shape typical of suffosion sinkholes, which are typically found where sandy soils overlie bedrock cavities.
Kim, Yong-Il;Hwang, Nak-Yeon;Jeong, Du-Seok;Hong, Jong-Sang;Lee, Nae-Yong
Proceedings of the Korean Society for Rock Mechanics Conference
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2007.03a
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pp.64-80
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2007
This paper presents a case study on the excavation of a long tunnel(16.2km) named as "Sol-An tunnel", which connects between Mt. Dongbaek station and Dokye station in the Young-dong Railroad. This site is located in a complex geological region with faults, cavities and coal measures as sedimentary rocks area. It occurred geotechnical problems unexpectedly by running water when tunnelling in limestone area within those geological structures. This tunnel caused surface settlements through the decrease of ground water level and soil washed-out affecting by cavities and faults within limestone formation. This paper presents a analysis of source through a close investigation and measures. And also, does preventive measures about returns of settlements reflected by properties of limestones.
Proceedings of the Korean Geotechical Society Conference
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1999.03a
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pp.399-406
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1999
Recently, the construction of the several highway bridges in the karst area have encountered severe problems associated with cavities and sinkholes. To solve this problems, it is important to understand the distribution characteristics of cavities in the construction site on limestone area. This paper briefly describes the different types, the distribution control factors and the infill sediment types of lime-cavities in the study area, bridge site in the karst area and propose the effective method of survey design. Cavity system may be divided into two main groups, 1)'slot and cave system'and 2)'sinkhole and cave system'. And the shape, the size and the distribution pattern of cavity are controlled by three main factors - rock type, geological structure and ground water condition. Additionally, infill sediment may be considered as one of the important design factors for foundation design and divided into four types by sediment properties. There are geophysical thechnics and geologic survey and drilling test, etc. by the survey method to interpretate characteristics of cavity system, and this methods are optimally designed at the site investigation stage.
A Natural cavities were found at shallow depth during construction of a huge bridge in Moon-Kyung, Korea. The distribution patterns of cavities in the Moon-Kyung limestone were investigated carefully with a supplementary field job such as a structural geological survey, a geophysical survey, and a rock mechanical test in laboratory or field. A structural geological mapping produced a detail geological map on this area. It suggested that there were three faults in this area, and these faults had an influence on the mechanism of natural cavities. Among many kinds of geophysical surveys, an electrical resistivity prospecting was applied firstly on the specific area that was selected by results from the geological survey. Many evidences for cavities were disclosed from this geophysical data. Therefore, a seismic tomography was tested on the target area, which was focused by results from the electrical resistivity prospecting and was believed to have several large cavities. A distinct element numerical simulation using the UDEC was followed on the target area after completing all of field surveys. Data from field tests were directly dumped or extrapolated to numerical simulations as input data. It was verified from numerical analysis that several natural cavities underneath the foundation of the bridge should be reinforced. Based on the project result, finally, most of foundations for the bridge were re-examined and the cement grouting reinforcement was constructed on several foundations among them.
During excavation work for the construction of a highway bridge in a limestone area in Korea, several cavities were found, and construction work was stopped temporarily. Cavities under the bridge piers might seriously threaten the safety of the planned bridge, because they could lead to excessive subsidence and differential settlement of the pier foundations. In order to establish a method for reinforcement of the pier foundations, borehole radar reflection and tomography surveys were carried out, to locate cavities under the planned pier locations and to determine their sizes where they exist. Since travel time data from the crosshole radar survey showed anisotropy, we applied an anisotropic tomography inversion algorithm assuming heterogeneous elliptic anisotropy, in order to reconstruct three kinds of tomograms: tomograms of maximum and minimum velocities, and of the direction of the symmetry axis. The distribution of maximum velocity matched core logging results better than that of the minimum velocity. The degree of anisotropy, defined by the normalized difference between maximum and minimum velocities, was helpful in deciding whether an anomalous zone in a tomogram was a cavity or not. By careful examination of borehole radar reflection and tomography images, the spatial distributions of cavities were delineated, and most of them were interpreted as being filled with clay and/or water. All the interpretation results implied that two faults imaged clearly by a DC resistivity survey were among the most important factors controlling the groundwater movement in the survey area, and therefore were closely related to the development of cavities. The method of reinforcement of the pier foundations was based on the interpretation results, and the results were confirmed when construction work was resumed.
Park, Sam-Gyu;Kim, Chang-Ryol;Son, Jung-Sul;Yi, Myeong-Jong;Kim, Jung-Ho
Geophysics and Geophysical Exploration
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v.12
no.1
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pp.27-32
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2009
In this study, we examined the applicability of a 3D electrical resistivity technique for the probing of underground cavities at a field test site in a karst area in Yongweol-ri, Muan-gun, in the south-western part of the Korean peninsula. At the test site, where the ground has subsided in the past, underground cavities are commonly found in the limestone bedrock, which is overlain with alluvial deposits. The limestone cavities at the test site are mostly filled with groundwater and clay; hence, they show levels of electrical resistivity that are significantly lower than those of the surrounding host bedrock. The results of this study demonstrate that the zones of low resistivity correspond to the zones of the cavities identified in the boreholes at the site, and that our 3D electrical resistivity survey is a very effective tool for detecting and mapping underground cavities in a karst area.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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