• Geomechanics and Engineering
• /
• 제36권4호
• /
• pp.329-341
• /
• 2024

Retaining structures are one of the most important elements in the stabilization of excavations and slopes in various engineering projects. Mechanically stabilized earth (MSE) walls are widely used as retaining structures due to their flexibility, easy and economical construction. These benefits are especially prominent for projects built on soft and weak foundation soils, which have relatively low resistance and high compressibility. For high retaining walls on weak foundations, conventional design methods are not cost-effective. Therefore, two alternative solutions for different foundation weakness are proposed in this research: optimized multi-tiered MSE walls and single tier wall with foundation improvement. The cost optimization considers both the construction components and the land price. The results show that the optimal solution depends on several factors, including the foundation strength and more importantly, the land price. For low land price, the optimized multi-tiered wall is more economical, while for high land price (urban areas), the foundation improvement is preferable. As the foundation strength decreases, the foundation improvement becomes inevitable.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제31권2C호
• /
• pp.65-74
• /
• 2011

본 논문에서는 대구경 소일-시멘트 교반체를 보강재로 적용한 토류벽의 굴착 시 거동을 현장 시험시공 결과를 통해 분석하였다. 먼저 대구경 소일-시멘트 교반체 공법에 대한 설명 및 기본 설계개념을 기술하였다. 공법을 9.8 m 굴착 현장에 적용하면서 굴착 단계별 벽체의 거동을 수평변위 및 하중 계측자료를 바탕으로 분석하였으며, 굴착에 의해 발생한 인접지반의 변위를 침하 계측 및 수치해석을 통해 평가하였다. 분석 결과, 대구경 소일-시멘트 교반체로 보강된 벽체는 보강재 길이가 0.45 H (H:벽체 높이) 이상인 경우 변위 및 토압 발생 거동이 소일 네일링과 같은 기존 공법으로 지지된 토류벽과 유사한 것으로 나타났다.

• 문화기술의 융합
• /
• 제5권3호
• /
• pp.345-349
• /
• 2019

우리나라는 산지가 70% 이상으로 도로, 철도, 산업단지 조성 등의 기반시설 구축시 원지반 일부를 깍아 부지를 형성하는 이른바 깍기 비탈면이 널리 쓰이고 있다. 최근에는 환경 훼손에 대한 규제가 더욱 엄격해져 대규모 깍기 비탈면을 지양하고 최소한의 용지사용으로 목적구조물을 건설하기 위하여 다양한 방법의 공법들이 개발되어 적용되고 있으며, 그 중 활발하게 적용되는 공법이 패널식 옹벽 공법이다. 패널식 옹벽은 지보재 보강을 통한 원지반의 전단강도 증가와 그 지보재 전면에 프리캐스트 옹벽을 체결하여 벽체를 형성시킴으로써 수평토압에 저항하는 공법이다. 지보재는 쏘일네일링, 어스볼트, 그라운드앵커 등이 사용되고 있으며, 그 중 그라운드앵커는 강선에 미리 인장하중을 도입하는 보다 적극적인 보강형태로 전면판인 패널에 큰 집중하중이 작용하게 된다. 이러한 집중하중은 콘크리트 패널에 균열을 발생시키고 옹벽 자체의 내구성을 저해시키는 요인으로 본 연구에서는 이러한 기존 패널식 옹벽의 단점을 보완하기 위하여 패널 정착부에 강관 슬리브 및 보강재를 매입함으로써 균열을 방지하고, 패널 단부에 요철 모양의 전단키를 적용하여 기존 그라우트앵커가 가지는 개별거동에 대한 취약점을 보완하여 안정성을 향상시켰으며, 옹벽 전면 콘크리트 노출 및 정착부 돌출에 의한 경관성 저하문제를 자연석 문양 연출과 정착부를 돌출시키지 않는 단면구성으로 해결하였다. 패널에 사용된 균열방지 슬리브 및 보강재의 효과를 검증하기 위하여 실내시험 및 3차원 수치해석을 수행한 결과, 강관슬리브 및 보강재의 사용으로 패널의 전반적인 강도 증가와 균열억제 효과가 입증되었다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
• /
• 한국지반공학회 2000년도 봄 학술발표회 논문집
• /
• pp.395-402
• /
• 2000

Recently, the deep excavations have been peformed to utilize the under ground space. As the ground excavation is deeper, the damage of the adjacent structure and the ground occurs frequently. The analysis of the retaining structures is necessary to the safety of the excavation works. There are many methods such as elasto-plastic, FEM, and FDM to analyze the displacement of the retaining structure. The elasto-plastic method is generally used in practice. In this thesis, GEBA-1 program by the Nakamura-Nakajawa elasto-plastic method was developed. The program for Windows was used the Visual Basic 6.0, and the Main of the program consists of three subroutines, SUB1, SUB2, and SUB3. The lateral displacement of the wall was analyzed by the developed program GEBA-1, SUNEX, and EXCAD, and compared with the measured displacement by the Inclinometer(at three excavation work sites). The excavation method of each site is braced retaining wall using H-pile. Each excavation depth is 14m, 14m, or 8.2m. The results of the analyses are the followings ① In the multi-layer soil, the lateral displacement by the GEBA-1 and EXCAD which is considering the distribution of the strut load is equal to the measured displacement. Elasto-plasto programs can't consider the change of the ground water in clay. Therefore, the analysis displacement was expected only 20% of the measured wall displacement. ③ At the final excavation step, the maximum lateral displacement of analysis and field occurred 7∼18m at the 85∼92% of the excavation depth. ④ The maximum lateral displacement in clay, as 50mm, occurred on the ground surface.

• Structural Engineering and Mechanics
• /
• 제81권1호
• /
• pp.93-102
• /
• 2022

The optimum design of reinforced concrete cantilever retaining walls subjected to seismic loads is an extremely important challenge in structural and geotechnical engineering, especially in seismic zones. This study proposes an adaptive sperm swarm optimization algorithm (ASSO) for economic design of retaining structure under static and seismic loading. The proposed ASSO algorithm utilizes a time-varying velocity damping factor to provide a fine balance between the explorative and exploitative behavior of the original method. In addition, the new method considers a reasonable velocity limitation to avoid the divergence of the sperm movement. The proposed algorithm is benchmarked with a set of test functions and the results are compared with the standard sperm swarm optimization (SSO) and some other robust metaheuristic from the literature. For seismic optimization of retaining structures, Mononobe-Okabe method is employed for dynamic loading conditions and total construction cost of the structure is considered as the single objective function. The optimization constraints include both geotechnical and structural restrictions and the design variables are the geometrical dimensions of the wall and the amount of steel reinforcement. Finally, optimization of two benchmark retaining structures under static and seismic loads using the ASSO algorithm is presented. According to the numerical results, the ASSO may provide better optimal solutions, and the designs obtained by ASSO have a lower cost by up to 20% compared with some other methods from the literature.

• Geomechanics and Engineering
• /
• 제27권5호
• /
• pp.419-431
• /
• 2021

Construction of retaining walls with geocell has been gaining in popularity because of its easy and fast installation compared to conventional methods. In this study, model tests were conducted by constructing the geocell retaining wall (GRW) at a constant height (i.e., 90 cm) and using aggregate as an infill material at four different configurations and two different surface angles. In these tests, a circular footing was placed behind the walls at different lateral distances from the wall surface and loaded monotonically. Subsequent to this vertical loading being applied to the footing, horizontal displacements on the GRW surface were measured at three different points. The performance of Type 4 GRW exceeded the other three types of GRW, with the highest lateral displacement occurring in Type 4 GRW at approximately 0.67 % of wall height. In addition, the results of these tests were compared with theoretical approaches widely accepted in the literature. The stress levels reached beneath the footing were found to be compatible with theoretical results.

• 한국지반신소재학회논문집
• /
• 제23권2호
• /
• pp.1-7
• /
• 2024

대절토사면 안정성 확보를 위한 보강공법에 대한 다양한 신기술, 신공법이 적용되고 있지만 현장 지반정수 고려에 대한 설계적 한계가 존재하여 실제 시공 시 설계와 현장 지반 조건이 상이한 결과가 발생하고 있다. 본 연구대상지역인 여수시 일원에 있는 옹벽의 경우 5단계 옹벽 시공예정중이나, 현재 2단계 시공완료 시점에서 옹벽 상부의 균열, 옹벽전면의 침하 및 우수 유출등이 확인되었다. 1, 2단계 옹벽 시공 완료후, 발생된 옹벽 상부의 균열 및 침하와 옹벽 전면의 우수 유출에 대한 문제점을 발견하고 기존 안정성 검토의 결과를 재검토하고자 하였다. 기존 설계단계에서 붕적층에 대한 명확한 검토가 이루어지지 않아 지하수 유출로 인한 문제임을 확인하였으며, 이에 지하수위 조건을 보수적으로 반영하고자 옹벽 최상부에 지하수위선을 위치시켜 사면에 대한 안정성검토를 수행하였다. 검토결과, 우기시 안전율은 1.31로 기준안전율 1.3을 상회하는 결과를 확인하였으나, 지진시 안전율이 1.12로 기준안전율 1.3을 만족하지 못하는 것으로 확인되었다. 이에 기존 1, 2단 시공된 옹벽은 그라우팅을 이용한 마이크로 파일과 같은 보강공법을 적용하고, 붕적층에 대한 명확한 검토 수행수 추가 공사가 이루어져야할 것으로 사료된다.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제35권4호
• /
• pp.197-205
• /
• 2022

본 논문에서는 BIM을 활용한 흙막이 시스템을 개발하고 소개한다. 선행 연구 분석을 통해서 흙막이 BIM 시스템을 이루는 기술들에 대한 조사를 바탕으로 요소 기술들을 개발하였다. 첫 번째 요소 기술로, 선행 연구 및 표준 등을 활용해 BIM라이브러리를 구축하여 범용성과 재사용성을 확보하였다. 두 번째로, 토공 2D 기반의 토공 물량 산출법들을 분석하고 흙막이 BIM 시스템으로 활용하되 추가로 IDW 보간법을 활용하여 지형 생성 및 토공량 산출 시스템을 구축하였다. 세 번째로, 물량 산출을 위한 4가지 수식을 제안하여 객체 마다 각각 다르게 물량 산출법을 적용하여 개발하였다. 이후, 시스템에서 산출되는 물량산출서와 2D 기반 물량산출서와의 비교와 검증을 통해서 시스템이 앞으로 나아가야할 방향과 한계에 대해 알아보았다.

• 한국융합학회논문지
• /
• 제6권6호
• /
• pp.163-169
• /
• 2015

본 연구는 기존의 가설 흙막이 벽으로만 사용되는 현장제조 CIP를 기성제 PHC 파일로 대체하여 흙막이 겸 영구벽체로 사용하는 융합 공법을 제안하고 적용가능성을 확인하였다. PHC파일은 공장제작으로 품질을 믿을 수 있으며 재료적으로 콘크리트 강도나 긴장재의 인장응력이 CIP에 비해 우수하고 구조적으로도 큰 휨내력을 가지고 있다. 이러한 장점을 기진 PHC파일을 이용한 영구벽체 공법은 기존의 가설 흙막이 공법과 비교하면 시공이 간편하고 경제적이며 현장타설이 최소화되어 공기단축이 가능하다. 또한 공장제작을 통해 균질한 구조성능을 얻을 수 있고 흙막이와 지하외벽이 이중 시공되지 않으므로 공간활용 측면에서도 유리한 장점이 있는 것으로 나타났다.

• 산업기술연구
• /
• 제18권
• /
• pp.405-415
• /
• 1998

This thesis is an experimental and numerical research on bearing capacity acting retaining walls close to rigid slopes with stiff angles. Experiments were performed with changing the roughness of adjacent slope to the wall, its inclination, distance between wall and slope. Vertical stress and applied surcharge loads were measured by miniature earth cells and a load cel respectively. Stress distribution Vertical Settlement of surcharge load of rigid model footing were measured by LVDTs. Bearing capacities of surcharge loads were compared with theoretical estimations by using several different methods of limit equilibrium and numerical analysis. For limit equilibrium methods, the modified silo and the wedge theories, proposed by Chung sung gyo and Chung in gyo (1994) were used to analyze test results Based on those modified theories, the particular solution with the boundary condition of surcharge loads on the surface of backfill was obtained to find the stress distributions acting in the backfill and to compare with test results. From results of surcharge test with model wall being very close to the slope, analyzed results by the modified silo theory and to be in the better agreements than other methods.