• Geomechanics and Engineering
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• 제22권6호
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• pp.553-564
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• 2020

In this study, a simple numerical approach for a circular tunnel opening in strain-softening surrounding rock is proposed considering out-of-plane stress and seepage force based on Biot's effective stress principle. The plastic region of strain-softening surrounding rock was divided into a finite number of concentric rings, of which the thickness was determined by the internal equilibrium equation. The increments of stress and strain for each ring, starting from the elastic-plastic interface, were obtained by successively incorporating the effect of out-of-plane stress and Biot's effective stress principle. The initial value of the outmost ring was determined using equilibrium and compatibility equations. Based on the Mohr-Coulomb (M-C) and generalized Hoek-Brown (H-B) failure criteria, the stress-increment approach for solving stress, displacement, and plastic radius was improved by considering the effects of Biot's effective stress principle and the nonlinear degradation of strength and deformation parameters in plastic zone incorporating out-of-plane stress. The correctness of the proposed approach is validated by numerical simulation.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2000년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.387-394
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• 2000

In the present study, laboratory pull-out tests with screw anchors are carried out to investigate behavior characteristics of underground structures applied uplift seepage forces. Small scaled pull-out tests in sand were conducted under saturated condition. And then, it was observed that the upward displacement as well as the pullout load varied with spacing of the anchor. Also, analyses have been performed with the aim of pointing out the effects of various parameters on the group effect of the screw anchors.

• 한국지반공학회논문집
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• 제18권5호
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• pp.221-228
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• 2002

터널 굴착시 막장의 안정성은 주변지반 및 터널 지보재의 안정성과 아울러 가장 중요하게 평가되어야 할 요소 중의 하나이다. 특히 터널이 지하수위 하에서 시공될 경우 지하수 흐름에 따라 터널 막장에서 발생하게 되는 침투력은 터널 막장의 안정성에 심각한 영향을 미칠 수 있다. 따라서 본 침투력은 터널 설계 및 시공시 터널 막장의 안정성 측면에서 중요하게 평가되어야 할 요소이다. 본 연구에서는 지하수위 하에서 터널이 시공될 경우 발생하는 침투력과 관련하여 터널 굴진율이 본 칩투력에 미치는 영향에 대해서 언급하였다. 터널 굴진율을 고려한 지하수 흐름해석을 위하여 유한요소 해석 프로그램이 개발되었다. 본 프로그램을 이용하여 터널 굴진율 및 지반의 투수특성이 터널 막장에 작용하는 침투력에 미치는 영향을 매개변수 분석을 통하여 연구하였다. 본 연구결과, 터널 굴진율은 터널 막장에 작용하는 침투력을 평가하는데 있어서 중요한 추가된 요소로 고려되어야 하며, 결론적으로 터널 막장의 안정성을 유지하기 위한 지보압의 합리적인 산정을 위한 방법론을 제시할 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제26권5호
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• pp.37-48
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• 2010

본 연구에서는 침투압이 주기적으로 변화하는 연근해 가물막이 시공현장에 적용하기 위해서 수두손실그래프에 의한 침투류 감시기법을 개발하였다. 이 기법에서 새로이 정의된 수두손실율은 0~1 사이의 값으로 나타나며 0이면 완전통수상태, 1이면 완전차수상태를 나타낸다. 수두손실그래프의 결정계수가 1에 가까우면 침투경로상의 지반은 안정된 상태에 있음을 나타내고 0에 가까우면 공동이 존재할 수도 있고 파이핑이 진행 중일 수도 있다. 수두손실그래프에 의한 안전관리기법은 침투상태의 변화를 민감하게 감지할 수 있도록 하며 전체 현장에 적용할 경우 각 위치별 하부지반의 침투상태를 세부적으로 판단할 수 있도록 한다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제13권2호
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• pp.217-235
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• 2017

The stability prediction of shallow buried tunnels is one of the most difficult tasks in civil engineering. The aim of this work is to predict the state of collapse in shallow tunnel in layered soils by employing non-associated flow rule and nonlinear failure criterion within the framework of upper bound theorem. Particular emphasis is first given to consider the effects of dilation on the collapse mechanism of shallow tunnel. Furthermore, the seepage forces and surface settlement are considered to analyze the influence of different dilation coefficients on the collapse shape. Two different curve functions which describe two different soil layers are obtained by virtual work equations under the variational principle. The distinct characteristics of falling blocks up and down the water level are discussed in the present work. According to the numerical results, the potential collapse range decreases with the increase of the dilation coefficient. In layered soils, both of the single layer's dilation coefficient and two layers' dilation coefficients increase, the range of the potential collapse block reduces.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2008년도 춘계 학술발표회 초청강연 및 논문집
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• pp.792-802
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• 2008

If a tunnel is constructed below the groundwater level, the groundwater flow will occur inducing the seepage force toward the tunnel and will result in the increase of tunnel convergence. The longitudinal deformation during tunnel excavation will also be increased due to seepage pressure. A back-analysis methodology in underwater tunnel was proposed in this study based on the relative longitudinal deformation measured in-situ. Geotechnical parameters can be estimated utilizing the proposed method where the prior estimate as well as the measured convergence can be reasonably combined by adopting the Extend Bayesian Method.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제2권2호
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• pp.51-58
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• 2001

본 연구에서는 보강제체와 무보강제체의 침투거동을 평가하기 위하여 실내모형실험을 실시하였다. 제체침투시험은 사면경사가 1:1.5, 1:2.0이고 수위상승속도가 1.25cm/min, 2.5cm/min, 수위는 15cm, 25cm, 35cm인 조건에서 실시하였다. 모형실험결과 보강재를 사용한 제체의 경우 지하수의 흐름과 상승 때문에 어느 정도의 침하와 수평방향변위가 발생하였으나, 무보강제체에서 나타난 커다란 활동파괴는 발생되지 않았다. 그리고 수위상승속도 변화에 따른 제체의 침투거동분석결과 Geotextile로 보강된 제체가 무보강제체보다 최종침하량이 감소하는 것으로 나타나 Geotextile을 설치한 제체가 비교적 물의 침투력에 대해 안정한 것으로 나타났다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제13권6호
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• pp.431-450
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• 2011

원형수직터널의 시공시 지하수가 존재하는 경우 굴착에 의해 지하수의 흐름이 발생되어 추가적인 힘이 작용하게 된다. 원형수직터널의 지하수의 흐름은 일반적인 수평터널과 달리 깊이방향으로 다르게 작용되며, 수직터널의 벽체에 경사방향으로 작용하게 된다. 본 연구에서는 원형수직터널에 작용하는 침투력의 영향을 파악하기 위해 깊이에 따라 변하는 경사방향의 흐름성분을 수직과 수평방향으로 나누어 각각을 이론식에 적용하였다. 지하수가 영향을 미치는 범위는 토압을 야기하는 이완영역과 같은 것으로 가정하여 이론식을 유도하였다. 침투력에 의해 발생되는 추가적인 힘으로 인하여 원형수직터널의 이완영역에 작용되는 응력이 달라짐에 따라 침투력을 고려한 토압계수 산정식과 원형수직터널 벽체에 작용하는 응력 산정식을 본 연구를 통해 제안하였다. 가상지반을 설정하고 제안식을 적용한 결과, 침투를 고려하지 않은 건조한 지반에 비하여 수직방향응력은 약 1.4배, 토압은 2.5배 증가하는 결과를 보였다. 침투해석을 통하여 "유효응력+침투력"으로 구한 값과 제안식을 이용하여 산정한 값은 유사한 경향을 보여 제안식은 침투력을 적절히 고려하여 토압을 예측하는 것으로 나타났다.

• 한국산업안전학회:학술대회논문집
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• 한국안전학회 2003년도 추계 학술논문발표회 논문집
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• pp.207-213
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• 2003

본 연구는 양수발전 등을 목적으로 축조한 소형 Dam 및 Sand Levee의 수위가 급상승할 경우 제체의 내측면에 미치는 영향을 Bishop's simplified method를 사용하여 Seepage Force(침투력)의 항을 중심으로 분석한 것이다. 특히 침투력의 항은 제체의 사면경사가 급할 경우 및 수위의 상승속도에 따라 제체의 안전성에 많은 영향을 미친다.(중략)

• 대한토목학회논문집
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• 제5권4호
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• pp.15-22
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• 1985

본(本) 연구(硏究)는 제체(堤體)에 있어서, 수위(水位)가 급상승(急上昇)함에 따라 제체내부(堤體內部)의 공극수압(空隙水壓)이 변화(變化)하는 제체경사면(堤體傾斜面)의 파괴현상(破壞現象)을 연구(硏究)한 것이다. 그리고 이미 발표(發表)된 근사이론식(近似理論式)을 토대로 국부(局部) 파괴현상(破壞現象)을 실험(實驗)을 통(通)하여 고찰(考察)했다. 본(本) 실험(實驗)에서 연구(硏究)된 내용(內容)은 다음과 같다. 1) 침윤선(浸潤線)에 따른 유출점(流出點)의 위치 결정(決定) 2) 유출점(流出點) 부근(部近)에서 발생(發生)되는 국부(局部) 파괴현상(破壞現象)에 대한 고찰(考察) 3) 침투수압(浸透水壓)이 제체(堤體)에 미치는 영향(影響)