Railway construction needs vast soil investigation for its infrastructure foundation designs along the planned railway path to identify the design parameters for stability and serviceability checks. The soil investigation data are usually classified and grouped to decide design input parameters per each construction section and budget estimates. Deterministic design method which most civil engineer and practitioner are familiar with has a clear limitation in construction/maintenance budget control, and occasionally produced overdesigned or unsafe design problems. Instead of using a batch type analysis with predetermined input parameters, data population collected from site soil investigation and design load condition can be statistically estimated for the mean and variance to present the feature of data distribution and optimized with a best fitting probability function. Probabilistic approach using entire feature of design input data enables to predict the worst, best and most probable cases based on identified ranges of soil and load data, which will help railway designer select construction method to save the time and cost. This paper introduces two Monte Carlo simulations actually applied on estimation of retaining wall external stability and long term settlement of organic soil in soil investigation area for a recent high speed railway project.
사질지반에서 제안식에 의한 침하량 예측시 사용되는 주된 입력 물성치는 표준관입시험에 의한 N치이다. N치는 침하량의 예측치에 가장 큰 영향을 미치는 요소이기 때문에 침하량 예측시 적절한 N치의 산정이 이루어질 때 예측 침하량의 정확성이 확보된다. 그러나, N치가 50/30이상인 지반의 경우 N치는 30cm 관입시 타격수를 기록하는 것이 아니라 50회 타격시 롯드의 관입량을 기록하고 있다. 이러한 경우 침하량 예측시 N치를 50으로 사용할 경우 그 결과의 신뢰성이 결여된다. 이에 본 연구에서는 지반의 N치가 50/30이상인 경우 N치의 보정과 보정 N치를 이용한 Elastic Theory 예측치와 평판재하시험에 의한 실측치를 비교 검토하였다. 그 결과 보정 N치를 사용한 경우 보정하지 않은 N치를 사용한 경우에 비해 실측치에 대해 높은 정확성을 보였다. 또한, 순수 사질토에 대한 Elastic Theory의 적용성을 검토하였다.
성토 시공시, 경제적인 시공을 위해 절 성토량의 균형은 중요하게 고려되어야 할 사항이다. 그러나 실제 완성기면까지 성토시 성토체 자체의 압축침하와 연약지반 성토시 발생하는 제체하부 원지반의 압밀침하, 암 버럭 사이의 간극 메움에 의한 침하와 강우와 유출시 발생하는 토량 손실에 의한 성토량의 부족분이 발생하고 있다. 성토량의 부족분에 대한 지침은 도로공사 시방서에 토량환산계수를 통해 설계하도록 되어 있지만 성토체 자체의 압축침하에 의한 부족분은 고려되고 있지 않다. 따라서 본 연구에서는 이세전(伊勢田)(1972)와 석정(石井)(1976)가 제안하고 있는 성토체의 제체압축침하량 산정기법을 적용하여 국내 여러 현장의 성토체를 대상으로 발생가능한 압축침하량을 산정하였다. 본 연구결과 성토고 및 성토재의 종류에 따라 성토고의 약 3~10%내외의 전침하량이 발생하는 것으로 나타났다. 그러므로 실제 설계시 성토재의 특성 및 성토고를 고려한 성토체의 즉시침하 및 크리프 침하를 반영한 설계가 필요할 것으로 판단된다.
연약한 점성토나 유기질토로 구성된 지반위에 도로, 교량, 건물 등이 축조된다면 침하량이 과대하여지고, 지지력이 부족하여 침하 및 안정성 등 지반 공학적으로 많은 문제점들이 발생될 수 있다. 극단적인 경우, 축조된 구조물의 전단파괴 또는 붕괴로 까지 나타날 수 있어, 지반의 강도증가 및 침하억제 등을 위한 지반개량공법이 필수적으로 요구된다. 본 연구에서는 점토로 준설매립된 지반에서의 침하량 예측 시 중요한 요소 중 하나인 지하수위 조건에 대하여 계측결과를 이용하여 각 지하수위 조건에 따른 침하량을 분석하고 준공 5년 후의 발생침하량과 비교하여 침하분석 시 적용 지하수위 조건에 대해 제안하였다. 분석 결과, 침하분석 시의 지하수위는 시공중에는 계측 지하수위를 적용하고, 공용중에는 소조평균저조위(L.W.O.N.T)를 적용하는 것이 합리적일 것으로 판단된다. 또한, 점토로 준설매립된 지역의 경우 원지반점토층 상부 통수층에서의 수두 관측결과와 원지반점토층 하부 통수층에서의 수두가 다르게 나타났으며, 이로 인하여 점토층에서 작용하는 수압은 비선형적일 것으로 추정된다.
이 연구의 목적은 소다회 생산과정에서 발생한 매립지의 압밀특성을 연구하는데 있다. 소다회를 생산하는 과정에서 발생하는 부산물의 주요성분은 대부분 석회석이다. 이 연구는 우선 폐석회의 압밀특성을 파악하기 위해 시추조사를 통한 불교란 시료를 채취하여 실내실험을 실시하였다. 실험결과 폐석회는 소성이 큰 유기질토로 분류되었으며, 유기물 함유량 시험결과 폐석회에 함유된 유기물 함량은 일반 점토에 비하여 높게 나타났다. 또한, 이론적인 방법과 압밀해석 프로그램에 의하여 폐석회의 압밀침하량과 이차침하량을 산정하였다.
Settlement estimation in cohesion materials is a crucial topic to tackle because of the complexity of the cohesion soil texture, which could be solved roughly by substituted solutions. The goal of this research was to implement recently developed machine learning features as effective methods to predict settlement (Sm) of shallow foundations over cohesion soil properties. These models include hybridized support vector regression (SVR), random forests (RF), and coot optimization algorithm (COM), and black widow optimization algorithm (BWOA). The results indicate that all created systems accurately simulated the Sm, with an R2 of better than 0.979 and 0.9765 for the train and test data phases, respectively. This indicates extraordinary efficiency and a good correlation between the experimental and simulated Sm. The model's results outperformed those of ANFIS - PSO, and COM - RF findings were much outstanding to those of the literature. By analyzing established designs utilizing different analysis aspects, such as various error criteria, Taylor diagrams, uncertainty analyses, and error distribution, it was feasible to arrive at the final result that the recommended COM - RF was the outperformed approach in the forecasting process of Sm of shallow foundation, while other techniques were also reliable.
조립토 다짐말뚝의 침하거동에 대한 현재까지의 연구성과들은 주로 응력분담비와 치환율을 토대로 한 침하저감계수의 평가를 위주로 수행되어 왔으나, 조립토 다짐말뚝이 설치된 지반을 복합지반으로 단순화하여 분석을 수행함으로서, 말뚝의 변형시 주로 발생하는 상부영역의 횡방향 거동을 반영하지 못하고 응력분담비로 표현되는 연직방향의 상대강성 차이와 치환율만을 고려한다는 제약성이 있다. 필자 등은 이러한 제약성을 보완하는 데 초점을 두어, 말뚝재료의 강성 및 직경 그리고 지반의 연직방향 강성과 함께 횡방향 변형을 종합적으로 고려하는 침하량 평가기법을 기 제안한 바 있다. 본 연구에서는 기 제안된 기법의 적용 타당성 등을 보다 구체적으로 확인하기 위해, 현장재하시험 및 3차원 수치해석 등을 실시하여 그 결과를 비교, 분석하였다. 아울러 기 제안된 침하량 평가기법 등을 활용하여, 실무에서 간편하게 수 계산으로 조립토 다짐말뚝의 침하량 산정이 가능한 방법을 제안하였다.
GS E&C was awarded the contract for the construction of Hanoi - Hai Phong Expressway Package EX-7 from Station Km 72+000 to Station Km 81+300 in December 2008. This project is the $7^{th}$ contract package of the 105.5 km long expressway near Hai Phong city, which includes a FCM-styled bridge along with high embankments over soft ground. For these high embankments, there is a need to treat the soft soil for improving the overall stability during construction and for reducing the post-construction settlement of the expressway. The Designer of this project had adopted four (4) different types of ground improvement techniques to treat the soft ground, including the prefabricated vertical drains (PVD), sand drains (SD), pack drains (PD, or sometimes called packed sand drains), and sand compaction piles (SCP). The main focus of soft soil treatment should be paid attention to the residual settlement after construction. In current design, however, it appeared that the secondary compression (or creep) of the improved soil layer and the consolidation settlement of the lower untreated compressible soil layer have been neglected in the estimation of the post-construction settlement. These uncalculated residual settlements may not only unsatisfy the design criteria but also raise serious problems during service period of this expressway. In this paper, the subsoil condition and current design were reviewed focusing on the employed soft soil treatment method and expected residual settlement.
틸팅차량의 안정성 확보를 위해 궤도부담력과 주행안정성 검토가 이루어졌으며, 틸팅차량이 궤도부담력과 주행안정성 검토에 의해 산정된 허용속도로 운행될 경우 레일이음매 하부 노반침하에 대한 연구가 수행되었다. 열차 주행시 레일이음매와 장대레일에 작용하는 충격량이 다르기 때문에 장대레일 하부 노반에 대한 안정성 검토가 추가적으로 필요하다. 본 연구에서는 장대레일에 대하여 노반의 침하량 및 지지력을 수치해석을 통해 검토하고 허용침하량 및 허용지지력과 비교하여 노반의 안정성을 검토하였으며 레일이음매와 장대레일 하부 노반의 침하량 및 지지력을 비교 분석하였다. 그 결과, 장대레일 및 레일이음부 하부 노반의 침하량은 허용침하량의 71.2% 및 88.8%, 응력은 허용지지력의 10.4% 및 12.1%로 나타났다.
터널 콘크리트라이닝 설계 시 적용되는 지반 이완하중은 정립된 설계기준이 없는 상태이다. 또한, 경험적인 지반 이완하중을 산정하여 설계에 적용함으로써 다소 보수적인 설계가 이루어지고 있는 것으로 일반적으로 인식되고 있다. 기존의 지반 이완하중 산정방법은 각각 다양한 문제점을 내재하고 있고, 수치해석에 의한 지반 이완하중 산정방법은 복잡하며 실제 지반 이완하중과의 비교검증이 이루어지지 않은 문제점이 있다. 따라서, 실제 터널현장의 거동을 반영할 수 있는 합리적인 지반 이완하중 산정방법에 대한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 터널 시공현장에서 측정된 계측자료의 천단침하를 고려한 역해석을 통하여 지반 이완하중을 산정하는 방법을 제안하였다. 기존 지반 이완하중 산정방법보다 다소 작은 지반 이완하중이 산정되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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