본 연구는 연약지반의 강도증진을 목적으로 친환경 헤어섬유를 혼입한 점토흙의 강도 특성을 파악하였다. 본 연구에서는 헤어섬유의 길이 및 혼입율, 시멘트의 첨가량, 양생기간을 변화시키며 헤어섬유 혼입 점토흙의 압축강도 및 인장강도를 조사하였으며, 또한 응력-변형율 특성을 조사하였다. 시험결과, 헤어섬유 혼입점토는 압축 및 인장 모두에서 강도증진을 보였으며, 특히 인장강도에서 보다 큰 효과가 있는 것으로 나타났다. 뿐만 아니라, 헤어섬유 혼입점토가 파괴시까지 더 큰 변위를 허용하는 것으로 나타났다. 이와같은 결과를 토대로 향후 점토지반 강도증진을 위해 친환경 재료인 헤어섬유를 실무적으로 활용해도 될 것으로 판단된다.
지반의 수리저항 특성을 측정하기 위하여 사용되어 온 세굴실험기(EFA)를 개선하여 조류의 흐름방향이 바뀌는 것을 고려할 수 있도록 하였다. 개선된 세굴실험기를 이용하여 인공적으로 조성된 세립질 및 조립질 시료에 대하여 일방향 흐름과 왕복류 흐름을 고려한 수리저항성능 실험을 실시하였고 수리저항 특성을 정량적으로 비교하였다. 실험결과 세립질 및 조립질 시료 모두에서 일방향 흐름보다 왕복류를 고려한 양방향 흐름에서 세굴률이 크게 발생 하는 것으로 나타났다. 또한 세굴률의 증가는 조립질 시료가 더 크게 나타났으며 전 유속에 대한 평균 세굴률을 비교한 결과 상재압력이 큰 쪽이 더 큰 것으로 나타나 해저표면으로부터 상대적으로 깊은 곳에서 양방향 흐름에 대한 고려가 필요한 것으로 나타났다.
봉형접지극은 타 접지전극 형태에 비해 쉬운 시공성으로 국 내외적으로 배전계통에 보편적으로 사용하고 있는 접지극 형태이다. 따라서 보다 나은 봉형접지극의 시공성 향상을 위해 형태 변형, 형상 개량, 재질 개선 등 많은 연구가 진행되고 있다. 그러나 접지공사는 다양한 토질을 대상으로 이루어지기 때문에 봉형접지극 자체에 대한 개선으로는 시공성 향상에 한계가 있다. 따라서 본 연구에서는 봉형접지극의 직렬 및 병렬 시공을 기계화(중공스크루로드 이용)함으로써 소정의 접지저항값을 효과적으로 확보할 수 있는 공법에 관한 연구이다. 본 연구 결과를 축약하면 같은 조건하(동일한 대지저항율, 동일한 접지동봉 개수, 동일한 직렬 또는 병렬 시공, 동일한 접지저항저감제, 물 공급)에서 현재 적용하고 있는 항타(심타)공법과 기계화공법에 대하여 새롭게 제시된 기계화공법으로 인한 접지저항값의 저감 효과를 비교하였다. 제안된 기계화공법이 항타공법에 비해 비교적 안정된 접지저항 저감 효과를 얻었다.
Gunaydin, Murat;Adanur, Suleyman;Altunisik, Ahmet Can;Sevim, Baris;Turker, Emel
Steel and Composite Structures
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제17권4호
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pp.405-429
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2014
In this paper, it is aimed to determine the structural behavior of suspension bridges considering construction stages and different soil conditions. Bosporus Suspension Bridge connecting the Europe and Asia in Istanbul is selected as an example. Finite element model of the bridge is constituted using SAP2000 program considering existing drawings. Geometric nonlinearities are taken into consideration in the analysis using P-Delta large displacement criterion. The time dependent material strength of steel and concrete and geometric variations is included in the analysis. Time dependent material properties are considered as compressive strength, aging, shrinkage and creep for concrete, and relaxation for steel. To emphases the soil condition effect on the structural behavior of suspension bridges, each of hard, medium and soft soils are considered in the analysis. The structural behavior of the bridge at different construction stages and different soil conditions has been examined. Two different finite element analyses with and without construction stages are carried out and results are compared with each other. At the end of the analyses, variation of the displacement and internal forces such as bending moment, axial forces and shear forces for bridge deck and towers are given in detail. Also, displacement and stresses for bridge foundation are given with detail. It can be seen from the analyses that there are some differences between both analyses (with and without construction stages) and the results obtained from the construction stages are bigger. It can be stated that the analysis without construction stages cannot give the reliable solutions. In addition, soil condition have effect on the structural behavior of the bridge. So, it is thought that construction stage analysis using time dependent material properties, geometric nonlinearity and soil conditions effects should be considered in order to obtain more realistic structural behavior of suspension bridges.
The aim of this paper is to determine the effect of soil-structure interaction and time dependent material properties on behavior of concrete box-girder highway bridges. Two different finite element analyses, one stage and construction stage, have been carried out on Komurhan Bridge between Elazi$\breve{g}$ and Malatya province of Turkey, over Fırat River. The one stage analysis assume that structure was built in a second and material properties of structure not change under different loads and site conditions during time. However, construction stage analysis considers that construction time and time dependent material properties. The main and side spans of bridge are 135 m and 76 m, respectively. The bridge had been constructed in 3 years between 1983 and 1986 by balanced cantilever construction method. The parameters of soil-structure interaction (SSI), time dependent material properties and construction method are taken into consideration in the construction stage analysis while SSI is single parameter taking into consideration in the one stage analysis. The 3D finite element model of bridge is created the commercial program of SAP2000. Time dependent material properties are elasticity modulus, creep and shrinkage for concrete and relaxation for steel. Soft, medium, and firm soils are selected for evaluating SSI in both analyses. The results of two different finite element analyses are compared with each other. It is seen that both construction stage and SSI have a remarkable effect on the structural behavior of the bridge.
The consequences associated with ships running aground depend very much on the soil characteristics of the sea bed and the geometrical shape of the ship bow. The penetration into the sea bed depends on these factors and the penetration is an important factor for the ship motion because it influences the ship heave and pitch motions as well as the friction between the ship and the soil. In this paper a rational calculation model is presented for the sea bed soil reaction forces on the ship bottom. The model is based on the assumption that the penetration of the ship bow generates a flow of pore water through the grain skeleton of the soil. The flow is governed by Darcy\`s law and it is driven by the pressure of the pore water at the bow. In addition to this pore water pressure, the bow is subjected to the effective stresses in the grain skeleton at the bow surface. These stresses are determined by the theory of frictional soils in rupture. Frictional stresses on the bow surface are assumed to be related to the normal pressure by a simple Coulomb relation. The total soil reaction as a function of velocity and penetration is found by integration of normal pressure and frictional stresses over the surface of the bow. The analysis procedure is implemented in a computer program for time domain rigid body analysis of ships running aground and it is verified in the paper through a comparison of calculated stopping lengths, effective coefficients of friction, and sea bed penetrations with corresponding experimental results obtained by model tests as well as large, scale tests.
불안정한 요반지반에 기초말뚝을 사용하여 교대를 축조할 경우 뒤채움에 의한 편재하중으로 인하 여 기초말뚝과 교대 에 수평변위가 발생되는 경우가 종종 발생되고 있다. 이 경우 교대 배면의 뒤 채움 은 하부 원지반에 편재하중을 작용시키게 되므로 결국 하부지반이 연약할 경우 측방유동이 발생되게 되며 기초말뚝은 측방유동으로 인하여 유발되는 측방토압을 받게 된다. 그러나 한편으로는 이들 기초말뚝은 지반의 측방유동에 저항하여 사면의 안전성을 증대시키는데 기여하기도 한다. 이러한 줄말뚝이 설치된 사면의 안정문제는 지반과 말뚝의 상호작용의 문제로 기초말뚝의 안정과 사면안정의 두가지 해석이 모두 실시되어야 한다. 결국 기초말뚝을 사용한 교대의 전체의 안정은 사면과 말뚝모두의 안정이 확보되었을때만가능한것이다. 본 연구에서는 이러한 측방유동이 발생될 가능성이 있는 사면지반에 말뚝을 일정간격으로 설치한 위에 교대가 설치되어 있는 경우의 합리적 해석법을 확립시켰다. 이 해석법을 한 해석예에 적용하여 검토한 결과 교대의 안정 에 영향을 미치는 여러 요소를 조사하였다. 특히 편재하중으로 인한 지반의 측방유동으로 수평변위의 피해를 받는 교대 기초말뚝의 구속상태에 대한 규명을 할 수 있었다.
지반이 연약하거나 지하수 유동에 따른 응력의 변화로 인하여 부등침하가 발생하면 구조물이 경사지거나 변형되어 균열이 발생하게 된다. 부등침하로 인하여 구조물의 기초부분이 변형되면, 지반의 지지력을 보강하는 방법으로 현재 까지 국내에서 주로 그라우팅공법을 사용하였다. 그러나 이 공법은 보강효과가 장기간동안 지속되지 못하며, 원하는 강도를 발휘하기 위해서는 오랜 시간이 필요한 단점이 있다. 급속팽창재료(GPCON) 주입공법은 기계적 물성 및 내구성이 우수하며 시공이 간편한 장점을 지니고 있으며 고결시간도 매우 빨라 하부지반에 물질을 분사하여 흙입자 사이의 지반 간극을 채움과 동시에 팽창 고결하여 지지력과 전단력을 증가시킬 수 있는 공법이다. 본 연구에서는 고밀도 급속 팽창 지피콘을 이용하여 반복 하중에 의한 변형특성과 진동 저감효과를 분석하고 철도 및 지하철에서 기초침하 복원성을 평가하였다.
압성토공법은 성토체의 안정성을 높이기 위하여 성토체 측면에 일정한 폭과 높이로 흙을 쌓은 공법을 말한다. 본 연구는 실제 도로현장에서 전단파괴가 발생되어 복구방법으로 압성토공법을 적용한 시공사례를 분석한 것이다. 본 연구는 수치해석을 실시하여 효율적인 압성토 단면을 제시하고자 한다. 수치해석결과 효율적인 압성토 단면은 압성토 폭 : 제체 높이의 2배(2H), 압성토 높이 : 제체높이의 1/3(H/3) 이다. 또한, 압성토체를 가로지르는 측구를 설치할 경우, 본성토체로부터 적절한 이격거리를 제시함으로서 효과적인 횡단측구의 범위를 제시하였다.
본 연구는 vertical drain well 설치지반의 보다 더 실제적이고 합리적인 변형해석을 목적으로 drain well 타설로 인하여 발생하는 well 주변 점토층의 교란(smear)영향, well과 인접점토층의 강성차이에서 오는 접합면 변형의 불연속거동 표현이 가능한 유한요소해석 방법을 제시하고자 하는데 목적이 있다. 유한요소해석의 구성은 변형의 지배방정식으로서 Biot의 압밀이론을 근간으로 여기에 흙의 구성식과 접합요소이론을 결합하여 이루어진다. 본 논문에서 제시한 해석법의 정도는 Siriwardane과 Ghaboussi 등이 사용한 지반에 적용하여 검증한 바 있다. 여기에서는 이를 다시 모델지반과 실제지반에 대해서 유한요소해석법을 적용하여 강성이 다른 이질재료간 경계에서의 불연속변형의 영향에 따른 지반내 거동특성을 살펴보고 이것을 함께 고려한 해석법의 정도를 알아보고자 한 것이다. 그 결과는 침하에 있어서 매우 만족스럽다고 보아지지만 간극수압등에는 잘 일치하지 않는 점이 있어 앞으로의 더 많은 연구가 필요하다고 판단된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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