Most of land reclamation projects are being implemented along the south and west coastal lines of the Korean Peninsula. The earth structures and in-ground LNG tank, and buildings can be constructed using artificial freezing method on the reclaimed land to control the uplift pressure caused by capillary forces. In this study, upon freezing a saturated soil in a closed-system from the top, a considerable frost heaving pressure was developed. Decomposed granite soils, silty soil, and sandy soil were used in the laboratory freeze test which is sometimes subjected to thermal gradients under closed-systems. A major concern has been the ability to predict the frost heaving pressure over the results of relatively short-term laboratory tests. The frost heaving pressure arising within the soil samples and the temperature of the samples inside were monitored with time elapse. The degree of saturation versus heaving pressure curve is presented for each soil sample and the maximum pressure is closely related to this curve. TDR apparatus was used to measure the volumetric water content by the measurement of unfrozen water contents of frozen soils. Unfrozen water increased in soils containing a high percentage of fine-grained particles. In fine-grained soils with strong attractive farces between soil grains and water molecules, additional water is attracted into the pores leading to further volume changes and ice segregation.
Coulomb's theory has been usually used in practice to obtain lateral earth pressure against retaining wall. Such theory is based in the assumption that the lateral pressure is a tai angular distribution, since the point of applying the lateral thrust cannot be obtained by using it. However, the results of laboratory and field tests showed that the lateral pressure was not a triangular but a nonlinear distribution. To overcome the drawback of the Coulomb's theory, the different theoretical approaches(Handy, 1985. Kingsley, 1989 : Kellogg, 1993, Chung et at,1993, 1996a) were performed for gravity wall backfilled by cohesionless soil. On the other hand, for retaining wall backfilled by ,cohesive soil, theoretical analyses were carried out only on the basis of the Rankine's or Coulomb's concepts, but the equations showed different results. Here was newly derived the equations of lateral pressures under undrained condition against gravity wall backfilled by cohesive soil. They were based on the Coulomb's wedge, adopted the arching concept. Some of the equations were derived by neglecting tension crack, while the others by considering it. Comparative results for applying different examples showed that the equation considering tension crack might be reasonable.
Journal of The Korean Society of Agricultural Engineers
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v.63
no.6
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pp.17-26
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2021
Greenhouses have been damaged due to the uplift pressure from strong wind, for which rebar piles are often installed near the greenhouse to resist the pressure. For the effective design of rebar piles, it is necessary to access the shear strength of soil on which the greenhouse is constructed. This study experimentally evaluates the shear strength of the soil beneath the greenhouse. Four soil samples were collected from four agricultural sites, and prepared for testing with 75, 80, 85, and 90% compaction rates. One-dimensional unconfined compression test (UC), consolidated-undrained triaxial test (CU), and resonant column test (RC) were performed for the evaluation of shear strength and shear modulus. Generally, the higher shear strength and modulus were observed with the higher compaction rates. In particular, the UC shear strength increases with the increase of #200 sieve passing rate. Resulting from the CU test, the sample with the most of coarse soil had the highest friction angle, but the variation is small among samples. Resulting from the CU and RC tests, the ratio of maximum shear modulus with the major principle stress at failure was the higher at the finer soil. The ratio was two to three times greater than the ratio from the standard sand. This indicates that the shear strength is lower for the fine soil than the coarse soil at the same shear modulus. The results of this study will be a useful resource for the estimation of the pull-out strength of the rebar pile against the uplift pressure.
A series of field pull-out tests were carried out to investigate the behaviour of multi-pressurized soil nails. Ten soil nails were constructed in weathered soil and then, subjected to pull-out loads. The test results showed that the ultimate pull-out resistances of soil nails constructed with high pressure were about 42~142% larger than those obtained from conventional soil nails. The deduced interface shear strength at the ground-grout interface was 71 kPa for conventional soil nails, while higher shear strength of 95~166 kPa was obtained for pressurized nails. The diameter of grouted borehole increased by about 12~27% compared to ordinary soil nails under low pressure. Also, the predicted value by the cavity expansion theory is in good agreement with the measured expanded radius of grout under injection pressure by field pull-out tests.
Proceedings of the Korean Society of Soil and Groundwater Environment Conference
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2005.04a
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pp.114-116
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2005
Natural attenuation has been actively studied and often selected as final clean-up process in remediation of contaminated ground-water and soil for the last decade. Accordingly, understanding of natural processes affecting the fate and transport of contaminants in the subsurface becomes important for a success of implementation of the natural remediation strategy, Contaminant advection and diffusion processes in the unsaturated zone are naturally related to environmental changes in the atmosphere. The atmospheric pressure changes affecting the transport of contaminants in the subsurface are investigated in this study. Moisture content, trichloroethylene (TCE) concentration, temperature, and pressure variations in the subsurface were measured for the July, August, November, and December 2001 at Picatinny Arsenal, New Jersey. These data were used for a one-phase flow and one-component transport model in simulating the soil-gas flow and accordingly the TCE transport in the subsurface in accordance with the atmosphere pressure variations at the surface. The soil-gas velocities during the sampling periods varied with a magnitude of $10^{-6}\;to\;10^{-7}\;m\;s^{-1}$ at land surface. The TCE advection fluxes at land surface were several orders of magnitude smaller than the TCE diffusion fluxes. A sensitivy analysis indicated that advection fluxes were more sensitive to changes in geo-environmental conditions compared to diffusion fluxes. Of all the parameters investigated in this study, moisture content has the most significant effect on TCE advection and diffusion fluxes.
Carbon fiber reinforced polymers (CFRPs) have been recently investigated as an alternative material for Geosynthetics to improve soil properties. One of the factors influencing the fiber orientation and mechanical properties of CFRP is the effect of soil overburden pressure. This study investigates the tensile behavior of cast-in-place CFRP. During the curing time of specimens, a wide range of normal stress is applied on specimens sandwiched between the soils. Two different soil types are used to determine the effect of soil grain size on the mechanical properties of CFRP. Specimens are also prepared with different specifications such as curing time and mixing soil in to the epoxy. In this study, tensile tests are conducted to investigate the effect of such parameters on tensile behavior of CFRP. The experimental results indicate that by increasing the normal stress and soil grain size, the ultimate tensile strength and the corresponding strain of CFRP decrease; however, reduction in elastic modulus is not noticeable. It should be noted that, increasing the curing period of epoxy resin and mixing soil in to the epoxy have no significant effect on the tensile properties of CFRP.
A series of triaxial compression tests were performed on samples of compacted granite soil in a modified triaxial cell that allowed separate control of pore air pressure ($U_a$) and pore water pressure ($U_w$) in order to examine the characteristics of pore pressure, volume change and stress-strain behavior during undrained loading conditions. Triaxial samples of unsaturated and saturated compacted granite soil, 50mm in diameter and 100mm in height, were prepared by compaction in a mould. These samples were tested at 3 different suction values (0.5, 1.0, 2.0 kgf/cm$^2$) for unsaturated compacted granite soil and at 3 different confining stresses (1.0, 2.0, 4.0 kgf/cm$^2$). Results showed that only effective cohesion increased with little variation of friction angle, according to matric suction.
Lee, Kwang-Ho;Kim, Dong-Wook;Kim, Do-Sam;Kim, Tae-Hyung;Kim, Kyu-Han;Ryu, Heung Won
Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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v.27
no.3
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pp.159-167
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2015
In this paper, the errors found in the existed analytical solutions described the mechanism of residual pore-water pressure accumulation were examined and a new analytical was proposed. The new analytical solution was derived by using a Fourier series expansion and separation of variables was verified by comparison with the existed both analytical and numerical solutions and experimental result. The new analytical solution is very simple that there is no need for numerical integration for deep soil thickness. In addition, the solutions of the residual pore-water pressure for finite, deep, and shallow soil thickness reveled that it is possible to approach from finite to shallow soil thickness, but not possible to deep soil thickness because there was discontinues zone between finite and deep soil thickness.
It has been well known that the infiltration of rainfall causes major surfacial slope failures in Korea. However, the hydrological and mechanical behaviors in unsaturated slopes are somewhat complex. When an analysis on unsaturated slope problems is performed, soil-water characteristics curves (SWCC) are considered as major parameters to apply. Since the weathered soil slopes are layered and stressed by overburden pressures, the response of SWCCs should account for its overburden pressure. To deal with this situation, in this study, laboratory testings were conducted to evaluate the SWCC under various overburden stress. In addition, the unsaturated shear strength was estimated using SWCC. Then the performance of unsaturated weathered soil slopes was evaluated under various conditions after applying the effect of overburden pressure on SWCCs. The results demonstrated that the effect of overburden pressure on SWCC could be substantial and the proper application to analysis is very important to enhance the prediction of slope stability.
Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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v.2
no.4
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pp.23-30
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1998
During an earthquake, there are three components of excitation : horizontal excitation of the ground, vertical excitation of the pile due to superstructure feedback produced by vertical excitation of the ground, and the seawater excitation by the vertical ground shaking, that is, "the seaquake." These excitations could have effects on the pore pressure buildup mode induced in the near-field of open-ended pile and the soil plugs in open-ended pipe piles installed at offshore sites. While the ground and pile excitation could be modeled by exciting the soil and pile with simulated motions, seaquake excitation induced by the vertical ground shaking can be modeled by pulsing the water pressure at the seabed. The objectives of this study were to observe buildup trend for the porewater pressures developed in near-field of open-ended pipe pile installed in the calibration chamber during the simulated earthquake and seaquake and, also to confirm the cause for reduction of soil plugging according to pore pressure buildup. During the simulated horizontal seismic motion, there was no upward flow through soil plug because the similar magnitude of excess porewater pressure were occurred at the top and under the toe of soil plug. During the horizontal seismic motion, relatively higher hydraulic gradients caused upward flow in the soil plug and then the degradation of plugging resistance was about 20%. During seaquake, in the case of the open-ended pile installed in a deep sea with more than 220m of water depth, soil plug failed completely because of high upward hydraulic gradients through soil plug.soil plug.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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