• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제13권5호
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• pp.25-33
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• 2012

본 연구에서는 흙막이 가시설 공법중 지반의 변위를 억제하고, 토공사 및 구조물 공사의 시공성을 크게 개선한 IPS 흙막이 가시설 공법을 시공한 현장의 계측자료를 바탕으로, 탄소성보법 수치해석 프로그램(EXCAV/W)을 이용하여 수치해석을 실시하였다. 그 결과, 선행하중을 가한 해석치가 평균 13.2% 감소하였으며, 또한 일반적인 해석치보다 현장 계측치는 평균 26.7% 감소하는 것으로 나타났다. 따라서 IPS 흙막이 가시설 공법은 기존 버팀보 공법에 흙막이벽의 수평변위에 대한 안전성을 확보하고 있음을 알 수 있다. 또한 IPS 흙막이 가시설 공법을 이용한 선행하중 효과를 통해 수평변위가 감소하는 것을 확인할 수 있다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제22권2호
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• pp.85-92
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• 2023

본 연구에서는 제주 지역에서 어스앵커로 지지된 흙막이벽의 측방토압 적용을 평가하기 위하여, 2개의 현장 시공 사례를 기반으로 수평변위에 대한 계측값과 예측값을 비교하였다. 흙막이벽에 작용하는 측방토압의 예측은 Rankine 토압, Hong & Yun 측방토압, Terzaghi & Peck 수정측방토압, Tschebotarioff 측방토압을 이용하여 탄소성해석을 실시하였다. 그 결과, A현장에 대한 최대 수평변위의 예측값은 계측값에 비하여 약 10배~12배로 화인되었으며, B현장의 경우에는 예측값이 계측값보다 약 9배~12배로 평가되었다. 즉, 2개 현장 모두 계측값에 비해 예측값에 의한 최대 수평변위가 유사한 증가율을 보였다. 모든 현장 사례에서 계측값에 의한 최대 수평변위는 퇴적층, 연암층 및 클링커층에서 발생하였고, 수평변위 형상은 사다리꼴 형태에 나타냈다. 그리고 예측값에 의한 최대 수평변위는 클링커층 주변에서 발생하였으며, 수평변위 형상은 타원형으로 나타났다. 클링커층이 혼재되어 있는 지반에서 계측값이 예측값과 매우 다른 수평변위 경향을 보이는 원인으로는 클링커층이 암반층과 연속된 지층의 형태로 존재하기 때문으로 판단되었다. 즉, 예측되는 토압 분포와 상당히 다른 경향을 보이는 제주 지역의 토압 분포 특성을 고려하면 과다하게 평가되는 기존의 예측방법을 적용하는 것은 다소 무리가 있을 것으로 판단되기 때문에, 보다 경제성을 확보할 수 있는 현실적인 제주 지역의 측방토압에 관한 연구가 수행될 필요가 있다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제7권2호
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• pp.41-47
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• 2008

본 연구에서는 보강토옹벽 상부에 재하된 상재하중 및 보강재 종류의 변화에 따른 토목섬유 보강토옹벽의 벽체 변위 특성을 평가하기 위하여 일련의 모형실험을 수행하였다. 모형 보강토옹벽은 높이${\times}$길이${\times}$폭이 $100cm{\times}140cm{\times}100cm$인 모형토조 내에 축조하였다. 모형 보강토옹벽 축조시 뒤채움흙으로는 통일분류법상 SM으로 분류될 수 있는 화강풍화토를 사용하였고, 보강재로는 인장강도 특성이 다른 3종류의 토목섬유(지오네트 한 종류 및 지오그리드 두 종류)를 사용하여 총 7종류의 모형 보강토옹벽에 대한 실험을 수행하였다. 모형 보강토옹벽 축조후 상재하중 재하에 따른 벽체 변위를 LVDT를 이용하여 측정하였다. 모형실험 결과, 토목섬유 보강토옹벽의 최대 수평변위는 벽체 저면에서부터 0.7H지점에서 발생하고, 그 크기는 보강재의 인장강도가 증가할 수록 증가하는 것으로 나타났다. 또한 상재하중이 증가할수록 토목섬유 보강으로 인한 벽체변위의 감소율은 감소하였다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제33권2호
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• pp.195-202
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• 2023

In this study, the ground settlement in backside of retaining wall and the behavior of the retaining wall were analyzed according to the method of groundwater drawdown due to excavation by using two-dimensional(2D) finite element analysis. Numerical analysis was performed by applying 1) fixed groundwater level, 2) constant groundwater drawdown, and 3) transient groundwater drawdown. In addition, the behavior of the retaining wall according to the initial groundwater level, ground conditions, and surcharge pressure in backside of retaining wall was evaluated. Based on the numerical analysis results, it was confirmed that when the groundwater level is at 0.1H from the ground surface (H: Excavation soil height), the wall displacement and ground settlement are not affected by the method of groundwater drawdown, regardless of soil conditions (dense or loose) and surcharge pressure. On the other hand, when the groundwater level is at 0.5H from the ground surface, the method of groundwater drawdown was found to have a significant effect on wall displacement and ground settlement. In this case, the difference in ground settlement presents by up to 4 times depending on the method of groundwater drawdown, and the surcharge load could increase the ground settlement by up to 1.5 times.

• 한국지반공학회논문집
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• 제36권11호
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• pp.51-60
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• 2020

횡방향의 토압에 저항하는 앵커블록, 흙막이 가설벽체, 레이커 지지블록 등에서 수동토압 산정은 중요한 요소이다. 실무에서는 사용의 편의성으로 인하여 파괴면을 직선으로 가정한 Coulomb과 Rankine의 이론을 사용하여 토압을 산정하는 것이 일반적이다. 하지만 실제 발생하는 수동파괴면은 벽면과 지반의 마찰로 인하여 벽체부근에서는 곡면이고 지표부근에서는 평면이 되는 복합파괴면을 형성한다. 흙막이 구조물의 안정검토에서 저항력으로 산정되는 수동토압이 발생되는 변위는 주동토압이 발생되는 주동변위 보다 커 대부분 구조물의 안정성을 초과하는 변위가 발생하여야 수동토압의 저항력이 발휘되므로 수동토압을 설계에 적용하기 위해서는 허용변위 이내의 임의변위에서 발휘되는 수동측토압의 산정이 매우 중요한 요소이다. 본 연구에서는 복합파괴면을 반영한 한계변위 내의 임의 변위에서 발휘되는 수동측토압을 산정할 수 있는 반경험식을 활용하여 벽체의 세 가지 거동조건에 따라 임의 변위에서 발휘되는 수동토압을 분석하였다.

• Earthquakes and Structures
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• 제9권4호
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• pp.789-830
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• 2015

The recent re-assessment of the seismic hazard in Europe led for many regions of low to moderate seismicity to an increase in the seismic demand. As a consequence, several modern unreinforced masonry (URM) buildings, constructed with reinforced concrete (RC) slabs that provide an efficient rigid diaphragm action, no longer satisfy the seismic design check and have been retrofitted by adding or replacing URM walls with RC walls. Of late, also several new construction projects have been conceived directly as buildings with both RC and URM walls. Despite the widespread use of such construction technique, very little is known about the seismic behaviour of mixed RC-URM wall structures and codes do not provide adequate support to designers. The aim of the paper is therefore to propose a displacement-based design methodology for the design of mixed RC-URM edifices and the retrofit of URM buildings by replacing or adding selected URM walls with RC ones. The article describes also two tools developed for estimating important quantities relevant for the displacement-based design of structures with both RC and URM walls. The tools are (i) a mechanical model based on the shear-flexure interaction between URM and RC walls and (ii) an elastic model for estimating the contribution of the RC slabs to the overturning moment capacity of the system. In the last part of the article the proposed design method is verified through nonlinear dynamic analyses of several case studies. These results show that the proposed design approach has the ability of controlling the displacement profile of the designed structures, avoiding concentration of deformations in one single storey, a typical feature of URM wall structures.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제22권1호
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• pp.75-85
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• 2023

굴착공사가 이루어지는 지역에서는 지하수위 변화와 지반침하를 최소화하기 위한 흙막이 벽체 공법 선정이 매우 중요하다. 이러한 측면에서 CIP 공법의 단점을 보완할 수 있는 SPW 공법은 국내 흙막이 벽체 시공 시 점차 증가하는 추세이다. 이러한 여건을 고려하여 본 연구에서는 SPW 공법의 설계요소와 흙막이 벽체의 구조적 안정요소간 상호 특성에 대하여 연구하였다. 여기서, 흙막이 벽체의 설계요소는 말뚝 간 겹침길이, 말뚝직경, H형강 보강재 규격이며 이에 따른 흙막이 벽체의 구조적 안정요소는 흙막이 벽체의 휨응력, 전단응력, 수평변위, 콘크리트 강도이다. 연구 결과 H형강 보강재의 부재력에 큰 영향을 미치는 설계요소는 말뚝직경과 H형강 보강재 규격이며, 수평변위에 큰 영향을 미치는 설계요소는 말뚝직경과 말뚝 간 겹침길이인 것으로 나타났다. 또한, 콘크리트 강도에 큰 영향을 미치는 설계요소는 말뚝직경과 H형강 보강재 규격인 것으로 나타났다.

• Earthquakes and Structures
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• 제9권4호
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• pp.911-936
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• 2015

This work evaluates the performance of a number of seismic assessment procedures when applied to a case study reinforced concrete (RC) wall building. The performance of each procedure is evaluated through its ability to accurately predict deformation demands, specifically, roof displacement, inter-storey drift ratio and wall curvatures are considered as the key engineering demand parameters. The different procedures include Direct Displacement-Based Assessment, nonlinear static analysis and nonlinear dynamic analysis. For the latter two approaches both lumped and distributed plasticity modelling are examined. To thoroughly test the different approaches the case study building is considered in different configurations to include the effects of unequal length walls and plan asymmetry. Recommendations are made as to which methods are suited to different scenarios, in particular focusing on the balance that needs to be made between accurate prediction of engineering demand parameters and the time and expertise required to undertake the different procedures. All methods are shown to have certain merits, but at the same time a number of the procedures are shown to have areas requiring further development. This work also highlights a number of key aspects related to the seismic response of RC wall buildings that may significantly impact the results of an assessment. These include the influence of higher-mode effects and variations in spectral shape with ductility demands.

• KEPCO Journal on Electric Power and Energy
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• 제7권2호
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• pp.285-293
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• 2021

The construction of underground structures such as power supply lines, communication lines, utility tunnels has significantly increased worldwide for improving urban aesthetics ensuring citizen safety, and efficient use of underground space. Those underground structures are usually constructed along with vertical cylindrical shafts to facilitate their construction and maintenance. When constructing a vertical shaft through the open-cut method, the walls are mostly designed to be flexible, allowing a certain level of displacement. The earth pressure applied to the flexible walls acts as an external force and its accurate estimation is essential for reasonable and economical structure design. The earth pressure applied to the flexible wall is closely interrelated to the displacement of the surrounding ground. This study simulated stepwise excavation for constructing a cylindrical vertical shaft through a centrifugal model experiment. One quadrant of the axisymmetric vertical shaft and the ground were modeled, and ground excavation was simulated by shrinking the vertical shaft. The deformation occurring on the entire ground during the excavation was continuously evaluated through digital image analysis. The digital image analysis evaluated complex ground deformation which varied with wall displacement, distance from the wall, and ground depth. When the ground deformation data accumulate through the method used in this study, they can be used for developing shaft wall models in future for analyzing the earth pressure acting on them.

• Geomechanics and Engineering
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• 제32권3호
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• pp.335-346
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• 2023

For structures with underground basement walls, the soil-structure-interaction between the side soil and the walls affects the response of the system. There is interest in quantifying the relationship between the lateral earth pressure and the wall displacement using p-y curves. To date, passive p-y curves in available limited studies were assumed elastic-perfectly plastic. In reality, the relationship between earth pressure and wall displacement is complex. This paper focuses on studying the development of passive p-y curves behind rigid walls supporting granular soils. The study aims at identifying the different components of the passive p-y relationship and proposing a rigorous non-linear p-y model in place of simplified elastic-plastic models. The results of the study show that (1) the p-y relationship that models the stress-displacement response behind a rigid basement wall is highly non-linear, (2) passive p-y curves are affected by the height of the wall, relative density, and depth below the ground surface, and (3) passive p-y curves can be expressed using a truncated hyperbolic model that is defined by a limit state passive pressure that is determined using available logarithmic spiral methods and an initial slope that is expressed using a depth-dependent soil stiffness model.