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c-$\phi$ 지반에서의 아칭현상을 고려한 원형수직터널 토압 : II. 실내 모형실험
김도훈,차민혁,이대수,김경렬,이인모,Kim, Do-Hoon,Cha, Min-Hyuck,Lee, Dea-Su,Kim, Kyung-Ryeol,Lee, In-Mo 한국터널지하공간학회 2010 한국터널지하공간학회논문집 Vol.12 No.2
원형수직터널에 작용하는 토압은 아칭효과로 인해 2차원 일반 흙막이벽에 작용하는 토압보다 작으므로 원형수직터널 설계 시 벽체에 작용하는 실질적인 토압의 예측이 필요하다. 본 논문은 두 개의 연속된 논문(Companion papers)의 두번째로서 원형수직터널 설계 시 건조한 사질토뿐만 아니라 c-$\phi$ 지반과 다층지반에서 적용 가능하도록 새롭게 제안된 토압식(김도훈 등, 2009)을 증명하기 위해 대형 모형실험을 수행하였다. 고안된 모형실험 장비는 단계별 굴착이 가능하도록 제작 벽체의 반경을 변화시켜가며 실험을 수행하였다. 또한 강사 방법으로 지반을 조성하기 전 건조한 시료에 물을 첨가하고 불포화사질토를 형성시켜 겉보기 점착력을 발현시킴으로써 c-$\phi$ 지반과 다층지반에서 실험을 진행하였다. 실험 결과로서, 단계별 굴착을 모사하였을 때, 아칭효과에 의해 굴착된 지반에서 굴착되지 않은 지반으로 하중이 전이가 일어나는 확인할 수 있었다. 또한, 동시에 굴착했을 때의 토압은 예측한 값에 비해 상당히 작게 나타났지만, 단계별로 굴착했을 때의 최종 토압은 동시 굴착 시의 토압에 비해 크게 나타나며 새롭게 제안된 토압식과 잘 일치하였고 c-$\phi$ 지반과 다층지반에서 수행한 실험의 결과도 겉보기 점착력의 효과로 인해 토압의 감소를 보이며 이론적인 값과 잘 일치하는 것으로 나타났다. The earth pressure acting on the vertical shaft is less than that acting on the retaining wall due to three dimensional arching effect. Thus, it might be essential to estimate the earth pressure actually acting on the shaft when designing the vertical shaft. In this paper, large-sized model tests were conducted as Part II of companion papers to verify the newly suggested earth pressure equation proposed by Kim et al. (2009: Part I of companion papers) that can be used when designing the vertical shaft in cohesionless soils as well as in c-$\phi$ soils and multi-layered soils. The newly developed model test apparatus was designed to be able to simulate staged shaft excavation. Model tests were performed by varying the radius of vertical shaft in dry soil. Moreover, tests on c-$\phi$ soils and on multi-layered soils were also performed; in order to induce apparent cohesion to the cohesionless soil, we add some water to the dry soil to make the soil partially-saturated before depositing by raining method. Experimental results showed a load transfer from excavated ground to non-excavated zone below dredging level due to arching effect when simulating staged excavation. It was also found that measured earth pressure was far smaller than estimated if excavation is done at once; the final earth pressure measured after performing staged excavation was larger and matched with that estimated from the newly proposed equation. Measured results in c-$\phi$ soils and in multi-layered soils showed reduction in earth pressures due to apparent cohesion effect and showed good matches with analytical results.
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유광호,박연준 사단법인 한국터널지하공간학회 2002 한국터널지하공간학회논문집 Vol.4 No.2
In this study, a numerical stability analysis was performed for a large tunnel considering excavation sequence. In most cases, stability of a tunnel is analyzed based on the stability of the final excavation stage only. In this study, stability analysis of a tunnel was performed at each excavation stage. In summary, it can be inferred that there is no problem in stability of the tunnel. However, thorough and careful measurements are recommended. Also, it is found that the stability of the tunnel at the 5th excavation stage when the right half of the main tunnel is excavated is rather lower than that of the tunnel at the final excavation stage. 본 연구에서는 시공순서를 고려한 대단면 터널의 안정성 평가를 수치해석에 의해 수행하였다. 일반적으로 터널의 안정성은 최종 굴착 후의 안정성에 의해 판단하는 것이 보통이나, 본 연구에서는 굴착단계별 안정성을 비교․검토하였다. 해석결과를 종합하면, 터널의 안정성에는 별 문제가 없을 것으로 판단되며, 이곳을 시공할 때 계측을 철저히 하는 등의 각별한 주의가 요구된다. 또한, 굴착단계별 안정성을 비교한 결과, 우측 본선터널 상부 반단면 굴착시 (5 단계)의 안정성이 오히려 최종굴착 후의 안정성보다 취약한 것으로 나타났다.
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김용성 ( Yongseong Kim ),임현택 ( Hyuntaek Lim ),타망비벡 ( Bibek Tamang ),김기환 ( Jihuan Jin ) 한국농공학회 2018 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2018 No.-
일반적으로 사면에서 강우의 침투는 지반 내 간극수압의 상승을 유발하고 침투수로 인한 지반의 함수량 증가로 흙의 전단강도 저하, 표면 유수 침투로 인한 표층부의 침식 및 파이핑 현상에 의한 국부파괴 등이 발생하게 된다. 강우의 침투는 사면이 분포하는 전반적인 원지반의 평형 상태를 붕괴시킬 수 있으며 사면파괴에 있어 전단강도 감소 내지 전단응력 증가에 의해 크게 지배 받는 것으로 알려져 있다. 사면 붕괴 예측 시스템을 개발하기 위해서는 강우조건에 따른 사면 파괴의 초기과정에 대한 이해가 필요하며 사면파괴 과정의 정량적 분석이 요구된다. 본 연구는 사면 붕괴 예측 시스템을 개발하기 위한 기초 연구로서 강우 조건에서의 사면 붕괴 메카니즘을 고찰하기 위해 단계별 굴착에 따른 사면 붕괴 실험을 수행하고 체적함수비와 지중 변위를 계측을 통해 모델 사면이 붕괴되는 과정에서의 함수비와 변위 거동 특성을 분석하였다. 본 연구는 지방자치단체의 급경사지 붕괴위험지역 등에서 집중호우로 인해 사면 붕괴나 산사태가 예측될 때 사전에 주민을 대피 시키는데 필요한 사면붕괴 예·경보시스템 구축 시 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
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