• Research Article

    A Study on the Application of UBC3D-PLM for Soil Liquefaction Analysis

    액상화 해석을 위한 UBC3D-PLM의 적용성에 관한 연구

    Park Eon-Sang, Kim Byung-Il

    박언상, 김병일

    In this study, a model parameter evaluation method using relative density was proposed to utilize applicable UBC3D-PLM for liquefaction behavior. In addition, …

    본 연구에서는 액상화 평가를 위해 적용 가능한 UBC3D-PLM을 활용하고자 상대밀도를 이용한 모델 변수 평가방법을 제안하였다. 또한, 가속도와 간극수압이 측정되고 있는 액상화 발생 …

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    In this study, a model parameter evaluation method using relative density was proposed to utilize applicable UBC3D-PLM for liquefaction behavior. In addition, dynamic effective stress analysis, that is, liquefaction analysis, was performed on the case of the liquefaction occurrence region where acceleration and pore water pressure were measured, and compared with the actual measurement and the existing Finn analysis results. Through this study, it was found that the proposed method can easily evaluate the necessary parameters required by the related model and predict the pore water pressure behavior in the region where liquefaction occurs. In addition, in the case of the study area, both measurements and numerical analysis showed that liquefaction occurred when a certain amount of time elapsed after the earthquake acceleration reached the maximum value. In the case of UBC3D-PLM applied in this study, the excess pore water pressure behavior similar to the actual measurement was predicted, and the occurrence of liquefaction was evaluated in the same way as the actual measurement. In particular, although the excess pore water pressure in the sand layer was greater, the phenomenon in which liquefaction occurred in the silt layer was accurately realized. It is expected that the proposed model parameter evaluation method and finite element analysis applying UBC3D-PLM can be used to select the liquefaction reinforcement region in the future seismic design and reinforcement by evaluating the liquefaction occurrence region similarly to the real one.


    본 연구에서는 액상화 평가를 위해 적용 가능한 UBC3D-PLM을 활용하고자 상대밀도를 이용한 모델 변수 평가방법을 제안하였다. 또한, 가속도와 간극수압이 측정되고 있는 액상화 발생 지역의 사례에 대한 동적 유효응력해석 즉, 액상화 해석을 수행하여 실측 및 기존 Finn 해석결과와 비교 분석하였다. 본 연구를 통해 제안한 방법은 관련 모델에서 요구하는 필요 변수를 쉽게 평가할 수 있고, 액상화가 발생된 지역에서의 간극수압 거동을 예측할 수 있는 것으로 나타났다. 또한, 연구대상 지역의 경우 실측과 해석 모두 지진 가속도가 최대값에 도달한 후, 일정 시간이 경과한 시점에서 액상화가 발생하는 것으로 나타났다. 본 연구에서 적용한 UBC3D-PLM의 경우 실측과 유사한 과잉간극수압 거동을 예측하였고, 실측과 동일하게 액상화 발생 여부를 평가하였다. 특히, 모래층에서의 과잉간극수압이 더 크게 발생하였지만, 실제는 실트층에서 액상화가 발생한 현상을 정확하게 구현하였다. 제안 모델 변수 평가방법과 UBC3D-PLM을 적용한 유한요소해석이 실제와 유사하게 액상화 발생 영역을 평가함으로써 향후 내진 설계 및 보강 시 액상화 보강 영역 선정에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

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    31 March 2022
  • Research Article

    The Numerical Study on Individual Vacuum Seepage Consolidation Method with Flexible Well Point

    연성 Well Point를 적용한 개별진공 침투압밀공법에 관한 해석적 연구

    Kim Byung-Il, Hong Kang-Han, Kim Young-Seon, Han Sang-Jae

    김병일, 홍강한, 김영선, 한상재

    In this study, the individual vacuum seepage consolidation method, a new soft ground improvement method, was developed to supplement the conventional suction …

    본 연구에서는 개별진공압밀공법과 침투압밀공법의 단점을 보완하여 새로운 연약지반 개량공법인 개별진공 침투압밀공법을 개발하여 수치해석을 통해 지반 공학적 거동을 예측하였다. 개별진공 침투압밀공법을 적용할 경우, …

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    In this study, the individual vacuum seepage consolidation method, a new soft ground improvement method, was developed to supplement the conventional suction drain method (individual vacuum preloading method) and the geotechnical behavior was predicted through numerical analysis. If the individual vacuum seepage consolidation method applied, the effect of accelerating settlement and increasing the amount of settlement was high when the aquifer was located in the middle or at the bottom of the layer to the target improvement layer. It was found that the pumping amount in the aquifer does not affect the settlement behavior when it exceeds a certain level. Even vacuum pumping wells were installed in various locations, such as inside or outside of the embankment, the difference in settlement and horizontal displacement was insignificant. In addition, it was predicted that the settlement rate was the fastest and the horizontal displacement (inward) was large when both methods were carried out at the same time. Since this method can reach the target settlement amount very quickly, it was confirmed that it is possible to increase the spacing of vertical drain, thereby securing economic feasibility.


    본 연구에서는 개별진공압밀공법과 침투압밀공법의 단점을 보완하여 새로운 연약지반 개량공법인 개별진공 침투압밀공법을 개발하여 수치해석을 통해 지반 공학적 거동을 예측하였다. 개별진공 침투압밀공법을 적용할 경우, 대수층이 개량 대상층 중간 또는 하단에 위치하여 피압 대수층인 경우 침하 촉진 및 발생 침하량 증대 효과가 높았다. 대수층에서의 양수량은 일정 수준 이상 되면 침하 거동에 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 성토체 내측이나 외측 등 다양한 위치에서 진공 양수정을 설치하여도 침하 및 수평 변위 차이는 미미하였다. 개별진공압밀과 병행하는 경우, 진공압이 적용되는 초기 침하는 진공압의 크기에 영향을 받았지만, 최종 침하량은 진공압의 영향이 미미한 것으로 예측되었다. 또한, 두 공법을 동시에 진행하는 것이 침하속도가 가장 빠르고, 내향 변위도 큰 것으로 예측하였다. 본 연구에서 개발한 공법은 매우 빠른 시점에 목표 침하량에 도달할 수 있으므로 연직배수재 배치 간격을 늘릴 수 있어 경제성을 확보할 수 있는 것으로 확인되었다.

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    31 March 2022
  • Research Article

    A Study on Determination of the Degree of Consolidation and Time Factor Considering Site Ground Characteristics

    현장 지반특성을 고려한 압밀도 및 시간계수 결정에 관한 연구

    Choi Min-Ju, Kim Hung-Nam, Lee, Kang-Il

    최민주, 김흥남, 이강일

    This study is conducted to minimize the problems caused by the difference between the settlement and settlement time of the one-dimensional consolidation …

    본 연구는 국내 연약지반 설계에서 일반적으로 사용되고 있는 Terzaghi 압밀이론에 의한 1차원 압밀해석의 침하량 및 침하시간이 실제 현장에서 측정되는 침하량 및 침하시간과의 …

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    This study is conducted to minimize the problems caused by the difference between the settlement and settlement time of the one-dimensional consolidation analysis by the Terzaghi’s consolidation theory, which is generally used in domestic soft soil design, from the settlement and settlement time measured at the field site. Consolidation-time factor considering the field site characteristics can be determined using the relationship among the degree of consolidation, settlement time, and time factor, the time-settlement curve measured at the field is reverse- analysis using a numerical-analysis technique to reproduce the same consolidation behavior as in the field. Time-settlement and time-excessive pore water pressure data when the same consolidation behavior as the site is reproduced Consolidation-time factor of the soil of Songsan Green City by settlement and excess pore water pressure was calculated using the settlement and excess pore water pressure for each settlement time. If the results of this study use the Terzaghi consolidation-time factor, which does not consider the consolidation characteristics of the soft ground target area, it is difficult to determine the end time of the soft ground during construction. It is necessary to use the established settlement-time factor.


    본 연구는 국내 연약지반 설계에서 일반적으로 사용되고 있는 Terzaghi 압밀이론에 의한 1차원 압밀해석의 침하량 및 침하시간이 실제 현장에서 측정되는 침하량 및 침하시간과의 차이로 인해 발생하는 문제점을 최소화하고자 수행하였다. 현장 지반특성을 고려한 압밀도-시간계수는 압밀도, 침하시간, 시간계수의 관계를 이용하여 결정할 수 있으므로 현장에서 측정된 시간-침하량 곡선을 현장과 동일한 압밀거동이 재현될 때의 수치해석기법으로 역해석하였다. 현장과 동일한 압밀거동이 재현될 때의 시간-침하량과 시간-과잉간극수압 데이터로 각 침하시간에 대한 침하량과 과잉간극수압을 이용하여 침하량과 과잉간극수압에 의한 송산그린시티 지반의 압밀도-시간계수를 산정하였다. 본 연구결과 연약지반 대상지역의 압밀특성이 고려되지 않은 Terzaghi 압밀도-시간계수를 사용한다면 시공시 연약지반 종료시기를 결정하는데 어려움이 있으며 압밀특성이 고려된 압밀도-시간계수를 사용할 필요가 있다.

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    31 March 2022
  • Research Article

    Application of Digital Image Correlations (DIC) Technique on Geotechnical Reduced-Scale Model Tests
    Tong Bao, Yoo Chungsik
    This paper presents illustrative examples of the application of advanced digital image correlation (DIC) technology in the geotechnical laboratory tests, such as … + READ MORE
    This paper presents illustrative examples of the application of advanced digital image correlation (DIC) technology in the geotechnical laboratory tests, such as shallow footing test, trapdoor test, retaining wall test, and wide width tensile test on geogrid. The theoretical background of the DIC technique is first introduced together with fundamental equations. Relevant reduced-scale model tests were then performed using standard sand while applying the DIC technique to capture the movement of target materials during tests. A number of different approaches were tried to obtain optimized images that allow efficient tracking of material speckles based on the DIC technique. In order to increase the trackability of soil particles, a mix of dyed and regular sand was used during the model tests while specially devised painted speckles were applied to the geogrid. A series of images taken during tests were automatically processed and analyzed using software named VIC-2D that automatically generates displacements and strains. The soil deformation field and associated failure patterns obtained from the DIC technique for each test were found to compare fairly well with the theoretical ones. Also shown is that the DIC technique can also general strains appropriate to the wide width tensile test on geogrid, It is demonstrated in this study that the advanced DIC technique can be effectively used in monitoring the deformation and strain field during a reduced-scale geotechnical model laboratory test. - COLLAPSE
    31 March 2022
  • Research Article

    Numerical Analysis on the Influence Factors of Cavity Occurrence in the Stability of the Underground with Cavity

    도로 하부지반에서 발생된 공동이 지반 안정성에 미치는 영향에 관한 수치해석

    Nam Jun-Hee, Kim Jong-Chul, Lee Kang-Il

    남준희, 김종철, 이강일

    In this study, finite element numerical analysis was performed considering various influence factors(cavity shape and size, pavement thickness and size of traffic …

    본 연구에서는 공동이 발생된 도로 하부지반에서의 영향인자 분석과 지반의 안정성을 평가하기 위하여 다양한 영향인자(공동형상 및 규모, 포장층 두께, 교통하중의 크기)를 고려한 유한요소 …

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    In this study, finite element numerical analysis was performed considering various influence factors(cavity shape and size, pavement thickness and size of traffic load) in order to analyze the impact factors in the underground of the road where the cavity occurred and to evaluate the stability of the ground. In order to verify the reliability of the numerical analysis method applied in this study and the results it was compared and analyzed with the results of previous studies and field measurements. The correlation between the influence factors was analyzed through the distribution of vertical displacement obtained from the numerical analysis results, the distribution of surface settlement and surface settlement, the distribution of the stress ratio, and the distribution of the safety factor. As a result, it was confirmed that as the size of the cavity and traffic load increased and the thickness of the pavement decreased, the vertical displacement and surface settlement at the top of the cavity increased. Also, the shape of the cavity was square, the stability of the ground was significantly reduced compared to the case of a circular cavity. Through these results, it was possible to confirm the overall stability of the lower ground of the road where the cavity was generated.


    본 연구에서는 공동이 발생된 도로 하부지반에서의 영향인자 분석과 지반의 안정성을 평가하기 위하여 다양한 영향인자(공동형상 및 규모, 포장층 두께, 교통하중의 크기)를 고려한 유한요소 수치해석을 수행하였다. 본 연구에서 적용된 수치해석 방법 및 결과에 대한 신뢰성을 검증하기 위하여 기존 연구 및 현장계측 결과와 비교·분석하였다. 수치해석 결과로부터 얻은 연직변위분포, 지표침하분포 및 침하량, 응력비 분포, 안전율 분포를 통해 영향인자 간의 상관관계를 분석하였으며, 도로 하부지반의 전반적인 역학적 거동 분석을 통해 지반의 안정성을 평가하였다. 그 결과, 공동규모 및 교통하중이 증가하고 포장층 두께가 감소할수록 공동 상부의 연직변위 및 지표침하량이 크게 나타났으며 허용안전율 미만의 위험지반영역이 증가하여 지반의 안정성 감소가 크게 나타난 것을 확인할 수 있었다. 또한 공동의 형상이 사각형일 경우 원형의 공동일 때보다 지반의 안정성 감소가 크게 나타났다. 이러한 결과를 통해 공동이 발생된 도로 하부지반의 전반적인 안정성에 대해 확인할 수 있었다.

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    31 March 2022