• Research Article

    Post-Liquefaction Induced Ground Settlement by Dissipation of Porewater Pressure under Drained Condition

    지반 배수조건을 고려한 액상화 이후 과잉간극수압 소산에 따른 지반의 침하

    Yun, Seong-Kyu, Kim, Donghwan, Yang, Yeongchan and Kang, Gichun

    윤성규, 김동환, 양영찬, 강기천

    In the case of domestic seismic design, deformation of structures and ground is reviewed through undrained condition analysis and applied to design …

    국내 내진설계의 경우, 일반적으로 비배수 조건 해석을 통해 구조물과 지반의 변형을 검토하여 이를 설계 및 유지보수에 적용한다. 하지만 지진과 같은 동적하중에 의해 …

    + READ MORE
    In the case of domestic seismic design, deformation of structures and ground is reviewed through undrained condition analysis and applied to design and maintenance. However, when the ground undergoes dissipation after liquefaction due to a dynamic load such as an earthquake, additional displacement occurs and greater damage occurs. Therefore, it is necessary to additionally analyze the drained conditions, It is necessary to grasp the exact ground behavior such as calculating and reviewing the amount of subsidence of the ground that has undergone the loss process after an earthquake and apply it to design and maintenance together. Therefore, in this study, numerical analysis was performed assuming undrained and drained conditions by dividing pure sandy soil into loose soil with Dr=30% and high-density soil with Dr=70%. In particular, when a dynamic load such as an earthquake is applied, considering the drained conditions of the ground, the settlement amount and the pore water pressure ratio of loose and dense ground are compared, This study focused on comparative analysis of settlement amount and pore water pressure ratio in the process of ground loss after an earthquake. As a result, the amount of subsidence during the dissipation process was 30 to 60 times greater than that of the earthquake.


    국내 내진설계의 경우, 일반적으로 비배수 조건 해석을 통해 구조물과 지반의 변형을 검토하여 이를 설계 및 유지보수에 적용한다. 하지만 지진과 같은 동적하중에 의해 발생한 액상화 현상 이후 과잉간극수압의 소산과정을 거치게 되면 추가적인 지반의 침하가 발생하고 그에 따른 더 큰 피해가 발생한다. 그러므로 배수조건의 해석이 추가적으로 요구되는 실정이며, 지진이 끝난 후 소산과정을 거친 지반의 침하량을 산정하고 검토하는 등의 정확한 지반의 거동을 파악해 이를 설계 및 유지보수에 함께 적용해야 한다. 따라서 본 연구는 순수 사질토 지반을 Dr=30%의 느슨한 지반과 Dr=70%의 조밀한 지반으로 구분하여 비배수조건과 배수조건을 가정해 수치해석을 실시하였다. 특히, 지진과 같은 동적하중이 작용할 때, 지반의 배수조건을 고려하여 느슨한 지반과 조밀한 지반의 침하량 및 과잉간극수압비를 비교하고, 지진이 끝난 후 지반의 소산과정에서 나타나는 침하량 및 과잉간극수압비를 비교, 분석하는 부분에 초점을 맞췄다. 그 결과 지진 시 발생한 지반의 침하량 보다 소산과정을 거친 지반의 침하량이 약 30~60배 큰 결과를 얻었다.

    - COLLAPSE
    30 June 2022
  • Research Article

    Evaluation of Inertial Interaction of a Multi-degree-of-freedom Structure during a Large-scale 1-g Shaking Table Test

    대형 진동대 실험을 이용한 다자유도 구조물의 관성 상호작용 평가

    Chae, Jonghoon, Yoon, Hyungchul and Jung, Jongwon

    채종훈, 윤형철, 정종원

    The effect of the soil-structure interaction (SSI) on has been recently evaluated in shaking table tests. However, most of these tests were …

    동적 하중 재하시 지반-구조물 상호작용 확인을 위해 진동대 실험이 많이 시행됐으나, 대부분 단자유도 상부 구조물과 단말뚝을 적용한 진동대 실험이 주를 이루고 있다. …

    + READ MORE
    The effect of the soil-structure interaction (SSI) on has been recently evaluated in shaking table tests. However, most of these tests were conducted on single-degree-of-freedom (SDOF) superstructures and a single-pile. This study investigates the inertial interaction effect of a multi-degree-of-freedom (MDOF) superstructure system with a group piles on a large-scale shaking table test. Whereas the SDOF superstructure system shows a single-frequency amplification tendency, the MDOF superstructure system exhibited amplification tendencies of the acceleration phase and frequency responses for multiple frequencies. In addition, the amplification phenomenon between the footing and the column-type superstructure exceeded that between the footing and the wall-type superstructure, indicating a greater inertial interaction effect of the column-type superstructure. The relationship between shear force and inertial force, the relative vertical and horizontal displacements on the footing was figured out. Also, the ananlysis of dynamic p-y curve at each depth was conducted. In summary, the MDOF and SDOP superstructure systems exhibited different behaviors and the column-type superstructure exerted a higher interaction effect than the wall-type superstructure.


    동적 하중 재하시 지반-구조물 상호작용 확인을 위해 진동대 실험이 많이 시행됐으나, 대부분 단자유도 상부 구조물과 단말뚝을 적용한 진동대 실험이 주를 이루고 있다. 이에 본 연구에서는 다자유도 구조물과 군말뚝을 적용한 대형 진동대 실험을 통해, 상부 구조물의 관성 상호작용 영향을 분석하였다. 실험 결과, 단일 진동수에서의 증폭 경향을 나타내는 단자유도 구조물과는 다르게 다자유도 구조물에서는 다수의 진동수 구간에서 시간-가속도 발생 경향 및 응답 주파수의 유사성과 증폭 경향이 나타났다. 또한, 벽체 구조물에 비하여 기둥 구조물에서의 기초판과 상부 구조물과의 증폭현상이 더 크게 발생하여 기둥 구조물에 의한 관성 상호작용 효과가 더 큰 것으로 판단된다. 그리고 기초판에서의 전단력 및 관성력 관계, 상대 수직 변위 및 상대 수평 변위 관계와 심도별 동적 p-y 곡선에 대한 분석을 수행하였다. 분석 결과, 다자유도 구조물에서는 단자유도 구조물과는 상이한 거동을 나타내고 있으며, 벽체보다 기둥 구조물의 관성 상호작용의 효과가 더 큰 것으로 나타났다.

    - COLLAPSE
    30 June 2022
  • Research Article

    Effect of Groundwater Flow on the Behavior of Circular Vertical Shaft

    지하수 유동을 고려한 원형수직구 거동분석

    Park, Heejin, Park, Jongjeon and Jeong, Sang-Seom

    박희진, 박종전, 정상섬

    This study investigates the behavior of a circular vertical shaft wall in the absence and presence of a groundwater table. The effects …

    도심지 원형 수직구 굴착 시 주변 지반의 침하는 포장 하부에 설치된 인프라시설의 안정성 뿐만 아니라 상부구조의 안정성에 큰 영향을 미친다. 배면지반의 침하량을 …

    + READ MORE
    This study investigates the behavior of a circular vertical shaft wall in the absence and presence of a groundwater table. The effects of wall deflection, backfill settlement, and earth pressure distribution around the circular vertical shaft caused by sequential excavations were quantified. The vertical shaft was numerically simulated for different excavation depths of the bearing layer (weathered soil, weathered rock, soft rock) and transient and steady-state flows in the absence of a groundwater table. The backfill settlements and influential area were much larger under transient flow conditions than in steady-state flow. On the contrary, the horizontal wall deflection was much larger in steady state than in the transient state. Moreover, less settlement was induced as the excavation depth increased from weathered soil to weathered rock to the soft rock layer. Finally, the horizontal stresses under steady- and transient-state flow conditions were found to exceed Rankine’s earth pressure. This effect was stronger in the deeper rock layers than in the shallow soil layers.


    도심지 원형 수직구 굴착 시 주변 지반의 침하는 포장 하부에 설치된 인프라시설의 안정성 뿐만 아니라 상부구조의 안정성에 큰 영향을 미친다. 배면지반의 침하량을 예측하는 방법은 지반조건, 벽체 변위, 해석 방법 등에 따라 달라지므로 근접시공 설계자는 합리적으로 침하량을 예측해야한다. 본 연구에서는 3차원 유한요소해석을 활용하여 굴착심도별로 지하수의 침투에 따른 영향을 고려하기 위해 비정상류, 정상류, 지하수를 고려하지 않은 조건으로 배면지반의 침하와 벽체의 변위 그리고 토압분포를 검토하였다. 수치해석결과, 배면지반의 침하량과 침하영향범위는 비정상류 상태가 정상류 상태보다 크게 발생하였으나 벽체의 수평변위는 반대로 정상류 상태가 비정상류 상태보다 크게 나타났다. 침하량의 크기는 굴착 깊이에 따라 다르게 나타났으며 굴착 깊이 별로 토사층에서 가장 크고 풍화암층, 연암층 순으로 감소하였다. 또한 수압을 포함한 수평응력값을 기존의 Rankine 토압식과 비교했을 때 토사지반에서는 유사한 경향을 보이나 암반층에서는 수치해석 결과보다 작은 토압형태가 나타남을 확인 할 수 있었다.

    - COLLAPSE
    30 June 2022
  • Research Article

    Experimental Evaluation of Particulate-matter Filtration Performance of a Bottom Ash-Silica Sand Mixture

    석탄 저회-규사 필터의 입자상물질 여과 성능 실험적 평가

    Lee, Dong-Hyun, Lee, Hong-Kyoung, Lee, Yun-Jae and Ahn, Jaehun

    이동현, 이홍경, 이윤제, 안재훈

    Permeable pavement technology allows the penetration of rainfall into the roadbed, thereby reducing surface runoff and enhancing water quality. The water quality …

    투수성 포장은 강우를 노반으로 침투시켜 지표면 유출량 감소와 수질 개선을 기대하기 위한 기술이다. 수질 개선 효과의 증대를 위해 투수성 포장 내에는 필터층을 …

    + READ MORE
    Permeable pavement technology allows the penetration of rainfall into the roadbed, thereby reducing surface runoff and enhancing water quality. The water quality can be improved by adding a filter layer to the permeable pavement. This study analyzes the permeability performance and particulate-matter removal efficiency of a bottom ash-silica sand filter. The performances of five filters with bottom ash and silica sand as the basic materials were evaluated on particulate matter sized 60 μm or smaller. The pure silica sand sample and pure bottom ash sample delivered an average removal efficiency of around 70%. The removal efficiency of the mixed sample was approximately 90%, exceeding the recommended reduction rate (80%) at non-point pollution reduction facilities. In future work, the filter performance should be further verified on permeable pavement.


    투수성 포장은 강우를 노반으로 침투시켜 지표면 유출량 감소와 수질 개선을 기대하기 위한 기술이다. 수질 개선 효과의 증대를 위해 투수성 포장 내에는 필터층을 추가하기도 한다. 본 연구에서는 투수성 포장의 구성 요소인 여재 필터의 성능을 알아보기 위해 석탄 저회-규사 여재에 대한 투수성능과 입자상 물질 제거 효율을 분석하였으며, 석탄 저회와 규사를 기본 재료로 하는 5개의 여재를 대상으로 하였고, 입자상 물질로는 60μm 이하의 입자를 사용하였다. 순수 규사 시료 혹은 순수 석탄저회 시료는 평균적으로 약 70%의 입자상 물질 제거효율을 보였으나, 혼합 시료의 경우 제거 효율이 약 90%로서, 비점오염 저감시설에 대한 저감율 권고치인 80%를 상회하는 것으로 나타났다. 향후 현장 검증을 통한 투수성 포장 내 여재 필터 성능에 대한 검증 후 도로 시설 혹은 독립적인 여과 장치로 사용할 수 있을 것으로 판단한다.

    - COLLAPSE
    30 June 2022