• 대한토목학회논문집
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• 제28권2C호
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• pp.83-94
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• 2008

본 연구에서는 흙의 미소변형에서 대변형까지 고려할 수 있는 유효응력해석을 이용하여 매립지반에 대한 액상화 및 진동으로 발생하는 침하량을 예측하였다. 유효응력모델은 진동 중에 발생하는 과잉간극수압을 계산하여 이에 따른 흙의 강성저하와 수반되는 지반의 변위를 모델링하였다. 진동으로 인한 지반의 변형률 수준이 작은 경우에 적합한 등가선형해석을 이용한 액상화 평가를 실시하여 유효응력모델을 이용한 예측법과 비교하였다. 등가선형해석에서 계산된 전단응력비에 해당하는 표준관입시험치를 국내에서 발생 가능한 지진규모와 실트질 함유량에 따라 콘관입저항치로 환산한 값과 현장에서 계측된 콘관입저항치를 서로 비교하여 액상화 가능성을 예측하였다. 두 곳의 인천지역 매립지에 대한 액상화 해석을 위하여 매립지에서 계측된 콘관입저항치와 전단파 속도를 이용하여 입력 물성값을 결정하였다. 인천 매립지에 대한 두 액상화 해석 방법의 결과는 액상화 발생 여부에서 유사하였으며 깊이에 따른 연속적인 액상화 판정과 얇은 층의 액상화 예측이 가능하여 액상화 예측의 정밀도를 높였다. 유효응력모델을 이용한 액상화 해석 결과는 지표면 아래 20m 이내에서 초기 유효수직응력의 40%~70% 정도의 과잉간극수압이 발생하였으며 이로 인하여 지표면에서 10cm 미만의 침하가 발생하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제38권2호
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• pp.357-367
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• 2018

최근 경주와 포항에서 발생한 지진으로 국내에서 액상화 현상에 대한 관심이 커지고 있다. 지반의 액상화는 포화된 상태에서 지진과 같은 동하중을 받았을 때 과잉간극수압이 발생하여 흙이 강도를 상실하고 물과 같이 거동하는 현상이며 지반 침하와 상부구조물의 전도와 같은 심각한 문제를 야기한다. 따라서 액상화 발생 가능성을 미리 파악하고 대비할 필요가 있다. 액상화의 발생 가능성과 액상화 피해 정도는 일반적으로 액상화 가능 지수(Liquefaction Potential Index, LPI)에 의해 정량적으로 평가된다. LPI의 계산은 시추공 별로 이루어지며 지반응답해석이 필수적인 작업으로 선행되어 많은 시간과 노력이 필요하다. 본 연구에서는 다양한 지하수위 분포를 가지는 넓은 지역의 액상화 평가를 간단히 수행할 수 있도록 전단파 속도와 LPI의 상관관계를 이용한 액상화 평가 방법을 제안하였다. 제안된 방법은 액상화 가능 층의 평균 전단파 속도(${\bar{V}}s^{\prime}liquefiable$)와 액상화 가능 층의 두께로 나누어 정규화한 정규화 LPI의 상관관계를 분석하여 지하수위 별로 다양한 암반노두가속도에 대해 적용 가능한 상관관계식을 제시하고 이용한다. 상관관계를 이용한 액상화 평가 방법의 적용성을 확인하기 위해 서울특별시의 104개 시추조사자료를 이용하여 지하수위 0m, 1m, 2m, 3m에 대해 상관관계식을 제시하였으며 제시한 상관관계식을 이용하여 서울특별시와 경주시의 액상화 발생 가능성을 평가하였다. 지반응답해석을 이용해 계산한 LPI와 상관관계식을 이용해 계산한 LPI를 비교하였으며 제안된 액상화 평가 방법의 적용성을 확인하였다. 마지막으로 제안된 액상화 평가 방법에 따라 결정된 LPI의 분포를 지구통계학적 기법인 크리깅을 통해 지도로 나타내었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제19권10호
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• pp.13-19
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• 2018

2016년 경주지진에 이어 2017년에도 포항지진이 발생하여 우리나라 동남권 지역이 지진의 위협을 받고 있는 실정이다. 특히, 포항지진에서는 연안의 퇴적지반에서 액상화 현상이 발생하여 이에 대한 대책 마련이 크게 중요시되고 있다. 지반 액상화는 지표면 위의 구조물뿐만 아니라 지중의 시설에 대해 직접적인 영향을 줄 수 있기 때문에 발생 가능한 지진에 대한 시설물의 액상화 위험도를 파악하여 이에 대한 대책을 마련할 필요가 있다. 이 연구에서는 최근 국내에서 지진이 발생한 동남권 지역의 전력구를 대상으로 지진 시 액상화 위험도를 평가하였다. 이때, 발생 가능한 지진은 재현주기 1,000년으로 고려하였으며 지진 시 액상화 위험도는 액상화 발생가능성 지수를 통해 검토하였다. 액상화 위험도 분석은 2단계로 진행되었으며 1단계에서는 동남권 전력공동구 설치위치의 지반조사자료를 토대로 액상화 발생 가능성 지수를 산정하여 액상화 위험도를 분석하였다. 이때, 지반 내 증폭현상은 지반종별 지반증폭계수를 통해 고려되었다. 2단계 위험도 분석은 1단계 분석에서 액상화 발생 가능성이 매우 높게 판정된 전력구 주변의 시추공 정보를 바탕으로 지진응답해석을 수행하고 이를 토대로 액상화 발생 가능성 지수를 재산정하여 지진 시 액상화 위험도를 재분석하였다. 이때, 이용된 지반조사자료는 국토지반정보 통합DB센터의 자료이며 지진응답해석에서는 3가지의 실지진 가속도 시간이력곡선을 이용하였다. 연구결과, 국내 지중 시설물에 대한 액상화 위험도 평가를 1단계 광역기반의 액상화 위험도 평가를 수행하고 2단계 평가에서는 1단계 평가에서 위험한 곳으로 평가된 지역에 대해서 지진응답해석을 동반한 위험도 평가를 재수행하는 것이 매우 합리적이고 유효적절한 것으로 나타났다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제16권1호
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• pp.17-27
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• 2015

최근 우리 정부는 안전한 대한민국이라는 슬로건 아래 지진재해를 포함한 자연재해피해를 최소화하는데 많은 노력을 집중하고 있으며, 이를 위해 산사태 위험도와 액상화 위험도와 같은 지진 시 지반피해 GIS 시스템 데이터가 구축되고 있는 실정이다. 우리나라 전역을 포함하는 지진 시 액상화 위험도를 작성하기 위해서는 수많은 지반시추정보에 대한 적용성 검토가 필요하다. 본 연구에서는 액상화 위험도 작성을 위해 인구밀도가 높은 광역지역의 지반증폭계수를 검토하였으며 이를 위해 S시 522개 시추공지반 정보를 수집하여 지반응답해석을 수행하였다. 이때 지반분류는 지반정보의 불확실성을 고려하고자 현행 내진 설계기준에서 제안하고 있는 시추종료 깊이 이후의 지반 정보를 30m로 가정하는 경우와 지반정보의 오리지널 데이터 값만을 이용하는 경우로 나누어 비교하였으며, 타당성 검토 시에는 지반응답해석 결과에 대한 확률분포와 통계분석을 이용하여 수행하였다. 최종적으로 정규분포를 통한 신뢰도 50%, 70%, 90%에 대한 지반증폭계수를 도출하여 액상화 위험도를 도시하였으며, 이를 지반응답해석을 통해 도시한 LPI 액상화 위험도와 비교하여 가장 유사한 값을 추천하였다. 연구결과 제안된 지반증폭계수가 향후 국내 액상화에 대한 연구와 중진지역의 광역지역 액상화 위험도 작성에 큰 도움이 될 수 있을 것으로 기대한다.

• 대한지하수환경학회지
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• 제7권2호
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• pp.59-65
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• 2000

변동수압에 의한 포화 사질층의 연직 간극수압 분포를 이론 및 실험적으로 연구하였다. 실험에 의해 모래표면에 작용하는 수압은 모래층으로 전달되며 진폭이 감쇠하고 상이 지연되며, 유효응력이 0이 되는 액상화 현상이 특별조건에서 발생한다. 이러한 실험결과는 탄성 대수층에 대한 지하수문제와 같은 이론으로 잘 설명된다. 해석에 의한 액상화의 주요 특징은 다음과 같다: 1)액상화 심도는 진폭 및 변동수압의 주파수 증가에 따라 증가한다. 2)수량(水量)의 증가와 모래층 내의 공기가 많아짐에 따라 액상화 심도가 증가한다. 특히, 공기의 적은 양도 액상화에 크게 영향을 미친다. 3) 압축율이 증가함에 따라 액상화 심도는 감소한다. 4)투수 계수값이 어느 특정값 이상이 되면 투수계수 값이 증가함에 따라 액상화 심도는 감소한다.

• 공학논문집
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• 제4권1호
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• pp.125-135
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• 2002

변동수압에 의한 해저 포화 사질층의 연직 간극수압 분포를 이론 및 실험적으로 연구하였다. 실험에 의해 모래표면에 작용하는 수압은 모래층으로 전달되며 진폭이 감쇠하고 상이 지연되며, 유효응력이 0이 되는 액상화 현상이 특별 조건에서 발생한다. 이러한 실험결과는 탄성 대수층에 대한 지하수문제와 같은 이론으로 잘 설명된다. 해석에 의한 액상화의 주요 특징은 다음과 같다: 1) 액상화 심도는 진폭 및 변동수압의 주파수 증가에 따라 증가한다. 2) 수량을 증가시키고 모래층 내의 공기가 많아짐에 따라 액상화 심도가 증가한다. 특히, 공기의 적은 양도 액상화에 크게 영향을 미친다. 3) 압축율이 증가함에 따라 액상화 심도는 감소한다. 4) 투수 계수값이 어느 특정값 이상이 되면 투수계수값이 증가함에 따라 액상화 심도가 감소한다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제36권9호
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• pp.21-32
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• 2020

본 연구에서는 포항 액상화 현상 발생 현장에서 채취한 모래를 사용하여 진동삼축시험 및 전단파 속도 측정을 수행하였으며, 시험결과를 기반으로 액상화 저항곡선을 도출하여 액상화 저항강도(CRR)를 산정하였다. 전단파 속도는 지진 발생 전 현장상태를 모사하고자 압밀 단계 종료 시점에서 측정한 값을 활용하였다. 시험을 통해 액상화 저항강도에 대한 두 가지 인자(입도분포, 상대밀도)의 영향을 확인하였으며 기존 문헌에서 제시된 타 사질토의 액상화 저항강도와의 비교를 통해 포항 모래의 액상화 저항강도를 정량적으로 평가하였다. 또한, 측정한 전단파 속도를 활용하여 실제 현장에서 사용되는 액상화 평가 곡선과의 비교를 통해 시험 결과의 신뢰성을 확인하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제37권5호
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• pp.33-46
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• 2021

2016년 발생한 국내 계기 계측 사상 최대 규모의 경주지진과 2017년 팔레트구조 건축물의 기둥이 파괴되는 등 국내 최대 지진피해가 발생한 포항지진 이후, 국내 모든 시설물에 대한 내진설계기준이 개정되고 있으며 특히, 포항지진 피해사례 조사 도중 미국, 일본, 뉴질랜드 등 주로 강진지역 국가에서 발생하는 액상화 피해가 발견되어 이에 대한 설계기준의 보완도 심도있게 진행되고 있다. 이 연구에서는 최근 개정된 항만 및 어항시설 내진설계기준에서의 액상화 평가방법을 고찰하고 액상화 평가절차에 새롭게 인용된 액상화 가능성 지수(LPI)를 중심으로 적용성 검토를 수행하였다. 이때, 액상화 발생가능한 모래지반을 다양하게 조성하고 이에 대한 케이스별 LPI 값을 산정 비교하였다. 또한, 실제 22개소 항만의 지반자료를 이용하여 지진시 지반응답해석에 기초한 액상화 평가의 수행과 함께 22개소의 LPI 값들을 비교 검토하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제12권11호
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• pp.65-70
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• 2011

모래지반의 액상화 발생 가능성 및 측방유동 평가 방법에 대한 연구는 많이 알려져 있다. 최근에는 비소성 실트의 액상화 발생 가능성에 대해서도 연구하고 있다. 그러나 비소성실트의 동적하중이 작용하는 동안과 그 이후의 거동에 대해서는 세계적으로도 다소 알려져 있을 뿐이다. 특히 비소성실트의 측방유동에 대한 평가방법에 대해서는 거의 알려져 있지 않다. 이에 본 연구에서는 비소성실트지반에서의 액상화 발생 가능성 및 측방유동량의 평가 방법을 제안하는 것을 목적으로 하였다. 연구방법은 정적 및 동적 시험을 수행할 수 있는 직접단순전단시험기를 이용하여 동적하중을 받은 비소성실트의 액상화 가능성을 평가하였으며, 그 후 정적 시험을 수행하여 잔류강도를 측정하였다. 이 시험결과 비소성실트는 유효응력이 완전이 소멸되는 것은 곤란하지만 액상화에 거의 가깝게 발생하는 것을 확인하였다. 특히, 전단응력의 증가에 따른 강도저하는 매우 현저한 것을 확인하였다. 이 시험결과를 이용하여 액상화 발생 가능성 및 측방유동량을 추정할 수 있는 방법을 제안하였다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제3권2호
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• pp.100-107
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• 1991

본 연구는 실제의 해역에서 액상화 현상을 확인함과 동시에 필자 등이 제안하는 액상화 이론을 검증하는 것을 목적으로 한다. 본 연구의 내용 파랑에 의한 액상화에 대한 현지관측 및 이론해석의 두 부분으로 되어있다. 현지관측에서는 2년간에 걸쳐서 파고, 해저지반표면의 수압변동, 해저지반중의 변동간극수압 등을 관측하였으며, 이론해석에서는 필자 등이 제안하고 있는 액상화 이론에 근거하여 해석을 실시한 후 현지관측 자료와 비교하여 검토하였다.