• 대한공간정보학회지
• /
• 제19권1호
• /
• pp.21-28
• /
• 2011

지진, 산사태, 액상화 등으로 인한 지질재해 규모는 지역적 지반상태에 따라 크게 변화하므로, 지질재해예측시스템(Geologic Loss Estimation System)을 구축 운용하기 위해서는 연구대상 전 지역에 대한 지반분류 정보가 필요하다. 이는 GIS에서 지질도 또는 지형도 등을 이용한 간접적인 방법으로 수행될 수 있다. DEM에서 추출한 경사도는 지반분류 고려사항의 하나로 사용될 수 있고, 이때 DEM의 해상력에 따라 그 결과가 다르게 산출될 수도 있다. 본 연구에서 우리나라 동남부 지역을 고해상도와 저해상도의 DEM으로부터 추출된 경사도를 토대로 지반분류한 결과, 두 해상도 간에 지반분류 C(매우 조밀한 토사 또는 연암) 지반과 E(연약한 토사) 지반의 면적에서 현저한 차이가 확인되었다. 지반분류 B(보통암)와 E 지역의 면적은 고해상도의 DEM을 바탕으로 구축한 지반분류도에서 크게 산출되었고, 지반분류 C와 D(단단한 토사) 지역의 면적은 저해상도의 DEM을 바탕으로 구축한 지반분류도에서 크게 산출되었다. GIS에서 다시 제작한 여러 개의 상이한 해상도의 DEM을 이용해 수행한 지반분류 결과에서도 같은 현상을 확인하였다. 우리나라에서 경사도를 지반분류 시 고려사항의 하나로 사용할 경우, 지형의 변화가 심하고 인구나 산업시설이 밀집된 재해 고위험군 지역은 고해상도의 지도를 이용하여 결과의 신뢰성을 확보해야 한다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제7권3호
• /
• pp.197-207
• /
• 2005

지하공간의 설계는 막장파괴와 관련한 안정성에 대한 평가를 필요로 한다. 막장파괴모드는 전통적인 안정성 평가법에서 중요하게 다루어져 왔다. 본 연구에서는 점착력이 없는 토사지반에 대한 모형실험을 실시하여 토피고와 지반경사의 변화에 따른 터널막장의 종방향 파괴모드를 파악하고자 하였다. 모형실험은, 대형지하공간의 폭원이 충분히 크다는 가정 하에 평면변형조건의 터널 축방향 굴착면 모델에 대하여 실시되었다. 실험결과 토피고와 지반경사는 파괴모드에 중요한 영형을 미치는 것으로 나타났다. 토피고가 증가할수록 지반의 파괴영역이 감소하여 국부 전단 파괴의 형태를 보였다. 또, 지반경사가 증가할수록 굴착면과 사면방향으로 확대되는 유형의 파괴모드를 확인할 수 있었다. 실험모델을 수치해석 모델로 재현하는 해석을 실시하였고, 이로부터 수치해석법을 통해서도 굴착면의 파괴모드의 추정이 가능함을 보였다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제33권3호
• /
• pp.29-36
• /
• 2017

NATM 공법에서 터널을 확대하거나 피난갱과 같이 좁은 단면에 록볼트를 설치하는 경우에는 록볼트를 경사지게 설치하거나 또는 짧은 볼트를 연결하여 시공할 수밖에 없다. 국내외에서 실시된 경사 록볼트에 대한 연구는 아직 미흡한 실정이며 실제 현장에 적용하기 위해서는 경사 록볼트의 거동특성에 대한 연구가 필요하다고 사료된다. 본 연구에서는 3차원 유한요소해석을 사용하여 경사 록볼트 시공 시 록볼트의 설치각도와 설치길이에 따른 최대 중립점 발생위치의 변화를 확인하고 이에 따른 록볼트에 의한 원지반 아치형성영역의 두께 변화를 비교 분석하여 지반보강효과에 대해 확인하였다. 해석결과 표준지보패턴(설치길이 4m)에선 설치각도가 감소할수록 터널 주변지반의 변형범위는 증가하여 지반보강효과가 감소하는 것을 알 수 있었다. 또한, 설치길이가 증가함에 따라 설치각도에 의한 영향을 적게 받은 것으로 나타났으며 설치각도 $45^{\circ}$ 이하에서는 설치길이의 영향을 받지 않는 것으로 나타났다. 이러한 결과로부터 경사록볼트의 설치각도는 $45^{\circ}$이상으로 하여 아칭영역을 확보하도록 하여야 하며, 설치각도 $75^{\circ}$이상인 경우 직각으로 설치하는 경우와의 보강효과의 차이가 크지 않음을 확인하였다. 또한 추가적인 상세 검토를 통하여 NATM 터널에서의 경사록볼트 설계지침을 제시하고자 하였다.

• 지질공학
• /
• 제23권1호
• /
• pp.47-55
• /
• 2013

대구 지하철 굴착공사 중 노출된 굴착벽의 수평변위분석을 위해 서로 인접한 3개소의 경사계 계측자료를 이용하여 굴착지반의 변위특성 및 원인을 지질공학적 관점에서 고찰하였다. 연구지역은 경상누층군 하양층군 반야월층 지반에 해당하며 안산암질화산암, 석회질셰일, 사암, 호온펠스, 규장암맥 등으로 구성된 하부의 암반층과 이를 부정합으로 피복하고 있는 상부의 토사층으로 구성된다. 경사계 계측공 중 D4 지반의 암반층은 RMR V 등급이며, 층리면과 단층면을 따라 심도 12 m 지점에서 N34W 방향으로 최대수평변위량이 101.39 mm로 분석 되었고, D5 지반의 암반층은 RMR IV 등급이며, 셰일의 층리면, 셰일과 규장암의 접촉면을 따라 심도 9 m와 14 m에서 거의 남쪽 방향으로 최대수평변위량이 53.01 mm ~ 55.17 mm로 측정 되었다. Y6 지반의 암반층은 RMR III 등급이며, 상부 토사층과 하부 암반층의 경계면인 부정합면을 따라 심도 7 m 지점에서 S52W 방향으로 12.65 mm의 최대수평변위량을 나타낸다. 굴착벽에서 측정한 암반 내 불연속면들을 평사투영하여 예상되는 변위방향과 각 경사계 계측분석 결과 얻어진 수평변위방향이 거의 일치하는 결과를 보였으며, 굴착벽의 지중수평변위는 암반 내 불연속면의 발달정도와 종류, 배향 및 암석의 종류에 좌우되며, 굴착벽에 수직방향과 수평평행방향의 벡터 합성 방향으로 많이 발생한다. 또한 토사층 내 지중수평변위의 양상이 심도에 따라 비교적 곡선이며 연속적 궤적을 보이는데 반해 암반층 내 지중수평변위의 양상은 직선적이고 불규칙적 궤적을 나타낸다.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제17권12호
• /
• pp.27-34
• /
• 2016

많은 급경사 보강성토 또는 보강토벽 구조물의 장점은 토지 이용의 효율성이나 현장에서 사용하는 공법 비용들의 경제성 때문에 점점 높아지고 있다. 보강토체의 인장력을 이용한 기존 보강토옹벽 공법들은 자연사면의 경사보다 훨씬 급경사에 설계할 수 있도록 발전해 왔다. 지반개량재를 사용하여 급경사의 전면벽체를 보강한 방법은 최근에 상당히 효율적인 토지 사용을 위해 많이 공사되고 있다. 본 연구는 지오그리드를 매설한 뒷채움 흙과 지반개량재로 보강한 전면벽체로 구성한 복합보강토 옹벽을 소개한다. 급경사를 이루고 있는 전면벽체의 안정성을 위해 현장시공 계측과 수치해석으로 비교 검증과 분석하였다. 또한 현장계측은 14개월 동안의 변위측정으로 안정성에 대한 관측으로 수치해석과 비교하였다. 현장시험 시공에서 일반적인 수직하중에 의한 수평거동은 최대 15mm(대략 0.2%)가 발생하였지만 안전범위인 0.5% 이내를 보여주고 있다. 이러한 결과들을 토대로 최대수평변위의 안정성의 신뢰도와 지반개량재 벽면공의 타당성에 대한 가능성을 검증하였다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제37권12호
• /
• pp.57-71
• /
• 2021

잔교식 구조물은 상판을 말뚝 또는 기둥으로 지지하는 형식의 항만 구조물로서, 경사 말뚝을 설치하여 지진하중과 같은 수평하중을 부분적으로 축력으로 분담하도록 설계할 수 있다. 기준서에서는 잔교식 구조물 내진설계 시 예비 설계 방법으로 응답스펙트럼해석법을 활용하도록 설명하고 있으며, 응답스펙트럼 해석 시 말뚝을 가상고정점 방법 및 지반스프링 방법을 적용하여 모델링하도록 제시하고 있다. 최근 응답스펙트럼해석 시 구조물의 동적 응답을 적절히 모사하는 모델링 방법을 도출하기 위해 연직 말뚝으로 구성된 잔교식 구조물에 관한 몇몇 연구들이 수행되어 왔으나, 현재까지 경사말뚝이 적용된 잔교식 구조물에 대한 응답스펙트럼해석 관련 연구는 부족한 실정이다. 그러므로 본 연구에서는 경사말뚝이 설치된 잔교식 구조물의 모델링 방법에 따른 내진성능을 평가하기 위해 동적원심모형실험과 더불어 응답스펙트럼 해석을 수행하였다. 실험 및 해석을 비교한 결과, 경사말뚝이 설치된 잔교식 구조물의 경우 실제 응답을 적절히 모사하기 위해 Terzaghi(1955)가 제시한 수평지반반력상수를 활용하여 모델링을 수행하는 것이 적절한 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회지:지반
• /
• 제14권6호
• /
• pp.153-166
• /
• 1998

본 논문은 균질 및 비균질 낙동강 사질토 지반에서 수평 및 경사하중을 받은 강관 말뚝의 수평거동에 대한 모형실험 결과들을 고찰하였다. 비균질 지반은 상부와 하부층의 2개층으로 이루졌다. 본 연구의 목적은 말뚝의 수평거동에 대한 경사하중$(Q_\beta)$, 말뚝 근입길이에 대한 하부지반의 높이비 (H/S), 그리고 상.하부지반의 지반반력계수비$(E_{h1}E_{h2})$의 영향에 관하여 실험적인 연구를 수행하고 이러한 영향들을 정량화 할 수 있는 실험결과를 얻었다. 모형실험 결과들에 의하면, 비균질 지반에서 수평거동은 다른 인자들보다 $E_{h1}E_{h2}$에 더 의존하는 것으로 나타났다. 균질지반에 대한 비균질 지반의 수평변위비$(y_{H/L}/y_{H/L=0}$)와 말뚝 근입길이에 대한 하부지반의 높이비(H/L)의 관계는 지수 함수식으로 회귀분석 되었다. 경사하중을 받는 경우의 휨 모멘트-깊이 관계는 수평하중을 받는 말뚝의 경우와 상이하게 나타났으며, 상대밀도 90%에서는 최대 휨모멘트 발생깊이는 수평하중을 받는 경우보다 약 70% 깊어졌다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제25권5호
• /
• pp.65-73
• /
• 2009

불연속성 암반에 건설된 2-아치 터널 지표면에 외력이 작용할 경우 지중응력의 분포 특성을 파악하기 위하여 대형 모형실험과 수치해석을 수행하였다 분석결과, 불연속면이 존재하는 경우에는 선형 탄성론에 근거한 응력보다 큰 지중응력이 분포하며, 불연속면의 경사도에 따라 압력구의 형상이 달라지는 것을 확인하였다. 불연속면이 수평이거나 연직인 경우에는 지중응력의 분포가 대칭적 이지만, 경사져 있으면 경사에 대해 수직과 평행한 양방향으로 나뉘어 분포되었다. 또한 불연속면의 경사가 고각일수록 불연속면에 평행인 방향의 지중응력이 더 크게 증가하였다. 연구결과, 불연속성 암반에서는 불연속면의 경사가 음력분포에 지대한 영향을 미치며, 필러에 전달되는 응력을 추정할 경우에는 재하위치와 불연속면의 경사 및 터널 구조물간 상호위치를 고려하는 것이 중요함을 확인하였다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제17권5호
• /
• pp.147-155
• /
• 2001

좁은 되메움 공간의 벽체가 연직 또는 한쪽 벽체만이 경사진 경우 수평토압에 관한 연구는 국내외에서 상당히 진전되어 왔으나, 대칭으로 경사진 경우의 연구는 미흡한 실정이다. 본 연구는 되메움 공간의 벽체가 대칭으로 경사지고 벽체간 하부폭이 다를 때 발생되는 수평토압에 관한 거동을 구명하기 위하여 시도되었다. 이를 위하여 모형토조를 사용하여 되메움 공간의 벽체가 대칭으로 경사진 경우 벽체의 경사각, 하부폭, 벽마찰각, 상대밀도를 변화시켜 총 24종류의 모형실험을 수행하였고, 이 결과를 Kellogg(1993)제안식, 벽면경사를 고려한 수정 제안식 및 벽면마찰반력으로부터 구한 수평토압과 비교, 분석하였다. 연구 결과 벽면마찰반력을 고려한 경우 평균연직토압을 적용하였음에도 Arching 효과가 발휘된 실험결과와 가장 근소한 차이를 나타내었다.

• 한국지반신소재학회논문집
• /
• 제14권4호
• /
• pp.23-33
• /
• 2015

소단은 굴착 후 지지구조물이 설치되기 전 벽체의 강성과 더불어 가설벽체의 안정성을 좌우하는 역할을 한다. 특히 굴착지반이 느슨하거나 연약한 경우 소단의 역할은 매우 중요하다. 본 연구에서는 소단을 이용한 도심지 버팀굴착현장의 계측결과와 수치해석을 사용하여 가설벽체의 최대수평변위에 미치는 소단의 규모(폭과 경사) 및 굴착깊이, 지반물성의 영향을 분석하였다. 계측결과 소단 폭이 짧아질수록 벽체의 수평변위는 증가하는 경향을 보였다. 수치해석 결과 소단의 경사가 급해질수록, 소단폭이 짧아질수록 최대수평변위량은 크게 나타나 소단이 벽체의 변위를 억제하는데 효과가 있음을 알 수 있었다. 또한 굴착심도가 깊어질수록 소단폭과 경사의 영향을 크게 받는 것으로 나타났다. 동일한 소단 조건에서 지반물성이 높을수록 벽체의 최대수평변위를 억제하는 것으로 나타났다.