• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제7권4호
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• pp.349-357
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• 2019

본 연구에서는 현장 굴착토를 활용한 유동화 채움재의 실용화 기술개발의 일환으로서 유동화 채움재의 배합요인별 유동성, 재료분리 저항성, 조기강도 및 재굴착강도 등의 공학적 특성을 검토하여 최적 배합비를 도출하였으며, 이를 토대로 이동식 B/P를 활용한 현장 적용성 평가를 수행하였다. 이동식 B/P를 활용한 현장평가 결과 요구성능을 확보할 수 있었다. 유동화 채움재의 타설 후 후속공정 개시기 확보를 위한 검토에서는 타설 5시간 후 노반재 투입 등 후속공정이 가능한 것으로 확인되었다. 유동화 채움재의 재굴착성 검토를 위해서는 타설 28일 코어 채취 및 강도측정, 기계 및 인력 재굴착 시연으로 재굴착성을 확보할 수 있는 것으로 나타났으며, 타설 단면 굴착 후 관 주변부 충진성 확보를 육안으로 확인할 수 있었다. 또한 품질 지속성을 평가하기 위해 타설 후 침하량을 측정하였으며, 우수한 체적 안정성을 확보할 수 있는 것으로 나타나 굴착토를 활용한 유동화 채움재의 실용화 가능성을 확인할 수 있었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제24권6호
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• pp.599-615
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• 2022

한강과 같은 하저지반을 안전하게 굴착하기 위해서는 고수압 막장면에 대응할 수 있는 이수식 쉴드 TBM 공법을 적용한다. 이수식 쉴드 TBM 공법은 지하철 프로젝트에 널리 활용되어 왔는데 도심지 지하철 공사는 지하에서 연결되기 때문에 굴착토를 대부분 전량 사토해왔으며 필터케이크(벤토나이트)도 폐기물처리를 했다. 이와 달리 도로공사는 절성토의 최적화를 위해 굴착되어 나온 토석을 외부로 반출하는 것이 아니고 대부분 성토재로 활용하는 특징이 있어 굴착토의 활용방안이 프로젝트 성공의 중요한 요소가 된다. 이수식 쉴드 TBM 공법에서 굴착토는 이수재로 사용하는 벤토나이트와 굴착된 토사, 풍화암, 연경암 등이 섞여서 배니관을 통해 이수처리플랜트로 운송되면 이수처리플랜트에서 처리과정을 거쳐 크기별로 분리 배출된다. 이러한 굴착토 중 세립질의 토사는 필터케이크와 함께 폐기되어 왔으나 그 성분에 독성이 없고 조립토와 적정 비율로 혼합하여 사용하면 성토재의 품질기준을 만족할 수 있어 그 활용방안에 대한 연구를 수행하였다. 본 연구는 이수식 쉴드 TBM 공법의 굴착토의 활용에 있어 제도적·기술적 기준을 고찰하여 필터케이크와 골재를 도로공사의 성토재로 활용하는 방안을 도출하였다. 벤토나이트는 몬모릴로나이트로 구성된 점토이며 터널 원지반의 굴착토 또한 독성이 없는 상태로 이를 폐기물 처리하는 것은 사회적 비용이 낭비될 수 있기에 오히려 귀중한 자원으로 재활용하여 향후 이수식 쉴드 TBM 프로젝트를 수행하는 지하공간 개발사업에 도움이 되고자 기대한다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제6권3호
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• pp.182-189
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• 2018

본 연구에서는 공사 시 발생하는 현장 굴착토를 활용한 하수관용 유동화 뒤채움재의 실용화 기술개발의 일환으로서 현장 굴착토를 모사한 표준토 종류별에 따른 CLSM의 배합요인별 유동성, 재료분리 저항성, 조기강도 및 재굴착강도 등의 공학적 특성을 검토하였다. 연구결과 카올리나이트, 황토, 주문진사를 이용하여 국내 토질을 대표하는 SM, ML, CL, CH 등의 대표토질을 구현할 수 있는 재료간 혼합비율을 도출하였다. 또한 CLSM의 유동성 및 조기압축강도에 가장 큰 영향을 미치는 요인은 W/B 및 S/B인 것으로 분석되었으며, 표준토 종류별에 따라 소요 유동성 및 조기강도를 만족시키는 범위가 매우 상이한 것으로 나타났다. 또한 유동성 및 초기강도를 확보할 수 있는 W/B 및 S/B를 적용한 표준토 종류별 CLSM의 재료분리저항성 및 재굴착성 평가를 통해 도출된 배합비율에 대한 유효성을 확인할 수 있었으며, 이를 통해 표준토 종류별에 따른 CLSM의 적정 배합비율을 도출하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제36권12호
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• pp.57-68
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• 2020

흙막이 벽체의 해석 시 일반적으로 적용되는 2차원 해석의 경우 굴착 폭이 작으면 토압에 의한 상호간섭이 발생하며, 그 영향으로 굴착 폭이 작은 구간에서는 2차원 해석 시 흙막이 벽체의 수평변위에 대한 신뢰성 확보가 어렵다. 따라서 본 연구에서는 2차원 해석 시 토압에 의한 상호간섭 발생의 범위가 되는 굴착 폭의 경계를 확인하기 위하여 H-pile 토류벽체에 대하여 점성토, 사질토, 사질토 및 풍화암의 지층조건에서 다양한 조건의 굴착 깊이(H)와 굴착 폭(B)에 대하여 2차원 및 3차원 유한요소해석을 수행하여 각 조건에 따른 굴착 폭과 수평변위의 관계를 연구하였다. 연구결과 수평 변위가 비교적 크게 발생하는 점성토에서만 굴착 폭에 따른 해석적 경계를 뚜렷하게 구분할 수 있었고, 그 내용은 굴착규모(B/H) 2.0 이하, 굴착 깊이 10m 이하에서 굴착 폭이 12m보다 작은 경우와 굴착 깊이 10m 이상에서 굴착 폭이 24m보다 작은 경우는 실제 거동과 유사한 3차원 유한요소해석을 하는 것이 합리적이며, 굴착규모(B/H) 2.0 이상, 굴착 깊이 10m 이하에서 굴착 폭이 12m보다 큰 경우와 굴착 깊이 10m 이상에서 굴착 폭이 24m보다 큰 경우는 2차원 유한요소해석을 하여도 무방하다는 결론을 얻었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제16권6호
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• pp.507-520
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• 2014

본 연구는 점성토 지반에서 터널 굴착장비를 이용하여 터널을 굴착할 때 토피고 변화에 따라 발생하는 지표변위 특성을 고찰하였다. 이를 위하여 현장조건과 유사한 시료를 이용하여 실내축소모형시험을 수행하였다. 토피고에 따라 1.5D, 2.0D, 2.5D, 3.0D의 총 4개의 Case 에 대하여 모형시험을 수행하였다. 이러한 모형시험을 통하여 터널굴착 시 발생하는 지표변위를 측정하여 3차원적 영향분포를 정량적으로 분석하였으며, 더불어 변위양상도 규명하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제17권4호
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• pp.93-105
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• 2001

해성토층(풍화토 및 모래질 충적토가 암반 위에 쌓인) 위에 준설매립된 수도권 해안매립지역에서 원형의 대심도 굴착공사로 인하여 발생하는 지중연속벽의 수평변위에 대한 현장계측을 중심으로 연구를 수행하였다. 현장측정으로는 지중연속벽의 8방향에서 벽체수평변위와 철근응력, 토압, 간극수압 등이 측정되었고, 정확한 측정결과를 얻기 위하여 합리적인 해석 및 보정방법이 연구되었다. 현장측정결과 굴착시공단계에 따라서 벽체수평변위가 증가하였으며, 일정깊이에 존재하는 점토층을 굴착함으로써 간극수압의 급격한 변화가 측정되었다. 한편, 굴착전후의 구속압감소에 따른 지반물성치의 변화를 정리하였다. 굴착전후의 탄성계수는 일정깊이까지 상당한 정도로 감소됨을 알 수 있었고 굴착전후 여러 가지 시험방법에 따른 탄성계수의 차이들을 비교하였다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제1권2호
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• pp.81-92
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• 1985

일반적으로, 지반의 굴착은 주변지반의 응력해방에서 응력재배치 과정을 거치는 동안 지반변형을 포함한 여러가지 토질공학적 문제를 수반하게 된다. 이러한 문제들은 특히, 밀집된 고분건물사이에 새로운 건물을 건축하기 위한 굴착을 하는 경우, 인접한 기존건물의 안정과 연관된 문제들을 유발하게 되어 굴착방법이나 시공관리에 있어서 많은 기술적인 노력을 필요로 한다. 본 연구는 이와 같은 문제들을 수반하는 사질토 지반에서의 깊은 굴착문제를 다루고 있는데, 연구대상지역은 상기와 같이 기존건물 및 부속시설이 굴착면에 매우 근접하여 있고, 신축건물의 기초가 신접건물의 기초보자 아래에 위치하는 특징을 내포하고 있다. 본고에서는 이러한 현장특성을 갖는 굴착지반에 대하여 탄소성 유한요소해석을 수행, 지반변상를 예측하였고, 계측 System을 도입하여 지표, 수중수평변이, 건물거동 등을 측정, 굴착에 따른 변형 특성을 고찰하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제5권3호
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• pp.217-226
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• 2003

본 연구에서는 활동성 불연속면을 포함하고 있는 모래지반에 터널을 굴착할 때에 터널 주변의 원지반에 발생되는 아칭을 규명하기 위하여 터널 상부의 토피고와 불연속면의 위치 및 각도를 변화시켜가며 모형실험을 수행하였다. 모형실험기의 중앙에 수직으로 이동이 가능한 가동판을 설치하고 모래지반 조성 후에 가동판을 강하시켜서 터널 굴착을 모형화 하였고, 토조의 바닥판에 로드셀을 부착하여, 아칭에 의한 하중전이를 측정하였다. 굴착에 의한 지표면의 침하거동은 변위측정센서를 지표면에 설치하여 측정하였으며, 실험 중에 연속사진촬영을 실시하고 지반조성시 일정한 간격으로 설치한 측점의 움직임을 관측하여 굴착에 의한 지반이완형태를 측정하였다. 본 연구 결과 터널굴착시 불연속면의 각도와 위치, 그리고 터널 상부의 토피고에 따라서 하중전이 형태와 이완영역이 변화하는 것을 확인하였으며 지반의 이완영역이 터널과 인접해 있는 불연속면을 따라 주변지반으로 점차 확대되어 가는 것을 알 수 있었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제8권4호
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• pp.450-457
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• 2020

본 연구에서는 현장 굴착토를 활용한 속경성 유동성 채움재의 배합요인별 유동성, 재료분리 저항성, 재령별 압축강도 등의 공학적 특성을 검토하여 속경성을 발현하는 배합비 및 결합재 조건을 도출하였으며, 이를 토대로 현장 모사 실험을 실시하여 현장에서 적용 가능한 후속공정 개시기 검토 방법의 유효성을 검토하고자 하였다. Kelly ball 낙하시험과 산중식 토양 경도계의 평가결과 유동성 채움재의 후속공정 개시기 확보 가능한 시간은 동일하게 약 3시간으로 나타났으며, 일축압축강도 시험의 결과와 비교하였을 때 Kelly ball 낙하 시험 및 산중식 토양경도계의 현장 적용성에 대한 유효성을 확인할 수 있었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제20권1호
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• pp.183-195
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• 2018

최근 공동구 및 지하터널의 수요증가와 함께 수직구 굴착에 대한 연구의 필요성이 증가하고 있다. 공동구 연구단은 국토교통부 연구개발사업의 일환으로 '수직구 외주면 선행 굴착공법 및 장비'를 개발하였으며 현재 성능 검증 중에 있다. '수직구 외주면 선행 굴착공법'은 수직구 굴착 시 굴착면의 외주면을 먼저 굴착하고 굴착기 벽체를 관입시켜 연약지반의 히빙에 대한 지반의 안정성을 확보하는 공법이다. 이 연구에서는 원심모형실험을 통해 히빙을 모사하고 관내토의 유무에 따른 지반면의 히빙과 지반침하, 그리고 주변지반의 거동을 비교, 분석하였다. 분석 결과 관내토가 지반침하와 히빙의 발생을 충분히 억제하는 효과를 나타내는 것으로 파악되었으며, 수직구 외주면 선행 굴착공법이 히빙에 대한 지반의 안정성을 충분히 확보함을 확인할 수 있었다.