• 한국지반공학회논문집
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• 제26권11호
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• pp.89-98
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• 2010

성토지지말뚝시스템을 적용하여 연약지반 상에 성토를 설계 시공하고자 할 경우 말뚝지지 성토지반 내에 지반아칭이 발달할 수 있도록 한계성토고를 설계하는 방법이 마련되었다. 먼저 말뚝캡보의 간격이 비교적 넓은 경우를 대상으로 일련의 모형실험을 실시하여 성토단계에 따른 성토하중의 하중전이거동을 조사하고 성토지반 속에 지반아칭이 충분히 발달되기 시작할 때의 성토고를 실험적으로 관찰하였다. 모형실험결과, 하중전이거동은 말뚝지지성토지반 내에 지반아칭이 발달될 수 있느냐 여부를 결정지을 수 있는 성토고에 영향을 많이 받음을 알 수 있었다. 저성토단계에서는 성토지반 속에 지반아칭이 아직 발달되지 못한 관계로 펀칭전단파괴모드에 의하여 성토하중이 말뚝캡보에 하중전이가 진행되었고 고성토단계에서는 지반아칭이 발달하여 지반아칭파괴모드에 의하여 하중전이가 진행되었다. 이들 저성토단계와 고성토단계에서 측정된 연직하중의 실험치는 각각의 파괴모드에 의한 하중전이 메커니즘에 근거하여 이전 연구에서 유도 제시된 이론식들로 산정된 예측치와 좋은 일치를 보였다. 또한 모형실험결과 저성토단계의 펀칭전단파괴모드에 의한 하중전이 메커니즘에서 고성토단계의 지반아칭파괴모드에 의한 하중전이 메커니즘으로 변화하는 시점의 한계성토고가 존재함을 확인 할 수 있었다. 성토지반 속에 지반아칭을 충분히 발달시키려면 성토를 이 한계성토고 보다 높게 설계 시공하여야 함을 알았다. 또한 펀칭전단과 지반아칭에 의한 하중전이 메커니즘에 의거 유도 제안되었던 전이하중 산정 이론식을 같게 놓음으로서 한계성토고를 산정할 수 있는 이론식을 유도할 수 있었고 이 이론식으로 한계성토고의 실험치를 잘 예측할 수 있었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제15권12호
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• pp.97-107
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• 2014

현장에서 널리 활용하고 있는 침하예측기법으로는 Hyperbolic법, Hoshino법, Monden법 등이 있다. 이들 기존 침하예측법은 최종침하량 예측이 최종 성토단계가 완료된 이후 가능하다는 단점을 가지고 있다. 본 연구에서는 이와 같은 기존 예측법의 단점을 보완할 수 있는 새로운 침하량 예측법(SPSFC: Settlement Prediction for Staged Filling Construction)을 제안하였다. 이 방법은 연약지반에서 성토 완료 후뿐만 아니라, 초기 성토단계에서 단계성토별 시간-침하곡선을 예측할 수 있다. SPSFC법을 검증하기 위해 연약지반 개량을 위한 배수공법이 적용된 낙동강 하구 지역 두 개 현장에서 계측된 자료를 이용하여 기존 예측기법과 함께 SPSFC법으로 장래침하량을 예측하였다. 비교 결과, SPSFC법으로 예측된 침하량이 기존 예측법과 비교해서 신뢰성이 있음을 확인하였다. 또한 SPSFC법으로 초기 성토 단계에서 침하계측자료를 분석하여 예측에 필요한 지반상수를 구하고 이것을 이용하여 나머지 단계 성토 시 발생할 시간-침하량 곡선을 도시하였다. SPSFC법으로 예측된 침하량이 계측치와 잘 일치하는 것으로 나타나 SPSFC법으로 초기 성토단계의 침하계측 값만을 가지고 장래 침하량 예측이 가능함을 확인하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제13권9호
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• pp.17-29
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• 2012

각종 연직배수재가 설치된 연약지반의 전단강도, 지반변형의 특성을 조사하기 위해 우리나라 서해안과 남해안 지역에서 계측관리가 실시된 13개 연약지반현장 200개소에서 계측자료를 수집하였다. 먼저 연약지반의 침하량과 측방변위량과의 관계를 성토 초기 단계, 성토 완료 단계 및 성토 완료 후 단계의 세 단계로 구분하여 조사하였다. 다음으로 성토압과 성토고가 연약지반의 비배수전단강도와 어떤 관계에 있는가를 조사하였다. 검토결과, 침하의 증가량에 대한 수평변위의 증가량은 성토 초기 단계에서는 작았으나 점차 증가하여 성토 완료 단계에서 가장 크게 발생되었다. 그러나 성토 완료 후에도 침하량은 계속 증가하고 있었으며 수평변위는 거의 수렴하였으므로 대부분의 측방유동은 성토시공 중에 발생되었다. 침하량증분에 대한 수평변위증분의 비는 성토 초기 단계에서 20% 정도로 Tavenas et al.(1979)이 제시한 값과 일치하였으나 성토 완료 단계에서는 Tavenas et al.(1979)이 제시한 값의 절반 정도인 50%밖에 나타나지 않았다. 그리고 성토 완료 후 단계에서는 1%에서 9% 사이로 아주 작게 발생되어 Tavenas et al.(1979)이 제시한 값과 상당한 차이를 보였다. 모든 현장에서 설계성토고가 초기비배수강도 상태에서의 항복성토고보다 높은 상태였으므로, 연약지반 속에 전단변형 내지 전단파괴가 발생될 것이 예상되었다. 그러나 강도가 증가된 후에는 모든 현장에서 설계 성토고가 항복성토고보다 낮게 되어 안전한 성토시공이 가능하였던 것으로 판단된다. 도로성토시공을 안전하게 실시하기 위해서는 성토하중이 초기비배수전단강도의 5.14배가 넘지 않도록 하여야 하며 증가된 비배수전단강도의 3.0배 이하가 되도록 설계하여야 한다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제13권4호
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• pp.61-69
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• 2012

본 연구에서는 부지 내 절토부에서 발생하는 암버력을 층당 7m씩 총 9층으로 단계별 동다짐 성토하여 조성된 최대 63m 고성토(高盛土) 암버력 지반의 거동특성을 파악하기 위해, 각 층 성토 완료 시 지중침하계를 설치하여 성토 중 침하량을 분석하였다. 또한, 암버력을 성토 단계별로 동다짐할 경우 하부 성토지반의 구속압 증가로 인하여 지반의 변형특성이 초기 상태와 차이가 발생할 것으로 예상됨에 따라 시공이력을 반영한 수치해석을 실시하여 지중침하계로부터 계측한 성토 단계별 침하량과 비교하였다. 한편, 최종 성토완료 후 선행재하 시 계측한 침하량을 분석하여, 본 연구대상 현장의 2차 크리프 침하량을 예측하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2010년도 춘계 학술발표회
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• pp.1190-1193
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• 2010

본 연구에서는 점토층의 자중압밀을 시행하여 현장강도를 구현하기 위하여 1/70로 축소 모델링하여 원심모형실험을 수행하였으며, 점토구간에 PBD 타설시의 연약지반의 압밀침하거동을 분석하기 위하여서는 1/100로 축소모델링하여 원심모형실험과 전산해석을 실시하였다. 전산해석결과 성토체중심아래의 점토지반의 침하량은 1단계 성토제방하중 하에서 4.8개월 경과 후 최대 침하량은 41.1cm, 2단계 성토하중에서 4.2개월 경과 후의 최대침하량은 78.8, 3단계 성토하중에서 6개월 경과후의 침하량은 93.5cm의 침하가 발생하는 것으로 나타나 수치해석 결과와 원심모형실험결과 값의 유사한 경향을 확인하였다.

• 지질공학
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• 제32권4호
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• pp.513-523
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• 2022

Preloading을 통한 연약지반처리를 할 때 침하관리는 침하량을 구하고 압밀의 진행상황을 확인하여 이를 실측침하량과 비교·분석하여 preloading의 방치기간, 철거시기, 여성토의 결정 등을 확인하는 것을 목적으로 한다. 침하관리를 위해서는 침하량을 예측해야 하는데 실측 data를 기반으로 침하량을 예측하는 방법 중 쌍곡선법을 이용하여 단계성토로 인한 creep 거동을 고려한 연약지반 침하거동해석을 실시하였다. 기존의 쌍곡선법은 단계성토를 통한 연약지반처리 시 최종침하구간의 data만을 통해 침하량을 예측하였으나, 본 논문에서는 각 단계성토의 침하거동을 해석하고 단계성토에 따른 creep 거동 및 초기탄성침하를 고려하여 압밀거동계수(k)를 제시 및 최종압밀침하량을 예측하였다. 단계성토의 침하거동을 고려한 최종압밀침하량 예측결과, 기존의 최종침하구간의 data만 고려하여 예측한 최종압밀침하량(S_r = 1.05 cm)보다 각 단계성토별 𝛼, 𝛽값을 통하여 예측한 최종압밀침하량(S_r = 0.50 cm)이 더 정확한 값을 예측하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권1호
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• pp.5-19
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• 2003

본 연구에서는 인접 성토로 인하여 측방유동이 발생하는 연약한 점성토 지반에 시공된 교대말뚝기초를 원심모형실험으로 재현하여 지반조건과 성토지반의 시공속도에 따른 교대말뚝기초의 거동특성을 분석하였다. 이를 위해 지반조건과 성토지반 시공속도를 교대말뚝기초의 측방유동에 가장 중요한 영향을 미치는 변수로 선정하여 총 6 종류의 원심모형실험을 실시하였다. 본 실험에서 지반조건은 점성토 지반의 두께와 지층단면에 따라 세 가지 종류로 구분하였으며 성토하중 재하조건은 한계성토고까지 단계적으로 재하하는 방법(1m/30일, 1m/15일)과 한계성토고에 해당하는 하중을 급속재하 하는 방법으로 나누어 고려하였다. 그 결과 동일한 조건하에서 측방유동을 받는 교대말뚝기초의 비배수 단기거동과 장기거동을 파악하기 위해 성토하중 재하단계와 성토 후 압밀이 약 80% 진행된 단계에서의 지반-말뚝 거동특성을 비교ㆍ 분석하였다. 본 연구 결과, 편차 성토하중으로 인해 연약지반상 교대말뚝기초에 발생하는 측방유동압은 단계별 성토하중 재하시 사다리꼴 분포형태와 유사하였으며 이때 발생하는 최대 측방유동압($P_{max}$)과 편차 성토하중($\gamma$ H)의 비($\alpha$)는 비배수 상태인 단기거동시에는 0.75, 압밀이 약 80% 진행된 장기거동시에는 0.35 정도로 나타남을 알 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제26권3호
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• pp.35-45
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• 2010

말뚝으로 지지된 성토지반 내에 발달되는 펀칭전단현상에 의하여 성토하중이 말뚝에 전이되는 메커니즘을 규명하였다. 성토지반 속에 발달하는 펀칭전단파괴의 기하학적형상에 근거하여 이론해석을 실시하였고 말뚝으로 전이되는 성토하중의 크기를 예측할 수 있는 이론식을 제안하였다. 이 이론식에는 말뚝캡보로의 하중전이 메커니즘에 영향을 주는 여러 매개변수가 포함되어 있다. 이 이론식의 신뢰성을 검증하기 위해 일련의 모형실험을 실시하였다. 모형실험은 말뚝캡보폭이 좁은 경우와 넓은 경우의 두 종류의 캡보에 대하여 실시하였다. 모래성토는 7단계로 나누어 단계적으로 실시하였으며 매 성토단계에서의 재하시간은 장기재하방식과 단기재하방식의 두 가지 방식으로 실시하였다. 장기재하방식은 매 성토단계에서의 히중재하시간을 24시간으로 하였고 단기재하방식은 하중재하시간을 2시간으로 하였다. 이들 모든 모형 실험에서 측정된 연직하중의 측정값은 제안된 이론식에 의거 산정된 예측치와 잘 일치하였다. 또한 이 이론식의 현장 적용성을 검증하기 위하여 성토지지말뚝이 시공된 한 현장의 계측결과와 이론치를 비교 검토하여 보았다. 이 현장에서는 캡보 사이의 간격을 너무 넓게 설치하였기 때문에 성토지반 내에 지반아칭이 발달하기가 어려워 펀칭파괴가 발달하였을 것이 예상되는 현장이었다. 결국 이 이론식으로 예측된 연직하중은 이 현장에서 측정된 현장계측 결과와도 잘 일치하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2003년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.867-874
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• 2003

섬유보강재를 이용한 성토제체의 설계에서 기존의 방법은 보강재의 변형을 무시하고 흙의 변형만을 중요시하고 있다. 보강재에 의해 보강된 성토제체의 파괴면에서 보강재와 흙의 거동은 초기응력단계에서는 일체거동현상을 나타내지만 응력의 증가에 따라 변형량에서 차이를 보인다. 이러한 문제는 토공구조물의 보강재를 설계하는데 있어서 중요한 요소로서 보강효과에 큰 영향을 미칠 수 있다. 본 연구에서는 연약지반 위에 PET Mat로 보강하여 축조한 성토제체에서 보강재와 흙의 응력 - 변형거동을 수치해석을 통하여 분석하였다. 연구결과, 파괴면에서 보강재의 변형은 보강재의 인장강도 크기에 따라 큰 차이를 보이고 있다. 외부하중에 의해 보강재에 발생하는 최대응력은 보강재의 항복인장강도를 초과하지 않으며, 보강재에 발생하는 응력이 성토체에서 발생하는 응력이상일 때 이상적인 것으로 나타났다. 또한 제체의 전단파괴에 대한 안전율은 보강재의 항복인장강도가 증가할수록 증가하는데 보강재와 흙의 변형이 일치되는 이후부터는 안전율의 증가율은 거의 미미한 것으로 나타났다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제8권5호
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• pp.39-46
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• 2007

본 연구에서는 모래다짐말뚝(SCP)로 개량된 복합 지반상의 고성토 지반 및 교대의 측방유동과 안정성을 파악하기 위하여 원심모형실험을 수행하였다. 원심모형실험은 교대배면구간을 EPS로 성토한 경우(Case 1)와 교대 배면구간을 토사로 성토한 경우(Case 2)에 대하여 수행하였으며, 모형실험시 성토체 상부와 교대구간에 Potentiometer를 설치하여 단계 성토별 성토체 수직변위 및 단계별 개량지반내 변형 양상과 교대상부에서 발생되는 수직 및 수평 변위를 측정하였다. 실험결과, 교대배면 성토부에서 수직변위는 최대 2.10m 정도(현장조건)로 성토고 대비 약 12%로 나타났다. 교대배면구간을 토사로 성토한 경우(Case 2) 교대 상부에서 측정된 수직 및 수평변위는 각각 10cm와 1.1m 정도로 허용기준을 크게 초과하였다. 반면, EPS로 뒷채움을 하는 경우(Case 1) 교대의 수직변위는 거의 발생하지 않았으며, 수평변위는 1.4cm 정도로 나타났다. 따라서, 연약지반상 도로 시공시 성토체의 안정성 확보를 위한 SCP공법 및 교대의 측방유동을 방지할 목적으로 채택된 SCP 개량 + EPS 성토공법의 효과는 매우 우수한 것으로 판단된다.