• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제20권12호
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• pp.57-64
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• 2019

우리나라의 국토는 약 70% 이상 산악지형으로 사업화와 도시화로 인한 도로의 확장과 연장으로 인해 사면을 변형시키는 규모가 매년 증가하고 있다. 이렇게 변형된 사면은 집중호우와 지진 등의 자연재해로 인해 낙석발생의 위험이 높아지고 있다. 국토교통부(2016) 도로안전시설 설치 및 관리지침 중 낙석방지시설 편에는 48~61kJ에 상응하는 와이어로프, 지주, 망의 규격 등이 제시가 되어있으나 낙석방지울타리의 흡수에너지와의 상관관계는 명확하게 제시되어 있지 않다. 따라서 본 연구에서는 해석적, 수치해석적 방법을 통해 낙석방지울타리에 작용하는 에너지를 계산하고 비교 분석하였다. 그 결과 낙석방지울타리 흡수에너지의 경우 지주의 형태가 H형강인 경우 1경간과 3경간일 때 수치해석의 경우가 2.3, 4.4kJ 정도 크게 계산되었다. 지주의 형태가 각형강관인 경우는 3경간인 경우 오히려 해석적 방법이 34.4kJ 정도 크게 계산되었다. 이는 수치해석에서는 중간지주 부분은 각형강관이 아닌 H형강을 사용하여 수행되었기 때문에 상대적으로 작은 흡수에너지를 보여주고 있다. 향후 각형강관으로 이루어진 3경간에 대해 추가적으로 수치해석을 수행 예정이며, 이들을 검징하기 위한 실물낙석시험을 실시할 예정이다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제17권6호
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• pp.111-121
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• 2001

낙석방지울타리는 도로절개면 상부에서 발생한 낙석의 도로 유입을 차단하기 위하여 설치되는 구조물로 국내 국도 절개면 중 70%이상 시공되어 있다. 이와 같이 도로 절개면의 재해예방을 위하여 범용적으로 사용되는 시설물로서 그 중요성이 매우 강조될 수 있으나 국내의 경우 아직까지 설계 및 시공에 대한 기준이 미흡하고 절개면의 높이, 경사도 등 특성을 고려하지 않은 단일 표준단면도에 의해 설계, 시공되어 이의 효율성에 한계가 있는 것이 사실이다. 따라서, 본 연구에서는 현장실험을 통해 낙석방지울타리의 흡수가능에너지를 파악하였다. 실험을 위하여 높이 20m, 경사 65도의 절개면을 선정하여 4개 규모의 콘크리트 볼(0.7, 1.3, 2.3, 4.3 톤)을 절개면 상부로부터 낙하시켜 낙석방지 울타리의 성능을 평가하였다. 본 논문은 시공완료된 절개면을 대상으로 현장실물실험을 통해 낙석운동에너지, 암반의 반발계수, 낙석방지울타리의 흡수에너지 등을 산정하여 절개면 특성별 낙석방지울타리의 설계에 필요한 기초 자료를 제공하고자 하였다. 현장실험을 통해 획득한 낙석방지울타리의 흡수가능에너지는 약 50kJ로 이는 약 0.4톤의 낙석이 10m의 높이에서 낙하할 때 발생하는 에너지와 동일하다.

• 한국도로학회:학술대회논문집
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• 한국도로학회 2001년도 학술발표회 논문집
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• pp.195-199
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• 2001

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제33권5호
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• pp.297-302
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• 2020

대한민국은 산악지형이 많으며 사면붕괴로 인한 도로구조물 및 인명피해가 종종 발생한다. 이러한 사면붕괴로 인한 피해를 줄이기 위해서 낙석방지시설이 필요하다. 국내의 낙석방지울타리는 50kJ의 낙석 충돌 에너지에 저항할 수 있도록 설계되었다. 하지만, 낙석에너지의 크기는 사면의 형태 및 조건에 따라 편차가 크며 약 100kJ에 이르기도 한다. 따라서 효율적인 낙석방지울타리의 설계 및 설치를 위해서 여러 종류의 낙석에너지에 맞는 표준화된 낙석방지울타리가 필요한 실정이다. 본 연구에서는 다양한 낙석에너지에 따른 낙석방지울타리의 표준 단면을 유한요소해석을 통하여 제안하였다. 최종적으로 기존 50kJ 낙석방호울타리 외에 30kJ 및 100kJ급 낙석방지울타리를 제안하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제21권12호
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• pp.17-21
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• 2020

낙석방지울타리의 지지능력은 철망, 지주, 와이어로프의 성능을 합친 것으로 정의되며, 기존에 시공되고 있는 낙석방지울타리는 도로안전시설 설치 및 관리지침 중 낙석방지시설 편에는 48~61kJ의 에너지를 흡수할 수 있는 지주, 와이어로프, 철망의 규격이 제시되어 있다. 그러나 흡수에너지에 대한 각 요소들의 상관관계가 명확하게 제시되어 있지 않아 불확실하다(Ministry of Land, 2008). 본 논문에서는 수직 낙하시험을 이용하여 낙석방지울타리의 성능평가 시험을 수행하던 중 복잡한 꼬임으로 이루어져 체결 조건 등이 중요한 낙석방지망이 흡수하는 에너지를 확인하기 위해 실물낙석시험을 수행하였다. 시험결과를 이용하여 낙석방지망의 변위량 산정요소인 𝛿의 적절성을 판단하고 국외 성능평가 기준을 이용하여 낙석방지망의 흡수가능에너지를 평가하였다. 변위량 𝛿의 경우 명시되어 있는 1/4보다 1/2로 사용하는 것이 적합하다고 판단되며, 낙석방지망은 30kJ 정도의 에너지를 흡수한다는 결과를 도출하였다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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• pp.183-183
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• 2011

전 국토의 65%가 산악지형으로 이루어져 있는 우리나라는 도로개설 및 산업기지 건설, 대규모 주택단지 개발 등으로 자연사면을 변형시키는 규모나 빈도가 증가하고 있고, 최근에는 기상이변에 의한 집중호우가 빈번히 발생하여 절토사면에서 낙석이 발생할 위험이 점점 높아지고 있는 실정이다. 낙석방지를 위한 대책공법으로는 낙석방지 망, 낙석방지 울타리 등이 있으며 이중에서 낙석방지 울타리는 국내의 국도 낙석방지 대책공법 중 70% 이상을 차지하고 있다. 그러나 국내 설계지침에는 낙석방지 울타리에 대한 다양한 성능등급과 성능평가를 위한 표준화된 시험방법이 제시되어 있지 않아 현장여건을 고려하여 적절한 낙석방지 울타리를 선정하고 낙석방지 울타리들의 성능을 비교검토하기에 어려움이 있다. 유럽의 경우 유럽연합 출범이후 낙석방지 시설에 대한 통합기준의 필요성이 대두되어 유럽 여러 나라의 성능평가 방법과 스위스의 설계지침을 고려하여 2008년에 유럽 통합 지침인 ETAG 27을 제정하였다. ETAG 27에는 낙석방지 울타리의 성능등급이 100kJ~4,500kJ이상 9등급으로 분류되어 있고 성능등급 별로 Service Energy Level과 Maximum Energy Level에 대하여 실물시험을 통한 성능평가 시험과 구성요소에 대한 검증시험을 수행하도록 되어있다. 실물시험은 낙석에너지의 산정과 낙석질량의 타격위치를 정확하게 결정할 수 있는 방법을 이용하여 수행토록 규정되어 있다. 미국의 경우에는 주별로 상이한 설계기준으로 인하여 발생하는 문제를 해소하기 위하여 2003년에 스위스의 설계지침을 준용하여 통합기준인 NCHRP Report 20-07을 결정하였다. NCHRP Report 20-07에는 낙석방지 울타리의 성능등급이 100kJ~5,000kJ까지 9등급으로 분류되어 있고 성능등급 별 낙석질량이 규정되어 있으며 등급별 낙석에너지의 50%와 100%에 대하여 실물시험을 통한 성능평가 시험을 수행하도록 되어 있다. 실물시험은 낙석에너지의 산정과 낙석질량의 타격위치를 정확하게 결정할 수 있는 방법을 이용하여 수행토록 규정되어 있다. 낙석방지 울타리에 대한 국내 설계지침과 유럽과 미국의 설계지침을 비교분석하고 국내에서 수행된 실물실험을 통한 성능평가 연구결과를 검토하였다. 또한 구성요소의 역학적 특성변화가 전체 시스템의 성능에 미치는 영향을 조사하기 위해서 국내 설계 지침에 제시된 낙석방지 울타리에 대하여 컴퓨터 시뮬레이션을 이용한 성능평가를 수행하였다. 이러한 연구결과에 근거하여 국내 설계지침은 현장여건에 따라 적절한 낙석방지 울타리를 선정할 수 있도록 다양한 성능등급을 규정하고, 낙석방지 울타리의 성능을 합리적으로 비교검토 할 수 있게 하는 표준화 성능평가 시험방법과 평가기준을 정립하며, 구성요소의 품질에 대한 신뢰성을 확인하는 구성요소의 검증시험을 포함하는 방향으로 개선될 필요가 있는 것으로 조사되었다.

• 한국도로학회논문집
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• 제10권1호
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• pp.41-48
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• 2008

이 논문은 가파른 경사면 전면에 시공되는 낙석방지벽에 작용하는 토압의 특성에 대한 내용을 다룬다. 낙석방지벽 배면되메움 공간은 주동상태의 흙쐐기가 완전히 형성될 만큼의 공간이 없고, 토압의 특성은 벽체의 이동과 벽체와 절취사면 사이의 좁은 간격에서 발생하는 아칭 효과의 영향을 크게 받기 때문에 해석적으로 신뢰성 있는 규명이 되지 않고 있다. 연구는 실내에서 축소모형에 대한 원심력시험을 통하여 수행되었다. 연구결과는 낙석방지공 배면토압이 지반의 경사각과 벽체이동에 크게 영향 받음을 보여주었다 벽체상반부에서는 벽체이동에 의한 토압감소가. 하반부에서는 아칭 효과가 뚜렷하게 나타남을 보였다. 이 연구결과에 의하면 낙석방지벽 설계에서 벽체에 작용하는 토압은 지반경사와 공사중 또는 완공후의 벽체 이동조건을 고려하여야 함을 알 수 있었다.

• 한국도로학회:학술대회논문집
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• 한국도로학회 2011년 춘계학술대회 논문집
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• pp.55-62
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• 2011

• 지질공학
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• 제24권3호
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• pp.373-381
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• 2014

낙석은 형상, 체적 및 중량 등 그 규모를 예측하기 어렵고 비탈면의 높이 및 경사 등 기하학적 형상 등에 따라 불규칙적인 거동을 보인다. 본 연구에서는 해안도로를 따라 낙석이 빈번하게 발생하는 울릉도의 비탈면을 대상으로 현장조사를 수행하여 낙석의 유형을 분류하고 규모를 산정하였다. 또한 시뮬레이션 기법을 적용하여 도로에 영향을 미치는 낙석의 거동을 분석하였다. 연구지역에 분포하는 집괴암과 조면암질암은 각각 탈락형과 박리형의 낙석 유형를 보이며, 낙석의 규모는 조면암질암이 집괴암에 비해 상대적으로 2~3배 크게 분포하는 것으로 나타났다. 시뮬레이션을 이용한 낙석의 거동을 분석한 결과, 도로에 작용하는 충격 에너지가 표준 낙석방지울타리의 흡수 가능 운동에너지의 범위를 초과하여 고강도특수망을 적용할 경우 안정성이 확보되는 것으로 나타났다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제12권9호
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• pp.13-20
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• 2011

산지가 많은 우리나라는 도로 및 철도건설을 위해 사면을 형성하는 구간이 많고, 사계절의 뚜렷한 차이로 인해 해빙기에 암블록의 이완현상 발생과 연평균 강우량의 2/3 정도가 여름철에 집중 발생되는 기후특성이 있으며, 최근 기상이변에 따른 집중호우 등으로 낙석 및 산사태와 같은 도로절개면 붕괴사고가 잦은 편이며, 해마다 장마철이 되면 이와 관련된 사고소식을 매스컴을 통해 쉽게 접할 수 있다. 낙석 발생 시 인명과 재산 피해를 최소화하기 위하여 절개지에 대한 보강공법의 개발 및 현장 적용성에 대한 연구 등이 활발히 이루어지고 있지 않는 실정으로 이에 대한 연구의 필요성이 부각되고 있다. 특히 낙석방지망의 부분적 취약점(일체화가 되지 못함)으로 인해 낙석방지망이 충분한 지지능력을 발휘하지 못하는 문제가 발생됨에 따라 국내에서도 보다 높은 낙석에너지를 지지할 수 있는 낙석방지망에 대한 연구가 필요할 것으로 판단된다. 이에 본 연구에서는 낙석방지망의 대체재료로서 팽창메탈의 적용성을 실험적으로 검증하고, 그 특성에 관해 연구해 보고자 하였다. 시험결과 팽창메탈은 우수한 강도와 일체화된 재료특성으로 기존 PVC망에 비해 최대지지하중이 높게 나타났으며, 현장시험의 흡수가능에너지 또한 높게 나타나 낙석방지망의 대체재료로서 활용이 가능한 것으로 판단된다.