• 지질공학
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• 제33권2호
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• pp.293-305
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• 2023

지진이 발생할 때 대한 지진동 증폭 현상을 확인하기 위해 1g 진동대와 연성토조(Laminar Shear Box, LSB)를 이용하여 모형지반을 조성하였고, 3가지 모델에 대하여 지진동 증폭현상에 대하여 확인하였다. 3가지의 모형지반을 선정하였으며 모든 모형지반에서 조밀한 층과 느슨한 층으로 나누었고, 지반모형의 경우는 다층 수평지반, 다층 제방지반, 다층 분지지반모형으로 선정하였다. 각 지반모형을 제작하며 가속도계 매설을 진행하였으며, 인공지진파, Sinesweep파와 Sine 10 Hz의 지진파를 통하여 증폭현상을 확인하였다. 최대지반가속도(Peak ground acclelration, PGA)와 응답스펙트럼 가속도(Spectrum acceleration, SA)를 통해 지진동 증폭현상을 확인하였다. 수평 다층지반에서 조밀한 지반을 통과 후 느슨한 지반에서 가속도 증폭이 조밀한 지반에 비해 크게 발생하는 것을 확인할 수 있었으며, 다른 두 모형지반에서는 층의 경계면을 통과 후 점차 중심부에서 가속도 증폭이 더 크게 발생하는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제4권4호
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• pp.17-23
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• 2003

플라스틱보드드레인(PBD)공법에 의해 개량된 연약점토지반의 압밀특성은 아직 충분히 밝혀져 있지 않기 때문에 개량지반의 압밀거동을 정확히 예측하기는 어려운 실정이다. PBD공법에 사용되는 배수재의 형상은 개량지반의 압밀특성에 영향을 미치는 중요한 인자중의 하나로 알려져 있다. 본 연구에서는PBD공법에 의해 개량된 연약지반의 압밀특성에 미치는 배수재의 폭과 재하중 상태의 영향을 고찰하기 위하여 일련의 실내모형실험을 실시하였다. 모형실험의 결과로부터 모형지반의 침하 및 과잉간극수압의 소산거동과, 모형지반내의 함수비 분포형상을 파악할 수 있었다. 그리고 모형실험결과에 미친 모형지반 상부의 배수조건의 영향을 검토하기 위해서 Barron의 이론해에 의한 압밀거동과 비교, 고찰하였다. 그 결과 모형실험에 의한 압밀거동은 방사방향의 배수조건 뿐만 아니라 연직방향 배수조건으로부터도 영향을 받았음을 알 수 있었다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제4권4호
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• pp.15-26
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• 2000

지진파 전파로 인한 매설관에 작용하는 지진하중은 지진특성 및 지반조건에 따른 지반변형률로부터 산정되어야 한다. 그러나. 기존에 사용되고 있는 경험적인 방법에 의해 계산된 지반변형률 모형은 지진 및 지반의 지역적 특수성을 고려할 수 없는 문제점을 내포하고 있다. 따라서, 본 연구에서는 이러한 문제점을 개선하기 위하여 지진특성 및 지반조선을 반영할 수 있는 수정된 지반변형률 모형을 제안하고 개발된 모형을 매설관로의 지진해석에 지진하중으로 적용하였다. 여기서, 지반변형률을 예측하기 위한 지진판 전파속도는 지반조건을 고려할 수 있도록 파 에너지분포에 근거한 분산곡선을 제안하여 산정하였다. 이러한 과정을 통해 얻어진 지반변형률 산정방법에 타당성을 파악하기 위해 예측한 지반변형률과 과거 지진으로 실측된 지반변형률을 비교하였다. 타당성이 입증된 지반변형률 모형을 매설관의 하중으로 적용하여 지진해석을 실시하였으며, 계산결과는 범용 유한요소해석을 통한 동해석 및 응답변위법에 의한 결과와 비교하였다. 이를 통해 지반 변형률 모형을 적용한 매설관 지진해석의 타당성을 검증하였다. 또한, 지진 및 지반환경이 다른 다양한 관의 특성을 반영하기 위해, 지진 지반 및 관의 영향 인자에 대해 매개변수 해석에 실시되었으며, 이로써 본 연구의 활용성을 검토하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제11권9호
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• pp.27-38
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• 2010

모형실험과 유한요소법에 의한 수치해석을 통하여 측방변형지반 속에 설치된 매설관에 작용하는 측방토압을 관찰하였다. 모형실험에서는 모형지반 속에 매설관을 설치한 후 모형지반에 측방변형이 발생될 수 있게 모형실험기를 제작하여 실제 지반에서의 상황을 시뮬레이션하였다. 이 모형실험기는 지반의 변형속도를 여러 가지로 조절할 수 있게 제작하였다. 여러 가지 직경과 형상의 매설관에 대하여 실험을 실시함으로써 이들 요인이 측방토압에 미치는 영향을 조사하였다. 모형실험결과 연약지반의 측방유동으로 인하여 매설관에 작용하는 측방하중은 연약지반의 측방변형속도가 빠를수록 크게 작용하였다. 순간재하 조건에 의한 수치해석 결과는 지반변형속도가 중간 정도 빠르기인 0.3mm/min에서 1.0mm/min 사이의 지반변형속도의 조건에서 실시한 모형실험 결과와 유사하였다. 대부분의 모형실험결과 지반변형량이 작은 시점에서 측방하중의 제1항복이 발생하며 이때까지 탄성변형거동을 보이다가 제2항복에 이르기까지 하중이 한 동안 수렴되는 소성거동을 보였다. 지반변형이 계속하여 증가하면 측방하중도 다시 증가하여 압축거동을 보였다. 그러나 빠른 지반변형속도에서의 실험 결과에서는 항복하중에 도달한 후 수렴과정이 없이 계속하여 하중이 증가하였음을 볼 수 있다. 매설관의 직경이 클수록 측방유동 연약지반 속에 설치된 매설관에 작용하는 측방하중의 크기와 하중증가 속도가 컸으며 초기지반변형에서는 측방하중이 매설관의 직경 및 형상의 영향을 적게 받지만 지반변형량이 증가함에 따라 그 영향이 크게 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제17권2호
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• pp.123-134
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• 2001

본 연구에서는 화강풍화토 지반상 unpropped diaphragm wall의 거동을 연구하기 위하여 벽체의 근입깊이와 지하수위 조건을 변화시키면서 원심모형실험을 수행하였다. 원심모형실험시 diaphragm wall은 두께 8mm인 알루미늄합금을 사용하였으며, 지반굴착을 재현하기 위하여 zinc chloride 기법을 이용하였다. 수치해석은 대부분의 지반공학문제에 적용할 수 있는 SAGE CRISP 프로그램을 이용하였다. 수치해석에서 모형지반은 수정 Cam-Clay 모델, diaphragm wall은 탄성모델, 지반과 diaphragm wall 사이의 경계면요소는 슬립모델을 사용하여 2차원 평면변형률 조건으로 해석을 수행하였다. 모형실험 결과 파괴면의 직선적인 형태로 파괴면내의 배면측 지반은 벽체를 향하여 하향의 변위를 일으키면서 벽체의 회전에 의해 파괴되었다. 실험 및 유한요소해석 결과 지반의 최대침하량과 최대침하량이 발생하는 위치는 잘 일치하였으며, 깊이에 따른 벽체변위는 선형적인 관계를 나타내었다. 또한, 최대 휨모멘트와 근입깊이로 정규화한 최대 휨모멘트 발생위치($h_{Mmax}$/d=0.4)는 잘 일치하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2000년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.561-568
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• 2000

본 연구의 목적은 Piezocone 관입시험을 이용한 연약지반의 OCR 평가에 있어 기존의 여러 가지 해석방법들과 최근에 새롭게 제안된 방법들을 실내 모형토조에서 실측된 피에조콘 관입 실험치에 적용하여 각 해석방법들의 차이와 장단점들을 비교 분석하는데 있다. 본 연구의 연구실험방법으로는, Piezocone 관입을 위한 연약 모형지반 조성을 위하여 초대형 Slurry Consolidometer에 Free Stress 상태의 Slurry를 45일간 압밀시킨후 Automatic Computer Control Calibration Chamber (LSU/CALCHAS; Louisiana Slate University Calibration Chamber System)에 옮긴후 다시한번 압밀시키는 Two-Stage Consolidation Method를 사용하였다. 모형지반은 여러 가지 Boundary Condition들과 Stress Condition 그리고 Stress History등을 달리하여 총 5개의 지반을 조성하였다. 관입시험은 총 25개의 Piezocone 관입이 수행되어졌고, 그중 4개는 Standard 10 cm2 Piezocone이고, 나머지 21개는 Miniature Piezocone이 사용되었다. Piezocone 실험치들에 대한 여러 가지 OCR 해석방법 적용결과, Schmertmann방법은 5개 모형지반 모두에서 과다한 OCR평가를 보였으며, $B_{q}$ 방법은 일부모형지반에서 음의 OCR값으로 계산되어졌다. 그러나, Critical-Stale Soil Mechanics 와 Cavity Expansion 이론에 근거하여 Mayne(1991), Kurup(1993), Tumay et al (1995) 들이 제안한 OCR 평가방법들은 실험치와 잘맞는 경향을 보여주었다. 이와같은 이론 모델값들의 차이는 응력조건(Stress Condition)과 경계조건(Boundary Condition)들에 대한 각 해석방법들의 고려정도에 따른 결과로 판단된다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제9권4호
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• pp.37-44
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• 1993

실내 모형실험을 통하여 모형말뚝 한계깊이의 확인과 기존 선단지지력의 이론식들을 실내모형실험의 선단지지력 실측치와 비교하여 그 차이를 분석하였으며, 말뚝의 직경차이에서 유발되는 지지력의 차이를 비교하고자 실내 모형실험을 실시하였다. 모형지반을 균질한 모래로 조성한 경우와 국내의 현장조건에 가깝게 모형지반을 조성한 모래/풍화토층 경우로 나누어 모형실험을 실시하여 치수효과를 비교하였다. 실험결과, 모형말뚝의 선단지지력은 모래지반의 경우 응력수 준이 높을 때 한계관입깊이 효과를 나타냈으며, 모래1풍화토층의 경우 한계관입깊이를 확연히 확인할 수는 없었으나 그 경향을 보임을 알 수 있었다. 정적지지력 공식으로부터 얻어진 계산치 들은 모형실험에 의한 실측치부다 훨씬 큰 값으로 과대평가 하는 경향이 있었다. 직경크기에 따른 지지력의 차이인 치수효과는 모래지반의 경우 확인할 수 있었으나. 모래/풍화토층 지반의 경 추에는 오히려 큰 직경의 말뚝이 작은 직경의 말뚝보다 크게 나타나는 경향을 얻었다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2000년도 연약지반처리위원회 학술세미나
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• pp.42-58
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• 2000

본 연구의 목적은 연약지반의 압밀계수 측정에 있어 Piezocone 관입시험을 이용할 때 관입시험자체의 정확성과 시험결과들에 미치는 여러 가지 지반공학적 영향요소들을 고려하려는데 있다. 본 연구의 연구실험방법으로는, Piezocone 관입을 위한 연약모형지반 조성을 위하여 초대형 Slurry Consolidometer에 Free Stress 상태의 Slurry를 45일간 압밀시킨 후 Automatic Computer Control Calibration Chamber (LSU/CALCHAS; Louisiana State University Calibration Chamber System)에 옮긴후 다시한번 압밀시키는 Two-Stage Consolidation Method를 사용하였다 동시에 연약모형지반내에 8개의 Piezometer를 설치하여 Piezocone 관입시 유발되는 지반 내에서의 과잉간극수압의 변환을 측정하였다. 총 25개의 Piezocone 시험중 4개는 Standard 10$\textrm{cm}^2$ Piezocone이고, 나머지 21개는 Miniature Piezocone이 사용되었다. 모형지반은 여러 가지 Boundary Condition들과 Stress Condition 그리고 Stress History등을 고려하여 조성되었다. 또한 Dissipation Test직후의 압밀특성을 확인하기 위하여 0.01초당 한 개이상의 실측점을 측정할 수 있는 Digital-Oscilloscope를 이용하였다. 특히 Dissipation Test, 즉시 Piezocone의 Filter Element에 잡히지 않는 과잉간극수압의 Initial Drop 존재에 관한 기존의 추측을 실제 실험치로 확인할 수 있었다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제21권3호
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• pp.61-69
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• 2022

본 연구에서는 지반조건을 고려한 말둑의 인발저항 성능의 합리적인 평가방법 확립의 일환으로써, 지반의 세립분 함유율 및 구속압 조건에 따른 말뚝과 지반 경계면의 전단특성을 평가하기 위한 대형직접전단시험을 수행하였다. 그 결과, 수직하중이 증가하고 모형지반의 세립분 함유율이 작을수록 전단변형에 따른 전단응력이 크게 발생됨을 알 수 있었다. 그리고 동일한 수직하중과 세립분 함유율 조건에서 말뚝 모형체의 표면이 거칠수록 최대전단응력은 다소 크게 나타났다. 강도정수로써 내부 마찰각과 점착력을 산정하여 분석한 결과, 모형지반의 세립분 함유율이 증가할수록 모형체 경계면에서의 내부마찰각은 감소하였으나 점착력은 증가하는 것을 알 수 있었다. 또한, 말뚝 모형체 표면이 거칠수록 모형지반의 세립분 함유율에 관계 없이 내부마찰각과 점착력은 크게 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제22권11호
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• pp.151-158
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• 2006

균일한 모래지반을 이용한 원심모형실험에서는 지표면근처에서 액상화가 발생한 후에 점차적으로 깊은 곳으로 전파되는 경향을 보였다. 이와 같은 현상은 실내실험에서 상재하중효과를 고려했을 때 관찰되는 액상화현상과 상반되는 것처럼 보인다. 그러나, 응력증가에 따른 모형지반의 상대밀도증가가 구속압증가에 따른 액상화저항감소를 상쇄시킨다. 이와 같은 응력증가에 따른 상대밀도증가는 실제 원심모형실험에서 발생하고 있으나, 모형지반성형법에서는 고려되고 있지 않다. 따라서, 본 논문에서는 원심모형실험에서 발생할 수 있는 상대밀도증가를 고려한 새로운 원심모형지반성형법을 제안하였다. 새로운 모형지반성형법은 액상화에 관한 $K_0$ 효과를 연구하는데 사용될 수 있으며, 본 연구에서는 수치해석방법을 이용하여 그 실용성을 증명하였다.