• 한국지반공학회논문집
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• 제17권4호
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• pp.27-37
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• 2001

본 연구에서는 지금까지 수행한 건조토 지반에 대한 말뚝의 수평거동 연구의 연속된 연구로서 지반내에 함수비가 존재하는 포화토 및 습윤토 지반에서의 수평거동에 대한 지반내 함수비의 영향성을 평가하고자 함이 목적이다. 말뚝의 수평거동을 고찰하기 위하여 각각 다른 함수비를 갖는 네 종류의 지반과 말뚝의 두부 및 선단 구속조건이 다른 네 종류의 말뚝조건으로 모형실험을 수행하였다. 본 연구에서 1회의 지하수 상승과 하강을 반복하는 모형실험결과에 의하면, 포화토와 습윤토 지반의 수평지지력은 건조토 지반에 비하여 각각 26%~45% 감소와 20%~36%정도 증가하는 것으로 나타났다. 말뚝두부 고정과 선단 자유조건의 경우, 동일 수평변위 1mm에서의 최대 휨모멘트는 건조토 지반에 비하여 25%의 함수비를 갖는 습윤토 지반에서 약 48% 증가하나, 34.06%의 함수비를 갖는 포화토 지반에서는 반대로 68% 감소하였다. 이는 지하수의 존재로 인한 입자간 인력에 의한 유효응력과 겉보기강도의 증가 그리고 단위중량의 증가로 설명할 수가 있다. 지속수평하중에 대한 수평변위와 최대 휨모멘트의 변화를 포화토 및 습윤토 지반에서 관찰할 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제15권5호
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• pp.259-279
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• 1999

본 연구에서는 다단계 굴착시 연성토류 벽체의 수평변형, 굴착단계별 토압변화 및 분포, 그리고 배면지반의 지표침하와 지중변위의 분포를 규명하기 위하여 벽체강성, 벽마찰의 유무 및 지반조건에 대하여 굴착모형실험을 실시하였다. 모형실험 결과 벽체강성 및 벽체와 배면지반의 벽마찰각에 유무에 따른 지표침하 형태는 다소 차이를 나타내었으며, 지중변위 결과는 최대지중변위의 발생심도는 심도비 0.1H에서 0.15H(H는 최종굴착심도)의 범위에서 나타났다. 그리고 벽체의 강성에 따라 배면지반의 토압재분배 현상인 아칭효과는 벽체강성과 지반조건에 직접적인 관계가 있음을 확인할 수 있었다. 모형실험에서 얻은 벽체변위 및 토압분포는 기존 탄소성보법 프로그램으로 또한 지표침하 및 지중변위는 본 연구진에 의해 개발된 GDHM 재료모델을 이용한 유한요소법 프로그램으로 각각 비교분석하였다. 기존 탄소성보법 프로그램을 이용하여 모형실험을 해석한 결과 벽체변위 및 토압분포는 모형실험 결과와 상이한 결과를 얻었으며, GDHM 재료모델을 적용한 유한요소해석에서는 벽체수평변위의 형태는 다소 상이한 결과를 얻었으나 배면지반의 지중변위 분포는 벽체강성에 따라서 유사한 결과를 얻었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제21권2호
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• pp.5-16
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• 2005

모형지반을 이용한 각종 모형말뚝실험에서 자주 문제가 되는 것이 크기효과에 따른 실험의 정량적 분석에 대한 한계성이다. 이러한 문제를 보완하기 위하여 본 연구에서는 대형의 원통형 토조에 인공지반을 제작함으로써 지반 특성에 대한 크기효과를 최소화하도록 노력하였다. 또한 지반의 자연생성과정을 재현하고 빠를 시간내에 방밀을 완펄하기 위하여 케올리나이트와 실리카를 1:1로 혼합한 슬러리를 토조에서 압밀하여 인공지반을 생성하였다. 본 연구에서 마련한 모든 인공지딴의 특성을 자세히 파악하고 실제의 지반특성과 비교하기 위하여 베인시험기, 피조프로브, 콘관입시험기 등 여러가지의 원위치 소형조사장비를 제작 및 사용하였다. 본 연구에서 행한 원위치 시험 결과, 앞선 연구에서 밝힌 시험결과와 일치하는 결과를 얻었다. 또한 인공지반에서 행한 모형실험결과와 실제 상황과의 차이를 규명함으로써 모형실험결과에 근거하여 실물의 거동을 예측하는 방법을 찾고자 차였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제8권3호
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• pp.67-75
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• 2007

본 연구에서는 말뚝지지 전면기초의 거동특성을 파악하기 위하여 사질토 지반에서 실내 모형실험을 실시하였으며, 그 결과를 수치해석 및 해석적 방법과 비교 검토하는 연구를 수행하였다. 실내 모형실험에서는 동일한 지반조건, 말뚝조건 및 하중조건에서 말뚝지지 전면기초와 비접촉 무리말뚝에 대한 모형실험을 수행하였으며, 단말뚝과 래프트에 대해서도 동일한 조건으로 모형실험을 실시하였다. 그리고 말뚝간격과 길이, 말뚝배열 및 지반조건을 변화시켜 래프트의 하중부담률을 조사하였다. 모형실험 결과들은 말뚝지지 전면기초의 해석프로그램인 DEFPIG, 해석적 방법과 Phung 방법의 결과들과 비교 및 검토하였다. 본 연구 결과에 의하면, 래프트의 하중분담률은 말뚝간격과 길이 및 지반의 상대밀도에 따라 변화하며, Phung 방법의 결과가 모형실험 결과와 가장 유사한 것으로 평가되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제15권2호
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• pp.81-93
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• 1999

본 논문에서는 재 성형된 해성점토로 이루어진 모형지반에 타입된 모형말뚝에 작용하는 부마찰력에 대한 모형실험 및 수치해석을 하였다. 모형실험은 세 부분으로 분리된 모형말뚝을 이용하여 말뚝 각 단에 작용하는 부마찰력을 분리하여 측정하였으며, 시험 전과정 동안의 침하량과 간극수압을 측정하여 부마찰력 거동특성 파악에 활용하였다. 또한, 모형말뚝의 거동분석을 위해 유한요소해석을 하였다. 모형 말뚝에 작용하는 부마찰력 거동을 파악하기 위해 모형실험과 연약지반에 적용성이 큰 것으로 평가되고 있는 CRISP를 이용하여 비교.분석하였다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제4권4호
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• pp.51-60
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• 1988

기초지반에 대한 응력·변형률관계를 규명하기 위하여 소성론에 기초를 둔 구성방정식이 폭넓게 이용되고 있다. 본문은 성토나 강성기초와 같은 지반구조물을 연약점토지반에 축조하였을 때에 발생하는 변형에 관해 연구코저 한 것이다. 본 연구를 위하여 2차원모형토조를 제작, 재하실험한 시료를 재하실험을통하여 침하, 융기, 측방변위등을 측정하고 이들을 여러구함식과 비교고찰하였다. 구성식으로서는 한계상태개념에 근거를 둔 Cam-clay, Modified Cam-clay그리고 시간의존성을 고려한 탄·정감성 model인 Sakiguchi model을 이용하고 이들을 수치해를 통해 고찰하였다. 본 모형실험에 의하면 변형을 예측하는데 있어서 ModifiedICam-clay model이 Original Cam-clay"model 보다 실측치에 가까웠으며 또한 시간의존성을 고려한 탄·점견성 model인 Sekiguchi model'는 본 실험에서처럼 단기간의 실험에서는 변형의 creep조건을 만족시키지 못하므로 현장조건에 따라 잘- 판단하여 적용하여 야할 것으로 판단 된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권1C호
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• pp.53-61
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• 2006

본 논문은 미고결 층상 지반에서 터널을 굴착함으로써 발생하는 응력 재분배 메커니즘을 모형 실험을 통해 규명한 것이다. 미고결 층상 지반을 모사하기 위해서는, 지반재료 자체만으로 자립이 가능케 하여 모형토조와의 마찰을 배제시킬수 있는 알루미늄 봉과 블록을 이용한 2차원 모형 실험을 실시하였다. 지층이 경사진 모형 지반에 대하여 터널 굴착에 따른 지반 변형과 응력 재분배 현상을 계측기를 통하여 각각 측정하였다. 지반변형에 대해서는, 지표면의 침하형상을 측정하여 굴착에 따른 변형 특성을 살펴보았다. 응력 재분배 현상에 대해서는, 터널 작용 토압과 터널 주변부 작용 토압의 변화를 각각 측정하여 상호 검토를 실시하였다. 이러한 실험 결과를 토대로 미고결 층상 지반에서 터널 굴착에 따른 지반의 변형 및 응력 재분배 메커니즘에 대한 상세한 검토를 수행하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제7권3호
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• pp.77-83
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• 2006

본 연구의 목적은 연약점토층에 성토하는 경우 하중속도에 따른 수평변위거동을 모형실험을 이용하여 분석하고자 하는 것이다. 모형실험은 연약점토층의 두께와 하중속도를 고려한 7가지 경우로 구성되어있으며, 모형실험의 결과로부터 지반변위 거동과 재하속도와의 관계를 규명하였다. 연약토의 두께와 재하속도에 변화를 주어 모형실험을 실시한 결과, 재하속도가 작은 경우에는 재하판 부근의 1차원 연직 아래방향의 움직임이 분명하게 발생하였으며, 지표면 융기량은 작게 발생되었다. 재하속도가 큰 경우에는 재하판 끝의 지반변위는 측방변위가 크게 나타나고 지표면 융기량도 크게 발생하였다. 현장적용성을 확인하기 위하여 지표면 변위가 관측된 3가지 사례에 대하여 비교 검토한 결과 고함수비 점토지반에서 실측값과 계산 값이 비교적 잘 일치하였고, 지표면 융기영역과 융기량 등의 변위를 예측할 수 있다는 것을 알았다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제16권4호
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• pp.387-402
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• 2014

혼잡한 도심지에서는 지상의 공간부족에 따른 터널 구조물에 대한 시공의 필요성이 늘어나고 있다. 터널은 굴착 시 주위 지반의 교란 및 변위를 발생시키는데, 그에 따른 안정성 검토가 필요하다. 따라서 본 연구에서는 터널굴착에 따른 지반의 거동을 측정하기 위해 모형터널 장비를 개발하였다. 모형터널은 터널굴착을 모사하기 위해서 터널 내부의 일정한 물의 양을 조절하면서 외경을 축소한다. 그에 따라 발생하는 체적손실이 터널굴착에 따른 지반의 변위를 발생시킨다. 지반의 변형 측정은 근거리 사진계측기법을 사용하였으며, 이를 변위분포도와 변위벡터로 나타내었고, 유한요소 수치해석, 기존 문헌, 이론 및 경험식들과 비교하였다. 또한, 터널 천단부 강관 보강 및 무보강의 터널굴착에 따른 모형시험을 진행하여 지반의 거동을 분석하였다. 본 연구의 실내모형터널시험은 지반의 자세한 변위 데이터를 얻기 위해 흙으로 가정한 알루미늄봉과 근거리 사진계측을 사용한 이상화된 2차원의 연구이다. 그 결과, 유한요소 수치해석에서의 흙의 변형 패턴이 실제 모형 시험과 상당히 유사함을 확인 및 검증 할 수 있었다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제19권2호
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• pp.35-46
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• 2020

본 연구는 제방모형의 사면 경사에 따른 가속도 증폭특성을 분석하기 위하여 진동대 실험을 수행하였으며, 경계조건의 영향을 최소화할 수 있는 연성토조를 활용하였다. 제방모형의 수직 대 수평 경사는 각각 1:1, 1:1.5, 1:2로 설정되었으며, 위치에 따른 지반증폭을 계측하기 위하여 12개의 가속도계가 축소모형 내부에 매설되었다. 주파수에 따른 지반의 응답을 파악하기 위하여 축소모형에는 다양한 주파수 특성을 갖는 지진동이 가진되었다. 실험 결과, 사면의 경사가 클수록 지반증폭이 더 커짐을 실험적으로 확인하였다. 또한, 본 연구에서 활용된 실험 시스템의 신뢰성을 검토하기 위하여 1차원 지반응답해석 결과와 수평지반 모형에서의 실험 결과를 비교하였다.