• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제13권3호
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• pp.29-37
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• 2012

본 논문은 보강압성토 옹벽에 대하여 축소모형 실내실험을 통한 거동특성을 파악하고, 보강재의 보강효과에 대하여 검증하였다. 보강압성토 옹벽의 거동특성을 규명하기 위하여 세 종류 전면경사에 대하여 재하하중 단계별 벽체의 수평변위와 이에 따른 거동특성을 분석하였다. 또한 보강압성토 옹벽 구성요소인 격자망, 장섬유 부직포, 배수블럭을 각기 조합하여 설치 후, 재하시험을 수행하였다. 본 실험 결과, 보강압성토 옹벽의 경우, 최대수평변위가 전면경사 1:0.3은 높이 0.58H 위치에서 8.4mm 발생하였고, 전면경사 1:0.6은 높이 0.58H 위치에서 3.8mm, 전면경사 1:1.0은 높이 0.87H 위치에서 3.6mm 발생하였다. 보강압성토 옹벽의 최대 수평변위량이 원지반 사면에 비하여, 평균적으로 약 83.3% 저감하는 효과를 확인할 수 있었다. 또한 보강압성토 옹벽의 배수블럭 설치효과를 검증하기 위하여, 실제 시공현장의 단면을 모델링하여 침투해석 및 한계평형해석을 수행하였다. 강우강도 15mm/hr 조건의 해석결과에서 배수블럭의 설치에 따라 지하수위가 저하하는 효과와 사면안전율이 증가하는 효과를 비교 확인할 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제33권11호
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• pp.59-72
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• 2017

본 연구에서는 사질토 뒷채움재의 캔틸레버 옹벽에서 뒷굽 끝단 연직면에 작용하는 주동토압을 산정하는 방법을 제안하였다. 캔틸레버 옹벽에서 뒷굽길이에 따른 전단 영역의 변화는 벽체의 벽마찰력, 뒷채움 경사에 따라 뒷굽 끝단 연직면에 작용하는 주동토압에 영향을 준다. 뒷굽길이에 따라 변하는 파괴면각도를 가정하여 토압을 산정하는 한계평형법은 적용하기에 매우 복잡하므로 본 연구에서는 한계해석법을 사용하여 토압을 구하였다. 한계해석법으로 뒷굽길이에 따라 실제 파괴면각도가 고려된 토압을 정확히 산정하고, 이로부터 뒷굽 끝단 연직면에 작용하는 수평토압과 연직토압을 분석하였다. 본 연구결과에 의하면, 뒷굽길이가 짧아짐에 따라 내측 파괴면 경사각은 이론식보다 증가한 반면에 외측 파괴면 경사각은 영향을 받지 않았다. 뒷굽 끝단의 연직면에 작용하는 배면마찰각은 지표면 경사각과 벽면마찰각 사이의 값을 나타내었으며, 주동토압 또한 감소하였다. 최종적으로 상대적인 뒷굽길이와 뒷굽 끝단의 연직면에 작용하는 마찰각(연직토압/수평토압의 비)의 상관관계를 사용함으로써 Coulomb 토압을 간편하게 산정할 수 있도록 하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제10권1호
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• pp.106-114
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• 2006

본 연구에서는 블록형 보강토 옹벽에 경사계, 침하계, 토압계, 수직 및 수형 변위계, 스트레인게이지 등의 각종 계측기를 매설하여 시공 중 및 시공 후의 보강토 옹벽의거동과 전면벽체에 작용하는 수평토압의 크기 및 분포형태. 그리드에 발현되는 변형 형태 및 인장력의 크기와 침하특성 등을 옹벽의 직선부와 곡선부로 구분하여 분석하였다.

• 터널과지하공간
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• 제19권2호
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• pp.123-131
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• 2009

불연속성 암반에 2-Arch 터널을 건설할 경우, 필러에 작용하는 응력분포 특성을 파악하기 위하여 대형 모형실험과 수치해석을 수행하였다. 분석결과, 불연속면이 존재하는 경우에는 필러에 작용하는 하중이 매우 불규칙적으로 발생하였으며, 불연속면 경사의 영향이 큰 것을 확인하였다. 수치해석 결과 필러부에는 굴착단계에 따라 위치별로 큰 응력 차이가 확인되었다. 주목할 점은 터널 굴착시 벽체뿐만 아니라 필러 기초부에도 큰 응력 차이가 발생하였다. 필러 설계시 이러한 응력편차 현상을 신중하게 고려할 필요가 있다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제31권4호
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• pp.19-29
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• 2015

최근 국내에서는 굴착현장의 안전성에 대한 중요성 때문에 현장계측과 수치해석을 활용한 시공 관리방안에 대한 관심이 점점 더 높아지고 있다. 따라서 본 연구는 이를 위한 대안으로서 국내 다양한 굴착현장의 계측(경사계)자료들을 활용하여 미지점에 대한 변위값 추정과 기지점에서 향후 발생될 것으로 예상되는 변위값 예측을 위해 플랙탈(Fractal) 이론의 적용성을 검토하였다. 계측자료는 일반현장과 붕괴사고가 발생된 현장의 자료를 분석하였는데, 분석 시에는 계측 주기에 따른 수평변위의 변화 양상에 대해서 Hurst 지수를 산정하여 예측값을 모사하는데 사용하였으며, 그 결과를 실측값과 비교 검토하였다. 그 결과, 일반현장의 계측결과의 Hurst, H=0.7~0.8의 범위로 나타났다. 이는 H > 1/2로서 양의 상관성을 나타내 자기 유사성(self-similarity)을 확인할 수 있었으며, Hurst 지수로 모의된 예측값들은 계측값들과 매우 높은 상관성을 나타내었다. 또한 붕과가 발생된 현장의 계측자료들에 대한 분석결과에서는 붕괴발생 수주일 전부터 Hurst 지수의 이상 변화가 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 향후 추가적인 자료축적을 통하여 굴착현장 흙막이 벽체의 안전관리에 플랙탈 이론을 활용성을 확인할 수 있었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.709-709
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• 2012

보는 하천을 횡단하는 대표적인 수공구조물로써 수위를 유지하여 각종 용수의 취수 기능 및 주운 기능을 가지고 있다. 그러나 보를 설치할 경우 상류부의 유속이 점차 감소하여 유사 퇴적이 일어나며, 흐름 정체에 따른 수질 저하 및 수위 상승의 원인을 제공한다. 이러한 보의 단점을 개선하기 위해 래버린스 보에 대한 다양한 연구가 진행되고 있다. Hay 등(1970) 연구에 따르면 래버린스 보의 월류능력은 동일 수두 조건에서 선형 보보다 높은 특성을 가진다. 또한 Tsang(2000) 연구에 따르면 큰 유량 및 낮은 월류고 조건에서 폭기 효율이 뛰어난 것으로 나타났다. 박호상(2009) 연구에 따르면 경사형 마루 래버린스 보가 일반형 래버린스 보의 수심유지 범위보다 더 크며, 산소전달효율도 더 높은 것으로 나타났다. 그러나 기존 보에서 발생되는 유사퇴적 및 흐름정체 등의 문제는 여전히 존재하였다. 이와 관련하여 본 연구에서는 유사의 연속성을 유지하고 흐름의 정체를 해소하는 퇴적방지 구조를 구비한 래버린스 보(현대건설, 2011)를 제안하였다(그림 1, 2 참조). 본 연구에서는 퇴적방지 구조를 구비한 래버린스 보의 홍수안정성 및 유사연속성에 대한 효과를 3차원 수치모형(FLOW-3D)을 통해 분석하였다. 수치모의에 사용된 수로 연장은 9.25 m이고 폭은 0.82 m이며, 상류의 수심변화에 따라 수치모의를 수행하였다. 수치모의 결과 에너지 감세 효과와 상류의 수심을 유지하는 효과가 나타났다. 또한 이격된 벽체로 흐르는 유속에 의해 래버린스 보 내의 마찰속도가 증가하였다. 이러한 결과, 퇴적방지 구조를 구비한 래버린스 보가 홍수 안정성 및 유사배제에 효과가 있는 기술로써 가능성이 있는 것으로 판단된다. 향후, 수리모형실험을 통한 연구가 수행된다면 수리특성에 관한 기초자료를 통해 설계 인자가 도출될 수 있을 것이며 나아가 기술의 상용화에도 크게 기여할 수 있을 것이다.

• 대한자원환경지질학회:학술대회논문집
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• 대한자원환경지질학회 2001년도 제17차 공동학술강연회 및 춘계학술답사
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• pp.42-63
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• 2001

무령왕릉의 보존대책을 수립하기 위하여 누수 현상, 고분구조 벽체거동 상황 및 구조안전점검, 고분 내에 서식하는 조류의 제거, 고분내 습기 및 결로현상 제거를 위한 공기조화시설 등을 포함하는 종합 정밀저사를 1996년 5월 1일 부터 1997년 4월 30일 까지 1년간 수행하였다. 이러한 연구를 수행하기 위하여 기초 지반에 대한 정밀측량, 고분 내외부의 년중 온습도 모니터링, 지반의 내부물성 파악을 위한 지구물리 탐사, 시추 자료에 대한 각종 물성실험, 지반의 투수계수 측정 및 지구화학적 분석을 실시하였다. 고분 내외부에 대한 정밀측량 결과 봉분 중심의 현실 중심보다 북동쪽으로 5m 이격되어 있다. 무령왕릉의 경우는 발굴 당시에도 유사한 분포를 하였으나, 이로 인하여 불균형적인 토압을 발생시키는 원인이 되고 있다. 벽돌깨짐 상황 조사결과 무령왕릉의 조사 대상 벽돌 6025장중 1972년에는 435장 파손되었던 것이 1996년 조사결과 1072장이 파손된 것으로 밝혀져 파손율이 2.5배로 증가하였다. 6호분의 경우는 이보다 더 심하여 벽돌 파손율이 2.9배로 증가하고 있다. 1972년 상황은 약 1450년간 진행된 것이고 1996년의 상황은 불과 24년간 진행된 것임을 감안할 고분이 발굴된 이후 벽돌의 균열은 상당한 가속도로 진행되어 온것이 사실이며 이대로 진행된다면 더욱 더 가속화될 것으로 판단된다. 고분벽체의 거동상태를 계측한 결과 무령왕릉 동측벽의 경우 우기와 건기에 각각 2.95 mm/myr및 1.52 mm/myr의 거동을 보여 우기에 지하수 유입에 의한 지반의 약화로 인하여 건기보다 2배정도 거동하는 양상을 보인다. 한편, 연도 입구의 호벽은 건기에 전실쪽으로 0.43 mm/myr, 연도쪽으로 2.05 mm/myr의 거동을 보여 무령왕릉에서는 가장 심한 거동을 보이고 있다. 6호분의 거동현황은 건기에만 측정된 바, 현실의 동측벽과 서측벽이 각각 벽체 뒤쪽으로 7.44 mm/myr, 현실안쪽으로 3.61 mm/myr의 거동을 보여 조사대상 5호분, 6호분, 7호분, 중 가장 심한 거동을 보이고 있다. 이는 고분 벽돌의 깨짐이 6호분이 가장 심하다는 사실과 무관하지 않은 것으로 판단된다. 봉분내부의 토양층구조에 대한 지오레이다 영상단면을 분석한 결과 무령왕릉 연도상부의 누수지방지층이 심하게 균열되어 있음을 발견하였다. 이 곳은 고분내부로 직접누수가 발생하는 곳이다. 직접누수와 지하수 형태로 유입된 침투수는 고분군 주위의 지반의 함수비를 증가시켜 지반의 지지력을 약화시키고 또한 고분내로 서서히 유입되어 고분내부의 습도를 100%로 유지시키는 주된 원인이다. 이러한 높은 습도는 고분내의 남조류의 번식을 가져왔으며 남조류의 번식은 현재 6호분이 가장 심각하고 7호분이 우려되는 수준이며 5호분은 문제가 없는 것으로 판단된다. 이와 같이 고분군의 발굴후 인위적인 환경변화와 지속적인 강우침투 및 배수 불량의 영향은 고분군의 안정성에 상당한 위험을 초래하였으며, 현 상태는 각 고분에 대한 보강이 불가피한 것으로 판단된다. 고분 벽돌의 깨짐, 고분 벽체의 거동, 조류의 서식등을 포함하여 송산리 고분군에서 발생되고 있는 보존상의 제반 문제점들을 일차적으로 누수 및 침투수에 의한 결과이다. 그러므로 무엇보다도 고분군 내부 및 고분 주변으로의 강우 및 지하수 침투를 막는 차수 대책이 시급한 것으로 판단된다. 또한 이미 발생한 변위가 더 이상 진행되지 않도록 하중을 경감하고 토압의 균형을 이루는 보강대책이 시급한 실정이다. 고분군의 보존대책으로는 고분의 구조안전에 관하여 근본적인 구조변경이 불가피한 직접 보강대책보다 간접적인 보강대책이 바람직한 것으로 판단된다. 간접적 보강대책으로서는 현 봉분규모의 축소, 불균등토압의 조정, 강우침투 방지를 위한 최종복토시스템, 유도배수구의 설치 및 능선 상부로부터의 지하수 차단시설을 포함한다. 이러한 차수대책은 고분군의 제문제를 해결하는 가장 근본적인 대책이라 할 수 있다. 고분내 결로현상 및 습기 제거를 위하여 항온항습장치를 전실에 설치하고 덕트를 통하여 고분내 현실로 순환시키는 방법을 제안하며 외부 온도의 영향을 덜 받게 하기 위하여 전실상부 토양을 현재보다 두껍게 하고 전실의 천정마감재를 열전도도가 낮은 목재로 교체하며 출입문의 이동등을 제안하였다. 금번 조사 연구를 통하여 얻어진 각종 보수 및 보존대책은 고분구조 자체에 가능한 한 최소의 변화를 주면서 가장 시급한 문제점부터 해결하도록 제시되었다. 설계 및 시공단계에서는 보수의 경중을 가려 순서에 입각하여 이루어져야만 하며 설계 및 시공단계에서 고분의 구조안전에 영향을 주지 않도록 각별한 주의가 요망된다. 끝으로, 상기의 보수대책이 실시된 후 이에 대한 평가 및 향후의 영구 보존을 위한 벽체경사 계측, 함수비 및 지하수위 계측, 온습도 측정 등을 포함하는 사후계측시스템은 필수적이라 할 수 있다. 각종 계측자료를 이용한 장기적이고도 세심한 분석을 통하여 완벽한 보존 관리가 이루어져야할 것으로 사료된다.로 사료된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권2호
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• pp.425-433
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• 2019

본 연구에서는 한계평형법에 근거한 수동토압계수 산정에 있어서의 간단한 방법을 제시하고 그로부터 계산된 수동토압계수를 기존의 연구자들에 의한 값들과 비교해 보았다. 옹벽 배면에서의 파괴면을 구성하는 대수나선과 직선 중에서 직선파괴면의 경사각을 유도하여 수동토압계수 산정방법에 반영하였다. 그리고 수동토압계수 산정시 Rankine 수동영역에 작용하는 토압력의 분력을 고려하기 보다는 전체를 고려하였다. 본 연구를 통해 제안된 방법을 통해 구한 수동토압계수는 Coulomb 수동토압계수와 같이 뒤채움 흙의 지표면의 경사각이 증가할수록 커지고 벽체의 경사각이 감소할수록 작아지는 경향을 보였다. 또한 본 연구를 통해 얻은 수동토압계수는 비교를 위해 고려한 거의 모든 경우에 있어 Coulomb 수동토압계수 보다 작게 계산되었다. 벽마찰각의 변화에 따른 수동토압계수를 비교해 보면 제안된 방법을 통해 계산된 수동토압계수가 Coulomb 수동토압계수 보다 작게 계산되었는데 흙의 내부마찰각이 클수록, 벽마찰각이 증가할수록 그 차이는 컸다. 본 연구에서 고려한 5개의 내부마찰각 중에서 일반적인 사질토의 내부마찰각의 범주에 해당되는 $25^{\circ}$, $30^{\circ}$, $35^{\circ}$ 그리고 $40^{\circ}$와 3개의 벽마찰각에 대하여, 본 연구를 통해 얻은 수동토압계수와 기존의 연구자들에 의한 수동토압계수를 비교해보면 Kerisel and Absi 방법, Soubra 방법, Lancellotta 방법, $Ant\tilde{a}o$ 등에 의한 방법, Kame 방법 그리고 Reddy 등에 의한 방법에 대한 최대 차이율은 각각 4.8%, 3.8%, 31.1%, 4.0%, 20.6% 그리고 12.8% 였는데 전체적으로 볼 때 기존의 연구자들에 의한 값들과 큰 차이를 보이지는 않았다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제38권
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• pp.305-327
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• 2005

미륵사지석탑은 이미 오래전에 붕괴된 상태로 남아 있다. 붕괴된 시기와 원인은 역사적 기록이 남아 있지 않아 아직 밝혀지지 않았다. 6층까지 무너져 내려 부재가 헝클어진 서측면 하부에는 1층 높이까지 석축이 쌓여 있다. 이 석축은 남아 있는 부분이 더 이상 무너지지 않도록 이미 오래전에 쌓았다. 그러나 언제 누가 이 석축을 쌓았는지 역사적 사실에 대한 기록이나 전해지는 이야기가 없다. 본 연구에서는 제2장에서 미륵사지석탑의 모습을 표현한 옛 문집 등에 나타나 있는 정황을 시대별로 정리하여 역사적 배경을 짐작해 보았다. 1915년 일제 강점기에 일본인들은 서측면을 둘러싸고 있는 석축 상부 무너진 경사면에 콘크리트를 덮었다. 그 후 1998년도에는 전라북도에서 미륵사지석탑에 대한 구조안전진단을 실시하였다. 문화재위원회는 구조안전 진단에 근거해서 1915년에 공사한 콘크리트를 제거하고, 탑을 보수정비하기로 결정하였다. 탑이 무너져 내린 상태는 콘크리트를 제거하면서 그대로 발견되었다. 탑의 붕괴상태는 지진 또는 기초가 침하되는 현상, 홍수, 태풍 따위의 자연 현상에 따라 각각 다른 모 습으로 나타날 수 있다고 가설을 세웠다. 이 논문에서는 제3장에서 역사적으로 기록된, 여러 가지 자연 현상에 의해 무너진 탑들의 모습을 관찰하여 그 특징을 분류해 보았다. 그리고 제4장에서 미륵사지석탑에서 나타나 있는 상태와 앞서의 다른 예들과 비교분석해 보았다. 연구결과 미륵사지석탑은 지표면보다 높게 구성되어 있는 탑의 기초에 해당하는 기단에서 우수에 의한 침식 현상이 발견되었다. 기단에서 발생한 침식은 오랫동안 지속적으로 진행된 현상으로 관찰되었다. 기단 침식이 심해지면서 서측면 1층 벽체가 바깥쪽으로 기울어지게 된 현상을 볼 수 있었다. 상부층을 받치고 있는 1층 벽체가 바깥쪽으로 기울어짐에 따라 탑의 상부 구조는 평형을 잃어 무너지게 되었을 가능성이 있다고 고찰되었다. 그밖에 지진이나 태풍, 지반 침하와 같은 자연현상에 의해 무너진 탑들에서 나타나는 붕괴상태의 특징이 미륵사지석탑에서는 뚜렷하게 발견되지 않고 있다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제16권10호
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• pp.15-22
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• 2015

본 연구에서는 앵커의 장기 거동특성과 인장력 손실을 평가하기 위하여 실제 시공된 인장형 앵커를 대상으로 장기 계측을 실시하고 이를 기존 예측결과와 비교 분석하였다. 영구앵커는 비탈면 안정 혹은 구조물의 부상방지 등을 목적으로 사용되는 보강재로써 가설 앵커와 달리 구조물의 공용기간 동안 기능을 유지해야 한다. 그러나 시간 경과에 따라 앵커의 릴렉세이션 및 크리프가 지속적으로 발생되기 때문에 안정적인 기능발휘를 위해서는 인장력 손실에 대한 관리가 필수적이다. 지금까지 인장력 손실은 탄성론을 이용한 프리스트레스 감소와 인장재 종류에 따른 릴렉세이션을 값을 이용하여 산정하여 왔으며 장기적인 계측결과를 이용한 검증은 제한적인 실정이다. 이에 본 연구에서는 실제 시공된 인장형 앵커를 대상으로 현장조건과 상세 지반조사를 실시하였으며 하중계, 경사계 및 지하수위계를 설치하여 최대 500일 이상의 장기 계측결과를 분석하였다. 또한 측정된 벽체의 변위 및 앵커의 인장력 손실을 기존 해석결과와 비교함으로써 앵커의 장기 거동특성을 평가하였다. 평가결과 대부분의 앵커력 손실은 90일 이내에 발생되며, 앵커력 손실은 예측된 값보다 작게 측정되는 것으로 나타났다.