• 한국지반신소재학회논문집
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• 제18권4호
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• pp.273-286
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• 2019

신라의 수도인 경주에 서기 760년에 건설된 것으로 알려진 월정교에 대한 복원공사가 최근 완료되었다. 고문헌에 따르면, 월정교는 축조 이후 고려시대인 서기 1280년까지 약 520년 동안 사용된 것으로 보인다. 월정교지에서는 양측 교대와 4개의 교각기초 및 한두단의 교각석이 발견되었다. 발견된 교각기초 중 하나는 상당한 부등침하가 일어난 상태였다. 따라서 월정교의 안전한 복원을 위해서는 부등침하의 원인을 밝히는 것이 매우 중요하다. 이에 본 연구에서는 월정교 복원공사에 앞서, 지층상태 파악을 위한 시추조사, 2차원 지반강성 평가를 위한 표면파시험, 지지력 평가를 위한 대형평판재하시험 등 광범위한 현장조사를 수행하였다. 지반조사 결과를 바탕으로 기초안정성 평가를 위한 3차원 유한요소해석을 실시하였다. 연구결과, 월정교 교각기초의 하부지반은 월정교 복원에 따른 하중에 대해 지지력 및 침하에 충분한 안전율을 가진 것으로 평가되었다. 따라서 교각기초 하부지반에 대한 추가적인 보강은 필요하지 않은 것으로 판단되며, 복원에 앞서 부등침하가 발생한 교각기초 하부에 자갈을 이용한 평탄화 작업은 실시할 필요가 있다.

• 전산구조공학
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• 제10권3호
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• pp.175-184
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• 1997

본 논문의 목적은 부등침하를 받는 회전 쉘의 최대 응답과 표준편차와의 관계를 규명하는 것이다. 이를 위해 표준편차에 대한 최대응답의 비(.eta.)및 그 개략값(.eta./sub apr/)를 통계적 수법으로 조사하였다. 또한 탁월차수(predoninant harmonic number)의 함수로 표현되는 .eta./sub apr/을 구하기 위한 식을 제안하였다. 한편 침하는 Fourier급수로 표시하였다. 이때 각 항은 2개의 계수를 포함하게 되는데 하나는 진폭 스펙트럼이고 다른 하나는 위상각이다. 여기서는 위상각은 확률변수로, 진폭은 확정값으로 가정하였다. 해석에서는 .eta., .eta./sub apr/의 특성을 조사하기 위해 2가지 type의 진폭 스펙트럼을 실측데이터를 근거로 설정한 후, 각 type에 대해 100 sample씩의 위상각을 가정하여 사용하였다. .eta.,.eta./sub apr/은 응답의 종류, 쉘의 위치 그리고 진폭 스텍트럼의 type에 상관없이 거의 일정한 값으로 분포하며 그 값은 2.0에서 2.5사이의 값이 된다. 또한 .eta./sub apr/의 값은 .eta.의 값과 거의 비슷하지만 약간 큰 값으로 나타났다. 결론으로 부등침하를 받는 회전 쉘의 최대 응답은 표준편차의 .eta./sub apr/(약 2.5)배 임을 밝히고 있다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제21권10호
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• pp.5-16
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• 2005

토목섬유로 보강된 성토지지말뚝공법은 기존 성토지지말뚝공법의 말뚝간격처리 및 말뚝캡 면적문제를 개선하며 효과적으로 지지력을 보강하고 특히 전체침하 및 부등침하 감소시킬 수 있는 공법으로 최근 활용이 증가하고 있다. 본 연구에서는 지오그리드로 보강된 성토지지말뚝공법의 보강 및 아칭효과에 대하여 연구하기 위하여 지오그리드 보강유무, 말뚝간격변화에 따른 현장모형실험과 2차원 수치해석을 수행하였다. 수치해석적 연구는 범용 유한차분해석 프로그램인 FLAC 2-D를 사용하였으며, 지반-말뚝-지오그리드의 하중전달 메카니즘에 대하며 분석하였다. 지오그리드로 보강된 성토지지말뚝의 하중전달은 성토제체 내의 아칭효과, 지오그리드의 인장, 말뚝으로의 응력전이 등의 과정이 복합적으로 발생한다. 현장모형실험 및 수치해석연구 결과에 따르면 지오그리드의 보강에 따라 아칭효과는 미소하게 감소하지만, 부등침하는 급격히 감소하는 것으로 나타났다. 또한, D/b=3(D: 말뚝캡 간격, b: 말뚝직경)일때 무보강 지반에 비하여 $40\%$의 침하가 감소하며, D/b=6이상일 경우는 지오그리드에 의한 하중전이가 발생하지 않아 보강효과가 거의 없는 것으로 나타났다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제29권1호
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• pp.19-28
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• 2016

일반적으로 건축물의 구조해석과 설계에 있어 작업효율을 확보하기 위하여 상부구조물과 하부구조물을 별도로 모델링하여 해석 및 설계를 진행하는 분리해석 방법을 사용한다. 하지만, 상기 분리해석을 사용할 경우, 상부구조물의 고정지점과 변형된 기초구조물과는 실제 연결된 지점에서 변위차가 발생하여 구조해석의 기본요건인 변형적합성 조건을 만족하지 못하게 되고 상부구조-하부구조의 상호작용을 고려하지 못하기 때문에 실제와는 다른 구조해석 및 설계결과를 초래할 수 있다. 본 연구에서는 초고층 철골구조물을 대상으로 구조물의 부등침하 등에 큰 영향을 미치는 상재(常載)하중에 대한 분리해석과 일체해석의 해석결과 차이를 비교 분석하였다. 분석결과에 따르면 분리해석방법을 사용할 경우, 상부구조물의 구조해석에 있어 기초의 변형을 고려하지 못하기 때문에 부재력을 과소평가할 수 있고 이로인해 비안전측 설계결과를 가지고 올 수 있다. 하부 기초구조물을 분리해석으로 해석하였을 경우, 상부구조물의 강성을 고려하지 못하기 때문에 기초의 부등침하 과대평가, 부재력의 과대/과소 평가를 초래할 수 있어 비경제적이고 불안전한 설계결과를 가져올 수 있다. 특히, 기초의 변형이 상부구조물에 큰 영향을 미칠 수 있는 건축구조물, 지반의 강성이 작아서 기초에 큰 변형이 예상되는 건축물, 지반조건이 불균질하여 부등침하가 예상되는 건축구조물 등에는 분리해석을 지양해야 할 것이다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제11권2호
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• pp.51-70
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• 1995

초고층 건물의 기초는 지반의 지지력, 경제성, 시공성 등이 고려되어 먼저 그 형태가 결정되게 된다. 이 논문에서 고려된 빌딩에서의 깊은 기초의 적용은 심도90~l00m까지 암반의 충분한 지내력이 확보되고 있지 않은데 기인한 것이다. 지반의 지지력이 전반적으로 그다지 크지 않으면서 상부 구조물이 어느 특정기등에 상당한 축력을 미치게 되는 경우 이곳에는 상대적으로 많은 침하가 예상되게 된다. 이러한 경우 전면기초(MAT기초)로 처리하면 지반에 미치는 큰 응력을 주위 지반으로 분산시켜 경제적이며 바람직한 설계가 가능하여 진다. 이때 약한 부분의 지반은 전면기초를 통하여 지지력의 여유가 있는 지반과 연결되게 되므로 전면기초가 이와 같은 휨모멘트나 전단력등을 전달할 수 있도록 설계된다면 기초의 부등침하를 방지할 수 있게되어 상부 구조물을 부등침하로 부터 안전하게 보존할 수 있게 된다. 본 논문은 이와같이 실제 계획, 설계중인 초고층 건물의 순수전면기초 해석 및 설계로서 일반 실무에도 연결될 수 있는 설계기법과 하중이 지반의 지내력을 초과하는 경우 응력의 재분배를 고려한 모델링 기법을 소개하고자 한다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제7권2호
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• pp.1-5
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• 2008

일반적인 콘크리트 건축물이나 도로포장에서 발생되는 부등침하는 건물의 붕괴나 도로의 수명저하로 인한 비용을 증가시킨다. 이에 대하여 침하된 구조물 하부지반에 그라우팅 공법을 이용하여 지반침하복원을 실시한다. 그러나 기존 그라우트 공법의 경우, 강도발현기간이 길고, 보강효과가 지속적이지 못한 단점을 지니고 있다. 이를 보완하기 위한 주입재료로써, 고밀도 팽창 재료의 특성을 평가하였다. 지반상태와 팽창재료의 주입량의 변화에 따른 압축강도의 변화와 화학물질에 대한 안정성 시험 및 SEM 촬영을 통하여 특성을 연구하였다. 압축강도는 다른 물질과의 혼합으로 높은 강도가 발현되었으며, 화학적 저항성은 대부분의 조건에서 반응하지 않았으나 알코올계열에 변화가 발생하였다. SEM 촬영을 통하여 강도발현에 있어서 조직구성이 촘촘할수록 치밀하게 구성된다고 판단하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제36권3호
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• pp.545-550
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• 2016

본 연구에서는 말뚝기초의 실내모형시험을 통해 연약지반상의 경량포장체용 기초로서의 적합성을 분석 및 평가를 목적으로 하고 있다. 안전성 평가를 위해 실내모형시험용 경량포장체용 말뚝기초모형을 실제 포장체 사이즈의 1/30으로 축소한 모형을 이용하여 시험을 실시하였다. 지반 조건은 연약지반을 모사하여 모델링하였고, 말뚝은 마찰군말뚝으로 실험하였다. 제한된 실험으로부터 측정된 모형포장체의 침하량은 Case A는 0.86 mm, Case B는 0.70 mm, Case C는 0.50 mm로 측정되었다. 측정된 말뚝기초 모형의 실험값을 실제 크기로 환산하였을 때의 최대침하량과 부등침하량은 각각 25.8 mm와 10.8 mm로 도로교 설계기준에 의거하여 최대부등변위량인 50 mm와 부등변위량 20 mm를 넘지 않는 것으로 보이며 침하량을 기준으로 안전성을 평가 할 경우 안전한 것으로 판정되었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제15권1호
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• pp.43-51
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• 2014

부등침하로 인한 각변위는 구조물의 안정성과 사용성에 영향을 미치는 중요한 요소 중 하나이다. 실무에서는 현재 Bjerrum이 제안한 각변위기준이 널리 사용되고 있다. 하지만 현재 도로 성토 현장에서 적용하고 있는 계측시스템은 구조물의 각변위를 적합하게 나타내지 못하고 있다. 이와 같은 문제는 충분하지 못한 계측 수, 부정확한 계측기 설치, 계측된 자료의 해석에 있어 각변위 기본개념의 잘못된 이해 등과 관련이 된다. 본 연구에서 도로 성토 현장에서 얻어진 데이터의 분석을 통해 이와 같은 문제점을 규명하였다. 도로 성토 현장에서 적용할 수 있는 자동화된 상대변위 계측시스템이라는 개선된 계측시스템을 제안하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제12권1호
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• pp.167-175
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• 1992

본 연구에서는 유한요소해석을 통하여 부등침하를 받는 매설관의 베딩보강에 관한 적용성을 검토하였다. 지반부등침하가 발생하는 현장 조건을 크게 세 가지로 구분하였으며 각 경계조건별로 베딩 강성에 따른 매설관의 변형형태와 변형억제효과를 분석하였다. 기존의 매설관 설계방법인 경험적 방법에 본 연구의 해석적 방법을 가미하여 현장조건에 따른 매설관의 베딩보강방법을 제시하였다. 철근 콘크리트 베딩보강 방안을 제시하여 일반현장에 실용적으로 활용할 수 있도록 하였다. 본 설계방안에는 기존의 경험적 방법에 의하여 제시된 표준단면도의 선택과 본 연구에서 수행된 수치해석 결과를 바탕으로 제시된 베딩두께 결정 절차와 방법이 함께 반영되어 있다.

• 한국철도학회논문집
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• 제13권2호
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• pp.214-221
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• 2010

철도 선로에서 대표적인 취약개소로 분류하고 있는 터널-토공 접속구간은 하부 지지강성의 차이로 인하여 강성이 작은 구간에서 더 큰 침하가 발생하여 선로의 부등침하를 발생시켜 지속적인 유지보수 작업을 실시하여야 한다. 본 논문에서는 실제 현장구간의 터널-토공 접속구간에 대하여 도상자갈부에 설치된 일반 침목을 약 20m 대형침목으로 교체 후 윤중과 침목 침하량을 측정하여 개선효과를 비교하였다. 또한 수치해석을 이용하여 침목 크기와 간격 등을 변화시켜 레일압력, 도상 침하량 그리고 도상압력을 비교하였다. 현장계측과 수치해석결과 대형침목으로 교체한 경우 일반침목에 비해 윤중변동율과 침하량 등에서 약 10%의 개선효과가 있는 것 을 확인할 수 있었다. 또한 수치해석결과 대형침목의 경우 일반침목에 비해 레일저부압력, 침목침하량, 도상압력이 각각 9.3%, 4%, 14.5% 감소되었으며, 이중에서 도상압력이 가장 많이 감소되는 것을 확인하였다.