• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제24권10호
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• pp.41-49
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• 2023

산악지역 및 경사지반과 같은 비대칭지반에 설치된 교각과 같은 구조물은 바람, 온도, 지진등의 다양한 하중을 받게 된다. 비대칭지반에 설치된 교각과 같은 구조물을 안정적으로 지지하기 위해 보편적으로 말뚝기초가 많이 사용되고 있다. 교각을 지지하는 말뚝기초의 거동은 다양한 하중조건에 의해 변화하게 된다. 특히 지진과 같은 동적하중이 작용하는 교각을 지지하는 말뚝기초의 거동을 분석하기 위해서는 지반-말뚝-구조물 상호작용이 검토되어야 한다. 지진이 작용하는 비대칭지반에 설치된 말뚝기초는 지반경사, 진동방향에 따른 지반저항력 차이, 지반 변위 등에 의해 말뚝기초와 지반의 동적 상호작용은 매우 복잡해진다. 본 연구에서는 비대칭지반으로 경사사모래지반의 소단에 설치된 상부구조물을 지지하는 무리말뚝의 동적거동에 경사지반의 기울기가 미치는 영향을 확인하기 위해 1g 진동대 모형실험을 수행하였다. 그 결과, 경사지반의 기울기가 증가함에 따라 말뚝캡, 상부구조물의 가속도는 감소하는 것으로 확인되었으며, 말뚝의 동적 p-y 곡선의 할선기울기는 감소하는 것으로 확인되었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제32권4C호
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• pp.149-157
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• 2012

본 논문에서는 PVD의 설치를 위하여 사용되는 앵커슈에 의한 지반교란과 정착 메커니즘을 연구하기 위하여, 맨드렐-앵커슈의 관입과정과 인발과정을 모사하고, 시각화 할 수 있는 2차원 모형실험 시스템을 개발하였다. 개발된 시스템을 활용하여, 기존 사각판형 앵커슈와 쐐기가 달린 비대칭 앵커슈의 관입과 인발 과정을 모사하는 1g 모형실험과 원심모형실험을 수행하였다. 앵커슈 크기 및 종류에 따라 지반교란과 앵커슈 정착 성능을 확인하기 위해 크기가 다른 기존 사각판형 앵커슈와 쐐기형 비대칭 앵커슈의 설치과정을 모사하였다. 관입과정에서 촬영된 영상을 이미지 분석하여, 앵커슈의 크기 및 형태에 따른 점토의 교란을 시각화하고 분석하였다. 또한, 인발과정 모사를 통하여 앵커슈의 정착 메커니즘을 밝히고 인발시 정착력을 측정하여 정착 성능을 비교하였다. 그 결과, 앵커슈의 크기는 지반교란과 인발저항력 모두에 영향을 미치며, 비대칭 앵커슈가 기존의 앵커슈에 비해 지반교란 및 배수재 정착 성능을 향상시키는 것을 확인하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제18권11호
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• pp.19-26
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• 2017

도심지에서 굴착 시 흔히 볼 수 있는 좁게 굴착된 경우 뒤채움이 되는 공간의 벽면은 대칭뿐 아니라 비대칭의 형태가 발생한다. 이러한 경우 뒤채움으로 인해 발생하는 수평응력은 벽면의 비대칭성 및 벽면의 마찰각에 따라 달라진다. 따라서 본 연구에서는 다양한 경계조건(저부폭, 벽면마찰, 뒤채움 지반의 상대밀도, 벽면경사)에 따른 깊이별 수평응력을 토조를 이용한 실내모형 실험을 통해 살펴보았다. 전체적으로 벽면이 매끄러울수록 경사가 수평에서 적을수록 수직응력의 증가로 인해 수평응력이 증가하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제4권1호
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• pp.71-78
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• 2002

본 연구에서는 지반내에 뚜렷한 불연속면의 존재로 인한 하중의 비대칭 전이특성과 이완영역의 형상을 실내실험에 기초하여 고찰하였다. 가동판(trap-door)과 바닥판(reaction plates)을 토조바닥에 설치하고, 건조한 모래지반에 연직의 불연속면을 설치하여 불연속성 지반을 형성하였다. 다양한 토피고와 불연속면의 위치를 실험변수로 적용하였다. 연구결과, 토층비(=토피고/가동판의 폭)가 1.5 이상이 되면, 토압비(전이응력/초기지반응력)는 일정한 값에 수렴되는 것으로 나타났다. 불연속면이 터널 폭 내에 위치하면 불연속면의 영향이 상대적으로 커져서 비대칭성 하중집중이 두드러지게 나타났으며, 터널폭 외부에 존재하면 비대칭성 하중집중이 상당히 감소하는 것으로 타나났다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제15권4호
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• pp.17-23
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• 2016

본 연구에서는 터널을 대상으로 비대칭 분기부 암반 필러의 거동을 3차원 수치해석 방법으로 검토하였다. 터널 비대칭 분기부의 경우 필러부의 안정성을 확보하는 것이 본 터널의 안정성을 좌우하는 매우 중요한 요소라 할 수 있다. 암반 필러의 거동에 영향을 미치는 매개변수로 암반 필러의 이격거리, 토피고, 암반등급 변화에 따른 안전율을 평가하였다. 터널 비대칭 분기부 암반 필러의 이격거리가 증가할수록 토피고와 암반등급에 따른 안전율 변화 곡선은 비선형 거동을 보였으며, 터널 비대칭 분기부에서 암반 필러의 거동 특성을 최소 안전율을 기준으로 안전율 도표로서 제안하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제20권9호
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• pp.177-189
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• 2004

되메움되는 공간의 형상은 현장의 여건에 따라 수직 및 대칭 경사 또는 비대칭 경사를 포함하는 다양한 형태를 취할 수 있다. Kellogg(1993)는 대칭적으로 경사진 되메움 공간에서의 응력은 수직한 조건에서의 응력과는 다른 경계 조건이므로 이를 고려한 되메움 토압 이론식과 수평응력비를 제안하였다. Kellogg(1993)는 경사진 벽면에서 발생되는 응력을 되메움 흙의 단순한 내부마찰각으로 가정하였다. 이에 문(1997)은 경사진 벽면에서의 응력의 상태는 벽면마찰과 주응력의 회전방향에 따라 달라질 것을 예상하여 되메움 공간이 비대칭으로 형성되는 경우, 기존의 Kellogg(1993) 이론식에 대한 수정 Kellogg 이론식을 제안한 바 있다. 본 연구에서는 비대칭한 되메움 공간의 수평응력을 문(1997)의 수정 Kellogg 이론식에 기존 Kellogg(1993)의 수평응력비를 적용한 경우와 비대칭인 좌, 우측의 되메움 경사를 고려한 평균 수평응력비를 적용한 경우에 대하여 실내모형 토조실험과 수치해석으로 비구 검토하였다. 결과에 의하면 수정된 Kellogg 이론식에 Kellogg(1993)의 대칭한 조건에서의 수평응력비를 비대칭한 조건에 적용시킬 경우 경사진 벽면에서의 수평응력은 실험, 수치해석 결과에 매우 유사한 양상을 보이고 있으나 보다 수직한 벽면에서의 수평응력은 그 크기가 실험, 수치해석의 결과와는 상이한 결과를 보였다. 한편 비대칭 경사면 좌, 우측의 평균수평응력비를 수정 Kellogg 이론식에 적용하였을 경우에는 보다 수직한 면에서의 수평응력은 실험 및 수치해석 결과와 매우 유사한 결과를 나타냈다. 이러한 결과는 되메움 공간이 비대칭 조건을 형성하는 경우에는 좌, 우측 벽면 경사에 대한 평균 수평응력비의 적용이 고려되어져야 할 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2007년 가을학술발표회
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• pp.115-123
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• 2007

설계 하중이 큰 대형 구조물의 기초로 많이 사용되는 현장타설말뚝은 현장에서 지반을 굴착하여 조립된 철근망을 삽입한 후, 콘크리트를 타설하여 제작되므로 복잡한 시공 과정과 현장의 특수한 지하수 및 지반 조건으로 인하여 현장타설말뚝의 내부에는 결함이 포함될 수 있다. 발생 가능한 대표적인 결함으로 연약한 말뚝 선단, 말뚝체 콘크리트의 품질 저하, 말뚝과 지반의 접촉 불량, 주 철근의 부식 등이 있으며, 이들 결함을 감지하기 위한 건전도 시험법으로 공대공초음파 검층, 충격반향시험, 충격응답시험, 감마-감마 검층법 등이 있다. 결함은 말뚝의 수평지지력을 감소시키며, 일반적으로 발생하는 비대칭단면 결함에 의한 응력 집중현상과 수평 하중에 의한 휨모멘트는 연직지지거동에 영향을 준다. 따라서 결함을 감지하고 평가하는 것이 현장타설말뚝의 품질관리에 있어 매우 중요하다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 1995년도 추계학술대회논문집; 한국종합전시장, 24 Nov. 1995
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• pp.104-110
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• 1995

지반과 구조물의 동적 상호작용은 건설분야에서의 중요한 현상으로, 특히 지반을 통해 인근구조물로 전달되는 진동은 구조물 자체의 구조적인 문제 뿐 아니라 그 속에 거주하는 사람이나 설비에 대한 안전성 또는 사용성에 나쁜 영향을 야기할 수 있다. 본 논문에서는 이러한 진동을 저감시키기 위해, 지반내에 정상적인 진동전파를 방해하는 구조물을 시공하여 진동 저감효과를 만들어 내는 방법을 연구하였다. 이러한 연구의 발상은 다음과 같다. 충진지반에서의 지반진동의 진폭을 해석하면서 진동의 크기가 기저암의 위치에 따라 큰 영향을 받는 것을 알았고 이로부터 지반내에 인위적인 층을 만들수 있다면 지반진동의 크기를 변화시킬 수 있지 않을까라는 생각에서 본 연구를 시작하였다. 또한 지반 내에서의 정상적인 진동의 전파를 방해하기 위한 차진 구조물을 만드는 방법은 연약지반의 강도중대 또는 차수의 목적으로 주로 사용하고 있는 그라우팅공법의 사용이 가능할 것이므로, 기존의 그라우팅현장에서 만들어진 지반의 물성치들을 사용하여 경계요소법에 의한 수치해석적 방법을 택하였다. 본 연구에서는 그라우팅공법의 시공성에 관한 것은 포함되지 않는다. 본 논문에서는 지반의 구조를 경사구조와 수평지반구조라는 두가지 특징적인 경우에 대해 검토하였다. 이중 경사진 기저암층을 가진 지반의 경우에는 기저암에서 진동의 비대칭적인 반사에 의해 수평기저암에서와는 달리 기저암의 한쪽에서 다른쪽에 비해 큰 진동이 발생한다. 그라우팅층의 효과를 검토하기 위한 연구의 순서는 일정주파수의 조화진동에 대해 먼저 여러 가지 크기의 그라우팅층과 함께 블록으로 볼 수 있는 크기의 그라우팅층에 대해 진동저감효과를 해석하였고, 이를 통해 보강층의 소요크기 및 최적위치를 구하였다. 사용된 물성치는 실제 지하철 건설현장에서 나타난 지반물성치 및 그라우팅후의 지반강도 및 전단파전파속도를 이용하였다. 또한 마지막에서 검토된 기차하중에 대한 효과를 알아보기 위해 사용된 기차운행에 의한 지반가속도도 역시 측정된 값을 사용하였다. 그러나 당시의 기차운행속도가 낮아 정상적인 운행에서는 더 큰 값이 나올 것으로 판단되었으나 측정된 값을 그대로 사용하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제15권4호
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• pp.261-277
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• 1999

고랑형태로 좁게 굴착된 되메움 공간에 대한 수평 및 연직 토압은 굴착면과 되메움 흙과의 벽면마찰 및 고랑식 되메움공간의 형상에 따라 그 영향을 받는다. 본 연구에서는 대칭수직 굴착면에 대한 Handy의 제안식 및 대칭경사굴착면에 대한 Kellogg의 식을 수정하여 비대칭 굴착형상의 되메움 공간에 대한 수정식과 최소주응력아치 형태를 나타내어 보였다. 수정된 식은 모형토조 실험결과와 비교하였을 때 되메움 토압의 크기, 분포 등 그 경향이 매우 유사하였으며 비대칭으로 경사진 공간에서의 되메움 토압이 대칭적으로 수직하게 굴착된 공간에서의 토압보다 2배 이상의 큰 크기와 현저한 아칭현상의 저하를 보였다. 본 연구와 유사한 현장의 구조물에 미치는 토압을 산정할 때 되메움 공간의 형상 및 크기 등을 고려한 토압산정식이 적용되어져야 할 것으로 확인되었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제12권1호
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• pp.1-8
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• 1992

지반을 반무한 탄성체로 가정할 때 판과 지반간의 접촉압력을 유한요소법으로 해석하는 방법은 크게 두 가지로 생각할 수 있다. 그중 가장 직접적인 방법은 판과 지반을 모두 요소로 분할하는 방법이다. 즉 판은 평판요소로 지반은 유한한 범위에서 입체요소로 분할하는 방법을 말한다. 이 방법은 지반의 강성도행렬이 과대해지고 만약 상부구조가 판이 아닌 큰 규모의 구조물일 경우에는 전체강성도행렬이 너무 커지고 강성도행렬의 대폭도 대단히 커지게 되어 실용적 방법이라 할 수 없다. 또 한 가지 방법은 반무한 탄성체의 표면에 집중하중이 작용하는 경우에 대한 Boussinesq의 해를 이용하여 지반전체를 한개의 요소로 취급하는 방법이다. 이 방법을 택할 경우에는 판과 지반의 총접촉절점수와 같은 차수인 유연도행렬의 역을 구해야 한다. 더구나 유연도행렬은 대폭이 행렬의 차수와 동일하고 비대칭이므로 그 역을 구하는 것이 결코 실용적이라 할수 없다. 본 연구에서는 역행렬을 구하는 과정을 회피하는 한가지 방법으로 접촉절점에서의 접촉압력을 먼저 구하여 반력분포를 결정한 다음 상부구조와 지반의 변위 및 응력을 개별적으로 구하는 방법을 사용한다. 이 방법은 Cheung 등이 최초로 사절점 직사각형요소에 대하여 이론상으로만 제안한 것이나, 판의 절점위치에서의 등가접지압이 일정한 지배영역에 등분포한다고 가정하고 있다. 본 연구에서는 8절점 등매개변수요소를 이용하여 곡선경계의 요소분할이 가능하도록 하였고 판의 한 요소와 접하는 지반영역을 Gauss 적분의 가중값과 통일한 넓이의 소영역들로 분할하여 각 소영역에 Gauss 적분점에서의 접지압이 등분포한다고 보고 계산한 점이 다르다.