• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제20권11호
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• pp.11-22
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• 2019

쏘일네일링 설계기법은 한계상태설계와 허용응력설계에 기반한 두가지 형태가 있다. 한계상태설계법은 지반강도와 작용하중 등에 개별적인 계수를 적용하여 안정성을 판단하며, 허용응력설계법은 안전율을 산출하고 이값을 허용최소안전율과 비교하여 안정성을 판단하는 설계법이다. 쏘일네일링 벽체 설계의 세계적인 추세는 허용응력설계법에서 한계상태설계법으로 변화하고 있다. 대부분의 국가에서 한계상태설계법을 적용하고 있으나 한국 및 일본에서는 아직까지 허용응력설계법을 사용하고 있다. 본 연구에서는 비탈면의 붕괴가 발생하여 보강이 이루어진 실제 쏘일네일 보강 비탈면에 대해, 미국의 FHWA GEC 7(2015), 프랑스의 Clouterre(1991), 영국의 CIRIA(2005), 홍콩의 Geoguide 7(2008) 및 한국의 건설공사비탈면설계기준(KDS 11 70 15, 2016)을 적용하여 안정성을 평가하고 그 결과를 상호 비교 분석하였다. 분석 결과, 국내의 건설공사비탈면설계기준에서 제시한 전체 안정성 검토 방법이 가장 보수적이며, FHWA, Clouterre, Geoguide 7 및 CIRIA의 순서로 보수적인 것으로 밝혀졌다. 그러나 그 결과에 있어서 FHWA과 Clouterre의 차이는 미미한 것으로 분석되었다. 또한, 본 연구를 통해 인발저항력의 극한값 적용, 부분 계수값의 도입 또는 피해규모를 고려한 최소안전율 차등적용 등 설계기준 개선을 위한 노력이 필요함을 파악하였다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제10권1호
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• pp.9-18
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• 2011

본 연구에서는 비탈면 깎기 시 파괴가 발생한 후 보강공법을 적용하였지만, 집중강우 기간에 비탈면의 부분파괴와 더불어 보강공법으로 적용된 억지말뚝 및 앵커의 변위와 파손 등이 지속적으로 발생한 현장을 대상으로 파괴원인을 분석하였다. 보강된 비탈면의 파괴는 강우가 주원인으로 예측되었으며, 강우침투에 의한 지하수위 상승을 억제하기 위한 대책공법이 필요한 것으로 분석되었다. 이에 대책공법으로서 집수정을 이용한 지하수위 저하공법이 적용된 보강된 비탈면에 대하여 강우에 의한 침투해석 및 안정해석을 수행하였다. 침투해석 결과는 강우가 보강된 비탈면의 주요 파괴원인으로 분석된 결과와 일치하였으며, 대책공법이 적용된 비탈면의 안정해석 결과는 기준안전율을 모두 만족하는 것으로 확인되었다. 따라서 본 연구를 통하여 집수정을 이용한 지하수위 저하공법은 기존의 배수공을 이용한 공법과 병행할 경우, 현재보다 합리적이고 안정화된 대책공법으로서의 적용이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제11권11호
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• pp.19-26
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• 2010

하천제방 건전도 평가에 대한 영향인자는 누수의 경우 제체, 기초를 구성하는 지반의 투수계수가 있으며, 제방의 높이, 둑마루 폭 등 기하학적 요인이 있고, 비탈면 안정성의 경우 제체 및 기초 지반의 재료적 특성, 제체 비탈면의 형상, 강우나 하천수의 침투에 따른 영향 등이 있다. 본 연구에서는 하천제방 침투해석에 중요한 투수계수 변화에 따른 영향 검토를 위하여 기존 설계결과 타당성 검토, 문헌자료 투수계수 사용에 따른 안정성 평가, 기초지반 투수계수변화에 따른 안정성 검토를 수행하였다. 영향인자 평가 결과, 설계 시 사용되는 투수계수는 동일한 토질에 대해서도 설계문헌에 따라 상이한 것으로 나타났으며, 검토 결과 파이핑 안전율에 큰 영향을 미치는 것으로 평가되었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제10권1호
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• pp.30-39
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• 2022

본 연구에서는 비탈면 보강을 위해 순환자원을 재활용하여 개발된 시멘트 대체재료를 사용하여 노후 저수지의 사면 개량 재료로 활용하기 위해 실내시험 및 수치해석, 현장에서의 시험시공을 실시하고, 결과를 분석하였다. 실내시험 결과, 점착력과 내부마찰각의 변화를 고려할 때 시멘트 대체재료의 혼합비는 9 %가 적절하며, 투수계수는 약 10,000배 감소하여 국내에서 적용되고 있는 차수재료에 근접한 수준을 나타내는 것으로 분석되었다. 또한 수치해석과 시험시공 결과, 시멘트 대체재료를 사용하여 보강한 부분에서는 침투가 발생하지 않고, 국내 기준 대비 높은 안전율을 확보할 수 있어 충분한 차수 및 보강효과를 보이는 것으로 나타났다. 따라서 노후 저수지를 보강하기 위해 사용되고 있는 기존의 시멘트를 사용한 보수 및 보강방법을 충분히 대체할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제11권4호
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• pp.419-425
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• 2009

최근에 저토피 및 터널 갱구부에 반개착식 공법을 적용하여 구조적인 안전성과 자연친화성을 높인 사례가 증가하고 있다. 반개착식 공법은 저토피구판에시 원지반을 터널 천단아치에 해당하는 기초까지만 굴착하고 아치형 구조달을 설치하여 복토한 후에 터널하반을 굴착하여 기존 개착공법에서 발생되는 지반 과다절취에 따른 대절토 비탈면 발생과 굴착면 보강에 따른 고비용과 불안정성 증대 문제를 해결할 수 있는 공법이다. 본 논문에서는 저토피 구간에서 반개착식으로 굴착한 Braced Rib Arch의 거동에 대하여 연구하였다. 아치형구조물의 Rib Arch는 지간이 1.8 m인 아치형 강재를 간격재는 목재를 사용하였으며 1:10의 축척으로 4.0 m(폭)$\times$3.3 m(높이)$\times$4.0 m(연장)의 크기를 가진 대형토조에서 실험을 수행하였다. 모형실험결과 아치형 구조물에 작용하는 성토하중은 기존 개착터널에서 사용하는 하부구조물의 폭에 해당하는 상부토체의 크기보다 작은 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제40권2호
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• pp.81-93
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• 2024

최근 국내는 다양한 대규모 사회기반 시설물 공사 및 택지 개발 등이 시행되고 있으나, 이에 반해 제한적인 국토 여건으로 철도 또는 도로 흙쌓기 비탈면 다짐 시공 또는 보강토 옹벽 뒤채움재 시공 시 기준에 부합하는 양질의 토사 수급이 어려운 실정이다. 특히, 다수의 보강토 옹벽은 부적절한 뒤채움재 다짐 시공으로 인한 지지력과 배수 성능 저하로 인한 구조물 피해사례 등이 증가하고 있다. 이에 본 연구에서는 뒤채움재로 순환토사를 활용하는 보강토 옹벽에 대하여 3D 프린팅 기술 기반 실내 모형실험 및 2차원 수치해석을 수행하여 구조적 성능 및 안전성을 분석하고자 하였다. 그 결과, 순환토사 배합비 및 보강재 설치 방법에 따른 뒤채움재 성능을 확인하였으며, 3D 프린팅 기술을 통해 실제 보강토 옹벽 시공과 유사하게 보강재 체결이 쉬운 형태의 실험상 벽체를 제작하여 3D 프린터의 활용성을 확인하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제29권1호
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• pp.135-147
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• 2013

대부분 사면파괴는 장마기간의 집중호우로 인해 발생하고 있다. 일정시간 강우가 지속되면, 지반의 함수비가 증가되고 모관흡수력이 감소되기 때문에 사면의 안전율은 저하된다. 지하수위 변화로 해석되는 안전율 설계기준은 실제 사면에서 일어나는 현상들을 설명하기에 부족함이 많이 있기 때문에 사면의 관리, 설계, 그리고 시공하는 문제에 있어서 불포화지반의 침투거동을 정확히 예측하여 사면의 불안정성을 평가하는 것이 요구된다. 일반적으로 강우에 의해 사면전체가 포화되는 것이 아니라 강우시간이 지속됨에 따라 얕은 깊이부터 포화되고, 모관흡수력은 급격히 감소한다. 이 상태가 지속되면 지반의 강도가 감소하여 대부분 얕은 파괴 또는 표층파괴 형태로 사면붕괴가 시작된다. 본 논문에서는 전통적인 사면의 건기와 우기시 사면안정해석과 불포화지반의 침투해석을 연계한 사면안정해석을 이론식과 수치해석의 검증을 통하여 포화토와 불포화토의 차이점을 실제 현장사면에 적용하여 비교분석하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제19권12호
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• pp.41-46
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• 2018

무선 센서 네트워크 시스템은 종래의 계측기술이 가지는 한계인 집중계측방법이 가지는 단점을 보완하여 시설물 전체의 거동을 확인할 수 있다는 장점으로 구조물의 안전진단 및 계측, 물 관리 시스템 그리고 댐 구조물에 대한 관리시스템에 까지 폭넓게 제안되고 있다. 그러나 계측과 동시에 시설물의 상태평가가 가능한 연구는 미진한 실정이다. 본 연구에서는 이러한 기존의 기술적 단점을 개선하기 위하여 시설물의 거동을 파악함과 동시에 안전 등에 대한 상태평가가 가능하도록 무선 센서 네트워크 시스템을 제안하였다. 저수지 댐 시설에 대한 지반공학적 위험인자를 사전에 평가하고, 시설물의 파괴를 유발하는 인자에 대한 한계값을 설정함으로써 위험인자를 측정함과 동시에 인자별로 한계상태를 즉시 평가할 수 있는 시스템을 제안하였다. 본 연구에서는 저수지댐에 대한 표준단면을 이용하여 침투 및 비탈면 활동에 대한 수치해석을 수행하였고, 응력-간극수압 연동 유한차분 수치해석을 수행하여 저수지 댐 구조물에 대한 한계변위를 설정함으로써 즉시 상태평가가 가능하고 측정값을 이용해 회귀분석 함으로써 한계값에 도달하는 시간을 예측할 수 있음으로써 재난, 재해를 사전에 인지할 수 있는 시스템을 제안하였다.

• 지질공학
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• 제29권2호
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• pp.85-97
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• 2019

암반으로 구성되어 있는 급경사($65{\sim}80^{\circ}$) 암반사면들이 장기간 안정한 상태로 유지되고 있는 것을 관찰할 수 있다. 이와 유사한 지반상태로 이루어진 굴착 암반사면에서 불연속구조가 비탈면의 안정성에 유리한 방향으로 분포하고 있는 경우에는 발파암 경사기준인 1 : 0.5 ($63^{\circ}$)보다 급한 경사를 적용할 수 있을 것이다. 비탈면 설계기준의 경사 결정 과정에서 급경사로 적용할 수 있는 예비 암반조건이 정량적으로 설정되어 있으면 설계 실무측면에서 지침으로 활용할 수 있을 것이다. 이 연구에서는 상기 암반을 양호한 연속체 암반으로 정의하고, 양호한 연속체 암반조건에 대해 공학적인 준거를 제공할 목적으로 범용적인 RMR, SMR, GSI 분류를 활용하여 정량적인 설정기준 범위를 제안하고자 하였다. 연구방법으로는 다음과 같다. 암석종류별로 급경사 $65{\sim}80^{\circ}$)에서 안정한 비탈면을 연구 대상으로 선정하고, Face mapping 결과를 반영하여 RMR과 SMR 및 GSI 분류하였다. Hoek-Brown 파괴기준을 활용하여 산정된 강도정수를 현 상태의 암반사면 안정해석에 적용하여 나타난 결과를 검토하였다. 급경사로 안정하게 유지되는 지반조건으로서 예비기준의 타당성을 검증하기 위한 것이다. 상기 연구방법으로 분석 검토한 결과, 양호한 연속체 암반비탈면은 Basic RMR ${\geq}50$ (퇴적암에서는 45), GSI SMR ${\geq}45$로 설정할 수 있을 것으로 분석되었다. 한계평형 해석의 안전율은 Fs = 14.08~67.50 (평균 32.9)이고, 유한요소해석의 변위는 0.13~0.64 mm (평균 0.27 mm)이다. 이는 급경사($65{\sim}80^{\circ}$)로 오랜 기간 동안 안정하게 유지되고 있는 양호한 연속체 암반사면의 안정성을 정량적으로 표현하고 확인하는 결과로 볼 수 있다. 양호한 연속체 암반사면에 대한 암반기준 설정범위는 자료가 축적되면 좀 더 세부적인 설정기준을 확립할 수 있을 것이고 추후 연구과제이기도 하다. 1 : 0.1~0.3의 급경사에서도 안정할 경우에, 해외 설계기준 및 사례를 참고하여 급경사의 상한 기준을 1 : 0.3으로 설계하면 경제성과 친환경성을 확보하는 이점이 있게 된다. 또한 굴착기술과 식생기술 발달 및 다양한 친환경적 사면 설계기법으로 급경사에 따른 심리적 불안감과 급격한 지반이완을 극복할 수 있을 것이다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제10권4호
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• pp.49-57
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• 2009

국가 기반시설에 대한 투자 확충으로 인해 신설 도로의 건설이 급격히 증가하고 있으며 기존의 도로 역시 지속적인 확장 및 선형 개선 등으로 인해 도로 절개비탈면의 수가 급속히 증가하고 있는 추세이다. 도로 절개 비탈면이 증가됨에 따라 매년 많은 인명피해와 재산 피해가 발생되고 있으며 국내에서는 이러한 낙석 및 산사태로 인한 피해를 저감하고자 하는 취지에서 많은 연구가 수행되고 있다. 일반적으로 국내 도로사면의 대부분은 국토해양부에서 발간한 "도로안전시설 설치 및 관리지침"에 근거한 표준낙석방지시설을 사용하고 있으나 이러한 낙석방지시설이 실제 낙석 발생 시 큰 파손 없이 낙석을 방어할 수 있는 지에 대해서 많은 의문점들이 제기되고 있다. 또한 기술수준이 미약하여 전체적으로 해외 기술력에 의존하고 있으며, 낙석방지망의 경우 부분적 취약점(일체화가 되지 못함)으로 인해 충분한 지지능력을 발휘하지 못하고 망이 터지는 문제점 등이 발생됨에 따라 국내에서도 보다 높은 낙석 에너지를 지지 할 수 있는 낙석 방지망에 대한 연구가 필요할 것으로 판단된다. 이에 본 논문에서 낙석방지망 인발시험장치를 이용하여 기존 PVC코팅망과 Expanded Metal에 대해 동일한 조건하에 인발시험을 실시하여 Expanded Metal 특성을 연구하였다. 실험결과 기존 낙석방지망인 PVC코팅망은 일체화가 되지 않는 재료의 특성상 충분한 지지능력을 발휘하지 못하고 망이 터지는 문제점이 발생 되었다. 반면 실험결과 Expanded Metal은 재료의 특성이 일체화 되어있어 하중지지능력이 우수하고 낙석방지망 대체 재료로서 충분히 가능한 것으로 판단되어진다.