• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제7권5호
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• pp.21-29
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• 2006

경량성토공법은 성토체 자중을 감소시켜 지반의 침하를 감소시키는 공법으로 작업의 편리성 등의 이유로 적용사례가 증가하고 있다. 이와 관련하여 스티로폼은 연약지반상에 경량성토재로서 활용할 수 있는 것으로 알려져 있다. 경량성토재로서 스티로폼의 사용은 응력증가를 최소화 할 수 있으며, 안정재 사용을 통하여 지지력 증대와 침하감소효과를 얻을 수 있다. 이에 본 연구에서는 연약점성토층 상부에 경량성토재를 포설하고 모형 지지력 실험과 유한요소해석을 실시하였으며, 그 결과를 바탕으로 경량성토재로서의 지지력 특성을 평가하였다. 실험결과 일반적인 성토재 보다 폐스티로폼을 이용한 성토재가 더욱 우수한 특성을 발휘하는 것으로 나타났다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제15권12호
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• pp.97-107
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• 2014

현장에서 널리 활용하고 있는 침하예측기법으로는 Hyperbolic법, Hoshino법, Monden법 등이 있다. 이들 기존 침하예측법은 최종침하량 예측이 최종 성토단계가 완료된 이후 가능하다는 단점을 가지고 있다. 본 연구에서는 이와 같은 기존 예측법의 단점을 보완할 수 있는 새로운 침하량 예측법(SPSFC: Settlement Prediction for Staged Filling Construction)을 제안하였다. 이 방법은 연약지반에서 성토 완료 후뿐만 아니라, 초기 성토단계에서 단계성토별 시간-침하곡선을 예측할 수 있다. SPSFC법을 검증하기 위해 연약지반 개량을 위한 배수공법이 적용된 낙동강 하구 지역 두 개 현장에서 계측된 자료를 이용하여 기존 예측기법과 함께 SPSFC법으로 장래침하량을 예측하였다. 비교 결과, SPSFC법으로 예측된 침하량이 기존 예측법과 비교해서 신뢰성이 있음을 확인하였다. 또한 SPSFC법으로 초기 성토 단계에서 침하계측자료를 분석하여 예측에 필요한 지반상수를 구하고 이것을 이용하여 나머지 단계 성토 시 발생할 시간-침하량 곡선을 도시하였다. SPSFC법으로 예측된 침하량이 계측치와 잘 일치하는 것으로 나타나 SPSFC법으로 초기 성토단계의 침하계측 값만을 가지고 장래 침하량 예측이 가능함을 확인하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제8권5호
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• pp.39-46
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• 2007

본 연구에서는 모래다짐말뚝(SCP)로 개량된 복합 지반상의 고성토 지반 및 교대의 측방유동과 안정성을 파악하기 위하여 원심모형실험을 수행하였다. 원심모형실험은 교대배면구간을 EPS로 성토한 경우(Case 1)와 교대 배면구간을 토사로 성토한 경우(Case 2)에 대하여 수행하였으며, 모형실험시 성토체 상부와 교대구간에 Potentiometer를 설치하여 단계 성토별 성토체 수직변위 및 단계별 개량지반내 변형 양상과 교대상부에서 발생되는 수직 및 수평 변위를 측정하였다. 실험결과, 교대배면 성토부에서 수직변위는 최대 2.10m 정도(현장조건)로 성토고 대비 약 12%로 나타났다. 교대배면구간을 토사로 성토한 경우(Case 2) 교대 상부에서 측정된 수직 및 수평변위는 각각 10cm와 1.1m 정도로 허용기준을 크게 초과하였다. 반면, EPS로 뒷채움을 하는 경우(Case 1) 교대의 수직변위는 거의 발생하지 않았으며, 수평변위는 1.4cm 정도로 나타났다. 따라서, 연약지반상 도로 시공시 성토체의 안정성 확보를 위한 SCP공법 및 교대의 측방유동을 방지할 목적으로 채택된 SCP 개량 + EPS 성토공법의 효과는 매우 우수한 것으로 판단된다.

• 농업과학연구
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• 제25권2호
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• pp.260-270
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• 1998

본 연구는 합리적인 침하계측관리의 수립을 위하여 현재 시공중인 사업부지를 선정하여 연약지반에 성토시 안정성에 미치는 영향을 현장계측결과를 기초로 기존의 안정평가 방법등과 비교분석하여 성토에 따른 지반의 복합적인 거동을 구명하고 연약지반의 안정평가 기법을 제시하고자 한 것으로 연구결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 물리적 성질이 심도별로 최대치를 나타내며 변곡점이 형성되는 부분에서 수평변위가 급증하여 위험가능성이 있으므로 안정관리분석시 기초자료로 이용할 수 있고, 수평변위량의 차가 가장 큰 부분에서 전단변형이 발생되었다. 2. 단계성토에 따른 계측자료를 이용하여 성토체의 안정성을 비교분석 한 결과, 파괴기준선을 초과하여 위험치에 접근하는 부분도 있었으나 성토체는 안정한 것으로 확인되어 안정관리상 파괴기준선으로 안정성을 판단하는 것보다는 곡선의 기울기로 판단하는 것이 합리적이라고 판단된다. 3. 처리지반에서의 수평변위와 상대침하량은 거의 같은 비율을 유지하면서 증가하며, 무처리 지반에서 Terzaghi 수정지지력을 사용할 경우의 전단변형은 성토하중과 비배수 전단강도와의 관계를 고려하고 안전율은 1.2보다 큰 값을 사용하여야 할 것으로 판단된다. 4. 과잉간극수압은 성토시공높이에 따라 상승되고 방치기간에 따라서 감소되며, 성토높이가 관리기준치를 초과하면 과잉간극수압은 급격하게 증가되어 불안정한 상태가 되고 과잉간극수압과 수평변위량의 움직임은 거의 일치하고 있으므로 성토의 시공속도를 조절하는데 판단기준으로 이용할 수 있다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제26권3호
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• pp.35-45
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• 2010

말뚝으로 지지된 성토지반 내에 발달되는 펀칭전단현상에 의하여 성토하중이 말뚝에 전이되는 메커니즘을 규명하였다. 성토지반 속에 발달하는 펀칭전단파괴의 기하학적형상에 근거하여 이론해석을 실시하였고 말뚝으로 전이되는 성토하중의 크기를 예측할 수 있는 이론식을 제안하였다. 이 이론식에는 말뚝캡보로의 하중전이 메커니즘에 영향을 주는 여러 매개변수가 포함되어 있다. 이 이론식의 신뢰성을 검증하기 위해 일련의 모형실험을 실시하였다. 모형실험은 말뚝캡보폭이 좁은 경우와 넓은 경우의 두 종류의 캡보에 대하여 실시하였다. 모래성토는 7단계로 나누어 단계적으로 실시하였으며 매 성토단계에서의 재하시간은 장기재하방식과 단기재하방식의 두 가지 방식으로 실시하였다. 장기재하방식은 매 성토단계에서의 히중재하시간을 24시간으로 하였고 단기재하방식은 하중재하시간을 2시간으로 하였다. 이들 모든 모형 실험에서 측정된 연직하중의 측정값은 제안된 이론식에 의거 산정된 예측치와 잘 일치하였다. 또한 이 이론식의 현장 적용성을 검증하기 위하여 성토지지말뚝이 시공된 한 현장의 계측결과와 이론치를 비교 검토하여 보았다. 이 현장에서는 캡보 사이의 간격을 너무 넓게 설치하였기 때문에 성토지반 내에 지반아칭이 발달하기가 어려워 펀칭파괴가 발달하였을 것이 예상되는 현장이었다. 결국 이 이론식으로 예측된 연직하중은 이 현장에서 측정된 현장계측 결과와도 잘 일치하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제18권4호
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• pp.285-294
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• 2002

연약지반상에 제방 성토시 예상되는 연약지반의 측방유동을 적극 억지할 수 있는 성토지지말뚝공법은 말뚝두부에 캡을 설치하는 형태에 따라 크게 말뚝슬래브공법, 캡보말뚝공법 및 단독캡말뚝공법으로 구분할 수 있다. 이들 공법중 캡보말뚝공법 및 단독캡말뚝공법에서는 성토지지말뚝과 지반간의 상대적인 강성차이로 인해 성토지반 속에 지반아치가 발생하게 되고, 대부분의 성토하중은 발달된 지반아치를 통해 말뚝으로 전달된다. 두 공법에서 발생되는 지반아치의 차이는 그 형태가 캡보말뚝공법의 경우 터널의 형태와 유사하게 2차원적이고, 단독캡말뚝공법에서는 돔의 형태와 유사하게 3차원적이라는 것이다. 따라서 이 두 경우의 지반아치로 인한 성토지지말뚝의 하중분담효과에 관한 이론식을 각각 유도 제안하여 비교하였으며, 두 이론식의 타당성을 입증하기 위한 일련의 모형실험을 수행하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제30권12호
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• pp.63-72
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• 2014

측방유동 지반 속에 설치된 매설관의 측방이동과 이에 대한 성토지지말뚝의 방지효과를 관찰하기 위하여 일련의 현장 실험시공을 시행하였다. 매립중인 서해안 연약지반에 지하매설관(H.P:400mm)를 부설하고 인접 위치에 성토를 3단계로 시행하여 침하판과 지중경사계를 이용하여 지하매설관의 수직변위(침하)와 수평변위를 확인하였다. 성토에 따른 측방유동 억지대책으로는 성토지지말뚝을 설치하였다. 실험시공 결과 성토도중에는 매설관이 미미하게 융기하는 현상이 발생하였고 추후 침하하다 점차 수렴하는 거동으로 나타났다. 성토지지말뚝 보강 효과는 약 2.0배로 확인되었다. 또한, 침하와 변위는 상부지반에서는 크고 하부지반에서는 적게 침하가 발생하였고 변위는 비례하여 발생하는 것으로 나타났다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제10권1호
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• pp.43-51
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• 2011

연약 점성토 지반에 성토를 할 경우 과도한 침하와 측방유동으로 인한 피해를 최소화하기 위해 토목섬유/성토지지말뚝공법이 주로 사용되고 있다. 본 공법은 연약지반 층을 관통하여 지지층에 관입시킴으로써 상재하중을 지지하게 하여 상재하중으로 인한 침하와 측방유동 발생을 최소화한다. 본 연구에서는 연약 점성토 지반에 설치된 토목섬유/성토지지말뚝공법의 보강효과를 정량적으로 검토함을 목적으로 하였다. 실내모형실험을 통하여 무보강 및 성토지지말뚝 보강의 경우에 대한 지반 거동을 재현하고 성토지지말뚝에 의한 측방유동 억지효과를 분석하였다. 이때 성토지지말뚝을 설치한 경우에 대해서는 상재하중의 크기를 다르게 설정하여 완속 재하와 급속 재하의 경우에 대한 측방유동의 억지효과를 분석하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제15권6호
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• pp.85-91
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• 2011

본 연구는 최근 지반공학 기술의 발전에 따라 성토제체의 자중을 가볍게 하기 위한 방안의 일환으로 화력발전소에서 발생되는 다공성의 바텀애시를 골재로 활용한 모르타르 슬러리 내부에 기포를 혼합한 경량성토공법의 활용성을 평가하고자 하였다. 개발한 경량성토층을 연약지반의 상부에 적용하였을 때 지반거동을 관측하기 위하여 모형시험기를 제작하였으며, 단계적으로 하중을 증가시켜 지반의 거동과 변형값을 측정하였다. 또한, 연약지반 현장에서 실용화되고 있는 표층고화공법과 침하량, 지반융기량, 한계 하중값을 비교함으로써 개발한 기술의 효과를 비교, 검토하였다. 모형시험을 통한 관측결과, 타 연약지반처리공법과 달리 본 성토는 강도가 높아 지반변형 크기는 작은 반면 지반변형의 영역은 넓은 것으로 나타났으며, 하중-침하량과 융기량이 기존 표층고화공법에 비해 작게 나타나고 있어 연약지반 활용에 효과적인 것으로 평가되었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제23권1호
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• pp.37-45
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• 2021

터널의 갱구부는 토피가 얕고 지반의 아칭효과가 발휘되기 어렵기 때문에 터널 시공 시 주의가 필요한 구간이다. 공용 중인 터널 갱구부 상부에 추가적인 성토가 이루어진다면 터널 안정성을 크게 저해할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 터널 상부의 추가 성토에 따른 터널 안정성을 검토하고자 지반조건별로 성토 높이에 따른 수치해석을 수행하였다. 해석 결과 5등급 암반에서 성토 높이가 12 m 이상인 경우에는 숏크리트의 허용 휨압축응력, 록볼트의 허용 축력을 초과하는 것으로 나타났다. 발생되는 변위와 소성영역의 범위, 지보재의 상태를 종합적으로 고려할 때 터널 갱구부 상부에 추가 성토되는 높이가 10 m를 초과하는 경우에는 터널 안정성이 크게 저해되는 것으로 판단된다.