• 한국지반공학회논문집
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• 제39권7호
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• pp.5-15
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• 2023

수평방향의 토압에 저항하는 흙막이 구조물(옹벽, 가시설 등) 설계에서 수동토압(Passive earth pressure) 산정은 중요한 요소이다. 토압이론에서 주동토압과 수동토압은 벽체 변위가 충분히 발생하여 한계변위에 도달한 한계상태에서의 토압이다. 흙막이 구조물설계에서 수동토압은 저항력으로 고려되는데, 이때, 수동토압이 발생하는 한계변위는 주동토압이 발생하는 한계변위의 10배 이상으로 이 변위를 수동토압산정에 적용하는 것은 비합리적이다. 그러므로 한계변위의 수동토압(Passive earth pressure)이 아닌 임의 크기의 수평변위에서 발생되는 임의 수동토압을 발현수동측토압(Mobilized passive earth pressure)으로 정의하고 흙막이 구조물의 안정성 검토에 발현수동측토압을 적용하는 것이 현실적으로 필요하다고 판단하였다. 본 연구에서는 모래지반에 대하여 문헌조사를 통해 흙막이 구조물의 안정성 확보가 가능한 허용수평변위를 0.002H(H:굴착깊이)로 제안하였으며, 임의수평변위에서 발생되는 발현수동측토압을 산정할 수 있는 반경험식을 사용하였다. 그리고 사질토 지반에서 구해진 발현수동측토압 자료를 바탕으로 실무에서 간단하게 적용할 수 있도록 벽체의 거동양상에 따른 Rankine의 수동토압에 적용 가능한 감소계수를 제안하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제36권11호
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• pp.51-60
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• 2020

횡방향의 토압에 저항하는 앵커블록, 흙막이 가설벽체, 레이커 지지블록 등에서 수동토압 산정은 중요한 요소이다. 실무에서는 사용의 편의성으로 인하여 파괴면을 직선으로 가정한 Coulomb과 Rankine의 이론을 사용하여 토압을 산정하는 것이 일반적이다. 하지만 실제 발생하는 수동파괴면은 벽면과 지반의 마찰로 인하여 벽체부근에서는 곡면이고 지표부근에서는 평면이 되는 복합파괴면을 형성한다. 흙막이 구조물의 안정검토에서 저항력으로 산정되는 수동토압이 발생되는 변위는 주동토압이 발생되는 주동변위 보다 커 대부분 구조물의 안정성을 초과하는 변위가 발생하여야 수동토압의 저항력이 발휘되므로 수동토압을 설계에 적용하기 위해서는 허용변위 이내의 임의변위에서 발휘되는 수동측토압의 산정이 매우 중요한 요소이다. 본 연구에서는 복합파괴면을 반영한 한계변위 내의 임의 변위에서 발휘되는 수동측토압을 산정할 수 있는 반경험식을 활용하여 벽체의 세 가지 거동조건에 따라 임의 변위에서 발휘되는 수동토압을 분석하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제37권5호
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• pp.801-813
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• 2017

경사고임대의 지지블록에서 발휘되는 수동토압은 지반종류에 따라 발휘되는 토압이 다르다. 영구구조물인 옹벽 설계에서는 수동토압의 안전율을 고려하도록 하고 있으나, 가시설에 설치되는 경사고임대 지지블록에 작용하는 토압은 실제 발휘되는 수동측토압보다 과하게 산정되어 불안전측의 설계가 되고 있다. 본 연구에서는 3차원 수치해석(PLAXIS)을 이용 토사지반에서 경사고임대 지지블록에 발생되는 수동측토압을 산정하였다. 토사지반으로 연약지반과 풍화토지반이 선택되었다. 수치해석결과 각 지반에서 지지블록의 수평변위와 수동측토압 관계 곡선이 산정되었으며 이 곡선상의 항복점이 설계에 적용할 경사고임대 지지체에서의 저항력으로 연약지반에서는 Rankine 수동토압의 약 55.5%, 풍화토지반에서는 약 66%를 보는 것이 안정성 측면에서 바람직한 것으로 나타났다.

• 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.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제1권1호
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• pp.21-30
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• 1985

응력재분포리론을 응용한 Dubrova의 토압론과 이를 수정한 Chang의 방법을 발전시켜 정적토압과 지진시의 토압을 벽체의 변위형태를 고려하여 산정하는 방법을 제안하였다. 뒤채움은 사질토 두 일반토로 구분하여 별개의 토압산정식을 제시하였다. 토류벽의 변위형태는 다음 4가지를 선택하였다. (1) 벽체의 정점을 중심으로 회전하는 주동변위 (2) 벽체의 정점을 중심으로 회전하는 주동변위 (3) 벽체의 벽체을 중심으로 회전하는 수동변위 (4) 벽체의 벽체을 중심으로 회전하는 수동변위 제안된 토압공식을 다른 토압론에 의한 이론치와 비교 검토하였다. 그 결과 변위의 형태에 따라 상이한 토압분포가 얻어졌으며 이는 현재 관용되고 있는 토압이론보다 더 합리적이라 사려된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제4권2호
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• pp.77-88
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• 1984

이미 유도제안(誘導提案)된 수동(受動)줄말뚝에 작용(作用)하는 측방토압(側方土壓)의 산정이론식(算定理論式)을 단일(單一)말뚝에까지 발전(發展)시킴과 동시(同時)에 본산정이론식(本算定理論式)에 포함되어 있는 지반(地盤)과 말뚝에 관한 요소(要素)들을 조사(調査)하여 사용(使用)하기 간편한 형태(形態)의 식(式)으로 정리(整理)하고자 한다. 즉, 본연구(本硏究)를 통하여 수동(受動)말뚝의 측방토압산정이론식(側方土壓算定理論式)은 측방토압계수(側方土壓係數) $K_{p1}$ 및 $K_{p2}$를 도입(導入)함에 의하여 점착력(粘着力) c와 지반변형방향(地盤變形方向)에 대항하여 말뚝열(列) 후면(後面)에 작용(作用)하는 수평토압(水平土壓) ${\sigma}_H$의 항(項)으로 구성(構成)된 간단(簡單)한 선형식(線形式)으로 정리제안(整理提案)된다. 그 밖에도 본이론식(本理論式)을 현장(現場)에 적용(適用)할 경우 수평토압(水平土壓) ${\sigma}_H$로는 주동토압(主動土壓)을 채용(採用)함이 합리적(合理的)이라는 점에 대한 타당성(妥當性)이 이론치(理論値)와 실측치(實測値)의 비교검토(比較檢討)를 통하여 입증(立證)되어 진다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제24권8호
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• pp.62-69
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• 2010

연약지반에 시공하는 많은 콘크리트전주가 외부하중으로 전도파괴가 발생하는데 본 연구에서는 실물인장실험을 실시하고 근가위치, 근가깊이, 근가개수, 전주근입깊이를 달리하면서 전주에 작용하는 수평토압을 분석하였다. 실물실험은 10가지 종류로 나누어 실험한 결과 수평토압은 전주 근입깊이가 클수록 커지고 하부수동영역이 길어지는 것으로 나타났다. 근가 설치위치가 깊을수록 하부수동영역 토압이 감소된다. 근가의 수를 4개 설치한 것이 G.L-0.9[m] 위치에서의 토압을 크게 줄였는데 이는 수직으로 80[cm]정도에 걸쳐 설치된 근가의 영향으로 판단되나 전체적으로 볼 때 근가의 수는 큰 차이가 없으며 근가를 다수 설치하면 굴착면적이 커져 되메우기 등 시공성이 떨어지는 단점이 있으므로 근가를 1개만 설치하여도 좋은 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권4호
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• pp.47-58
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• 2007

교량의 건설과 유지 비용을 줄이고 내진에도 강한 일체식 교대 교량은 전세계 뿐만아니라 우리나라에서도 그 사용량이 증가하고 있다. 하지만 일체식 교대와 뒷채움 지반의 상호작용인 토압거동에 대한 연구는 미진한 상태이다. 따라서 본 연구에서는 PSC빔 거더를 이용한 90m 3경간 연속교 형식인 일체식 교대교량을 국내 처음으로 시험시공하여 공용중에 있는 교량에 대하여 계절적인 온도변화에 따라 발생하는 교대배면 토압을 장기계측하였다. 그 결과에 의하면, 일체식 교대높이(H)에 대한 최대 평균 신장량의 비는 0.0024으로 여름철에, 그리고 일체식 교대높이에 대한 최대 평균 수축량의 비는 0.0011으로 겨울철에 발생하였다. 실측한 최대 수동토압계수과 주동토압계수의 크기는 각각 4.8과 0.7이었고, 그 위치와 형상은 교대저면으로부터 0.82H에서 작용하는 제형의 분포를 보였다. 마지막으로 본 교대의 수동과 주동 토압분포의 작도법을 제안하였다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제3권2호
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• pp.55-70
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• 1987

본 연구에서는 정지토탄상태에서 수동토추상태 까지의 토압의 변화를 옹벽의 변위량에 따라 나타 내는 새로운 이론이 제시되었다. 제시된 이론은 2차원평형조건식과 Mohr-Coulomb의 파괴규준을 변 궐한 최대주응력과 최소주응력의 관계식을 바탕으로 이루어졌으며, 또한 옹벽의 변위량에 따른 흙의 내부마찰자(f)과 벽마찰각(5)의 변화를 옹벽상단에서 부터의 깊이의 함수로 나타내는 수학적 model이 개발되었다. 결과치를 수치해석적으로 구하기 위해 유한차분법이 이용되었고 또하 얻어 진 결과치를 실험치와 비교함으로써 본 연구에서 제시된 이론의 적합성이 확인되었다. 옹벽 설계와 관련된 벽마찰카의 변화가 토압에서 미치는 영향에 대해서도 아울러 고찰되었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제12권4호
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• pp.43-51
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• 2011

연약지반에 시공하는 많은 콘크리트전주가 외부하중으로 전도파괴가 발생하는데 본 연구에서는 실물인장실험을 실시하고 근가위치, 근가깊이, 근가개수, 전주근입깊이를 달리하면서 전주에 작용하는 수평토압을 분석하였다. 실물실험은 10가지 종류로 나누어 실험한 결과 수평토압은 전주 근입깊이가 클수록 커지고 하부수동영역이 길어지는 것으로 나타났다. 근가 설치위치가 깊을수록 하부수동영역 토압이 감소된다. 변위는 근가의 위치 및 수량, 전주기초의 근입깊이에 따라 뚜렷한 차이를 나타냈다. 초기하중 재하 시 상부에서 굴절된 양상을 보이다 점증하중에 따라 전주의 중앙부로 굴절의 양상이 전이되었다. 근가위치는 G.L(-) 0.5m인 상태에서 전주기초 깊이 1.3m를 추가로 근입 시 최대 수평변위는 약 1.6배의 감소를 보여 전주의 안정성이 증가하였다.