• 한국지반공학회논문집
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• 제22권2호
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• pp.5-17
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• 2006

쏘일네일링의 활동억지효과를 조사하기 위하여 일련의 모형실험을 수행하였다. 이를 위하여 쏘일네일링이 설치된 토사 사면에 대한 모형실험장치를 고안하였다. 그리고, 모형실험시 각종 계측시스템을 이용하여 사면활동에 따른 쏘일네일링의 변형거동을 조사하였다. 모형실험결과 네일의 면적비 및 삽입각도가 변화됨에 따라 네일의 최대휨응력 크기 및 발생위치가 변화됨을 알 수 있다. 네일의 면적비가 0.7$\%$인 경우 최대휨응력이 가장 크게 발생되므로, 사면활동에 대한 억지효과가 가장 크게 발휘됨을 알 수 있다. 그리고, 네일을 과다하게 설치하는 것은 오히려 네일의 저항효과를 저하시키는 것으로 나타났다. 한편, 네일의 삽입각도가 -10$^{circ}$인 경우 최대휨응력이 가장 크게 발생되므로, 사면활동에 대한 저항효과가 가장 크게 발휘됨을 알 수 있다. 한편, 모형실험에서 네일의 최대휨응력이 발생되는 위치를 토대로 사면활동면을 추정할 수 있으며, 네일의 면적비 및 삽입각도에 따라 사면활동면이 변화됨을 알 수 있다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권6C호
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• pp.295-301
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• 2009

쏘일네일을 이용한 사면 보강 시 그 보강 효과를 검토하는데 있어서 네일의 전단력은 무시하고 인발에 대한 저항력만 고려하여 보수적으로 설계를 하는 것이 일반적이다. 이는 연성거동을 하는 이형철근이 네일의 주된 재료가 되기 때문인데 강성거동을 하는 강관을 네일의 재료로 하였을 경우, 인발에 대한 저항력 외에도 파괴면에서의 전단저항력이 크게 작용할 것이다. 따라서 본 연구에서는 전단강도감소기법을 이용하여 보강재로 보강된 균질한 사면을 대상으로 강관과 이형철근의 네일 적용시 그 보강 효과를 검토하였다. 각 조건에서 수치해석을 실시하여 안전율과 네일 부재에 작용하는 힘을 통하여 네일의 전단력이 안전율에 미치는 영향을 검토하였으며, 네일 개수를 변화시켜가며 여러 경우에 대한 일반적인 경향도 분석하였다. 본 연구 결과 네일의 보강재 거동시, 네일의 전단력이 인발저항력에 비해 상대적으로 미치는 효과는 강관이 이형철근보다 전단저항력이 크게 작용하는 것을 확인하였으며 이에 따라 강관의 안전율이 보다 큰 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권10호
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• pp.85-96
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• 2007

쏘일 네일 공법은 기존의 지보공법에 비해 시공의 편리성과 경제성, 안정성이 우수하여 최근 현장에 적용되는 사례가 증가하고 있다. 하지만, 쏘일 네일 공법에 대한 공학적인 접근은 미흡하여 우리나라에서는 지금까지 체계적인 설계 공법이 확립되지 못한 실정이다. 기존의 쏘일 네일 공법 설계에는 네일에 작용하는 전단 저항 및 휨 저항을 고려하지 않았으나, 철근과 시멘트로 구성된 쏘일 네일은 전단 및 휨에 대한 저항을 가지고 있다. 따라서, 본 논문에서는 네일의 전단 및 휨 저항을 고려한 쏘일 네일 보강시 수치해석 프로그램인 $FLAC^{2D}$를 이용해 사면의 안정성을 분석하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제14권3호
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• pp.19-27
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• 2013

최근, 갑작스런 집중호우로 인하여 자연 및 인공사면의 붕괴가 종종 발생하고 있다. 이를 예방하기 위한 여러 가지 보강공 법들이 개발되어 적용되고 있다. 그 중에서도 쏘일네일링 공법은 시공성과 경제성 등의 이유로 그 활용이 증대되고 있다. 쏘일네일링 공법은 다른 보강공법들과 함께 사용하는 경우도 있으며, 또한 강재와 시멘트그라우팅과의 일종의 복합 구조체로서 지반과 그라우팅사이의 마찰력을 활용하는 공법이다. 본 연구에서는 선단확장형 쏘일네일링 공법을 개발하였으며, 이는 네일 끝단에 앵커체가 부착되어 있다. 이 앵커체는 네일링 작업 중 네일 끝단에서 확개되면서 지반에 정착되게 된다. 본 연구에서는 네일링 시공 후 그라우팅을 하지 않은 상태와 그라우팅 후 양생이 된 경우 각각에 대해 현장인발저항시험을 실시하였다. 시험결과로부터 선단확장형 쏘일네일의 선단쐐기력을 분석하였으며, 거동특성을 종합적으로 고찰하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권6C호
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• pp.385-393
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• 2006

쏘일네일링공법은 굴착벽체나 사면을 안정화시키기 위한 보강공법으로서, 시공성과 경제성의 이점으로 인해서 그 사용량이 증가하고 있다. 그러나 쏘일네일링공법은 대지경계선 뒤쪽으로의 시공이 불가피하며 이는 대지점용료의 문제를 초래하게 된다. 이러한 이유로 제거식 쏘일네일링공법이 개발되었으나 제거식 쏘일네일의 제거율은 50 ~ 70% 정도 밖에 미치지 못하고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 제거가 불필요하고 대지경계선 뒤쪽의 삽입시 지주의 동의가 필요없는 섬유보강플라스틱(FRP) 쏘일네일이 개발되었다. 본 연구에서는 시험시공 및 인발시험과 같은 현장시험과 수치해석을 통하여 FRP 쏘일네일링 시스템의 안정성과 거동특성을 평가하였다. 그리고 다양한 지반조건에서 현장시험시공과 인발시험을 묘사하기 위한 수치해석(FLAC 2D)을 실시하였다. 본 연구결과, 제거식 쏘일네일링 시스템과 비교하여 FRP 쏘일네일링 시스템은 제거식 쏘일네일과 유사한 거동특성을 나타냈다. 따라서, FRP 쏘일네일의 사용성과 안정성이 사용하기에 충분한 것으로 나타났으며 기존의 제거식 쏘일네일에 대한 좋은 대안이 될 것으로 기대된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제9권3호
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• pp.51-60
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• 2008

쏘일네일링 공법은 국내에서 지하굴착시 가시설 벽체뿐만 아니라 사면보강에도 많이 사용하고 있는 공법으로 실물크기의 쏘일네일링 벽체에 관한 연구는 주로 현장계측결과 및 현장인발시험결과에 국한된 연구가 대부분이다. 특히 쏘일네일링 보강벽체에 대한 대형파괴재하시험과 관련된 학술적 연구 성과는 거의 없는 상태이다. 이 연구에서 쏘일네일링 보강벽체에 대한 대형파괴재하시험 사례를 소개하고 이를 통해 규명된 쏘일네일링 보강벽체의 거동특성과 유지관리차원에서 활용 가능한 벽체의 사용한계에 해당하는 허용변위 및 벽체의 파괴상태에 해당하는 극한변위를 제시하였다. 또한 하중비와 발생 변위비의 관계로 부터 쏘일네일링 보강벽체의 사용성에 이상이 없는 최소한의 소요안전율에 대한 제시가 이루어졌다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제28권7호
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• pp.5-16
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• 2012

쏘일네일링 공법은 흙막이 또는 사면안정을 위해서 가장 많이 사용되는 공법이다. 일반적으로 쏘일네일링 공법의 설계에서는 인발에 의한 파괴와 전단에 의한 파괴를 고려한다. 쏘일네일링의 파괴거동은 인발파괴와 전단파괴와 같이 파괴면을 가지면서 사면이 무너지는 경우도 발생하지만 굴착에 의해서 사면 표면의 수평응력이 감소함에 따라 점점 표면이 쓸려가는 얕은 파괴에 의해서 파괴에 이르는 경우가 실제 현장에서 자주 발생하게 된다. 따라서 쏘일네일링의 파괴거동을 크게 인발파괴, 전단파괴, 그리고 얕은파괴로 나누어 정의하였다. 본 논문에서는 각각의 파괴모드에 대한 제약조건을 이론적으로 산정하였다. 또한 각각의 파괴를 막기 위한 설계 최적화를 실시하였으며, 네일링의 정착길이, 개수, 그리고 얕은파괴를 막기 위한 전면에서의 최소 구속압을 설계변수로 두어 최적화 과정을 진행하였다. 최적화 과정은 먼저 네일링의 정착길이와 인장력을 설계변수로 하여 인발파괴 및 전단파괴에 대하여 최적화를 실시한다. 다음으로 각 굴착단계별 사면의 표면에서 얕은파괴를 막기 위한 최소의 구속압을 산정한 후 최적화를 반복수행하여 각각의 설계 변수를 산정하게 된다. 이와 같은 설계 최적화 프로그램을 통해서 인발파괴와 전단파괴만을 고려하는 기존의 설계 시스템에서 프리스트레스까지 산정할 수 있게 되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제15권2호
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• pp.105-127
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• 1999

쏘일네일링 공법은 지하굴착 및 사면보강에 그 적용성이 점차 확대되고 있으나, 도심지 특히 상부에 연약한 토사층이 존재하는 경우, 또한 시공여건등에 따라 네일의 설치길이가 제한되는 경우에는, 벽체변위 및 지표침하를 최소화시킬 수 있는 방안이 필요시 된다. 이와 같은 경우에, 변위 및 침하를 최소화시키는 주목적과 더불어 전체적인 안정성 증대도 동시에 도모할 수 있는 프리텐션 쏘일네일링 굴착벽체 시스템이 효율적이며, 이에 대한 시공도 국내의 경우에 극히 제한적으로 이루어진 바 있다. 그러나 본 프리텐션 쏘일네일링 굴착벽체 시스템에 대한 체계적인 해석절차 및 설계기법은 아직까지 정립된 바 없는 실정이며, 또한 프리텐션을 가하지 않는 일반 쏘일네일링공법의 경우에도, 전단 및 휨모멘트에 대한 안정성 확보를 위해 요구되는 숏크리트 전면벽체의 두께 및 와이어매쉬량의 산정 등에 대해서 명확한 해석절차가 제시되어 있지 않은 실정이다. 따라서 본 연구에서는, 쏘일네일링 굴착공법에 대해 해석 및 설계 측면에서의 미흡한 점을 보완함과 동시에 향후 적용 가능성이 클 것으로 판단되는 프리텐션 쏘일네일링 시스템에 초점을 두어 학문적 기초에 입각한 설계 및 시공을 유도하기 위해, 관련 해석절차 및 설계기법을 체계화하여 제시하였다. 제시된 내용은, 1) 프리텐션 쏘일네일링 시스템의 굴착단계별 최대긴장력 결정 및 안전해석기법, 2) 요구되는 숏크리트 전면벽체의 두께 및 와이어매쉬량과 첫단 네일의 한계설치깊이 등을 결정하기 위한 해석절차, 또한 3) 전면벽체의 관입전단파괴 가능성에 대한 신뢰도 분석기법 등이다. 예측결과를 실제의 시공사례와 비교\ulcorner분석하여, 본 연구 제시 절차 및 기법의 적합성을 확인하고자 하였다. 또한 제시기법을 이용해 프리텐션 네일링 시스템의 효용성 분석과, 이외에도 다이레이턴시 각 및 영향원 반경 등 주요인자에 대한 영향 및 FLAC$^{2D}$ 프로그램을 이용해 프리텐션 쏘일네일링 시스템의 발생변위 억제효과 등을 분석하였다.다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제30권11호
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• pp.5-15
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• 2014

사면파괴로 인한 피해사례가 늘어남에 따라 사면을 안전하게 설계하고 시공하는 것은 대단히 중요하다. 현재 실무에서 주로 사용되는 한계평형해석은 간단한 계산에 의해 안전율을 산정할 수 있지만 활동면을 미리 가정한다는 단점이 있다. 한편 유한차분해석 시 전단강도감소기법을 이용하여 안전율 산정이 용이해짐에 따라 설계 시 이용되는 빈도가 점차 증가하고 있다. 따라서 본 연구에서는 두 가지 해석방법의 비교를 통해 합리적인 쏘일네일링 설계방안의 제안을 목적으로 한다. 이를 위해 평면파괴 예상구간에 쏘일네일링 보강 시 보강패턴에 따른 보강효과를 비교해보았다. 그 결과 네일의 각도와 간격에 따른 보강효과는 동일하게 나타났다. 하지만 네일 길이가 증가함에 따라 한계평형해석의 경우 안전율이 증가하였지만 유한차분해석의 경우 안전율의 변화가 없었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제12권2호
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• pp.45-53
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• 2011

쏘일네일 공법은 일반적으로 한계평형해석법을 토대로 검토한 사면안정해석결과를 이용하여 설계기준안전율 이상을 만족하면 안정한 것으로 판단하여 설계하고 있다. 그러나 쏘일네일의 길이가 짧은 경우 설계기준안전율을 만족하고도 발생변위가 과다하여 사용상에 문제가 발생하는 경우가 있다. 본 연구는 대형파괴재하시험결과에 의한 재하하중-안전율 및 재하하중-발생변위비와의 관계를 분석하여 쏘일네일 보강벽체의 안전율-발생변위비와의 상관관계를 분석하였으며, 분석결과 쏘일네일 보강벽체의 사용한계상태에 해당하는 발생 변위비 0.3% 이내를 만족하기 위해서는 한계평형해석에 의한 안전율이 최소 1.35 이상을 확보하여야 할 것으로 평가되었다. 또한 한계평형해석결과 최소 안전율 1.35 이상을 만족하여도 지반의 전단강도가 작거나 벽체높이가 높을 경우 사용한계상태에 해당하는 발생 변위비 0.3% 이내를 만족하지 못하는 경우가 있어 수치해석을 통한 발생변위 검토가 필요할 것으로 판단된다.