• 한국지반공학회논문집
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• 제20권1호
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• pp.91-99
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• 2004

지중매설구조물의 하중저감과 관련하여 미국과 캐나다에서는 점토, 이토, 지푸라기 등의 압축재를 이용한 유도고랑 관거(induced-trench)기법에 대한 연구가 진행되어 왔으며, 일본과 노르웨이 등에서는 압축재로서 EPS 블럭을 이용한 하중 저감 방안에 대한 현장 시험시공을 통한 연구가 수행된 바 있다. 이와 같이 아칭효과를 극대화시키는 재료인 EPS 블록을 이용한 고성토 매설구조물 구축공법은 작용하중 저감에 따른 경제적인 구조물 단면의 선정, 구조물의 안정성 증대, 시공의 용이성 등 많은 장점을 갖고 있다. 본 논문에서는 연성 관거인 파형강관에 대한 토압 저감을 대상으로 아칭재인 EPS의 아칭 효과에 따른 토압 저감 효과를 분석하였다. 일련의 EPS를 이용한 하중 저감 평가시험이 수행되었으며, 현장 시험을 기초로 한 수직 토압 저감효과는 일반적인 연성관거에 비해 약 35∼40% 정도인 것으로 평가되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제20권1호
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• pp.101-108
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• 2004

최근 30년간 EPS 블록은 전 세계적으로 그 사용량이 증가하고 있으며, 국내$.$외적으로 EPS 블록의 적용 분야가 확장되고 있는 추세에 있다. 그 대표적인 사례로 EPS 블록의 압축성에 따른 아칭효과를 이용한 옹벽, 교대, 매설관등 지반구조물에 작용하는 토압 저감 분야를 들 수 있다. EPS 블록은 경량성에 기인한 우수한 시공성과 밀도 변화에 따른 균질한 공학적 특성을 가지고 있으며, 또한 압축재로서 최적의 재료적 특성을 갖추고 있다. 일반적으로 EPS 블록은 밀도가 낮은 경우 동일한 하중 아래에서 보다 압축성이 우수한 경향을 보이나, 밀도가 10kg/$\textrm{m}^3$ 이하인 경우 발포 비드간 결합력이 약하여 쉽게 파괴되는 성질이 있으므로 지반공학적으로 이용할 때에는 10kg/$\textrm{m}^3$ 이상의 제품을 이용하는 것이 바람직한 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 지반구조물의 하중 저감을 위한 아칭재로서의 EPS 블록의 현장 적용성 평가를 위하여 콘크리트 옹벽과 콘크리트 박스 암거를 대상으로 현장시험시공을 수행하였으며, 현장시험시공 결과 아칭재인 EPS 블록을 사용할 경우 기존의 이론적인 토압에 비하여 콘크리트 옹벽의 경우 약 20% 정도, 콘크리트 박스 암거의 경우 약 45∼53% 정도인 것으로 평가되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제16권1호
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• pp.131-143
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• 2000

연약지반속에 말뚝을 설치하고 성토를 실시할 경우 말뚝에 작용하는 연직하중을 산정할 수 있는 이론적 해석법을 개발하였다. 여기서 말뚝은 성토하중지지 효과를 증대시키기 위하여 일정간격의 줄말뚝 형태로 설치하며 각 줄말뚝의 두부는 지중보 형태의 말뚝캡보로 연결시킨 경우를 대상으로 한다. 이론식의 유도과정에서 성토지지말뚝으로 지지된 성토지반의 파괴발생 기구를 말뚝위 성토지반속의 파괴형태에 따라 지반아칭파괴와 펀칭전단파괴의 두 가지로 크게 구분하였다. 여기서 지반아칭은 말뚝캡보 사이의 간격이 좁거나 성토고가 충분히 높을 때 발생된다. 지반아칭파괴는 아치의 파괴부위에 따라 정상파괴와 캡파괴로 나누어 각 파괴형태의 안전성이 검토되었다. 또한, 제안식에 의한 성토지지말뚝의 하중분담효과는 말뚝캡보의 간격과 폭의 크기 및 지반정수에 크게 영향을 받고 있음을 알 수 있다. 즉, 말뚝캡보의 간격이 증가하면 말뚝의 하중분담효과는 감소하며 성토고, 말뚝캡보폭, 내부마찰각 및 점착력의 크기가 증가할수록 하중분담효과가 커지게 된다. 따라서 이러한 말뚝 및 지반에 관한 영향요소를 적절히 결정하면 성토지지말뚝의 성토하중분담 효과를 효과적으로 극대화시킬 수 있을 것이다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제14권5호
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• pp.17-28
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• 1998

사질토 지반에 시공된 앵커토류벽의 설 설계하중을 결정함으로서 토류벽의 설계에 있어 가장 기본적이고 필수적인 요소택에 있다. 앵커토류벽에 작용하는 토압분포는 배성, 흙의 아칭 효과 등에 따라 크게 변하 토류벽에 작용하는 토압분포의 가정은 크 한 직사각형 분포의 겉보기토압이 적용되 본 연구에서는 실물크기의 앵커토류 Function을 이용하여 토류벽에 작용하는 토압분포를 시공단계별로 산정하여 설계에 이용되는 토압 분포와 비교하였다. 또한 앵커 토류벽의 설계에 적용되는 Rankine 토압분포를 이용하는 Canadian Geotechnical Society 방법과 TerBaghi와 Peck이 제안한 겉보기토압을 이용한 설계방법을 현장시험 결과와 비교하여 분석하였다. 본 연구의 결론으로는 앵커 설계하중, 최대 휨모멘트의 산정 방법에 있어 30% 정도의 안전율을 고려할 때 Tereaghi 와 Peck 토압을 이용한 단순보 힌지법이 Rankine의 주동토압보다 적합하다는 사실을 입증하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제39권11호
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• pp.7-22
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• 2023

최근 지하안전에 관한 특별법이 시행(2022년 1월)되었으며, 지하안전영향평가를 통해 계획단계부터 지하안전에 관한 사전검토가 실시되고 있다. 지하굴착을 위해서는 가설 흙막이의 구조 안전성을 확보하는 것이 중요하므로 지하안전 검토는 더욱 강화되고 있다. 본 연구에서는 토사지반에서 Soil-Cement 흙막이의 벽체 두께를 확대하고 H-pile의 선택과 설치간격을 자유롭게 할 수 있는 MFS(Multi-axis Flat Continuous Soil Cement Earth Retaining Wall) 흙막이 벽체 공법의 거동 특성을 분석하였다. 실내모형실험을 통해 MFS 공법의 H-pile 설치간격에 따른 벽체에 작용하는 하중-변위 거동을 확인하였으며, MFS 흙막이 벽체의 두께별 H-pile 설치간격 및 크기 변화에 따른 하중-변위를 3차원 수치해석으로 분석하여 벽체에 작용하는 아칭효과 높이를 산정하였다. MFS 공법에서 산정한 최대 아칭높이를 기존의 부재력 검토 방법에 적용하여 벽체에 작용하는 축력, 전단력을 정량적으로 분석하는 설계방법을 제시하였다. 그 결과 MFS 흙막이 벽체에 적용되는 H-pile 설치 간격 및 크기에 따른 축력 및 전단력이 24.6~62.9%가 저감하는 것을 확인하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제12권10호
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• pp.83-90
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• 2011

본 연구에서는 고성토 구간 파형강판 수로암거의 대표단면을 대상으로 뒤채움부의 다짐도에 따른 원형 연성지중 암거에 작용되는 수직토압 분포를 파악하기 위해 원심모형실험을 실시하였다. 모형실험은 뒤채움부의 다짐도를 80, 85, 90, 95%로 변화시키면서 현장의 상사성을 고려하여 53g-level의 중력수준에서 수행하였다. 실험결과, 연성거동을 하는 파형강판 상부의 아칭효과에 의한 하중감소계수는 AISI(2002) 설계법에서 규정한 뒤채움 다짐도에 따른 하중감소계수와 거의 일치하였다. 파형강판 상부에서 측정된 수직토압은 다짐도가 증가함에 따라 선형적으로 감소하였으며, 뒤채움부의 다짐도가 클수록 아칭효과에 의한 파형강판 상부의 상재하중 감소가 크게 발휘된다는 것을 확인할 수 있었다. 파형강판 상부에서 발생한 아칭효과에 의해 감소한 하중이 파형강판측면 뒤채움부(EP 1)와 뒤채움부 외부(EP 3)로 전이되는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권5호
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• pp.175-187
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• 2003

일반적으로 사질토 지반의 원형수직구에 설치된 흙막이벽에 작용하는 토압은 삼차원 아칭효과로 인하여 평면변형조건의 옹벽에 작용하는 토압과는 다르며, 원통형 벽체의 설계를 위해서는 벽체에 작용하는 토압의 정확한 산정이 필요하다. 원형수직구에 설치된 벽체 배면지반의 파괴모드는 지중응력상태에 의존하게 되는데, 파괴모드는 실질적으로 원기둥형 활동면을 갖는 경우와 깔대기형 파괴면을 갖는 경우로 구분할 수 있다. 기존의 연구결과에 의하면 각각의 파괴모드에 대하여 원통형 벽체에 작용하는 토압공식이 제안되었으나, 도입된 가정으로 인하여 불합리한 경향을 보이는 문제점이 있다. 본 연구에서는 원통형 벽체에 작용하는 토압을 산정하기 위하여 각각의 파괴모드에 대하여 제안된 토압공식을 살펴보고, 각 토압공식에서 가정된 사항을 수정 제안하였다. 각각의 파괴모드에 대하여 수정 제안된 토압공식들은 상재하중과 벽면마찰을 고려하였으며, 활동면에서의 힘의 평형관계를 실제적으로 고려하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2005년도 지반공학 공동 학술발표회
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• pp.570-580
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• 2005

NATM 터널에 작용하는 토압(이완하중)의 크기는 지형조건, 지질조건등에 따라 다르므로 정량적으로 산정하기에는 다소 어려움이 있으며, 실무적으로 Terzaghi(1946)가 제안한 암반의 이완하중을 적용하고 있다. Terzaghi 암반이완하중은 지형상 저토피, 편경사등을 고려하기에는 다소 무리가 있고 특히, 설계시 시공중 공용후 터널에 편토압이 작용한다고 예측하는 것은 더욱 어렵다고 할 수 있다. 본 연구에서는 저토피 편경사지형에서 터널의 문제점 보강대책방안에 대하여 종합 검토하였으며, 실제 지형상 저토피, 편경사를 이루나 암질이 양호하다고 판단되어 아칭 효과를 기대할 수 있을 것으로 예상되는 터널이 굴착과정중 설계시 추정된 지반조건과 상이하여 터널지보재(숏크리트)의 균열 및 이상 변위가 발생된 터널에서 보강대책방안으로 인버트폐합을 실시하여 안정된 터널굴착을 할 수 있었던 사례를 소개하고 저토피 편경사 지형에서 NATM 터널의 설계 시공시 유의사항에 대하여 검토하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제17권6호
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• pp.245-255
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• 2001

기존 개탁식터널은 굴착경사와 관계없이 터널상부에는 되메움지반의 자중이 그리고, 터널벽체에는 정지토압이 작용하는 것으로 가정하여 설계되고 있다. 그러나 개착식터널에 실제 작용하는 토압은 개착규모에 따라 다르며 이에 따라 터널라이닝의 구조적거동 또한 다르게 나타난다. 본 연구에서는 수치해석적방법을 사용하여 굴착경사가 터널라이닝에 미치는 영향을 다음과 같이 조사하였다. 첫째로, 지반범용수치해석프로그램인 FLAC2D를 사용하여 개착공법으로 시공된 기존 터널의 변형거동을 모사할 수 있는 수치해석방법을 활용하여 현장의 계측결과와 비교하므로써 수치해석방법의 타당성을 검증하였고, 둘째로, 동일한 수치해석기법을 적용하여 굴착경사가 $30^{\circ}\;, 456{\circ},\; 60^{\circ},\; 75^{\circ}%인 개착식터널에 작용하는 토압 및 변위와 터널라이닝에 발생하는 단면력을 조사하였다. 수치해석에 사용된 개착식터널은 2차로 도로터널이며, 터널라이닝과 되메움지반 사이의 마찰력을 고려하기 위하여 접합면 요소를 사용하였다. 수치 해석결과, 되메움지반과 터널라이닝 및 굴착사면 사이의 마찰력에 의한 되메움지반 내부의 아칭현상으로 인하여 굴착 경사가 클수록 터널벽체에 상대적으로 작은 토압이 작용하였으며, 이에 따라 터널라이닝의 변형, 모멘트, 전단력이 증가하였음을 알 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제20권3호
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• pp.13-22
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• 2004

줄말뚝이 설치된 지반에서 지반의 측방변형에 의한 지반아칭발생시 말뚝주변지반의 파괴는 지반아칭영역중 외부아 치의 정상부에서 정상파괴가 발생될 때부터 시작하여 말뚝전면의 패기부에서 캡파괴가 발생될 때까지 진행된다. 따라서, 측방변형지반속 줄말뚝에 작용하는 측방토압은 정상파괴와 캡파괴 모두의 경우를 검토할 필요가 있다. 정상파괴시의 측방토압 산정식은 원주공동확장이론을 적용하여 제안할 수 있다. 이 제안식을 검토한 결과 말뚝에 작용하는 측방토압은 주변지반의 내부마찰각, 점착력 및 수평토압과 말뚝직경 및 말뚝설치간격에 큰 영향을 받고 있음을 알 수 있다. 그리고, 캡파괴에 의한 측방토압과 정상파괴에 의한 측방토압의 이론식을 이용하여 줄말뚝에 작용하는 측방토압 범위를 정의할 수 있다. 또한, 본 논문에서는 캡파괴와 정상파괴시 측방토압의 이론치과 모형실험으로부터 구한 실험치를 비교 검토하였다. 모형실험에서 얻은 캡파괴와 정상파괴의 실험치는 제안된 각 이론의 이론치와 잘 일치하고 있으므로, 제안된 이론식의 합리성을 확인할 수 있다.