• 한국지반공학회지:지반
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• 제13권4호
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• pp.135-148
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• 1997

옹벽에 작용하는 토압을 구하기 위하여 Coulomb이론이 실무에 대부분 사용되고 있지만, 전수평토압의 작용위치를 구할 수 없으므로 토압분포를 삼각형 분포라고 가정하고 있다. 그러나, 수 많은 실내 및 현장실험을 통하여 토압분포가 그렇지 않다는 것으로 규명되었다. 이러한 문제를 극복하기 위한 이론적인 접근이 Handy(1985), Kingsley(1989), Kellogg(1993), 정성교(1993, 1996a) 등에 의하여 비 점성토로 뒤채움된 옹벽에 대하여 수행되었다. 점성토로 뒤채움된 옹벽에 대한 기존의 이론적 접근은 단지 Rankine또는 Coulomb 이론에 근거하여 주로 수행되었지만, 그 이론들은 제각기 다른 결과를 보여주었다. 여기서는 점성토로 뒤채움된 중력식옹벽에 작용하는 수평토압을 위한 이론적 접근이 비배수 조건하에서 수행되었다. 이 접근은 Coulomb의 가정에 바탕을 두고 아칭개념을도입하였으며, 인장균열을 무시한 경우와 고려한 경우에 대하여 각각 이론식이 유도되었다. 그리고, 몇가지 조건에 대한 비교결과에서 인장균열을 고려한 토압이론식의 적용이 합리적일 것으로 사료되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제22권2호
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• pp.29-39
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• 2006

동반 논문(백규호, 2006)에서 사석과 모래로 뒷채움된 케이슨에 대하여 모래와 사석의 내부마찰각과 단위중량의 차이는 물론 사석의 뒷채움 경사각 변화와 뒷채움재에서 발생하는 아칭효과까지 고려해서 비선형의 주동토압을 산정 할 수 있는 토압산정식이 제안되었다. 본 연구에서는 새로 제안된 토압산정식에 대한 정확도를 검증하기 위하여 뒷채움재가 균질하고 벽체가 거친 경우에 대한 제안식의 결과는 백규호(2003a)의 제안식과 비교하였고, 뒷채움재가 균질하고 벽체가 매끄러운 경우에 대한 제안식의 결과는 Rankine의 토압이론과 비교되었다. 그리고 매개변수 분석을 통해서 사석과 모래의 내부마찰각과 단위중량, 케이슨의 벽면마찰각, 사석의 뒷채움 경사각 변화가 케이슨에 작용하는 주동토압에 미치는 영향을 조사하였으며, 매개변수 분석 결과에 근거해서 케이슨에 작용하는 주동토압을 최소화할 수 있는 뒷채움 시공법이 제안되었다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제7권4호
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• pp.75-88
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• 1991

국토의 70%가 산지인 우리나라에서는 6월에서 9월 사이의 우기에 많은 산사태가 발생하고 있 다. 이러한 산사태를 방지하기 위한 대책공법의 하나로 억지말뚝공이 사용될 수 있다. 산사태와 같 은 측방이동지반속에 억지말뚝이 일렬로 설치되어 있으면 말뚝사이의 지반은 아칭현상에 의하여 지지될 수 있다. 억지말뚝의 합리적설계 법을 확립하기 위하여 측방이동지반속의 말뚝에 작용하는측방토압산정 식을 사용하여 억지말뚝이 설치된 사면의 안정 해석법이 제안된다. 특히 이 이론식은 측압계수를 사용하므로서 간편한 형태의 식으로 정 리된다. 또한 활동면 상부 말뚝부분에 지반반력이 말뚝변위 에 비 례하여 작용한다고 가정하므로 이전 연구에서 이미 제안된 말뚝안정 해석을 위한 미분방정식 이 수정 제안된다. 마지막으로 산사태 발생이 예정되었던 우리나라 사면의 한예를 대상으로 산사태억지말뚝의 사면안정 효과가 조사된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제7권3호
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• pp.187-195
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• 2005

지하수위 하에서 터널을 굴착하게 되면, 지하수 흐름은 터널내로 발생하면서 터널 단면에 침투력이 작용하게 된다. 본 연구에서는 지하수 흐름을 고려한 숏크리트 라이닝 거동을 지반 및 숏크리트 라이닝 상호간의 투수계수의 비율에 따라 검토하였다. 숏크리트 응력 및 변위 관계는 3차원 유한요소 연계해석을 수행하여 산정하였다. 지하수 흐름 자체는 아칭효과가 발휘되지 않기 때문에, 터널의 응력이 평형상태에 도달한 후에도 침투력은 계속적으로 숏크리트 라이닝에 작용하여 심각한 영향을 준다. 지반 및 숏크리트 라이닝 상호간의 인터페이스 특성 및 터널의 단변형상 그리고 라이닝의 두께를 포함한 숏크리트 거동의 영향 인자에 대해 매개변수분석을 실시하였다. 또한 NATM 터널에서의 침투력을 고려한 내공변위 제어법을 제안하였다. 해석결과를 보면, 숏크리트의 투수성이 낮아질수록 잔류수압에 따른 유효응력의 감소로 인해 내공변위는 감소하고 내압은 커지는 것을 알 수 있었다. 띠라서 차수성이 강한 강섬유보강 숏크리트가 해저/하저 터널의 지보재로서 더욱 유리하다는 결론을 얻었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제16권4호
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• pp.171-181
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• 2000

성토지지말뚝 상부의 성토지반내에서 발생되는 지반아칭효과에 의하여 성토하중이 말뚝에 전달되는 효과를 조사하면서 제안된 이론해석의 신뢰성을 확인하기 위하여 일련의 모형실험을 수행하였다. 본 모형실험에서 말뚝은 성토 아래에 일렬로 수열의 줄말뚝으로 설치하였으며, 말뚝캡보는 성토의 길이방향에 직각방향으로 말뚝두부에 설치하였다. 성토재의 하중전달에 가장 큰 영향을 미치는 요인으로는 말뚝캡보사이의 간격과 성토고를 들 수 있다. 이전의 이론적인 연구에 의해 제안된 지반아치의 반경보다 약 33%정도 큰 최소소요성토고보다 높게 성토를 실시할 경우 지반아치는 완벽하게 발생될 뿐만 아니라, 실험치와 이론치는 잘 일치함을 모형실험결과 확인할 수 있다. 모형말뚝캡보에 작용하는 성토하중의 분담률은 말뚝캡보사이의 간격이 증가함에 따라 감소하는 반면, 성토고가 높아짐에 따라 증가하였다. 따라서, 설계시 말뚝의 성토하중지지효과를 극대화시키기 위해서는 성토고를 충분히 높게한 상태에서 말뚝캡보의 간격비를 감소시켜야 한다. 여기서 말뚝캡보의 간격비를 감소시키려면 말뚝캡보사이의 간격을 감소시키거나 말뚝캡보의 폭을 증가시켜야 한다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제36권1호
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• pp.29-38
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• 2020

최근 환기구, 비상탈출용 수직구, 취수탑 가시설 등 지중 가물막이 또는 차수벽체로 원형 가물막이가 많이 적용되고 있다. 원형단면의 경우 벽체에 작용하는 토압이 원형가물막이 형상에 따라 아칭효과(arching effect)로 인하여 작용토압에 대한 구조체의 부재력이 감소하는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 원형 가물막이에 대한 2D 유한요소해석(FEM)을 활용하여 원형띠장(ring beam) 강성을 산출 후 탄소성해석에 적용하여 부재의 단면력을 검토하였다. 더불어 3D 유한요소해석(FEM)을 통하여 원형단면의 가물막이가 다각형 형태의 가물막이보다 전단력, 휨모멘트, 그리고 발생변위가 최소값을 갖는 것으로 나타났으며, 이로써 원형단면 가물막이가 구조적으로 보다 효율적인 단면 형태임을 확인하였다

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제6권2호
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• pp.171-182
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• 2004

사질토지반에서 2 Arch 터널을 굴착할 때에 중앙터널의 굴착규모와 인버트 폐합에 따른 중앙필러 및 터널 주변지반의 거동특성을 규명하기 위하여 모형실험을 수행하였다. 3개로 분리되어 수직이동이 가능한 가동판 위에 중앙필러와 모형라이닝을 설치하고 모형지반 조성 후에 가동판을 강하시켜서 중앙터널굴착을 표현하였고, 중앙터널굴착 후에 좌 우측 터널을 굴착하였으며 굴착이 완료된 2 Arch 터널 전체에 대한 가동판을 움직여서 2 Arch 터널굴착에 따른 하중전이 및 지반이완 형태는 물론 중앙필러에 작용하는 하중의 변화를 관찰하였다. 실험중에 가동판, 중앙필러 및 바닥판에 작용하는 이완하중 및 전이하중을 측정하였고, 모형터널의 내부와 지중 및 지표에 변위계를 설치하여 모형터널의 내공변위 및 지반의 변위를 측정하였다. 본 연구결과 시공순서와 라이닝의 기초부 구속조건에 따라 중앙필러가 부담하게 되는 하중의 변화를 확인하였고 2 Arch 터널굴착에 따른 하중전이 및 지반이완형태를 확인하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제9권1호
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• pp.49-62
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• 2007

본 연구에서는 사질토 지반에 설치된 수직갱에 작용하는 토압에 대한 기존 제안식을 수정하였다. 이를 검증하기 위하여 깊이에 관계없이 동일한 반경방향 변위를 일으킬 수 있는 실내 모형시험장치를 개발하였으며, 벽면마찰각과 상대 밀도를 변수로 시험하였다. 실내 모형시험 결과는 수정식에서 접선방향 토압계수(수직응력에 대한 접선방향 응력 비)인 $\lambda$값을 $\lambda=1-sin\phi$와$\lambda=1$을 사용하였을 경우의 토압 사이에 분포하였다. 다층지반에 설치된 원형수직갱 배면지반의 파괴면을 가정하고 수정식을 적용하여 다층지반에 설치된 원형수직갱에 작용하는 토압 산정방법을 제안하였다. 시공현장의 3개의 수직갱으로부터 계측 데이터를 획득하였으며 이를 토압으로 환산하여 제안된 방법을 검증하였다. 계측 데이터로부터 환산된 대부분의 환산 토압은 제안된 방법의 토압과 잘 일치하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제30권8호
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• pp.13-24
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• 2014

지반아칭을 규명하기 위해 일련의 트랩도어 모형실험을 실시하였다. 이 모형실험에서 지반아칭현상은 모형토조바닥에 작용하는 연직토압의 변화를 관찰함으로서 확인할 수 있었다. 트랩도어 재하판의 하강으로 지반변형을 발생시킴으로서 트랩도어 상부지반에 이완영역이 발생하였다. 이때 이완영역내의 응력은 지반아칭현상에 의해 트랩도어 주변의 정지영역으로 전이됨을 알 수 있었다. 즉 연직토압은 이완영역 내에서는 급격히 감소하였고 정지영역에서는 크게 증가하였다. 이완영역 내 연직토압의 최대감소율과 정지영역에서의 연직토압의 최대증가율은 지반밀도에는 영향을 받지 않았으나 트랩도어 재하폭의 크기에는 영향을 크게 받았다. 이완영역은 타원형상으로 정의할 수 있었으며 이타원의 장축은 트랩도어 중앙에서의 이완영역높이의 두 배 크기에 해당하였고 단축은 트랩도어 폭 크기에 해당하였다. 여기서 트랩도어 중앙에서의 이완영역높이는 트랩도어 폭의 1.5배 크기로 나타났다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제2권2호
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• pp.3-11
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• 2003

지중매설구조물에 작용하는 수직하중 저감기법인 유도 고랑형 기법은 관거 상단의 내부토체에 압축성이 큰 재료(점토, 이토, 지푸라기 등)를 뒤채움함으로서 다짐된 지반인 외부토체에 대해 상대적으로 하향 침하하는 변위를 유발시킴으로써 발생되는 아칭효과에 의해 하중을 저감시키는 기법이다. 그러나, 기존의 유도 고랑형 기법은 상대적 변위를 유발시키기 위한 압축재인 점토, 이토, 지푸라기 등이 현장의 품질관리차원에서 관리가 어렵다는 문제점을 가지고 있다. 최근의 관련 연구 경향은 압축재로서 재료 관리가 용이한 대체 재료의 개발과 EPS 블록의 활용성 검증 등에 초점이 모아 지고 있는 실정이다. 본 논문에서는 연성강관의 포설 효과, EPS 블록 포설 형태, 연성강관의 직경 등을 변화인자로 한 일련의 실험을 통하여 연성관 및 EPS 블록 포설에 따른 수직하중 저감 효과와 매커니즘을 분석하고, 현장적용에 필요한 최적 단면 및 설계 시 적용되는 환산하중계수(K')을 제시하고자 한다.