• 터널과지하공간
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• 제15권6호
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• pp.400-410
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• 2005

토사지반에서 얕은 터널을 굴착하는 경우, 터널 막장부의 파괴 메카니즘이 터널 안정성에 큰 영향을 미친다. 본 논문에서는 일련의 굴진장을 고려한 2차원 종 방향 터널 모형 실험을수행하였다. 그 결과 얕은 터널의 파괴 메카니즘은 굴진장이 길어질수록 파괴모드 1에서 파괴모드 2로 변하는 것을 알 수 있었다. 또한, 모형실험결과와 수치해석을 비교하여 터널에 작용하는 최소 지보압과 진행성 파괴 거동에 대하여 분석하였다.

• 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.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제10권10호
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• pp.2810-2818
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• 2009

본 연구는 화강풍화토로 구성된 절토사면에서 얕은파괴의 특성을 규명하고자 우리나라의 강우특성에 따른 한계투수계수를 산정하고, 국내에 분포하는 화강풍화토의 대표적 물성을 기준으로 절토사면의 파괴면까지의 수평거리, 사면의 경사각, 사면높이 그리고 강우로 인한 포화깊이 등에 따른 안정해석을 수행하여 그 결과를 분석하였다. 한계투수계수를 분석한 결과 국내의 지역별 강우특성을 고려한 최대 한계투수계수가 $7.16{\times}10^{-4}cm/sec$의 값으로 나타났다. 최대 한계투수계수 이하의 값을 갖는 국내의 화강풍화토로 구성된 절토사면에서 한계강우강도 이하의 강우가 최소 강우지속시간보다 오랫동안 지속될 때에는 포화깊이에 따른 얕은파괴의 검토가 고려되어져야 할 것으로 판단되었다. 또한, 가상파괴면이 발생하는 수평거리, 포화깊이, 강도정수 변화에 따른 사면안전율의 변화관계를 통해 절토사면의 얕은파괴 특성을 파악 할 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제17권4호
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• pp.135-143
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• 2001

강우에 의한 잔류토에서의 얕은 사면파괴는 세계적으로 흔히 볼 수 있는 사면파괴의 형태이다. 본 연구에서는 침투가 사면 표면의 안정에 미치는 영향을 평가하기 위해 한계평형법을 이용하는 무한사면 해석법을 연구하였다. 재현기간에 따른 강우강도가 지속기간이 고려되는 임의의 강우에 의해 유발되는 얕은 사면파괴의 가능성을 평가하기 위해서 Green-Ampt 모델에 바탕을 둔 간략법들이 적용되었다. 간략법들에 의한 결과들과 비교하기 위하여 일련의 수치해석이 수행되었다. 그 결과에 의하면 적절하게 선택된 입력값을 사용하면 수정간략법이 더욱 엄밀한 해석법인 유한요소해석과 근사한 합리적인 결과를 줌을 알 수 있다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제19권6호
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• pp.871-885
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• 2017

최근 도심지 등에서 활용도가 높아지고 있는 얕은터널은 구조물에 인접하여 얕은 심도에 건설하므로 그 거동에 따른 주변지반 변위에 대한 연구는 아직 충분하지 않다. 특히, 얕은터널의 측벽에서 변위가 일어나면 주변지반의 이완형태 및 주변지반으로 전이되는 하중의 분포와 크기가 영향을 받을 수 있다. 그러나 지금까지 터널의 측벽변위에 관련된 연구는 많지 않고 그나마 터널과 주변지반을 평면변형률조건(plane strain state)으로 단순화하고 터널 전체의 안정이나 파괴메커니즘 규명에 대한 연구에 국한되어 있고, 터널 측벽일부의 변위에 따른 영향을 연구한 사례는 거의 없는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 터널측벽의 변위가 터널 주변 횡방향 하중전이에 미치는 영향을 규명하였다. 이를 위하여 탄소봉으로 지반을 조성하고 알미늄으로 터널의 형상을 모형화하여 터널의 한쪽측벽에 수평으로 변위를 주어 토피(0.5D, 0.75D, 1.0D, 1.25D)를 변화시키면서 모형시험을 수행하였고, 일부 측벽의 파괴에 따른 주변지반의 하중전이 거동을 분석하였다. 연구 결과, 얕은터널에서 토피가 일정깊이(0.75D) 이상이면 토피고에 무관하게 일정한 형태로 터널 측벽파괴가 발생하였고 반대측벽에 영향을 미치지 않았다. 그러나, 토피고가 일정깊이 이하일 경우에는 한쪽 측벽의 파괴가 반대쪽 측벽에까지 영향을 미칠 수 있음을 알 수 있었다. 또한, 터널 굴착시 측벽변위가 예상변위량의 50% 발생하면, 터널 파괴는 75% 이상 진행되는 것을 발견하였다. 그러나, 지반조건에 따라 차이를 보일 수 있으므로 이에 대한 추가적인 연구가 필요할 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권10호
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• pp.6322-6328
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• 2014

얕은기초의 하중지지거동을 살펴보기 위해 3종류의 얕은기초를 가정하여 유한요소해석을 수행하였다. 띠기초에 대한 해석을 통해 구한 파괴시의 기초하부지반의 파괴양상은 팽창각이 없는 경우 국부전단파괴양상을 보였으며 팽창각이 있는 경우에는 전반전단파괴양상을 보였다. 팽창각에 따른 극한하중에 있어서는 팽창각이 있는 경우의 극한하중이 팽창각이 없는 경우에 비해 1.5배 큰 값을 보였다. 원형기초와 정사각형 기초에 대한 해석결과에 따르면 팽창각의 존재여부와 관계없이 파괴시 기초 인접지반면에 상향의 변위가 발생하여 전반전단파괴양상을 보였다. 극한하중에 있어서는 팽창각이 있는 경우가 없는 경우에 비해 약 10% 정도 증가하였다. 세 종류의 얕은기초에 대하여 해석을 통해 얻은 하중-침하곡선을 살펴볼 때 팽창각이 클수록 하중지지능력이 큼을 알 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제14권4호
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• pp.923-932
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• 1994

얕은기초 및 깊은기초의 지지력에 관한 연구는 여러 분야에서 진전을 이루고 있으며, 다양한 파괴 모델에 따른 지지력 공식들이 발표되었다. 이들 모델들에 대한 얕은기초와 깊은기초의 근입깊이와 기초폭의 비에 따른 구분 방법은 명확하지 않고 지지력계수의 적용에 통일성이 없는 실정이다. 본 실험에서는 탄소봉을 이용하여 평면변형률 상태로 모형지반을 구성하고, 근입깊이에 따른 지반의 파괴 메카니즘과 지지력을 조사하였으며 이로부터 파괴형태에 따른 얕은기초와 깊은기초의 구분을 시도하였다. 또한 여러가지 기존의 기초 파괴형태를 실험으로 검증하였다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제9권1호
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• pp.13-20
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• 2010

본 연구에서는 얕은기초의 파괴거동과 전체적인 하중-변위 관계를 묘사하는 방법에 대하여 기술하였다. 제안한 방법에 의하여 얕은기초의 최고점 이후의 거동과 점진적인 파괴과정을 비교적 명확히 기술하는 것이 가능함을 보여주었다. 유한요소 수치해석법으로 얕은 기초지반에 대하여 마찰각과 체적팽창각을 달리하여 지지력계수 $N_{\gamma}$을 계산하였다. 일반적으로 적용하는 관련 흐름법칙과 거친 기초조건에 의한 지지력계수 $N_{\gamma}$값은 실제 흙거동인 비관련 흐름법칙과 약간 미끈한 기초조건에 대해서는 불안전한 설계가 되는 것을 보여주었다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제1권1호
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• pp.47-58
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• 1985

본 연구에서는 토성정수와 하중을 종래의 단일치 대신 확률변수로 취급하여 얕은 기초의 신뢰도 해석을 시도하였다. 즉 토성정수와 하동을 점추정하는 대신 구간추정하여 얕은 기초의 안정성을 종래의 안전률 대신 파괴확률로 표시할 수 있었다. 이른바 허용안전률이 별다른 이론적 배경이 없는 경험의 소산에 불과하며 안전률이 수치적 안전척경가 되지 못한다는 태책을 감안하면 파괴확율은 보단 합리적인 신뢰도의 표현수단이 될 수 있다고 생각한다. 지전의 지지력과 하중은 정규분포, 대수총규분포 및 베타분포하는 것으로 가정하였고 이들 각 분포에 따르는 다수의 확률변수를 생성하여 오차전파방법으로 파괴확률을 산정하는 전산 프로그램을 개발하였다. 이 전산 프로그램을 이용하여 Case study를 하고 그 결과를 분석하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제16권5호
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• pp.107-116
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• 2000

강우에 의한 얕은 사면파괴는 우리 나라에서 흔히 볼수 있는 사면파괴의 형태이다. 본 연구에서는 재현기간에 따른 강우강도와 지속시간을 고려한 한계평형법에 의하여 이러한 얕은 사면파괴의 가능성을 평가하기 위함 방법에 대하여 논의하였다. 이를 위해 일차원 침투모델인 Green-Ampt 모델에 바탕을 둔 두 방법을 고려하였다. 즉 침투능에 따른 침투깊이를 산정하는 Pradel과 Raad의 방법과 일정한(uniform) 강우강도가 작용할 경우 폰딩(ponding)에 대해 해를 주는 Mein과 Larson의 방법을 고려하여 함수특성이 알려진 화강풍화토사면에 적용하였다. 연구결과에 의하며 Pradel과 Raad 방법은 실제 적용된 강우강도가 아닌 침투능을 바탕으로 침투깊이를 산정하므로 Mein과 Larson 방법에 비해 보수적인 사면안정 해석결과를 예측한다.