• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권2호
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• pp.1089-1095
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• 2014

본 연구에서는 도심지 지하굴착시 많이 시행하고 있는 역해석기법에 의하여 최종변위를 예측하고 계측자료와 비교 분석함으로써. 굴착도중 역해석 기법의 효율성을 극대화 시키고, 동일한 조건의 현장에서 경제적이고 효과적인 시공관리가 이루어 질 수 있도록 하고자 한다. 첫 번째 단계로 역해석 기법을 적용한 현장을 사례로 제시하고 시공과 계측이 완료된 3군데의 다른 현장에 역해석 기법을 적용하였다. 두 곳 현장에서는 만족할 만한 결과를 도출하였으나 한 군데 현장에서는 해석치와 계측치와의 많은 차이를 보였다. 분석결과는, 역해석 조건과 굴착시공조건을 최대한 일치시켜야 하고, 지하연속벽이 강성의 연속벽체라 할지라도 RANKINE 토압조건과 상이하게 굴착하부의 변위가 크게 발생되는 조건에서는 토압의 전이현상으로 토압의 균등화가 이루어지기 때문에 삼각형 형태의 RANKINE 토압 적용성에 대한 신중한 제고가 필요하다. 그리고 토질정수 재산정시 풍화대의 점착력과 지하수위의 경험적 고려가 필요한 것으로 판단된다.

• 한국암반공학회:학술대회논문집
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• 한국암반공학회 2001년도 춘계학술발표회 논문집
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• pp.97-108
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• 2001

절리가 발달한 암반의 거동평가를 위한 해석적 방법은 연속체 모델과 불연속체 모델을 사용하는 방법으로 대별할 수 있으며, 연속체 모델을 사용할 경우에는 유한요소법이나 유한차분법을 이용하는 방법이 주종을 이루고 있다. 불연속체 모델은 개별 블록들의 움직임을 일일이 계산하므로 매우 매력적인 방법이지만 현재의 지반조사 기술수준으로는 지반내의 절리발달사항을 정확히 파악하기가 매우 어려우며, 컴퓨터의 계산용량이 너무 과다해지는 단점이 있다. 따라서, 불연속면을 포함한 암반을 연속체로 가정한 편재절리 모델(ubiquitous joint model)을 이용한 연구가 요구된다. 한편, 터널의 경우는 사면의 경우와는 달리 파괴면의 형상을 사전에 가정하기 어렵기 때문에 한계평형법에 기초한 해석법 등을 적용하여 안전율을 구하기가 곤란하다. 이러한 이유에서 터널을 대상으로 한 수치해석은 안전율을 구하기보다는 안정성을 평가하는 데만 제한적으로 사용되어 왔다. 본 논문에서는 편재절리모델을 이용한 절리암반터널의 거동 평가기법과 수치해석에 의해 터널의 안전율을 구하는 방법을 제시하는 데에 그 목적이 있다. 이를 위해 터널의 안전율 구하는 방법을 강도감소기법에 근거하여 제시하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2007년도 학술발표회 논문집
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• pp.542-545
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• 2007

터널의 노면 양쪽에 관로를 설치하여 유입된 지하수를 배출시키는 방법은 일반적인 터널 배수공법이지만 배수관로의 설치를 위한 추가적인 굴착은 공사기간과 공사비의 상승으로 이어지는 실정이다. 이에 터널 내에 별도의 배수관로 굴착 없이 노면 하부에 다열기둥을 일정 간격으로 매설하여 지하수의 흐름방향을 노면 하부로 유도시키는 경제적인 배수시스템이 현재 연구 중이다. 이 터널배수시스템은 추가적 굴착이 없어 기존의 배수시스템보다 경제적이지만 다열기둥의 연속적인 배치를 필요로 하므로 기존의 관로배수방식보다 더 많은 유체의 흐름저항을 받게 된다. 따라서 유체의 흐름에 효율적인 다열기둥 간의 배치간격에 대한 연구가 필요하다. 그래서 본 연구에서는 노면 하부에 다열기둥이 매설된 터널 내로 유입하는 지하수 배출을 목적으로 다열기둥 간의 배치간격에 따른 Manning계수의 변화를 수리실험을 통해 측정 분석하였다. 특히 Manning계수는 개수로에서 유체흐름 저항의 정도를 파악하는 데 이용되는 인자로 이를 활용하여 지하수 배수에 적절한 다열기둥 배치간격을 산정하였다. 본 연구를 통해 얻어진 수리실험 자료는 노면하부에 다열기둥을 매설하는 터널공사의 실제 설계를 위한 기초적인 참고자료로 사용될 것으로 기대된다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 1991년도 추계학술발표회 논문집 지반공학에서의 컴퓨터 활용 COMPUTER UTILIZATION IN GEOTECHNICAL ENGINEERING
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• pp.312-331
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• 1991

런던시내의 역사적 건물들 주변에서 LONDON CLAY층을 굴착하고 지하 5층의 주차장 건설에 TOP-DOWN공법이 적용되었다. 인접 구조물들의 안전진단을 수치해석(F.E.M)으로 예측하고 현장에서 실측한 자료와 비교분석하였다. 사용된 탄소성 COMPUTER 모델은 현장계측값들과 비교적 잘 일치하고 있으며, 지하 연속벽(DIAPHRAGM WALL)을 이용한 TOP-DOWN공법이 주변지반 변형을 감소시킬 수 있는 가장 효과적인 방법으로 판명되었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제12권2호
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• pp.129-144
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• 2010

원형수직터널에 작용하는 토압은 아칭효과로 인해 2차원 일반 흙막이벽에 작용하는 토압보다 작으므로 원형수직터널 설계 시 벽체에 작용하는 실질적인 토압의 예측이 필요하다. 본 논문은 두 개의 연속된 논문(Companion papers)의 두번째로서 원형수직터널 설계 시 건조한 사질토뿐만 아니라 c-$\phi$ 지반과 다층지반에서 적용 가능하도록 새롭게 제안된 토압식(김도훈 등, 2009)을 증명하기 위해 대형 모형실험을 수행하였다. 고안된 모형실험 장비는 단계별 굴착이 가능하도록 제작 벽체의 반경을 변화시켜가며 실험을 수행하였다. 또한 강사 방법으로 지반을 조성하기 전 건조한 시료에 물을 첨가하고 불포화사질토를 형성시켜 겉보기 점착력을 발현시킴으로써 c-$\phi$ 지반과 다층지반에서 실험을 진행하였다. 실험 결과로서, 단계별 굴착을 모사하였을 때, 아칭효과에 의해 굴착된 지반에서 굴착되지 않은 지반으로 하중이 전이가 일어나는 확인할 수 있었다. 또한, 동시에 굴착했을 때의 토압은 예측한 값에 비해 상당히 작게 나타났지만, 단계별로 굴착했을 때의 최종 토압은 동시 굴착 시의 토압에 비해 크게 나타나며 새롭게 제안된 토압식과 잘 일치하였고 c-$\phi$ 지반과 다층지반에서 수행한 실험의 결과도 겉보기 점착력의 효과로 인해 토압의 감소를 보이며 이론적인 값과 잘 일치하는 것으로 나타났다.

• 지질공학
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• 제23권1호
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• pp.47-55
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• 2013

대구 지하철 굴착공사 중 노출된 굴착벽의 수평변위분석을 위해 서로 인접한 3개소의 경사계 계측자료를 이용하여 굴착지반의 변위특성 및 원인을 지질공학적 관점에서 고찰하였다. 연구지역은 경상누층군 하양층군 반야월층 지반에 해당하며 안산암질화산암, 석회질셰일, 사암, 호온펠스, 규장암맥 등으로 구성된 하부의 암반층과 이를 부정합으로 피복하고 있는 상부의 토사층으로 구성된다. 경사계 계측공 중 D4 지반의 암반층은 RMR V 등급이며, 층리면과 단층면을 따라 심도 12 m 지점에서 N34W 방향으로 최대수평변위량이 101.39 mm로 분석 되었고, D5 지반의 암반층은 RMR IV 등급이며, 셰일의 층리면, 셰일과 규장암의 접촉면을 따라 심도 9 m와 14 m에서 거의 남쪽 방향으로 최대수평변위량이 53.01 mm ~ 55.17 mm로 측정 되었다. Y6 지반의 암반층은 RMR III 등급이며, 상부 토사층과 하부 암반층의 경계면인 부정합면을 따라 심도 7 m 지점에서 S52W 방향으로 12.65 mm의 최대수평변위량을 나타낸다. 굴착벽에서 측정한 암반 내 불연속면들을 평사투영하여 예상되는 변위방향과 각 경사계 계측분석 결과 얻어진 수평변위방향이 거의 일치하는 결과를 보였으며, 굴착벽의 지중수평변위는 암반 내 불연속면의 발달정도와 종류, 배향 및 암석의 종류에 좌우되며, 굴착벽에 수직방향과 수평평행방향의 벡터 합성 방향으로 많이 발생한다. 또한 토사층 내 지중수평변위의 양상이 심도에 따라 비교적 곡선이며 연속적 궤적을 보이는데 반해 암반층 내 지중수평변위의 양상은 직선적이고 불규칙적 궤적을 나타낸다.

• 한국도로학회논문집
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• 제11권2호
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• pp.239-247
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• 2009

매설관은 기존 포장의 제거와 굴착후 다짐 및 재포장에 의해 시공되며 주변지반의 침하와 균열, 재포장부의 침하발생과 평탄성 저하를 초래한다. 본 연구에서는 매설관의 설치와 뒷채움재의 다짐 및 재포장 등 일련의 시공과정에서 간과되고 있는 포장하부구조의 물성치 획득방법으로서 공내재하시험 및 동평판재하시험을 채택하였다. 공내재하시험 비교 결과, 관매설 및 새로운 뒷채움재의 다짐으로 인해 충분한 하부지반 강성이 굴착전에 비하여 획득되지 못함을 확인하였다. 재포장층의 두께는 기존층에 비하여 더 두껍게 설계되어야 함을 의미한다. 동평판시험은 공내재하시험에 비하여 층표면 강성을 파악하기에는 효과적이지만 매설관의 하부구성층 또는 뒷채움재 등의 전체 강성 또는 다짐도를 정확히 파악할 수 없음을 확인하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제25권5호
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• pp.39-46
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• 2009

본 연구에서는 조립질의 퇴적층이 깊게 분포되어 있고 지하연속벽과 지반앵커로 구성된 굴착현장을 선정하여 흙막이 벽계와 배면지반의 수평변위 비교, 벽체 내부에 깊이별로 설치된 토압계와 앵커 두부에 설치된 축력계로 부터의 토압과 축력의 변화등을 정밀하게 평가분석 하였다. 분석결과 강성벽계의 수평변위는 벽체 내부에 설치된 지중경사계로 측정된 결과가 보다 합리적인 것을 알 수 있었다. 그리고 단계별 굴착에 따른 토압의 변화를 분석한 결과, 굴착이 진행됨에 따라 지반앵커의 선행 긴장력으로 인해 배면 토압은 점차 증가하는 경향을 나타내고 있었으며, 지하연속벽이 강성 벽체지만 퇴적층이 깊고 굴착 깊이가 깊은 경우에는 연성벽체에서 경험적으로 평가된 경험토압과 유사한 결과가 나타남을 확인하였다.

• 대한지질공학회:학술대회논문집
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• 대한지질공학회 2004년도 암반의 조사와 적용(단행본)
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• pp.11001-11050
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• 2004

불연속면 또는 단열은 암반 내의 역학적 분리면을 통칭하는 것으로서 암반 내의 작은 흠집이나 물리적으로 불균질한 곳이나 불연속면 주위에 응력이 집중되어 초래되는 변형의 결과이다. 불연속면은 정압, 지체구조적, 그리고 열적 응력 및 높은 수압에 반응하여 형성되며, 아주 미세한 것부터 대륙 규모에 걸쳐 다양한 크기로 발달한다. 불연속면은 연속체로서의 암반을 물리적으로 분리시키기 때문에 그 자체로서 역학적인 약대에 해당되고, 지하수의 유동 통로의 기능도 하기 때문에 지질공학, 지반공학 및 수리지질학 실무에서 매우 중요한 요소로 작용한다. 경제적으로 중요한 석유, 지열 및 수자원 저류체 역시 단열 암반 내에 형성된다. 불연속면은 오염물질의 이동과 분산을 제어할 뿐만 아니라 암반을 기초로 하거나 대상으로 하는 공학적 구조물과 굴착의 안정성에도 역시 영향을 미친다. (중략)

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2014년도 추계학술대회
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• pp.316-318
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• 2014

등표는 등화 (燈火)를 사용한 항로표지 중에서 암초나 얕은 곳의 위치를 표시하는데 설치되는 시설물로 해난사고 예방을 위한 매우 중요한 안전시설물이다. 등표는 해상의 암초에 설치되는 현장여건상 수중조사시 사고 위험성이 매우 높아 담당자가 직접 현장조사 참여에는 한계가 있으며 설계용역사에서 조사한 자료를 중심으로 작성된 설계도서에 의존하여 공사가 시행되고 있는 실정이다. 이러한 단점을 극복하고 현장여건에 적합한 성공적인 등표 설치공사 추진으로 예산을 절감하였으며 이러한 공로를 인정받아 2013년~2014년 2년 연속 기획재정부 주관 예산절감 사례에 당선되었다.