• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2002년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.213-227
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• 2002

절토사면의 붕괴원인은 토질 및 지질조건, 지형, 강우, 지하수 및 지표수, 사면형상, 굴착 및 발파와 같은 인위적인 조건, 사면보호공 등과 같이 다양한 영향이 있을 수 있으나 가장 많은 영향을 주는 원인으로 토질 및 지질적인 조건이라고 할 수 있다. 본 논문은 이러한 지질조건에서 붕괴가 발생될 경우의 활동면에 대한 전단강도 추정하는 방법에 있어 역해석법에 의한 활동면의 전단강도 추정을 연구하였다 연구결과 붕괴된 사면에서 화성암은 마찰각 20$^{\circ}$~30$^{\circ}$, 점착력 0~2t/$m^2$의 범위를 가지며 퇴적암에서는 마찰각 $10^{\circ}$~17$^{\circ}$, 점착력 0~2.5t/$m^2$의 범위, 변성암에서는 마찰각 $10^{\circ}$~40$^{\circ}$, 점착력 0~4.0t/$m^2$의 범위가 우세한 것으로 나타났다. 그리고 지질구별 구분에 의하면, 절리에 의해 붕괴가 발생된 경우에는 마찰각 30$^{\circ}$~40$^{\circ}$, 점착력 0~3.5t/$m^2$, 엽리면은 마찰각 30$^{\circ}$~35$^{\circ}$, 점착력 0.5~3.0t/$m^2$, 단층면은 마찰각 11$^{\circ}$~38$^{\circ}$, 점착력 0~3.0t/$m^2$, 층리면은 마찰각 $10^{\circ}$~17$^{\circ}$, 점착력 0~2.5t/$m^2$ 정도의 범위를 갖는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제31권1호
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• pp.15-24
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• 2015

본 논문에서는 지반 시추시 공벽붕괴 방지를 위해 적용되는 시추 안정액(drilling fluid)의 다양한 배합설계에 따른 공벽붕괴 방지 효과에 대한 실험적 연구 결과를 다루었다. 이를 위해 먼저 벤토나이트 계열 안정액의 공벽 붕괴 방지 메카니즘을 검토하였으며 아울러 벤토나이트계 안정액의 배합(conditioning)에 따른 안정액의 성능지표 변화에 대한 실험결과를 간략히 기술하였다. 또한 지반시추(굴착) 및 안정액 투입을 간략히 모사하는 토조 장치를 구축하여 세립분이 20% 포함된 화강풍화토 및 모래지반을 대상으로 다양한 배합으로 조성된 벤토나이트계 안정액에 대한 실험을 수행하고 안정액 투입량, 수평 침투범위, 굴착가능 깊이 등을 측정하여 공벽붕괴 방지 효과를 고찰하였다. 그 결과 벤토나이트에 폴리머를 추가할 경우 안정액 투입량 및 수평 침투범위가 굴착가능 깊이가 증가하는 것으로 나타났으며 폴리머의 공벽유지 기능 향상 정도는 모래층보다 화강풍화토 지반에서 보다 뚜렷하게 발휘되는 것으로 검토되었다. 본 논문에서는 도출된 연구결과가 실무적 차원에서 지니는 의미에 대한 내용을 기술하였다.

• 지질공학
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• 제30권4호
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• pp.485-496
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• 2020

이 연구에서는 집중호우로 인해 발생하는 토사비탈면의 표층붕괴 징후를 파악하기 위해 체적함수비의 변화특성을 분석하였다. 붕괴가 발생한 조건과 발생하지 않은 조건에서의 체적함수비 변화특성을 파악하기 위해 실내토조실험과 테스트베드에서 확보한 체적함수비 계측자료를 비교하였다. 본 연구에서 확보한 282개의 체적함수비 계측자료를 분석한 결과, 붕괴가 발생한 경우의 체적함수비 증가기울기는 0.072~0.309 범위에 분포하고 붕괴가 발생하지 않은 테스트베드의 경우에는 0.01~0.32의 값을 가져 특정값을 기준으로 붕괴 유무가 구분되지는 않았다. 그러나 체적함수비 증가기울기 값이 높아질수록 붕괴가 발생하는 경향이 뚜렷하게 나타났으며 이를 이용하여 4단계의 경보기준을 제시하였다.

• 지질공학
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• 제23권4호
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• pp.409-425
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• 2013

본 연구에서는 백두산 분화 전 지반 균열 및 거동에 의한 천지못 지반 붕괴 시나리오 별 천지못 유출수의 이동경로와 홍수 피해영향범위를 시계열로 예측하였다. 지형 지표 기상 환경 자료를 기반으로 다방향 흐름기법, 지표토양에 의한 흡수율과 초기저장량, 화구 및 분지 지형의 부피(저장공간)를 함께 고려할 수 있는 지리정보시스템 기반의 수문분석 알고리즘을 개발하였다. 백두산 지역의 화산군 분포와 지형적 특성을 고려하여 4가지 경우의 천지못 지반 붕괴 지점을 가상으로 선정하고, 개발된 알고리즘을 적용하여 천지못 유출수의 확산패턴과 시간 변화에 따른 피해영향범위를 산정하였다. 시나리오 1과 2(천지못 전체/남쪽 경계 지반 붕괴)의 경우 천지못 유출 약 3시간 경과 후부터 중국쪽 마을에 홍수피해가 발생한 반면 북한 영토는 천지못 남동쪽에 위치한 산봉우리의 지형적 특성으로 인해 거의 영향을 받지 않는 것으로 나타났다. 반면 시나리오 2의 조건에 천지못 남동쪽 산봉우리를 붕괴시킨 시나리오 3과 4의 경우에는 천지못 유출 약 3시간 경과 후부터 중국뿐만 아니라 북한 영토쪽 마을에도 1,500만톤 이상의 홍수 피해를 발생시키는 것으로 분석되었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제11권8호
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• pp.83-93
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• 2010

본 연구는 천매암지역에서 발생한 보강토옹벽 및 배후비탈면 붕괴사고에 대한 응급복구, 원인규명 및 보강대책을 마련하는 데에 그 목적이 있다. 연구대상현장은 암반내 층리, 엽리, 절리 그리고 습곡 등과 같은 암반불연속면이 발달해 쉽게 부스러지며 풍화에 민감한 천매암질 지반으로써 보강토옹벽 등과 같은 구조물의 붕괴가 유리한 지반으로 구성되어 있다. 이러한 천매암지반에서의 보강토옹벽의 과변위와 배후 비탈면의 붕괴에 대한 응급복구로써 보강토옹벽의 전면에 압성토를 실시하였고, 압성토 실시후 추가적인 변위는 발생하지 않았다. 원인규명과 장기적인 보강대책 마련을 위해 실시한 시추조사와 물리탐사에서 예상파괴구간의 범위를 파악할 수 있었고 이를 통해 비탈면의 붕괴원인의 내적 외적 요인을 구명할 수 있었다. 이와 더불어 실시한 수치해석을 통해 몇 가지의 보강대책을 제시하였다. 천매암지반과 같은 복잡한 불연속면을 가지는 지질 조건에서 주요 구조물 설계 및 시공시 정밀한 지반조사를 실시해야하며 구조물 시공시 주기적인 계측을 실시하여 과변위에 대한 즉각적인 조처를 취해야 할 것이다.

• 지질공학
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• 제14권1호
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• pp.71-80
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• 2004

토사면의 붕괴는 매년 해빙기와 여름철 집중호우기에 자주 발생한다. 본 연구는 지반의 거동에 대한 원인을 분석하고 향후 사면 붕괴의 거동을 예측하기 위하여 상시 계측시스템을 도입한 현장에서 수집된 자료를 해석한 것이다. 연구방법으로 현장조사와 계측결과를 종합적으로 검토하여 붕괴 규모 및 붕괴 메카니즘을 분석하였다. 또한, 현장에 설치된 상시 계측시스템 전송 자료 분석과 수반하여 안정성 해석을 수행하였다. 본 절토사면은 총 17개의 신축계 센서를 설치하여 계측을 실시하였으며, 그 결과, 총 3회의 지반 변위가 발생하였고 부분적으로 다수의 인장균열이 발생하였다. 사암과 세일로 구성된 본 절토사면에서 집중호우와 하부 지지력 상실에 기인하여 초기 거동이 시작되었다. 지반거동 특성의 정량적 분석을 위하여 총 5개의 측선을 구성하여 계측을 실시하였다. 계측결과를 종합하여 보면 대책공법이 기 시공된 구간에서는 매우 미미한 변이가 발생되었으나, 대책방안이 마련되지 않은 구간에서는 최대 400mm이상의 변위가 진행되고 있다. 변위 자료와 강우자료의 분석결과 지반의 거동과 강우와는 밀접한 관계가 있는 것으로 판단되었다. 지반의 포화도를 변화하면서 안정성 해석을 실시한 결과, 지반 포화도가 55%이상 일때부터 안전율이 1.0이하로 나타나는 것을 알 수 있다. 현재의 지반거동 추이는 오차 범위내에 속하는 안정한 단계로 판단되어지나, 향후 동절기의 외부온도 변화와 동반하여 지반의 변동이 우려되므로 인하여 지속적인 관찰과 자료 분석이 수행되어야 할 것으로 판단된다.

• 건설안전기술
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• 통권45호
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• pp.60-70
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• 2008

20여 년 전부터 TBM 등에 의한 기계화 터널공법이 국내에서도 보편적으로 적용되고 있음에도 그들의 적용에 따른 시공상 문제점들이 거의 보고되고 있지 않다. 이는 NATM 터널에서와는 달리, 해외에서도 불량한 지반조건에서 기계화 터널시공 중에 발생하였던 사고사례에 대한 연구는 희귀한 편이다. 본 연구에서는 먼저 화산쇄설암류의 지층 경계부에서 심하게 변질된 연약 암반대에서 발생된 터널붕락 사례를 소개하며, 그 붕괴원인을 분석하기 위한 일환으로 실시된 체계적인 지반조사를 통하여 연약 암반의 특성을 규명하였다. 또한 그 연약암반대에 대한 실험결과와 일반 암반에서의 측정범위를 비교하여, 터널붕괴 위험성을 판단할 수 있는 지표를 설정하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제17권3호
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• pp.27-35
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• 2016

비탈면 안정해석 기법과 유지관리를 위한 계측자료 해석기법은 다양하게 제시되어 있지만 두 기법을 연계할 수 있는 방안은 제시되지 않았다. 본 연구에서는 진행성 파괴에 대한 비탈면 안정해석과 계측기반의 유지관리를 통합할 수 있는 해석기법을 제안하였다. 시간 열화에 의한 비탈면의 붕괴과정은 강도감소계수를 적용한 지반강도정수를 이용하여 정량화하고, 비탈면 붕괴 시 까지의 안전율과 파괴범위를 산정하였다. 변위는 누적 변위 곡선과 변위 속도 곡선, 변위 역속도 곡선으로 정량화하여 유지관리 기법과 연계하였다. 제안된 절차로 해석을 수행한 결과, 누적 변위 곡선을 이용한 비탈면의 파괴모델은 기존 연구와 동일하게 3차 다항모델로 산정되었다. 붕괴 시점 예측에 적용되는 변위 역속도의 취성재료에서는 1차 직선식, 연성재료에서는 3차 다항식으로 감소되어 Fukuzono(1985)의 제안식과 일치하였으며 붕괴사례와도 유사한 거동을 나타내었다.

• 한국재난관리표준학회지
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• 제2권4호
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• pp.75-81
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• 2009

본 논문에서는 국내외 터널 붕락사례를 바탕으로 붕락 발생시의 지반특징에 관해 분석하였다. 국내의 경우에는 대부분 연암 및 풍화암이 터널 막장 전면에 존재한 경우 굴착에 기인한 응력의 재배치로 인해 막장의 전단강도가 가장 취약한 면을 따라 국부적 또는 전변에 걸친 붕괴가 일어나며 풍화를 심하게 받은 파쇄대을 따라 발파나 굴착으로 인하여 터널 안정성을 상실, 터널 붕괴를 유발하는 것이 특정으로 나타났다. 유럽의 경우 지반이 상대적으로 신선하지만 하나의 절리군에 의한 붕락도 발생하였고 RQD 지수가 50% 이상의 양호한 암반에서도 붕락이 발생하였으며 지하수의 유출도 분류 범위 내에서 고루 발생한 것이 특징이다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제15권3호
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• pp.57-66
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• 2016

본 연구에서는 강관압입 공법 적용 시 굴착 선단부에서 수리학적 또는 역학적 불안정으로 인해 발생 가능한 붕괴를 방지하는 목적으로 액체질소를 주입하여 굴착선단부를 안정화하는 공법에 관하여 연구하였다. 강관압입 공법 적용 시 오거 내 중공(中空)에 액체질소 주입관(호스)를 넣어 오거 선단부에 액체질소를 분사하는 방식을 고안하였다. 실내 실험을 위해 직경이 1,000 mm인 강관압입관을 기준으로 1/5축소 모형오거 및 토조를 제작하였다. 화강풍화토로 지반을 조성하여 함수비를 변화시켜가며 액체질소를 주입한 결과 오거 선단부에 동결 구근이 형성되어 강관압입공법 시공 시 발생 가능한 붕괴를 막을 수 있는 것으로 확인되었다. 액체질소를 이용한 동결공법은 지반이 모래일 때 보다는 소성이 있는 화강풍화토일 경우 더 효과적이었으며, 화강풍화토 지반의 경우 함수비가 최적함수비 이상일 경우 동결효율이 증가하는 것을 확인하였다. 액체질소 분사시간이 길어질수록 동결범위가 더 커졌으며 인위적으로 함수비를 급격히 증가시켜 수리학적 불안정을 유발해 보았더니 강관과 오거 전면의 지반이 약 120~300초 이내에 동결 되어 관으로 흙이 유입되지 않았으며, 차수효과가 있는 것으로 분석되었다. 이번 연구에서는 강관압입공법 안정화에 미치는 주요 인자에 대하여 액체질소를 이용하여 강관압입공법 시공 시 역학적 수리학적인 불안정이 발생할 경우, 화강풍화토 지반의 경우 붕괴를 막을 수 있는 효율적인 방법이 될 수 있다는 것을 확인하는데 큰 의의를 둔다.