• Journal of the Korean Geosynthetics Society
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• v.17 no.1
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• pp.45-54
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• 2018

In this study, numerical analysis is performed to determine highly influential factors that increase the possibility of asphalt road collapse due to cavity underneath the road. The considered influence factors on road collapse due to underground cavity were the asphalt layer thickness, the cover depth, the cavity width, and the cavity height. The concentrated load and uniform distributed pressure were applied on the top surface of asphalt pavement layers with different shape of cavity and asphalt thickness. For each analysis case of given cavity and asphalt thickness, failure load was analyzed under displacement controlled condition. Based on the analyzed failure loads, the applicability of the cavity management system developed by Seoul city was evaluated. As a result of the analysis, the effect of cavity height on road collapse was not significant while the other factors considerably influenced road collapse. Consequently, degree of road collapse susceptibility should be classified by failure load rather than by the condition of existing cavity.

• Journal of the Korean GEO-environmental Society
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• v.19 no.11
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• pp.23-30
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• 2018

According to recent ground collapse occurrence, ground subsidence is increasing every year in downtown area, which is a social problem. The purpose of this study is to investigate the relationship between ground water level lowering and ground collapse through laboratory model experiments. After mixing 1:1 granite weathered soil with sand, sandy soil was formed as a relative density of 30%, 50%, and 80%. And then the changes of soil discharge with change of groundwater level were compared. The physical property of material of which particle distribution were well graded with maximu dry unit weight of $1.94kg/cm^3$ and internal friction angle of 37degrees. Ground water levels were measured at 10 cm, 20 cm, and 30 cm from the bottom. As a result, the experiment shows that the higher the groundwater level works the higher the discharge velocity and the magnitude of underground cavity also increases with elapsed time. Finally, the cumulative quantity of soil discharge occurred up to 30 kg at the elapsed time, 35 minutes. It was also confirmed that the range of ground collapse increased due to soil discharge with ground water level lowering.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2020.06a
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• pp.58-58
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• 2020

최근 급속한 지하공간의 개발로 인해 도로함몰 등 지반침하가 지속적으로 발생되어 이에 대한 안전문제가 끊임없이 제기됨에 따라, 원인규명 및 대책방안을 두고 다양한 조사 및 연구가 진행되고 있다. 특히 지하개발 시 필연적으로 발생하는 유출지하수 내 지하수와 함께 토사가 유출될 경우 지반함몰이나 붕괴로 이어져 대규모 재해가 발생할 수 있기 때문에 현장에서 계측되는 데이터를 통해 사전에 지반침하를 감지할 수 있는 경보 시스템이 마련될 필요가 있으며, 이에 대한 기술개발과 관리기준의 변화가 필요하다. 본 연구에서는 현재 지하공간 개발 시 적용되는 지하수 관리 매뉴얼 중 가장 중요한 부분인 계측관리 부분에 관해 문제점을 분석하고 이를 보완하기 위한 계측 관리 및 행정 절차의 문제점을 개선하고자 한다. 지중에서 발생하는 토립자의 이동, 공동발생 및 지반함몰의 거동은 근본적으로 지하수의 이동에 의해 필연적으로 발생되며, 그 규모는 유출지하수량의 발생규모와 상관성이 높게 분석되었다. 계측 관리의 문제를 보완하기 위하여 첫 번째로 지중 굴착 시 계측되는 유출지하수와 지하수위를 연계하여 분석하여 기준을 마련하였고, 추가로 지하수 내 탁도 값을 측정하여 이를 더하여 서로간 상관성 분석을 통해 기존 지하수위 계측자료의 관리기준을 보완하였으며, 최종적으로 현장에서의 계측된 데이터를 통해 지반침하를 사전에 예측할 수 있다. 계측된 데이터의 분석결과 위험도가 감지될 경우 공동발생의 방지 및 복구에 관한 방안이 제시되며, 문제 발생 지점의 범위를 국한하여 신속하고, 경제적으로 해결해 나갈 수 있다. 이를 위해 현행 지하수법의 개선과 행정적 절차가 보완되어야 할 필요가 있다. 이러한 지하공간 개발 시 지하수 관리의 개선으로 사전에 지반침하를 예측 할 수 있고, 이를 통해 재해를 미연에 방지할 뿐만 아니라 건설산업 현장의 스마트 관리체계를 구성하여 미래 지향적인 토목현장 및 국민에 대한 신뢰도를 재고 할 수 있을 것으로 사료된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.228-228
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• 2022

최근 이상기후로 인해 단시간에 다량의 강우가 내리는 현상이 발생하고 있으며, 이는 급경사면의 지반을 포화시켜 붕괴에 이르게 하여 유수와 붕괴된 토사가 계곡을 따라 흐르는 토석류 재해로 이어진다. 토석류는 빠른 속도로 유하하여 인명과 주거 및 도로 등의 시설에 피해를 발생시킨다. 토석류를 해석하기 위한 연구방법에는 피해지역의 현장조사와 모형실험을 이용하는 방법, 수치모형을 이용하는 방법 등이 있다. 현장조사와 모형실험에는 고가의 장비와 많은 인력 및 비용이 소요되어 수치모형을 이용한 연구가 주로 이뤄지고 있으며, 피해지역의 건물, 도로 등의 시설물을 고려한 지형을 제작하여 토석류 수치모형에 적용한 연구도 진행되고 있다. 본 연구에서는 태풍 미탁의 영향으로 시간당 최대 110mm/hr, 누적강수량 487mm로 인해 토석류 재해가 발생한 강원도 삼척시 원덕읍을 연구대상지로 선정하였으며, 토석류 해석 시 침식과 퇴적작용을 고려할 수 있는 Hyper KANAKO 모형을 적용하였다. 토석류 수치모의 시 건물의 유무를 고려하여 지형자료를 구축하고 Hyper KANAKO 모형을 적용하였다. 건물이 미고려된 지형에서는 실제 토석류가 이동한 거리와 피해면적에 비해 과다하게 모의 되는 특징이 나타났으나, 건물이 고려된 지형에서는 실제 피해와 유사한 이동거리, 유동심 및 피해면적을 나타내었다. 이는 토석류 발생 위험지역에 대한 모의 시 건물을 고려함으로써 피해범위와 규모를 건물 미고려시 보다 정확하게 예측할 수 있어 토석류 저감계획 수립 및 피해지 분석시 활용성이 가능할 것으로 판단된다.

• The Journal of Engineering Geology
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• v.17 no.1 s.50
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• pp.1-13
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• 2007

In order to evaluate the local site effects at two town fortress areas in Korea where stone parapets were col-lapsed by historical earthquakes, site characteristics were assessed using site investigations such as borehole drillings and seismic tests. Equivalent-linear site response analyses were conducted based on the shear ways velocity ($V_s$) profiles and geotechnical characteristics determined from site investigations. The study sites are categorized as site classes C and B according to the mean $V_s$ to 30 m ranging from 500 to 850 m/s, and their site periods are distributed in the short period range of 0.06 to 0.16 sec, which contains the natural period of fortress wall and stone parapet. From the results of site response analyses in the study areas, for site class C indicating most of site conditions, contrary to site class B, the short-period (0.1-0.5 sec) and mid-period (0.4-2.0 sec) site coefficients, $F_a$ and $F_v$ specified in the Korean seismic design guide, underestimate the ground motion in short-period band and overestimate the ground motion in mid-period band, respectively, due to the high amplification in short period range, which represent the site-specific seismic response characteristics. These site-specific response characteristics indicate the potential of resonance in fortress walls during earthquake and furthermore could strongly affect the collapse of parapets resulted from seismic events in historical records.

• Journal of the Korean Geosynthetics Society
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• v.18 no.2
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• pp.23-36
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• 2019

In this paper, field measurement of the Block Type Mechanically Stabilized Earth (MSE) wall curved section was performed, and the reinforced area of the curved part is studied through the result. MSE method has been applied to various fields because of easy construction and excellent economic efficiency, so that it can be easily access in our life. However due to lack of compaction and stress concentration phenomenon, cracks and collapse occur in the curve of MSE wall, which is important for safety. The cause of collapse is lack of research on curved section, lack of design criteria, lack of construction due to economical efficiency and shortening of construction period, insufficient compaction space. In this study, therefore, it was examined the existing design and construction standards, analyzed the cause through accident examples of the curved section of the Block Type MSE wall. As a result, the horizontal displacement of the curved section was 90% higher than that of the straight section and 60% higher than that of the concave section. In the case of the convex section in the curved section reinforcement region, the maximum displacement is shown in the H/2 section in the horizontal direction from the center of the MSE wall, and the range of influence from H is shown. In the case of the concave section, the maximum displacement is shown in the center, The minimum displacement was confirmed in H/4 section in the horizontal direction from the center of the MSE wall. As a basic study on the reinforcement area rehabilitation through the actual construction of block type MSE wall, the behaviors of the straight part and the curved part were compared and analyzed. And analyzed the reinforced area in order to reduce the damage of the stress concentration phenomenon and secure the safety.

• Journal of the Korean Geosynthetics Society
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• v.17 no.1
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• pp.95-109
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• 2018

Recently, GRS (Geosynthetic Retaining Segmental) wall has been widely used as a method to replace concrete retaining wall because of its excellent structural stability and economic efficiency. It has been variously applied for foundation, slope, road as well as retaining wall. The GRS wall system, however, has a weak point that is serious crack of wall due to stress concentration at curved part of it. In this study, therefore, behaviour of GRS wall according to shape of it, shich has convex and concave, are analysed and compared using Finite Element analysis as the fundamental study for design optimization. Results including lateral deflection, settlements of ground surface and wall obtained from 2D FE analysis are compared between straight and curved parts from 3D FE analysis.

• Journal of the Korean GEO-environmental Society
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• v.19 no.1
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• pp.15-23
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• 2018

In this study we performed risk evaluation based on parameters using the SINMAP, GIS-based extended program in order to predict ground disaster that is frequent recently. As for the risk evaluation, in order to understand the effects of parameters, we defined that the ranges of internal friction angles and T/R values as important variables had three and four patterns, respectively. The results of the interpretation were compared with those of the existing landslide in order to identify landslide flow and to evaluate the applicability of the parameters. The analysis of the geomorphologic saturated zone showed that the boundary saturated zone and the saturated zone were almost consistent with the site of avalanche of earth and rocks and the area of underground water convergence was correlated to the area where collapse started, indicating that the geomorphologic saturated zone may serve as an index for estimating possibility of landslide when used with slope distribution, colluvial soil, and structures inducing landslide in combination. When the lower limit of the internal friction angle increased more, the upper threshold decreased by 50 to 70% and the influence on the stability index was higher, but the influence was declined within the range of lower wetness index. The analysis of changes based on wetness index range showed that all the groups have similar SI distribution, except for the one in which mean altitude values are applied, indicating that the results are susceptible more by the internal friction angle than by the wetness index.

• Tunnel and Underground Space
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• v.28 no.6
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• pp.596-608
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• 2018

As urban infrastructure is aging, the possibility of accidents due to the failures or breakdowns of infrastructure increases. Especially, aging underground infrastructures like sewer pipes, waterworks, and subway have a potential to cause an urban ground sink. Urban ground sink is defined just as a local and erratic collapse occurred by underground cavity due to soil erosion or soil loss, which is separated from a sinkhole in soluble bedrock such as limestone. The conventional measurements such as differential settlement gauge, inclinometer or earth pressure gauge have a shortcoming just to provide point measurements with short coverage. Therefore, these methods are not adequate for monitoring of an erratic subsidence caused by underground cavity due to soil erosion or soil loss which occurring at unspecified time and location. Therefore, an alternative technology is required to detect a change of underground physical condition in real time. In this study, the feasibility of a novel magnetic resonance based monitoring method is investigated through laboratory tests, where the changes of path loss (S21) were measured under various testing conditions: media including air, water, and soil, resonant frequency, impedance, and distances between transmitter (TX) and receiver (RX). Theoretically, the transfer characteristic of magnetic field is known to be independent of the density of the medium. However, the results of the test showed the meaningful differences in the path loss (S21) under the different conditions of medium. And it is found that the reflection coefficient showed the more distinct differences over the testing conditions than the path loss. In particular, input reflection coefficient (S11) is more distinguishable than output reflection coefficient (S22).

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2020.06a
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• pp.356-356
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• 2020

주거시설 확장 및 도심 내 인프라 구축을 위한 지속적인 산지 개발과 기후변동성 확대로 발생하는 게릴라 국지성 집중호우 등으로 인해 토석류의 발생가능성은 지속적으로 확대되고 있다.(kim et al., 2008) 그러나, 현재 국내의 토석류 방재시설에 대한 설치는 아직 미흡한 실정이며 아직 경사지 재해 발생 위험지역에는 방재시설 설치가 필요하다. 지자체의 제한된 예산으로는 필요한 모든 지역에 설치가 불가하기 때문에 순차적으로 효율적인 설치가 이루어질 필요가 있다. 이에 본 연구에서는 도심지 내 소규모 산지에 대한 효율적인 설치방안을 모색하기 위해서 방재시설 설치 이후 토석류의 거동을 수치모의를 통해 방재시설 설치의 효율성을 분석하였다. 도심지 내 위치한 토석류 발생이력이 있는 소규모 산지의 토석류의 특성을 조사한 결과, 주요 발생원인은 국지성 집중호우로 인한 지반 약화로 인해 급경사를 이루고 있는 암반층 상단에 분포한 퇴적층의 붕괴가 주요 원인으로 나타났다(Kang et al, 2014) 조사결과에 근거하여 해당 유역에 대한 토석류 발생의 유입조건을 산정하였으며 유입조건에 대해 토석류 거동 예측 2차원 해석 소프트웨어인 FLO-2D를 사용하였다. 수치모의를 수행하여 방재시설이 미설치된 상태에서 발생한 토석류의 거동을 실제 발생한 토석류와 비교하였다. 또한, 수치모의에서 방재시설의 구현이 제한되므로 4가지 방재시설(교란사면용 토석류 방지시설, 울타리형 토석류 방지시설, 토사유출 저감용 지오셀, 토석류 방재장치)에 대해 경계조건의 변경을 통해 간접적으로 구현해 결과를 분석하였다. 방재시설은 종류 및 설치위치에 따라 토석류에 대한 피해저감효과가 상이하게 나타났다. 토석류 방재장치를 토석류 발생위치 전방 50 m 지점에 토석류 방재장치를 설치한 경우, 토석류의 유속이 20% 감소하여 피해범위는 36% 감소하였으며, 전방 200 m 지점에 설치한 경우, 피해범위가 14% 감소하였다. 검토한 4가지의 토석류 방재시설 중 토석류 방재장치가 가장 효율적인 결과를 나타냈다. 향후에는 피해범위에 대한 조건 외에 시공 및 유지관리 등에 대한 경제성검토를 한다면 종합적으로 방재시설 효율성을 검토할 수 있을 것으로 본다.