• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2010년도 추계 학술발표회
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• pp.1073-1080
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• 2010

In this paper, the centrifuge model tests were conducted for the sake of measuring three dimensional arching earth pressure while two step excavation of the vertical shaft. The results of the centrifuge model tests were compared to newly suggested arching earth pressure equation proposed by Kim et al(2009) and two dimension earth pressure(Rankine). As the results, Measured arching earth pressure revealed about 35 percentages of two dimension earth pressure(Rankine) and almost same as that of newly suggested arching earth pressure equation.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제17권4호
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• pp.41-52
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• 2018

복합지반 설계법은 계산이나 수치해석시 적용하기 편리하여 시멘트혼합처리공법의 설계시 많은 설계자들에 의해 적용되고 있다. 그러나, 복합지반 설계법은 다짐말뚝공법(SCP, GCP)에 관하여 개발된 것으로 시멘트혼합처리공법에 대한 시험시공 등의 실제 결과와의 비교 분석은 미미하다. 본 연구에서는 2차원 유한요소 수치해석을 통해 복합지반 해석법, 개별말뚝해석법 등 다양한 해석법의 결과를 실측과 비교 분석하였다. 본 연구 결과, 지표면에서의 침하는 Plate 요소만을 적용하는 방법의 침하량이 실측에 비해 크게 예측되었고, 기타 방법은 유사한 것으로 나타났다. 개량지반 직하부에서만 발생된 침하량의 크기가 크게 나타났고, 침하량, 수평변위 및 지반반력 등에 대하여 실측과 수치해석 결과를 비교하면 등가벽 개념의 개별말뚝 해석법이 가장 유사한 것으로 나타났다. 복합지반법의 경우 응력전이(지반아칭) 현상을 예측하지 못하였고, 수평변위를 과대 예측하는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제20권3호
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• pp.13-22
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• 2004

줄말뚝이 설치된 지반에서 지반의 측방변형에 의한 지반아칭발생시 말뚝주변지반의 파괴는 지반아칭영역중 외부아 치의 정상부에서 정상파괴가 발생될 때부터 시작하여 말뚝전면의 패기부에서 캡파괴가 발생될 때까지 진행된다. 따라서, 측방변형지반속 줄말뚝에 작용하는 측방토압은 정상파괴와 캡파괴 모두의 경우를 검토할 필요가 있다. 정상파괴시의 측방토압 산정식은 원주공동확장이론을 적용하여 제안할 수 있다. 이 제안식을 검토한 결과 말뚝에 작용하는 측방토압은 주변지반의 내부마찰각, 점착력 및 수평토압과 말뚝직경 및 말뚝설치간격에 큰 영향을 받고 있음을 알 수 있다. 그리고, 캡파괴에 의한 측방토압과 정상파괴에 의한 측방토압의 이론식을 이용하여 줄말뚝에 작용하는 측방토압 범위를 정의할 수 있다. 또한, 본 논문에서는 캡파괴와 정상파괴시 측방토압의 이론치과 모형실험으로부터 구한 실험치를 비교 검토하였다. 모형실험에서 얻은 캡파괴와 정상파괴의 실험치는 제안된 각 이론의 이론치와 잘 일치하고 있으므로, 제안된 이론식의 합리성을 확인할 수 있다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제12권10호
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• pp.83-90
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• 2011

본 연구에서는 고성토 구간 파형강판 수로암거의 대표단면을 대상으로 뒤채움부의 다짐도에 따른 원형 연성지중 암거에 작용되는 수직토압 분포를 파악하기 위해 원심모형실험을 실시하였다. 모형실험은 뒤채움부의 다짐도를 80, 85, 90, 95%로 변화시키면서 현장의 상사성을 고려하여 53g-level의 중력수준에서 수행하였다. 실험결과, 연성거동을 하는 파형강판 상부의 아칭효과에 의한 하중감소계수는 AISI(2002) 설계법에서 규정한 뒤채움 다짐도에 따른 하중감소계수와 거의 일치하였다. 파형강판 상부에서 측정된 수직토압은 다짐도가 증가함에 따라 선형적으로 감소하였으며, 뒤채움부의 다짐도가 클수록 아칭효과에 의한 파형강판 상부의 상재하중 감소가 크게 발휘된다는 것을 확인할 수 있었다. 파형강판 상부에서 발생한 아칭효과에 의해 감소한 하중이 파형강판측면 뒤채움부(EP 1)와 뒤채움부 외부(EP 3)로 전이되는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제15권5호
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• pp.259-279
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• 1999

본 연구에서는 다단계 굴착시 연성토류 벽체의 수평변형, 굴착단계별 토압변화 및 분포, 그리고 배면지반의 지표침하와 지중변위의 분포를 규명하기 위하여 벽체강성, 벽마찰의 유무 및 지반조건에 대하여 굴착모형실험을 실시하였다. 모형실험 결과 벽체강성 및 벽체와 배면지반의 벽마찰각에 유무에 따른 지표침하 형태는 다소 차이를 나타내었으며, 지중변위 결과는 최대지중변위의 발생심도는 심도비 0.1H에서 0.15H(H는 최종굴착심도)의 범위에서 나타났다. 그리고 벽체의 강성에 따라 배면지반의 토압재분배 현상인 아칭효과는 벽체강성과 지반조건에 직접적인 관계가 있음을 확인할 수 있었다. 모형실험에서 얻은 벽체변위 및 토압분포는 기존 탄소성보법 프로그램으로 또한 지표침하 및 지중변위는 본 연구진에 의해 개발된 GDHM 재료모델을 이용한 유한요소법 프로그램으로 각각 비교분석하였다. 기존 탄소성보법 프로그램을 이용하여 모형실험을 해석한 결과 벽체변위 및 토압분포는 모형실험 결과와 상이한 결과를 얻었으며, GDHM 재료모델을 적용한 유한요소해석에서는 벽체수평변위의 형태는 다소 상이한 결과를 얻었으나 배면지반의 지중변위 분포는 벽체강성에 따라서 유사한 결과를 얻었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제39권11호
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• pp.7-22
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• 2023

최근 지하안전에 관한 특별법이 시행(2022년 1월)되었으며, 지하안전영향평가를 통해 계획단계부터 지하안전에 관한 사전검토가 실시되고 있다. 지하굴착을 위해서는 가설 흙막이의 구조 안전성을 확보하는 것이 중요하므로 지하안전 검토는 더욱 강화되고 있다. 본 연구에서는 토사지반에서 Soil-Cement 흙막이의 벽체 두께를 확대하고 H-pile의 선택과 설치간격을 자유롭게 할 수 있는 MFS(Multi-axis Flat Continuous Soil Cement Earth Retaining Wall) 흙막이 벽체 공법의 거동 특성을 분석하였다. 실내모형실험을 통해 MFS 공법의 H-pile 설치간격에 따른 벽체에 작용하는 하중-변위 거동을 확인하였으며, MFS 흙막이 벽체의 두께별 H-pile 설치간격 및 크기 변화에 따른 하중-변위를 3차원 수치해석으로 분석하여 벽체에 작용하는 아칭효과 높이를 산정하였다. MFS 공법에서 산정한 최대 아칭높이를 기존의 부재력 검토 방법에 적용하여 벽체에 작용하는 축력, 전단력을 정량적으로 분석하는 설계방법을 제시하였다. 그 결과 MFS 흙막이 벽체에 적용되는 H-pile 설치 간격 및 크기에 따른 축력 및 전단력이 24.6~62.9%가 저감하는 것을 확인하였다.

• 터널과지하공간
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• 제20권4호
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• pp.260-266
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• 2010

본 연구에서는 모형실험을 통한 2-Arch 터널의 거동과 주변지반의 거동으로부터 중앙부 Pilot 터널굴착 및 선행터널(우측터널)과 후행터널(좌측터널) 굴착에 따라 좌 우 터널 상호간에 미치는 영향을 분석하고자 하였으며, 보강영역의 상대강성비와 토피고에 따라 발생하는 원지반 이완영역 및 아칭효과에 의한 중앙필러 및 주변 지반의 하중전이 현상을 규명하고자 하였다. 이를 위하여 2-Arch 터널의 시공순서를 반영한 실험순서에 따라 모형실험을 수행하였으며, 보강영역의 강성 및 토피고를 변화시켜 이에 따른 2-Arch 터널의 변형 및 주변지반의 변위를 측정하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2005년도 지반공학 공동 학술발표회
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• pp.570-580
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• 2005

NATM 터널에 작용하는 토압(이완하중)의 크기는 지형조건, 지질조건등에 따라 다르므로 정량적으로 산정하기에는 다소 어려움이 있으며, 실무적으로 Terzaghi(1946)가 제안한 암반의 이완하중을 적용하고 있다. Terzaghi 암반이완하중은 지형상 저토피, 편경사등을 고려하기에는 다소 무리가 있고 특히, 설계시 시공중 공용후 터널에 편토압이 작용한다고 예측하는 것은 더욱 어렵다고 할 수 있다. 본 연구에서는 저토피 편경사지형에서 터널의 문제점 보강대책방안에 대하여 종합 검토하였으며, 실제 지형상 저토피, 편경사를 이루나 암질이 양호하다고 판단되어 아칭 효과를 기대할 수 있을 것으로 예상되는 터널이 굴착과정중 설계시 추정된 지반조건과 상이하여 터널지보재(숏크리트)의 균열 및 이상 변위가 발생된 터널에서 보강대책방안으로 인버트폐합을 실시하여 안정된 터널굴착을 할 수 있었던 사례를 소개하고 저토피 편경사 지형에서 NATM 터널의 설계 시공시 유의사항에 대하여 검토하였다.

• 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.

• 한국지반공학회논문집
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• 제17권6호
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• pp.245-255
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• 2001

기존 개탁식터널은 굴착경사와 관계없이 터널상부에는 되메움지반의 자중이 그리고, 터널벽체에는 정지토압이 작용하는 것으로 가정하여 설계되고 있다. 그러나 개착식터널에 실제 작용하는 토압은 개착규모에 따라 다르며 이에 따라 터널라이닝의 구조적거동 또한 다르게 나타난다. 본 연구에서는 수치해석적방법을 사용하여 굴착경사가 터널라이닝에 미치는 영향을 다음과 같이 조사하였다. 첫째로, 지반범용수치해석프로그램인 FLAC2D를 사용하여 개착공법으로 시공된 기존 터널의 변형거동을 모사할 수 있는 수치해석방법을 활용하여 현장의 계측결과와 비교하므로써 수치해석방법의 타당성을 검증하였고, 둘째로, 동일한 수치해석기법을 적용하여 굴착경사가 $30^{\circ}\;, 456{\circ},\; 60^{\circ},\; 75^{\circ}%인 개착식터널에 작용하는 토압 및 변위와 터널라이닝에 발생하는 단면력을 조사하였다. 수치해석에 사용된 개착식터널은 2차로 도로터널이며, 터널라이닝과 되메움지반 사이의 마찰력을 고려하기 위하여 접합면 요소를 사용하였다. 수치 해석결과, 되메움지반과 터널라이닝 및 굴착사면 사이의 마찰력에 의한 되메움지반 내부의 아칭현상으로 인하여 굴착 경사가 클수록 터널벽체에 상대적으로 작은 토압이 작용하였으며, 이에 따라 터널라이닝의 변형, 모멘트, 전단력이 증가하였음을 알 수 있었다.