• 한국지반공학회논문집
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• 제20권8호
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• pp.77-87
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• 2004

본 논문에서는 국내 서남해안 11개 지역에서 수행된 63회의 피에조콘 시험결과와 176개의 선행압밀하중 자료로부터 국내 연약지반의 선행압밀하중 예측을 위한 오차 역전파 알고리즘으로 학습된 피에조콘 인공신경망 모델을 구축하였다. 전체 자료 중 147개의 자료만이 인공신경망 모델 구축을 위한 학습과정에 사용되었으며 학습에 사용되지 않은 29개의 자료를 구축된 인공신경망의 검증에 활용하였다. 또한 기존의 경험모델 및 이론모델과 비교하여 제안된 인공신경망 모델의 유용성을 확인하였다. 연구를 통하여 4-4-9-1의 구조를 갖는 간단한 다층 인공신경망이 구축되었으며 입력값으로는 피에조콘 선단저항력 $q_T$, 관입간극수압 $u_2$그리고 지반의 총상재하중 $\sigma_{vo}$ 및 유효상재하중 $\sigma'_{vo}$ 이 사용되었다. 제안된 인공신경망 모델은 학습되지 않은 새로운 검증자료에 대한 예측을 통하여 입력변수들과 선행압밀 하중 간의 비선형적 상관관계를 성공적으로 모델하는 것으로 검증되었으며 정확성면에서는 기존의 이론모델과 국내외 경험모델과 비교할 때 월등히 향상된 예측능력을 가진 것으로 나타났다. 뿐만 아니라 제안된 모델은 국내 특정지 역에 대한 모델이 아니라 서남해안의 다양한 지반특성을 갖는 지반에서 수행된 자료를 바탕으로 구축되어 데이터베이스에 포함되지 않은 지역에 대하여도 매우 타당성있는 예측결과를 주어 특정지역에 국한된 지역의존적 예측이 아닌 일반화된 지역에서 적용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제37권7호
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• pp.13-23
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• 2021

연약한 점성토나 유기질토로 구성된 지반위에 도로, 교량, 건물 등이 축조된다면 침하량이 과대하여지고, 지지력이 부족하여 침하 및 안정성 등 지반 공학적으로 많은 문제점들이 발생될 수 있다. 극단적인 경우, 축조된 구조물의 전단파괴 또는 붕괴로 까지 나타날 수 있어, 지반의 강도증가 및 침하억제 등을 위한 지반개량공법이 필수적으로 요구된다. 본 연구에서는 점토로 준설매립된 지반에서의 침하량 예측 시 중요한 요소 중 하나인 지하수위 조건에 대하여 계측결과를 이용하여 각 지하수위 조건에 따른 침하량을 분석하고 준공 5년 후의 발생침하량과 비교하여 침하분석 시 적용 지하수위 조건에 대해 제안하였다. 분석 결과, 침하분석 시의 지하수위는 시공중에는 계측 지하수위를 적용하고, 공용중에는 소조평균저조위(L.W.O.N.T)를 적용하는 것이 합리적일 것으로 판단된다. 또한, 점토로 준설매립된 지역의 경우 원지반점토층 상부 통수층에서의 수두 관측결과와 원지반점토층 하부 통수층에서의 수두가 다르게 나타났으며, 이로 인하여 점토층에서 작용하는 수압은 비선형적일 것으로 추정된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제15권5호
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• pp.505-522
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• 2013

기존 연구를 통하여 주어진 지반조건과 대응한 시공 상황에 대해 터널 굴진에 따른 매 막장의 붕괴 위험도를 정량적으로 지수화 할 수 있는 수단이 개발된 바 있다(Shin et al, 2009a). 본 논문에서는 기 제안된 터널 붕괴 위험도 지수(KTH-index)를 산정하는데 있어서 각 영향인자에 부여되는 가중치가 고정된 '선형' 모델과 주어진 영향인자의 입력값에 따라 가중치가 변화하는 '비선형' 모델을 소개하고, 100여개의 붕괴현장자료를 이용해 '비선형' 모델의 타당성을 검토하였다. 이를 통해 신개념의 '비선형' 가중치 모델은 위험도를 평가코자 하는 터널현장의 특성을 감안하여 가중치가 합리적으로 조정되어 위험도 평가를 수행할 수 있음을 보였다. 또한, 기 개발된 터널 시공 위험도 관리 시스템의 이해와 효과적인 활용을 돕기 위해 일련의 터널 시공 위험도 평가 체계를 수립하여 제시하였다. 본 시스템은 수립된 평가체계에 따라 개발 취약한 지반조건상에 있는 실제 도로터널 현장의 전 구간에 적용되어 그 현장 적용성을 검토하였다. 이를 통해 터널 막장의 지반조건과 함께 터널 붕괴 가능성에 영향을 미칠 설계 및 시공현황 정보와도 잘 연계 고려되어 붕괴 위험도가 평가됨을 보였으며, 산정된 위험도 지수 변화추이는 기존 전기 비저항 분포 특성과 설계자료 및 지보/보강 현황 등 현장 시공조건들의 변화추이와 잘 부합됨을 보였다. 또한, 본 시스템은 실시간으로 수집되는 막장관찰자료의 활용도를 극대화 시키고, 사전에 위험수준과 민감한 영향인자를 파악하여 적절한 현장대응을 유도할 수 있음을 보였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제14권5호
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• pp.187-194
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• 2010

산악터널과 달리 도심지 지하도로는 대부분 평야지대에 위치하고 충적층이 두껍게 분포하고 있으며 특히 터널 입 출구부는 병렬터널로 분기되는 지점인 동시에 하향굴착을 하는 관계로 터널 시 종점의 위치선정에 따라 공사비에 미치는 영향이 매우 크게 된다. 또한 병렬터널의 필라폭(PW)은 지하 보상비와 직결되기 때문에 병렬터널의 안정을 확보하면서 동시에 최소의 필라폭(PW)으로 터널을 계획하여야 한다. 국내 도로터널의 필라폭(PW)은 일반적으로 1.5D(D: 터널 최대폭)를 기준으로 하며 일부 터널의 경우 입 출구부 극히 한정된 구간에서만 1.5D(D : 터널 최대폭)이내의 필라폭을 적용한 사례가 있으나 보상비 문제가 아닌 선형계획측면에서 불가피하게 발생한 사례들이다. 본 논문은 NATM형식으로서 국내최초 도심지 지하도로 설계사례를 통해 선형 계획단계에서부터 지하 보상비 및 지반특성을 함께 고려하여 적정 필라폭을 설계한 사례를 소개하고 도심지 병렬터널의 적정 필라폭 결정방법에 대해 기술하였다. 적정 필라폭 결정은 설계 및 시공사례 분석과 수치해석을 통한 강도 감소법과 강도/응력비 방법을 이용하였으며 터널간 초근접으로 인해 필라의 안정성이 불량한 터널 입 출구부는 안정성 확보를 위한 보강방법을 제시하고 수치해석을 통해 안정성을 확인하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제7권1호
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• pp.67-80
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• 2006

본 논문에서는 지반 하이브리드-온라인 시뮬레이션의 방법을 압밀 해석에 적용하기 위한 시도를 수행하였다. 일반적인 수치해석법이 실내시험을 통해 얻어진 흙의 구성모델을 이상화시켜 사용하는 것과 달리, 이 방법에서는 흙의 거동을 요소시험체로부터 직접 도입해가면서 해석을 수행한다. 그러므로 복잡한 파라미터의 평가과정이 생략될 수 있게 되며 인위적 이상화에 의한 해석 오차를 경감할 수 있게 된다. 본 논문에서는 실험장치의 물리적 성능을 검증하기 위하여 단계압밀시험과 투수시험(CONPERM test)을 수행하여 제어와 계측의 결과를 고찰하였으며, 시스템으로부터 얻은 데이터의 건전성을 평가하기 위하여 검증해석을 수행하였다. 결과적으로, 본 연구를 통해 개발된 하이브리드-온라인 압밀해석 시스템은 재성형된 카오리나이트의 압밀거동을 모순없이 재현하고 있음을 알 수 있었다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제16권2호
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• pp.35-45
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• 2012

본 논문에서는 지진시 역 T형 옹벽에 작용하는 기초 접지압의 변화를 Mononobe-Okabe공식을 이용하는 기존의 유사정적 설계기법과, 지반의 비선형 부지증폭현상 고려한 유한차분해석을 이용하여 살펴 보았다. 옹벽 설계에 있어서 높이 10m를 초과하는 역 T형 옹벽의 경우 상시 안정조건을 만족함에도 불구하고 지진시 지지력 안정조건을 만족하지 못하는 경우가 발생한다. 안정조건을 만족시키지 못하는 주요 원인은 동토압으로 야기되는 편심하중 증가로 인한 기초 유효저면적의 감소이다. 본 논문에서는 역 T형 옹벽의 지진시 유효저면적의 변화를 유한차분해석프로그램(FLAC)을 이용하여 살펴보았으며, 그 결과로부터 동적지지력 계수의 설계 적용성을 검토하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제37권7호
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• pp.5-12
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• 2021

암반사면은 시추조사가 불가한 경우가 많아 안정 해석에 필요한 지반정수를 산정하기 어려운 경우가 빈번하다. 본 연구에서는 노두나 부분적으로 절취된 사면에서 쉽고 간편하게 측정할 수 있는 거칠기계수(JRC) 및 강도(JCS)값을 이용하여 분석하였으며 특히, JRC값이 암반사면의 안전율에 미치는 영향을 집중 분석하여 그 결과를 상관식 및 도표로 제시하였다. 사면이 안정할 때 JRC값은 사면높이가 높아질수록 평균 9.0%씩 증가하였으며, 사면기울기가 높아질수록 평균 29.8%씩 증가하여 사면 기울기변화에 보다 민감한 것으로 나타났다. JRC-c의 상관식에서 JRC에 상응하는 점착력을 계산한 결과 JRC와 점착력은 비선형적인 관계를 보였으며, 점착력은 사면의 기울기 보다는 높이 변화에 약 8.0% 더 민감한 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제24권1호
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• pp.61-70
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• 2008

지표면 침하량, 침하 기울기 그리고 터널주변의 지반 변위에 대한 관리와 예측은 도심지 저토피 터널의 설계와 시공에서 주요한 인자가 된다. 저토피 터널에서의 굴착에 따른 변형 해석은 터널 측벽부에서 지표부까지 발달하는 전단대의 변형특성을 파악하는 것이 중요하다. 본 연구는 2차원 실내 터널 모형실험과 전단 탄성계수 및 강도 정수의 저하를 고려한 변형률 연화모델 해석을 통하여 미고결 저토피 터널에서의 굴착으로 인한 변형 거동 특성을 규명해 보았다. 변형률 연화모델을 이용한 수치해석과 모형 터널 실험과의 비교에서 지표면 침하, 천단침하 그리고 전단대의 발달형태에서 부합되는 결과가 나타났다. 본 연구에서 변형률 연화모델은 저토피 터널의 비선형 변형해석에 대하여 적용성이 있음을 알 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권6C호
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• pp.251-258
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• 2009

본 연구에서는 모래다짐말뚝 (SCP)로 개량된 연약점토지반상의 성토시공에 있어서 최적설계조건에 대해 현행 설계법과 손실평가함수 및 1차 근사 2계 모멘트법 (AFOSM)에 기초한 신뢰성 설계법으로 비교 검토하였다. 결과를 요약하면 다음과 같다. 1) 안전율(Fs)와 파괴확률($P_F$)는 심한 비선형 관계를 나타냈고, Fs가 1.2로 증가함에 따라 $P_F$는 약 1%까지 급격한 감소를 나타낸 후, 안전율의 증가와 더불어 $P_F$는 점진적으로 감소하였다. 현행 설계법상의 기준 안전율 1.2는 둘의 관계에 있어서 일종의 임계값이며, 이들의 관계가 적절히 고려되어 정립되었다고 판단된다. 2) 최소기대총비용을 나타내는 안전율은 1.15부근으로 현행설계기준 1.2에 다소 못미치는 값으로 나타났고, 파괴확률은 1% 정도로 다소 컸다. 3) 응력분담비 n과 모래의 내부마찰각 ${\phi}$의 민감도가 연약층의 초기비배수강도 관련 변수들의 민감도보다 더 크게 나타났다. 이것은 n과 ${\phi}$의 변동 특성이 보다 해석결과에 큰 영향을 준다는 것과 이들 변동 특성은 SCP 개량지반상의 성토안정해석에 반드시 고려되어야 함을 의미한다. 4) 설계기준안전율 1.2 이상(파괴확률 0.1-0.3% 이하)에서 New Failure Point는 평균치에서 표준편차의 1~2배 가량 떨어져 있는 값을 나타냈다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제15권4호
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• pp.17-23
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• 2016

본 연구에서는 터널을 대상으로 비대칭 분기부 암반 필러의 거동을 3차원 수치해석 방법으로 검토하였다. 터널 비대칭 분기부의 경우 필러부의 안정성을 확보하는 것이 본 터널의 안정성을 좌우하는 매우 중요한 요소라 할 수 있다. 암반 필러의 거동에 영향을 미치는 매개변수로 암반 필러의 이격거리, 토피고, 암반등급 변화에 따른 안전율을 평가하였다. 터널 비대칭 분기부 암반 필러의 이격거리가 증가할수록 토피고와 암반등급에 따른 안전율 변화 곡선은 비선형 거동을 보였으며, 터널 비대칭 분기부에서 암반 필러의 거동 특성을 최소 안전율을 기준으로 안전율 도표로서 제안하였다.