• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제17권3호
• /
• pp.333-339
• /
• 2015

본 연구는 도심지 천층터널에서 현재까지 해석에서 무시되던 막장면 진동이 주위 구조물에 가장 큰 영향을 미치는 지표 침하에 대하여 3차원 수치해석을 이용하여 모델링하였다. 풍화토와 풍화암이 각각 50%의 비율로 구성된 복합지반을 고려하여 TBM 커터헤드에 발생하는 굴착시 토크를 산정하여 이를 시간에 따라 막장면에 재하함으로서 그 영향을 수치해석적으로 관찰하였다. 3차원 유한차분해석법을 이용하여 역학-동역학 연계해석을 통하여 지표침하 발생이력 및 분포도를 산정하였다. 연구결과, 3차원 수치해석을 통하여 막장면 진동하중에 의한 지표침하 발생경향을 성공적으로 모델링할 수 있었으며 최대 침하는 막장면에서 2.5D 후방에서 발생함을 확인하였고, 막장면 진동이 실제 지표침하에 영향을 미침을 확인하였다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제24권5호
• /
• pp.55-64
• /
• 2008

연약지반 위에 토공구조물을 축조할 경우, 기초지반이 지지할 수 없는 큰 하중의 성토를 실시하게 되면 지반파괴가 발생하면서 연약층 내로 성토재료가 함몰하게 된다. 이때, 축조재료가 어떤 깊이까지 연약지반에 침하하여 단면이 형성되는가를 예측할 필요가 있다. 기존의 이론식(Janbu, Peroff의 이론식)을 이용하여 즉시침하량을 계산하구 결과를 검토한 후 문제점을 분석하여 대나무 매트를 부설한 지반에 적합한 이론식을 제시하였고, 이를 현장에 적용하여 즉시 침하량을 계산하고 지반조사에 의한 침하량과 유한요소해석 결과를 고찰하였다. 그 결과, 침하는 제체 중앙부에서 최대 침하가 발생하였으며 이론식과 비슷한 수치와 경향을 나타내었다. 기존 이론식으로 현장의 즉시침하량을 계산한 결과, Janbu의 방법과 Peroloff의 방법의 침하량은 실제 침하의 40%정도의 침하량이 계산되었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제2권4호
• /
• pp.51-61
• /
• 2001

본 논문에서는 지반의 상대다짐도(RC)와 매입말뚝의 근입비에 따른 하중-침하 거동을 연구하기 위하여 모형실험과 하중전이 함수를 이용한 해석을 수행하였다. 모형시험에서 말뚝은 근입비(L/D)를 15, 20, 25로 설치하였고, 지반의 상대다짐도를 85%, 95%로 각각 조성하였으며 말뚝주면은 시멘트를 주입하였다. 본 논문은 매입말뚝의 해석을 위하여 Vijayvergia의 하중전이 모델, Castelli 모델, Gwizdala의 탄소성-완전소성 모델, coyle의 제안식 등을 사용하여 실험결과와 비교하였으며, 매입말뚝의 하중-침하 거동을 예측하는데 가장 적합한 하중전이 방법을 제안하였다. 하중전이 함수에 의한 지지력 예측 결과 매입말뚝의 극한 지지력은 Coyle의 제안식이 실측값에 가장 근접한 것으로 나타났으며, 초기 하중-침하 거동은 Castelli에 의한 함수가 가장 유사하게 하중-침하 거동을 평가하는 것으로 나타났다. 매입말뚝의 축하중 해석결과 하중전이법에 의해 평가된 주면마찰력이 실측값보다 과소평가 되는 것으로 나타났다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제20권2호
• /
• pp.433-452
• /
• 2018

쉴드 TBM 공법은 터널 굴착으로 인한 터널 굴진면과 굴착면의 변형을 억제하여 지반의 변형을 최소화할 수 있는 공법이다. 이를 위해 쉴드 TBM의 운전 조건들을 적절히 제어하는 것은 매우 중요하다. 쉴드 TBM 공법의 여러 가지 운전 조건 중 굴진면압과 뒤채움주입압은 지반에 직접 압력을 가하는 과정으로 굴착에 인한 지반변위의 억제 뿐만 아니라, 지반 내 유효응력 및 간극수압의 변화에 영향을 미치는 요인이다. 굴진면압과 뒤채움압의 작용에 대한 지반의 반응은 지반의 강성 및 투수성에 따라 상이하다. 특히, 포화된 연약 점성토의 경우 굴진면압과 뒤채움압에 의한 지반 내 응력 변화의 영향이 장시간동안 잔류하므로 이에 대한 반응은 투수성이 큰 지반과 구별되는 거동을 보인다. 따라서 본 논문에서는 유한 요소법을 이용한 응력-간극수압 연계 매개변수해석을 통해 포화 점성토 지반에서 쉴드 TBM 운전 조건과 지반의 강성과 투수성이 지표침하에 미치는 영향에 대한 연구를 수행하였다. 연구 결과, 점성토 지반의 지표침하는 즉시침하와 압밀침하로 구분할 수 있었으며, 특히 압밀침하 거동은 지반의 투수성과 강성의 영향을 크게 받는 것으로 나타났다. 또한, 굴진면압과 뒤채움압의 증가가 항상 지표침하 감소로 이어지지는 않고, 임의 크기의 압력(한계 압력) 이상으로 증가된 굴진면압과 뒤채움압은 역으로 지표침하를 증가시키는 요인으로 작용할 수 있음이 확인되었다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제23권6호
• /
• pp.85-95
• /
• 2007

본 연구에서는 버티칼 드레인으로 개량된 점성토 지반의 잔류침하 예측법을 제안하기 위하여 모델지반에 대해 탄-점성 압밀이론을 이용한 일련의 수치해석을 행하였다. 그리고 수치해석을 통하여 정규압밀영역에 대해 유효반경비, 압밀압력의 영향과 버티칼 드레인에 의한 3차원압밀에 있어서의 잔류침하를 감소시키기 위한 과압밀영역에서의 과압밀비의 영향을 조사하였다. 또한, 모델지반의 수치해석결과에 기초하여 버티칼 드레인 타설지반의 잔류침하 예측법과 잔류침하를 허용치 이내로 제어하기 위해 필요한 과압밀비의 결정법을 제안하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제15권8호
• /
• pp.13-21
• /
• 2014

항만 터미널 부두 지역의 연약지반 개량을 위해 PBD가 적용되었다. 본 논문은 PBD가 적용된 연약지반에서 PBD가 설치된 직후부터 상부 구조물 운용 후의 잔류침하거동에 대해서 다루고 있다. 기존의 연구는 개량공법 시공 중에 발생하는 침하, 즉 PBD 개량 효과에 대해 주로 이루어졌다. 실제 시설물의 운용 중에 발생하는 잔류침하는 시설물의 유지 및 운용을 위해서는 아주 중요한 요소이나 이 부분에 대한 연구는 매우 부족한 실정이다. 본 연구에서는 실제로 운용 중에 있는 항만 터미널 부두의 침하량 계측결과를 분석하여 운용 중에 발생한 침하량은 PBD 개량층에서 발생하는 것을 확인하였다. 또한 계측값과 수치해석 값을 비교한 결과 계측값이 수치해석에 의해 예측된 잔류침하량 내에서 수렴하는 것도 확인하였다.

• 한국지반신소재학회논문집
• /
• 제11권1호
• /
• pp.23-33
• /
• 2012

본 연구의 대상 현장은 굴착심도가 약 20m 내외로 사업 전구간을 개착공법으로 계획하였고, 흙막이 가시설공법은 굴착심도까지 쉬트파일과 버팀보 공법을 적용하여 도시철도 하부기초에서 계측된 침하 자료를 사용, 시공 중 대상 현장에서 발생된 지반공학적 문제점을 분석하였다. 쉬트파일 인발에 따른 영향을 알아보기 위하여 제 1구간과 제 2구간에 간극수압계와 지하수위계를 설치하여 연속적인 쉬트파일 인발에 따른 간극수압 및 지하수위의 변화와 하부지반 침하를 평가하였다. 또한, 구조물 하부기초 계측자료와 기존 문헌의 지반정수를 적용하여 계측시점에 해당하는 침하량을 수치해석 프로그램인 CAIN RDA 프로그램을 통하여 비교 분석하였으며 추가하중을 고려하여 장기침하를 산정하였다. 해석 결과, 6개 구간에서 5.94~12.77cm의 침하가 발생되어 제 2구간에서의 침하량이 12.77cm로 허용 침하량 10.0cm보다 크게 나타났다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제9권3호
• /
• pp.143-151
• /
• 1989

본 연구에서는 소성변형 이론에 근거한 무라야마의 침하 산정식에 탄성변형을 반영시켜 사질토층의 터널 굴착에 따른 지반침하를 보다 간편하고 정확하게 예측할 수 있는 식을 제안하였다. 국내외 터널현장의 계측자료들의 분석결과로부터, 사질토지반의 침하는 지반의 체적변화와 밀접한 관계를 갖고있어 터널의 단순한 기하학적 제원만으로는 해석이 불가능하다는 사실을 밝혔으며, 제안식의 구성요소인 전단대 폭, t값이 현장조건에서는 무라야마의 실험실 관측치보다 2~6배 정도 큰 값으로 나타남도 밝혔다. 본 제안식의 타당성을 검증하기 위하여 현장 실측결과와 무라야마 해석결과 및 탄소성 유한요소 해석결과 등과의 비교 분석을 수행하였으며, 그 결과 본 제안식에 의한 계산치는 탄소성 해석결과 및 실측치 등과 매우 근사한 값을 나타내며, 무라야마 방법은 실제 터널현장의 지반 침하량을 과소 평가함을 알 수 있었다.

• 전산구조공학
• /
• 제6권4호
• /
• pp.10-13
• /
• 1993

본 고에서는 불확정적 Approach에 의한 구조물 거동파악의 일례를 소개한다. 이 예에서는 극치통계와 엔트로피 최대원리를 이용하여, 부동침하를 받은 쉘구조물의 응력을 추정하는 이론을 취급한다. 부동침하는 불확정적 특성을 비교적 많이 지니고 있으며, 특히 구조물을 지지하고 있는 지반의 경우는 그 물리적 정수와 침하특성이 확정론적으로는 취급이 곤란한 경우가 많다고 생각된다. 구체적으로 극치통계법에서는 부동침하를 기초 Ring의 원주방향으로의 Fourier 계수로 가정하여, 위상각과 침하의 2승평균치가 확정치로 주어졌을 때, 진폭 Spectrum을 불확정변수로 간주하여 추정하는 방법을 소개한다. 일단 진폭 Spectrum이 구해지면 응력은 간단히 구해지므로 여기서는 Spectrum에 관해서만 언급하기로 한다.

• 한국지반신소재학회논문집
• /
• 제18권3호
• /
• pp.55-67
• /
• 2019

낙동강 하구 일대 대심도의 연약지반 지역은 시간 의존적인 2차압밀 특성 등의 원인으로 예측보다 실제 과다한 침하가 발생하므로 설계 시점부터 2차압밀 특성을 고려한 예측기법의 필요성이 요구된다. 따라서 본 연구에서는 2,000일 이상의 장기 계측자료 분석과 1차원 이론, 탄소성, 점 탄소성의 수치해석을 수행하여 장기침하 특성을 분석하였다. 그 결과 1차원 이론, 탄소성 해석 모두 성토 높이와 연약층 깊이에 따른 뚜렷한 상관관계를 찾을 수 없었으나, 점 탄소성 해석 방법은 장기계측 결과와 아주 유사하게 침하를 예측하였다. 따라서 연구 대상 지역과 같은 대심도 지역에서 장기 침하 예측 시 점 탄소성 해석을 시공 전에 적용하면 2차압밀 침하 거동 특성을 미리 예측하여 시공 중 발생할 수 있는 공기 지연과 경제적 손실을 사전에 방지할 수 있을 것으로 판단된다.