• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제20권4호
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• pp.731-742
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• 2018

최근 도심지에서 기존터널 상부에 구조물을 신설하는 경우가 증가하고 있다. 특히 지반굴착 후 구조물이 시공되는 경우 굴착 저면 하부 지반 내에서는 하중 제하, 재하 과정이 반복되므로 기존 터널에 영향을 미칠 수 있다. 따라서 지반굴착으로 인한 기존 터널의 안정을 유지하기 위해서는 인접부에서의 굴착 및 구조물 하중에 의한 영향을 정확히 파악하여야 한다. 본 연구에서는 기존터널 상부지반 굴착 및 신설 구조물로 인한 하중이 기존터널에 미치는 영향을 대형 모형시험과 수치해석으로 통하여 파악하였다. 이를 위해 실제 크기의 1/5로 축소한 모형시험과 수치해석을 수행하여 굴착저면과 터널 천단 간의 거리를 일정하게 유지하고 지반굴착, 구조물 하중의 폭을 변화하여 그에 따른 영향을 파악하였다. 연구 결과, 동일 하중 크기에 대하여 굴착 깊이가 깊어져 굴착 저면과 기존터널이 가까울수록 더 큰 영향이 작용하는 것을 확인하였다. 동일 이격 거리에서 기존터널에 영향은 건물하중 폭 증가에 따라 터널 내공변위가 증가하는 것을 확인하였고, 지중응력은 최대 2.4배까지 증가하는 것을 확인하였다. 이로부터 건물하중 폭이 증가하면 지중응력의 증가 영향으로 기존 터널에 영향을 주는 것을 확인하였고, 기존터널을 중심으로 신규하중의 재하 폭이 터널직경의 3배 이상으로 이격되면 지중응력의 영향이 감소하는 것을 확인하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제26권11호
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• pp.63-73
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• 2010

해상풍력발전기의 기초로 사용되는 단말뚝은 풍력과 파랑하중에 의해 큰 크기의 반복수평하중을 받는다. 본 연구에서는 모래지반에서 반복수평하중을 받는 항타말뚝의 거동 특성을 조사하기 위해서 가압토조와 길이가 다른 3개의 모형말뚝을 이용해서 모형말뚝재하시험을 수행하였다. 실험결과에 따르면 하중의 최초 재하는 그 이후에 가해지는 반복재하보다 말뚝의 수평변위를 크게 발생시키고, 반복하중의 재하횟수가 증가함에 따라 1회 재하로 인해 발생하는 말뚝의 수평변위량은 감소하는 것으로 나타났다. 하중의 한방향 반복재하는 말뚝의 영구수평변위를 재하방향으로 증가시킨 반면, 양방향 반복재하는 최초 재하방향과 반대방향으로 말뚝의 영구수평변위를 증가시켰다. 그리고 반복 하중으로 인한 말뚝의 영구수평변위는 지반의 상대밀도가 감소하거나 말뚝에 가해지는 반복하중의 크기가 커질수록 급격히 증가하였고, 지반의 토압계수나 말뚝의 근입길이 변화에는 크게 영향을 받지 않았다. 또한 모형실험의 결과에 근거해서 하중이 한방향으로 반복재하될 때 말뚝의 영구수평변위와 영구회전각을 예측할 수 있는 산정식을 제안하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제17권5호
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• pp.115-128
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• 2001

본 논문에서는 반복하중이나 지진하중을 받는 지반-구조물 시스템의 설계에 필수적인 변수인 전단탄성계수와 감쇠비에 대한 연구를 국내에 존재하는 비점성토 지반에 대하여 수행하였다. 국내 퇴적토지반 및 풍화토지반에서 채취된 자연시료와 입도분포를 조정하여 제작한 시료를 포함하여 총 60개의 시료에 대하여 20kPa에서 500kPa의 구속응력 범위에서 공진주 시험을 수행하고, 이를 조립질 사질토, 실트 및 실트질 모래, 풍화토의 3개의 그룹으로 나누어 결과를 정리하였다. 저변형률 영역의 변형특성인 최대전단탄성계수와 최소감쇠비에 대하여 구속응력의 영향을 확인하였다. 최대전단탄성계수를 예측하는 경험식을 3개의 그룹별로 제안하였다. 최소감쇠비는 구속응력에 따른 분포영역을 제시하였다. 세립분이 적은 조립질 사질토의 경우, 비선형 변형특성이 구속응력의 영향을 뚜렷이 받고 있어 이를 주요한 변수로 고려하여 대표곡선과 분포영역을 제안하였다. 구속응력의 영향을 적게 받는 실트 및 실트질 모래와 풍화토는 구속응력에 관계없이 대표곡선과 분포영역을 제안하였다. 제안된 각 시료의 대표곡선과 기존의 Vucetic-Dobry와 Seed-Idriss가 제안한 곡선과 비교하였다. 본 논문의 연구결과는 국내지반의 비점성토 지반에 대한 지진해석이나 동하중을 받는 시스템의 해석시 유용하게 사용될 것으로 판단된다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제25권1호
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• pp.20-27
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• 2013

태풍에 의해 발생된 파랑하중에 의해 방파제, 안벽 등과 같은 해안구조물 하부의 해저지반 침하가 발생될 수 있다. 만약 해저지반이 모래인 경우, 잔류과잉간극수압발생과 반복적인 파랑하중에 의해 해저지반의 침하현상이 더 발생될 확률이 높아질 것이다. 그러나 대부분의 해안구조물은 설계에서 파랑하중을 정적상태의 등분포하중으로 구조물에만 작용하는 것으로 가정하고 있지만 실제로는 동적인 파랑하중이 구조물과 해저지반에 동시에 작용한다. 따라서 본 연구에서는 시간에 따른 실제파압을 고려하고, 구조물뿐만 아니라 해저지반에도 작용하는 것으로 고려하였다. 수치해석 결과 파랑하중이 구조물과 해저지반에 큰 영향을 미친 것으로 나타났다. 시간에 따른 해저지반의 변형거동이 해석되었으며 해저지반에서 유효응력의 변화와 유효응력경로의 변화를 분명하게 확인할 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제16권1호
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• pp.131-143
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• 2000

연약지반속에 말뚝을 설치하고 성토를 실시할 경우 말뚝에 작용하는 연직하중을 산정할 수 있는 이론적 해석법을 개발하였다. 여기서 말뚝은 성토하중지지 효과를 증대시키기 위하여 일정간격의 줄말뚝 형태로 설치하며 각 줄말뚝의 두부는 지중보 형태의 말뚝캡보로 연결시킨 경우를 대상으로 한다. 이론식의 유도과정에서 성토지지말뚝으로 지지된 성토지반의 파괴발생 기구를 말뚝위 성토지반속의 파괴형태에 따라 지반아칭파괴와 펀칭전단파괴의 두 가지로 크게 구분하였다. 여기서 지반아칭은 말뚝캡보 사이의 간격이 좁거나 성토고가 충분히 높을 때 발생된다. 지반아칭파괴는 아치의 파괴부위에 따라 정상파괴와 캡파괴로 나누어 각 파괴형태의 안전성이 검토되었다. 또한, 제안식에 의한 성토지지말뚝의 하중분담효과는 말뚝캡보의 간격과 폭의 크기 및 지반정수에 크게 영향을 받고 있음을 알 수 있다. 즉, 말뚝캡보의 간격이 증가하면 말뚝의 하중분담효과는 감소하며 성토고, 말뚝캡보폭, 내부마찰각 및 점착력의 크기가 증가할수록 하중분담효과가 커지게 된다. 따라서 이러한 말뚝 및 지반에 관한 영향요소를 적절히 결정하면 성토지지말뚝의 성토하중분담 효과를 효과적으로 극대화시킬 수 있을 것이다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제21권9호
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• pp.58-61
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• 2005

• 한국지반공학회논문집
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• 제17권3호
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• pp.77-82
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• 2001

반복하중을 받는 현장타설말뚝에 대한 두 가지의 주요 관심사항은: (a) 지지력의 변화 가능성 그리고 (b) 누적변형량에 의한 기초의 가능성 저하이다. 이러한 인자들에 대한 평가를 위하여, 모형점토지반에 설치된 24개의 모형현장타설말뚝에 대한 정적 및 동적경사재하시험(12개의 압축 및 12개의 인발)을 수행하였다. 경사반복압축재하시험에서는 반복하중에 의한 지지력의 변화가 무시할 정도였으며, 누적변형량은 송전철탑의 기능성에 영향을 줄수도 있을 것으로 사료된다. 그러나, 경사반복인발시험에서는 과도한 누적변형이 발생하게 되어 결과적으로 현장타설말뚝주변과 점토사이의 접촉면적이 감소하는 것으로 나타났다. 접촉면적의 감소 결과, 반복경사인발하중에 의해서 경사인발지지력의 현저한 감소가 일어난다는 사실을 알 수 있었다. 정적경사인발지지력의 50에서 70퍼센트에 해당되는 반복하중을 받는 대부분의 현장타설말뚝들은 인발되었다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제3권3호
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• pp.31-48
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• 1987

지중에 매설된 관에는 관위의 흙무게나 지표면상재하중으로 인하여 연직견력이 작용하며, 지진이나 불등침하등으로 인하여 상향하중이 작용하는 경우도 있다. 본 연구에서는 Marston-Spangler이론을 새로운 방법으로 분석하여 관위의 흙무게로 인해 매설권에 작용하는 압력에 관하여 검토하였고, 매설연성관에 대한 재하실험을 실시하여 지표면상재하중으 로 인한 매설관의 거동특성을 연구하였다. 또 매설관의 인발저항(uplifting resistance)이론의 검토와 상향인발실험을 통하여 최대인발저항을 구하는 방법 등을 연구하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제16권6호
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• pp.153-160
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• 2000

본 연구는 과제하중의 재하폭과 재하위치를 매개변수로 변화시켜 옹벽의 뒤채움재 상부 지표면에서 제한폭의 과재하중작용시 그의 활동거동에 관한 실험적, 수치적 해석적 연구이다. 중력 수준을 1g, 20g,40g로 변화시켜 수행한 원심모형실험을 통해 구한 기초의 극한지지력 및 하중-침하특성, 하중-옹벽수평변위특성에 관하여 조사연구 하였다. 또한, 옹벽의 활동으로 인한 지반파괴의 영향을 받기 시작하는기초의 재하위치를 추정하기 위하여 종래의 얕은 기초의 극한지지력 실험을 수행하여 이들 결과와 함께 비교하였다. 한편, 모형실험결과와 기존의 이론식을 수정보완한 해석 결과와 비교분석하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제29권10호
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• pp.5-18
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• 2013

부등침하는 연약지반에 시공되는 철탑기초에 있어서 주요한 손상을 야기한다. 송전철탑용 연결형 말뚝기초는 연약지반에서의 송전철탑기초의 부등침하를 방지하기 위한 구조물로서, 주기초체와 주기초체 사이에 위치하여 기초를 연결하는 연결보로 구성된다. 본 연구에서는 송전용 철탑기초에 작용하는 연결보의 영향을 조사하기 위하여, 전라북도에 위치한 건설현장에서 24회의 모형재하시험을 수행하였다. 시험에서는 다양한 하중조건과 연결보 조건이 고려되었으며, 시험결과 수평하중에 의한 연결형 말뚝기초의 발생변위가 철탑에 작용하는 수평하중의 각도에 따라 달라지는 것으로 나타났다. 연결형 기초의 침하는 연결보의 강성이 증가할수록 감소하였으며, 수평지지력은 수평하중이 재하되는 철탑의 높이가 낮을수록 증가하였고, 파괴시점에서의 하중의 크기는 대부분의 경우 하중재하방향에 상관없이 유사한 것으로 나타났다.