• 한국지반공학회논문집
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• 제35권12호
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• pp.35-44
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• 2019

본 연구에서는 수직증축 공동주택 하부 신설 보강말뚝의 축강성(K_vr)을 기존말뚝의 열화를 고려한 이론적인 접근과 수치해석을 통하여 산정하였다. 3차원 유한요소 수치해석을 수행하는 과정에서, 이론적인 접근과 38본의 시험 말뚝계측 결과를 통하여 제안된 열화를 고려한 기존말뚝 축강성(K_ve)의 상한 값을 적용하였다. 이를 통해, 수직증축 리모델링으로 인하여 증가된 하중을 안정적으로 지지하기 위한 신설 보강말뚝의 최소 축강성을 산정하였다. 신설 보강말뚝의 축강성 제안은 선단지지 말뚝과 마찰말뚝에 대해 수행하였고, 다양한 세장비(L/D)에 따라 제안하였다. 해석기법은 기존말뚝의 설계 당시의 양호한 상태를 고려한 말뚝지지 전면기초 거동 해석과 열화가 고려된 기존말뚝의 축강성을 적용한 말뚝지지 전면기초 거동 해석을 수행하였다. 두 해석기법에 대한 검증을 수행한 결과 말뚝지지 전면기초 거동해석이 가능한 것으로 확인되었고, 이를 통하여 기존말뚝의 열화가 발생하였을 때 선단지지 신설 보강말뚝 축강성이 44 - 67% 증가되어야 수직증축 구조물의 안정성이 확보됨을 알 수 있었다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제5권3호
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• pp.9-15
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• 2006

그린월 공법은 독립식 콘크리트 보형식의 옹벽으로, 전, 후면 가로보와 세로 방향으로 버팀보를 연속적으로 쌓아 올려 내부에 다짐성토를 시행함으로써 구조체가 일체 거동하도록 강성벽체(rigid body)를 형성시키는 옹벽 구조물이다. 최근의 그린월공사는 원지반 절취량을 최소화 할 수 있다는 장점으로 절토 공사현장에 다양하게 적용되고 있으며, 주로 앵커 및 쏘일네일 등과 함께 시공하는 추세이다. 이처럼 그린월과 함께 쏘일네일이 시공되는 경우에는 전면벽체의 강성이 크기 때문에 연성전면벽체의 경우 보다 전체 시스템의 안정성 증대가 예상되나 실제 설계에서는 이를 반영하지 않고 쏘일네일만 설계하므로 비경제적인 요소가 많은 실정이다. 따라서 본 연구에서는 그린월과 같은 강성전면벽체와 쏘일네일 공법이 함께 시공되는 경우에 대하여 강성전면벽체로 인한 전체 시스템의 안정성 증대효과를 평가해 보았다. 본 연구에서는 전면벽체의 강성변화에 따른 전체 시스템의 안정성 증대효과를 평가하기 위하여 실내모형실험을 수행하였으며, 한계평형해석을 시행하여 그린월과 같은 전면벽체의 강성이 전체 활동에 대한 안전율에 미치는 영향을 평가하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제35권1호
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• pp.17-30
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• 2019

본 연구는 3차원 수치해석을 통해 기존말뚝과 보강말뚝의 하중분담율(Load Distribution Ratio)과 근사적 해석 기법으로 보강말뚝의 축방향 강성(Axial Stiffness)을 산정하였다. 시공단계를 고려하여 말뚝기초의 LDR에 영향을 미치는 인자를 파악하기 위해서 1) 말뚝기초의 강성, 2) 말뚝기초의 선단지지조건, 3) 기초판 접촉효과, 4) 보강말뚝의 설치위치에 따라 해석을 수행하여 기존말뚝과 신설말뚝의 하중분담율 거동을 확인하였다. 또한 5) 기존말뚝의 축방향 강성($K_{ve}$)를 사용하여 말뚝지지 전면기초의 3차원 근사적 해석기법(YSPR)으로 보강말뚝의 직경에 따른 강성($K_{vr}$)을 산정하고, 장기간 사용으로 인한 경화를 고려하여 $K_{ve}$를 3단계로 나누어 감소시켜 보강말뚝의 강성 변화의 경향을 살펴보고, 신설 말뚝의 강성 산정방법을 제시하였다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2009년도 정기 학술대회
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• pp.429-432
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• 2009

본 논문에서는 현수교에 대하여 지반-구조물 상호작용을 고려한 해석을 수행하였다. 교량의 앵커리지와 기초를 부분구조법(Structure method)을 이용한 지반-구조물 상호작용(Soil-Structure Interaction) 해석프로그램 SASSI를 이용하여 구조물 저면에서의 지반 임피던스(Impedance)를 계산하고 이로부터 앵커리지 및 기초와 지반에 대응하는 강성, 질량, 그리고 감쇠를 가지는 집중 파라메터 모델을 구하였다. 그리고 현수교 유한요소 모델에 앵커리지 및 기초와 지반에 대한 집중 파라메터 모델을 연계하여 전체 교량에 대한 지반-구조물 시스템을 구성하고 시간영역에서의 지반 운동에 대한 동적해석을 수행하였다. 해석결과를 지반-구조물 상호작용을 고려하지 않은 경우와 고려한 경우를 비교하였고 파동전달효과를 고려한 경우와 고려하지 않은 경우를 비교함으로써 지반-구조물 상호작용의 영향을 살펴보았다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 1992년도 가을학술발표회 논문집
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• pp.131-136
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• 1992

발파공법은 비 점토성 지반의 심층 개량처리에 있어서 경제적이며 실용성 있는 방법이다. 발파에 의한 흙의 다짐효과는 복잡한 과정을 통하여 이루어지며 좋은 결과를 얻기 위해서는 발파 계획에 있어서 동 공법의 작용원리를 잘 이해하고 적용하여야 한다. 본 연구에서는 발파공법에 의한 흙의 다짐효과에 관한 과거의 연구자료를 광범위하게 조사하였다. 지반개량 작용원리에 관련하여 특별한 현상과 증거를 제시하는 실제 사례 자료를 기초로 하여 현재까지 흙의 밀도증가 요인을 설명해 온 개념은 발파에 수반되어 주변 주반에 발생하는 지반거동현상을 설명하기에 부족함이 있음을 지적하였다. 또한 발파지점 부근에 형성되는 액상화 영역과 그 외부 영역에서 각각 발생되는 과인간극수압 및 지반응력상태, 이에 따른 지반침하 형태 그리고 개량지반의 강성 및 강도특성에 관하여 고찰하였다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제1권2호
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• pp.27-40
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• 1985

본고는 기약지반변형해석에 이용될 범용 program을 개발하고 이를 이용하여 성토부끝에 sheet pile을 타설하거나 혹은 성토부아래의 연약정토지반을 개취하였을 때의 변형억제효과를 연구한 것이다. 본고에 적용된 압밀리론으로서 Biot의 압밀방정식과 구성방정식으로서 탄소성리론에 근거한 modified Cam-clay 이론을 적용하였고 유한요소해석으로서는 Christian-Boehmer계를 도입하여 program화한 것이다. 그 주요한 결론은 다음과 같다. 1. 속변지반의 침하효과에 관해서는 sheet pile이나 심우혼합처새깊이를 자지층까지 관입하여 시공하고 그 자신의 침하가 없을 경우에만 유효하다. 2. 흔히 사용되는 sheet pile대책공법은 통상의 steel sheet pile의 각성으로서는 성토직후의 봉기, 측방변위의 억제효과는 기대할 수 없다. 3. Sheet pile에 대한 예상론인 사용방법은 성토하부에 세밀을 촉진하기 위해 vertical drain을 설치하고 점증재하 방법만이 확실한 효과가 있다. 4. 체층혼합처리공법은 예상한 바와 같이 그 자종가 강성이 클수록 침하억제핵과가 있다. 특히 grouting을 통한 지반강화가 곧장 주변지반의 변형억제효과가 있다고 단정하는 것은 그 강성 까 관련하여 신중히 고려하여 결정해야 한다.

• 대한토목학회논문집
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• 제13권4호
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• pp.227-237
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• 1993

본 연구는 vertical drain well 설치지반의 보다 더 실제적이고 합리적인 변형해석을 목적으로 drain well 타설로 인하여 발생하는 well 주변 점토층의 교란(smear)영향, well과 인접점토층의 강성차이에서 오는 접합면 변형의 불연속거동 표현이 가능한 유한요소해석 방법을 제시하고자 하는데 목적이 있다. 유한요소해석의 구성은 변형의 지배방정식으로서 Biot의 압밀이론을 근간으로 여기에 흙의 구성식과 접합요소이론을 결합하여 이루어진다. 본 논문에서 제시한 해석법의 정도는 Siriwardane과 Ghaboussi 등이 사용한 지반에 적용하여 검증한 바 있다. 여기에서는 이를 다시 모델지반과 실제지반에 대해서 유한요소해석법을 적용하여 강성이 다른 이질재료간 경계에서의 불연속변형의 영향에 따른 지반내 거동특성을 살펴보고 이것을 함께 고려한 해석법의 정도를 알아보고자 한 것이다. 그 결과는 침하에 있어서 매우 만족스럽다고 보아지지만 간극수압등에는 잘 일치하지 않는 점이 있어 앞으로의 더 많은 연구가 필요하다고 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권5호
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• pp.399-409
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• 2018

토압분리형 교량의 보강토옹벽은 교량을 구성하는 중요 구조물이고, 횡방향 토압과 접속슬래브를 지지한다. 보강토옹벽의 침하는 상부 구조의 손상과 접속부의 단차를 유발할 수 있다. 따라서, 토압분리형 교량의 보강토옹에 대한 침하량을 면밀히 검토하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 토압분리형 교량의 보강토옹벽에 대한 높이와 기초지반의 강성에 따른 침하량을 검토하였다. 보강토옹벽을 높이 4.0 ~ 10.0m로 설계하고, 탄성침하량을 산정하였다. 보강토 옹벽의 높이에 따라 보강토옹벽의 저면 면적과 접지압이 선형적으로 증가되었다. 그 이유는 옹벽 높이가 증가됨에 따른 보강토체의 자중의 증가 때문이다. 자중의 증가로 인해 탄성침하량도 선형적으로 증가되었다. 구조물기초설계기준 해설에 제시된 보강토옹벽 탄성침하량 이론식을 통해 침하량을 산정한 결과, 보강토옹벽의 높이가 증가됨에 따라 비례하여 침하량이 증가하였고 기초지반의 N치가 35 이상이 되어야 접속슬래브의 허용침하량을 만족하는 것으로 나타났다. 유한요소해석을 통해 보강토옹벽의 높이와 기초지반의 강성에 따른 침하량 산정 결과, 기초 지반의 강성이 증가함에 따라 최대침하량은 탄성침하량과 동일하게 감소하였다. 탄성침하량은 유한요소해석을 통해 산정된 침하량보다 과다 산정되었다. 이는 탄성침하량이 보강토체를 연성기초로 가정하고 기초 지반을 반무한 탄성체로 가정하기 때문이다. 토압분리형 교량의 보강토옹벽은 교량을 구성하는 중요 부재이므로 침하량에 대한 면밀한 검토가 필요하다. 그로인해 유한요소해석을 수행하여 침하량을 산정하는 것이 보다 합리적인 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제21권3호
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• pp.149-157
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• 2005

일반적으로 느슨한 퇴적지반이나 연약한 점성토 지반의 경우 구조물의 안정성 여부는 주로 침하규준에 의해 지배된다. 따라서 연약지반에 주로 적용, 설치되는 조립토 다짐말뚝은 기초구조물 보강이라는 측면에서 접근할 경우 침하량이 설계를 좌우하는 지배인자가 된다. 현재까지 조립토 다짐말뚝의 침하거동에 대한 대부분의 연구성과들은, 조립토 다짐말뚝이 설치된 지반을 복합지반으로 단순화하여 분석을 수행함으로써, 말뚝의 변형시 주로 발생하는 상부영역의 횡방향 거동을 반영하지 못하고 응력분담비로 표현되는 연직방향의 상대강성 차이와 치환율 만을 고려한다는 제한성을 지니고 있다. 따라서 본 연구에서는 이러한 제한성을 보완하는 데 초점을 두어, 말뚝재료의 강성과 직경 그리고 지반의 연직방향 강성과 함께 지반의 횡방향 변형 등을 종합적으로 고려하는 침하량 평가기법을 제안하였으며, 제안된 침하량 평가기법을 기존의 연구성과들과의 비교를 통해 그 타당성 등을 입증하였다. 아울러 제안된 평가기법을 이용하여 조립토 다짐말뚝의 침하에 영향을 미치는 설계변수에 대한 분석을 시행하였으며, 이를 토대로 조립토 다짐 말뚝의 설계시 주요 고려사항 등을 제시하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제26권7호
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• pp.49-58
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• 2010

흙의 입자 크기에 따른 지반-말뚝 시스템의 동적 거동 차이를 알아보기 위해, 단말뚝 및 군말뚝에 대한 1g 진동대모형 실험을 수행하였다. 지반 조성에 사용된 시료는 주문진 표준사와 호주산 세사이며, 흙의 입자 크기에 따른 영향을 알아보기 위해 다른 실험 조건은 동일하게 하였다. 단말뚝 실험 결과 말뚝의 횡방향 변위는 말뚝 직경의 1%인 탄성 영역 이내로 발생하였다. 단말뚝의 p-y 거동을 살펴보면 동일 변위에서 주문진 표준사 모형 지반의 지반 반력 값이 호주산 세사 모형 지반에서의 지반 반력보다 더 크게 나타났으며, 이는 주문진 표준사 모형 지반에서의 초기 탄성 강성이 더 크게 평가됨을 의미한다. 이러한 입자 크기에 따른 초기 지반 강성 차이는 공진주 실험 및 삼축압축실험을 통해서 확인하였다. 또한 외삽을 통해 단말뚝의 동적 p-y 중추 곡선을 산정한 결과 동적 p-y 중추곡선의 강성이 주문진 표준사 지반에서 호주산세사 지반보다 더 크게 산정되었다. 그러므로 사질토 지반에서 입자크기에 관계없이 동일한 p-y곡선을 적용하여 말뚝의 동적 거동을 예측하는 방법에 오류가 있을 수 있다. 군말뚝 실험에서는 단말뚝 실험과 같은 실험 조건에서 말뚝 직경의 1% 이상의 횡방향 변위가 발생하였으며, 모형 지반 종류와 상관없이 유사한 p-y 거동이 나타났다. 이는 변형율이 큰 비선형 영역에서는 주문진 표준사와 호주산 세사의 강성 차이가 크지 않기 때문이다. 이러한 일련의 단말뚝 및 군말뚝 실험 결과로 볼 때, 군효과를 평가하기 위해 단말뚝의 p-y 곡선에 단순히 p-승수(p-multiplier)를 곱하여 군효과를 고려하는 방법에 오류가 있을 수 있다고 판단된다.