• 한국지반공학회논문집
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• 제24권11호
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• pp.35-41
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• 2008

쇄석말뚝은 연약지반의 침하 억제 및 지지력 보강에 사용되는 연약지반 보강공법 가운데 하나이다. 본 연구에서는 연약지반의 침하저감효과를 평가하는데 영향을 미치는 중요한 인자인 응력분담특성을 살펴보기 위하여 쇄석말뚝으로 보강된 점토지반에 대한 실내실험을 수행하였다. 상재하중 재하 시 시간경과에 따라 쇄석말뚝의 응력비 값은 감소하는 것으로 나타났다. 점토지반의 강성도가 증가함에 따라 쇄석말뚝의 응력비는 증가하는 경향성을 보였다. 또한, 쇄석말뚝으로 보강된 연약지반의 응력분담율을 간편하게 예측하기 위하여 제안된 수정된 Baumann & Bauer의 해가 계측 결과와 잘 일치되는 결과를 보여주는 것으로 나타났다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제25권6호
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• pp.583-603
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• 2023

최근 기계식 터널 굴착기술의 발전과 수압을 받는 해저철도 터널의 특성 상 쉴드TBM 공법이 해저철도 터널 설계 및 시공에 널리 적용되고 있다. 해저철도 터널은 일반적인 지중응력상태에서 거동하지 않고 외부 수압이 상시재하되는 상태이며 지진 시 지진파의 증폭에 의한 영향을 받게 된다. 특히 연약지반, 연약토사-암반 복합지반, 단층파쇄대 등 다양한 지반조건 하에서 작용하는 지진하중은 터널 변위 및 지보재 응력의 급격한 변화를 초래하여 터널 안전성에 큰 영향을 미친다. 또한 지진하중의 주기특성, 지진파형, 최대가속도 등의 재하조건에 따라 지반 및 터널의 동적 응답이 달라지며 이는 지반조건과 결합하여 더욱 복잡한 지반-터널 구조물계의 거동을 보여주게 된다. 본 연구에서는 해저철도 터널의 동적거동 평가를 위하여 수압을 고려하여 지반-터널 구조물계 전체를 유한차분해석 기법으로 모델링 하고 상호 지진 시 구조물 응답을 분석하였다. 해저철도 터널의 지진 시 동적 거동에 영향을 미치는 주요 인자는 지반조건과 지진파이므로 가상 지반조건에 따라 총 6가지의 해석 Case를 설정하였다. 가상 지반조건은 해석 대상영역의 지반이 모두 토사(풍화토)인 경우(Case-1), 모두 암반(경암)인 경우(Case-2), 터널 진행방향(종방향)으로 토사와 암반의 복합지반인 경우(Case-3), 암반 내 폭이 상대적으로 좁은 파쇄대(w = 2.0 m)를 터널이 통과하는 경우(Case-4), 터널 진행방향(종방향)으로 연약토사와 암반의 복합지반인 경우(Case-5), 암반 내 폭이 상대적으로 넓은 파쇄대(w = 10.0 m)를 터널이 통과하는 경우(Case-6)으로 구분하여 각각 모델링을 수행하였다. 해석 결과 지진에 의한 수평변위는 지반물성 증가에 따라 커지는 경향을 나타내었으나 주변 지반의 구속효과와 강성 세그먼트로 결합된 쉴드터널 구조물의 특성으로 인하여 다소 억제되는 경향도 함께 관찰되었다. 세그먼트의 부재력은 변위 발생 경향과는 달리 지반 강성이 약할수록 현저히 증가하는 경향을 나타내었으며 오히려 변위 억제 효과에 따른 부재력 증가가 뚜렷하게 관찰되는 특성을 확인하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제8권6호
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• pp.5-12
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• 2007

이암은 건조 조건에서는 일정한 강도와 강성을 가지나, 지하수 침투 등에 의한 습윤, 포화 시 고유의 강도 및 강성이 저하되어 급속히 풍화되는 특성을 가지며, 포항지역에서 자주 발생하는 절취사면의 활동은 주로 이암이 풍화되어 전단강도가 급격히 저하되는 것으로 볼 수 있다. 본 연구는 시추조사시 강성이 충분한 것으로 평가된 이암층에 PRD강관말뚝을 시공한 후 정재하 시험을 실시한 결과 소요지지력이 부족하여, 이를 보강하기 위한 가장 우수한 방법을 찾기 위하여 여러 가지 공법을 검토하였다. 말뚝지지력 증대에 가장 효과적인 방법을 찾기 위해 말뚝주변 및 선단부에 MSG공법, 마이크로파일 보강후 주변그라우팅공법, 선단보강 그라우팅 및 콘크리트 속채움 등의 방법으로 시험시공을 실시하였고, 시험말뚝에 대한 정재하시험 결과 MSG공법으로 보강한 말뚝의 지지력이 가장 우수함을 알 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제16권4호
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• pp.95-105
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• 2000

공중낙하법에 의해 만든 등방압밀 모래공시체를 미소변형률 측정장치를 사용한 평면변형률압축시험을 실시하여 미소변형률에서 파괴후까지의 전단강성계수에 대한 이방성을 연구하였다. 세계각국의 주요 연구기관에서 사용되고 있는 7종류의 연구용 표준사 공시체를 멤브레인의 관입에 의한 오차와 변위를 외부에서 측정함으로 하여 생기는 오차(bedding error)등의 영향을 제거하여 측정한 최대주응력방향의 변형률과 최소주응력방향의 변형률을 각각 0.0001%에서 10%까지 넓은 범위에 걸친 응력-변형률 관계를 얻었다. 그 결과 최대전단강성계수 Gmax는 퇴적면과 최대주응력 $\sigma$1이 이루는 각도 $\delta$에 관계없이 일정하였다. 그러나 정규화한 Gmax는 모래의 종류에 따라 달랐다. 또 전단강성계수의 변형률 수준과 응력 수준에 대한 의존성은 $\delta$가 감소함에 따라 증가하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제15권10호
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• pp.53-62
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• 2014

국내의 경우 하수관으로 많이 사용되어 온 관종은 콘크리트 흄관으로 대표되는 강성관이 주를 이루고 있으나, 시간 경과에 따른 관 부식 및 수밀성 부족 등의 이유로 사용이 급격히 감소하고 있다. 반면에 연성관은 부식에 강할 뿐만 아니라 자재의 무게가 경량이어서 시공성이 우수한 장점이 있어 사용이 증가하고 있는 실정이다. 그러나 연성관에 대한 시장의 신뢰성 부족과 미흡한 다짐관리로 인한 국부적인 파손사례가 발생하고 있어 이에 대한 원인분석 및 관리방안이 필요한 실정이다. 이에 본 연구에서는 시공순서, 관의 강성, 관 하부 콘크리트 기초의 강도, 관 하부 모래기초의 다짐도, 관 주변 모래의 다짐도 및 관 상단 되메움재의 다짐도 등을 변화시켜 가며 각각의 조건에 따른 관의 변형특성을 수치해석을 통하여 평가하였다. 평가결과 각 인자에 대한 영향을 확인할 수 있었으며 특히 연성관의 경우 관 주변 모래의 품질관리가 중요한 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제21권5호
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• pp.133-142
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• 2005

본 연구는 지난 5년간 개발해온 인홀 발진자를 터널 막장의 강성도 계측에 사용가능하도록 개선하는데 주력하였다. 프로브는 터널의 폭파를 위해 점보드릴로써 천공된 직경 45m의 홀에 맞추기 위하여 소형화되었다. 또한 트리거 시스템은 감속모터를 사용함으로서 편리하게 되었고, 에어 팩킹 시스템은 압축공기 없이 사용하기위한 플레이트 스프링으로 교체하였다. 이러한 개선은 프로브를 터널내부의 환경에 적합하게 만들고 추가되는 비용 없이 실험하기 위함이다. 프로브와 테스트 과정은 암반의 강성을 측정하기 위해 터널의 막장의 수평 홀에 성공적으로 적용되었다. 측정된 전단파 속도는 터널 해석을 위한 암반의 변형 특성을 측정하는 것에 사용될 수 있다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제32권5호
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• pp.15-26
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• 2016

댐 제방과 같은 제체는 매우 중요한 토목구조물로서 이러한 제체의 유지 보수에는 그라우팅 공법이 많이 사용된다. 그라우팅을 사용한 유지 보수를 통해 제체 안정성을 확보하기 위해서는 그라우팅 시공 결과의 건전성이 확보되어야 한다. 따라서 그라우팅을 사용한 유지 보수에 있어 그라우팅 결과의 건전성 평가는 매우 중요하다. 그라우팅 시공에 따른 제체의 전단파 속도 변화량은 그라우팅 시공 결과의 건전성 평가에 효과적으로 사용될 수 있다. 전단파 속도는 대상 매질의 강성을 나타내며, 그라우팅은 대상 매질의 강성을 변화 시키기 때문에 전단파 속도 변화량 측정을 통해 그라우팅 효과의 정성적인 평가가 가능하다. 이를 위해서는 시공 전 후 제체 단면의 공간에 따른 전단파 속도 분포를 결정할 수 가 있어야 한다. 본 연구에서는 HWAW(Harmonic Wavelet Analysis of Waves)방법을 전단파 속도 결정을 통한 그라우팅 시공 결과의 건전성 평가에 적용하였다. HWAW방법은 단순한 장비를 사용하여 대상 시스템의 강성변화에 민감하다. 또한 높은 공간 해상도를 가지는 전단파 속도 분포 결정이 가능한다. 제안된 방법의 타당성을 검토하고자 수치모의 실험과 현장 적용실험을 수행하였으며, 이를 통해 제안된 그라우팅 효과 평가 방법의 적용성을 확인할 수 있었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제22권4호
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• pp.5-13
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• 2021

철도 분야에서 구조물 접속부는 지지강성이 갑작스럽게 변화하는 구간으로 갑작스럽게 지지강성이 변화하면 강성차로 인해 구조물 접속부에는 부등침하가 발생하게 된다. 이러한 부등침하는 열차의 주행안전성과 궤도를 지지하는 노반에 문제를 발생시킨다. 특히 구조물 접속부 중 교량-토공 접속부에서 부등침하에 관하 연구는 대부분 열차하중을 고려하였을 뿐 지진을 고려한 연구는 미비한 실정이다. 이에 본 연구에서는 구조물 접속부의 형상이 지진 시 교량-토공 접속부의 동적거동에 미치는 영향을 확인하기 위해 구조물 접속부의 형상을 결정하는 어프로치블록의 기울기와 토공의 기울기를 변화시켜 수치해석을 수행하였다. 그 결과 교량-토공 접속부에서의 동적 거동은 구조물 접속부의 형상에 영향을 받는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제22권1호
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• pp.63-72
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• 2006

일반적으로 강성 벽체에 작용하는 주동토압은 Coulomb의 토압이론에 의해 산정 되어왔다. 그러나 많은 시험결과에 따르면 벽면이 거친 강성 벽체에 작용하는 주동토압은 비선형으로 분포하며, 이러한 비선형의 토압분포는 벽체가 변위를 일으킬 때 벽체와 뒷채움재간의 마찰에 의해 뒷채움재에서 유발되는 아칭효과 때문에 발생하는 것으로 밝혀졌다. 현재까지 아칭효과를 고려해서 강성 벽체에 작용하는 주동토압을 산정할 수 있는 토압산정식들이 다양한 형태로 제안되었다. 그러나 이들 토압산정식은 뒷채움재가 균질한 경우에만 적용할 수 있는 것들로, 항만구조물에 사용되는 케이슨과 같이 배면이 사석과 모래로 뒷채움된 경우에는 적용이 불가능하다. 따라서 본 연구에서는 사석과 모래로 뒷채움된 케이슨에 대하여 비선형으로 분포하는 주동토압을 산정할 수 있는 토압산정식을 제안하였으며, 제안식을 도출하는 과정에서 사석과 모래의 단위중량과 내부마찰각의 영향이 모두 고려되었다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제12권6호
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• pp.127-138
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• 1996

배수재가 설치된 연약지반의 현장거동은 3차원적인 특성을 나타낸다. 그러므로 보다 효율적인 2차원 평면변형률 수치모델을 이용하여 적절하게 해석하기 위해서는 현장지반의 3차원적인 흐름특성을 평면변형률 모델의 층류흐름으로 전환할 필요성이 있다. 본 논문에서는 배수재가 설치된 연약지반의 3차원적인 거동특성을 고려하기 위하여 등가의 효과적인 모델방법이 유한요소법에 적용되었다. 2차원 등가모델은 등가투수계수와 배수재의 강성토를 고려한 등가폭을 가진다. 제안된 등가모델을 검증하기 위하여 ABAQUS 프로그램을 이용한 3차원 압밀해석을 수행하였으며, 3차원 해석결과와 2차원 해석결과를 비교하였다. 제안된 등가모델을 적용한 2차원 평면변형률 수치해석방법은 현장지반의 3차원적인 거동특성을 비교적 정확히 예측할 수 있다.