• 한국지반공학회논문집
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• 제21권10호
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• pp.73-83
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• 2005

최근 사용이 증대되고 있는 말뚝지지 전면기초(piled raft foundation) 개념의 기초 설계에서는 지지력을 증대시키기 위한 목적 보다는 주로 침하를 감소시킬 목적으로 말뚝이 사용된다. 콘크리트궤도가 연약한 지반에 설치되는 경우에는 일반적으로 지지력 측면에서의 문제는 없으나, 과도한 침하가 발생할 수 있다. 이 경우 소수의 소구경 말뚝을 궤도하부에 적절히 배치하여 설치하면 침하를 효과적으로 감소시킬 수 있을 것으로 예측된다. 본 논문에서는 말뚝 설치로 인한 콘크리트궤도의 침하감소 효과를 수치해석을 통해 평가하였다. 3차원 유한차분해석법을 이용하여 말뚝이 설치된 콘크리트궤도를 모델링 하였으며, 지반 강성과 말뚝 배치의 변화에 따른 침하량 감소 효과의 차이를 분석하였다. 해석 결과로 부터 말뚝설치를 통해 콘크리트궤도의 침하를 효과적으로 감소시킬 수 있는 것을 확인하였으며, 경제적인 설계를 위한 지반조건에 따른 합리적인 말뚝 열수와 간격을 제시하였다. 또한, 지반 조건과 말뚝 배치의 변화에 따른 말뚝의 하중분담 특성을 분석함으로써, 콘크리트궤도 하부에 설치된 말뚝의 지지 메커니즘을 파악하였다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제13권3호
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• pp.21-28
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• 2009

지반-말뚝-구조의 상호작용을 정밀하게 해석하기 위해서는 토층, 말뚝 그리고 구조물의 적절한 묘사가 필요하다. 일반적으로 사용하는 유한요소해석의 경우에는 지반이나 구조물의 물성이 바뀌는 경계를 따라서 요소의 경계가 정해지게 된다. 그러나 실제로는 토층 단면과 말뚝의 형상이 매우 복잡하여 요소의 배열이 매우 어려운 작업이 될 수 있다. 이 어려움을 해결하기 위하여, 이 논문에서는 불연속선의 위치에 관계없이 규칙적인 요소를 사용하여 쉽게 적분을 가능하게 하는 다른 적분 방법을 채택하였다. 이 방법을 적용함으로 써 요소는 매우 빠르고 규칙적인 강성 매트릭스를 만든다. 구조물 응답에 대한 토층과 말뚝의 영향을 조사하였고, 예를 통하여 본 방법의 유효성을 보였다. 탄성 말뚝의 사용으로 20% 대의 가속도 감소 효과를 얻었고 지반 층의 모양에 따라 그 영향이 변하는 것을 확인하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권5호
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• pp.15-27
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• 2007

본 논문에서는 사질토 지반에 시공되는 고강도 지오그리드 보강 쇄석말뚝(Geosynthetic-Reinforced Stone Column, GRSC)의 다양한 영향인자 검토를 통한 지지력 거동특성을 다루었다. 본 연구는 GRSC의 국내 적용을 위한 사전연구로서 대형 구조물의 기초지지 말뚝으로 적용시를 대상으로 2차원 유한요소 해석을 수행하였다. 유한요소해석 결과 GRSC와 쇄석말뚝(Stone Column, SC)의 비교를 통해 지오그리드 보강이 지지력 증가에 현저히 영향을 미치는 것으로 나타났다. 또한 지반강도와 쇄석기둥 직경, 지오그리드 강성에 대해 지지력은 증가하는 것으로 나타난 반면, 감쌈길이에 대해서는 3D(D=쇄석기둥 직경)이상의 감쌈에 대해 지지력이 수렴하는 것으로 분석되었다. 따라서 본 연구에서는 GRSC 적용시 효율적인 지오그리드 보강의 최적조건을 제안하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제25권1호
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• pp.41-54
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• 2009

본 연구는 터파기 형태의 건설공사에서 레이커나 지반앵커 등의 추가적인 버팀이 필요 없는 2열 H-파일을 이용한 자립식 흙막이(SSR) 공법에 대한 것이다. SSR 공법은 사면파괴 방지용 억지말뚝의 역할을 하는 후열말뚝으로 1차적인 토압을 감소시켜 흙막이 벽체의 토압을 분담하고 억지말뚝과 흙막이 벽체의 일체화를 통해 흙막이 벽체의 강성을 증대시킴으로써 레이커나 지반앵커 등의 지보재가 필요 없이 지반굴착을 수행할 수 있는 자립식 흙막이 공법이다. 본 연구에서는 SSR 공법에 대한 실내모형실험 결과를 통하여 굴착에 따른 지반 및 흙막이 구조체의 변협과 토압특성을 분석하였으며, 여러 현장적용 사례와 계측결과를 통하여 굴착방법에 따른 흙막이 가시설의 실제 변형 특성 및 공법의 적용성을 평가하였다. 평가결과, 발생변위가 모두 계측 허용치 이내에서 만족하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권6호
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• pp.137-143
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• 2020

본 연구에서는 강성관용 하수관거 설계 시 주로 관에 작용하는 모멘트를 기준으로 관의 파손여부를 결정하는 기존 설계법의 개선을 위해 하수관거 기초의 지지력 및 침하량을 추가로 평가하는 개선안을 제시하였다. 동일한 조건에서 쇄석기초의 안전성이 가장 낮게 나타났고, 콘크리트 VR관 및 조립식 플라스틱 기초는 굴착 깊이 대부분에서 안전한 것으로 나타났다. 강성관용 하수관거 기초의 지지력은 기초의 종류에 상관없이 기초의 형상, 지반조건 및 지하수위에 따라 지지력이 결정되었다. 기초의 지지력은 지하수위가 높은 경우 작게 평가되었고, 동일 깊이에서 기초의 폭이 작을수록 크게 나타났다. 전체적으로 근입 깊이가 깊어짐에 따라 발생하는 즉시침하량은 작아지는 경향을 보이고, 관의 직경이 커짐에 따라 동일깊이에서 즉시침하량은 커지는 경향을 보여주고 있다. 강성관용 하수관거 설계 시 기존의 관에 작용하는 모멘트를 기준으로 하는 관의 파손 여부에 본 연구 결과에서 얻어진 지지력 및 즉시침하량을 고려하는 것이 강성관용 하수관거의 침하 등으로 인한 문제 해결에 합리적인 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권6D호
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• pp.905-913
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• 2008

최근 고속전철의 자갈도상에 대한 대안으로 콘크리트 슬래브궤도가 도입되어 고속전철 신규노선에 시공되고 있다. 콘크리트 슬래브궤도는 자갈도상에 비해 내구성, 유지관리 측면에서의 경제성, 열차운행의 안정성 등의 측면에서 우위에 있지만, 우수 및 지하수로 인한 노반강성의 저하, 연약한 원지반의 침하 등으로 인한 슬래브궤도의 처짐은 열차안정성에 치명적인 결함이 된다. 본 연구에서는 슬래브궤도의 처짐 지표로서 슬래브궤도의 휨강성을 설정하고, 슬래브궤도의 휨강성을 2차원 영상으로 표현할 수 있는 FRACTAL (Flexural-Rigidity Assessment of Concrete Tracks by Antisymmetric Lamb Waves) 기법이라는 비파괴 탄성파 기법을 제안하였다. 이론적 근거 확보를 위하여 콘크리트 슬래브궤도에서의 탄성파 시험을 수치해석적으로 모사하여 영향인자 연구를 수행하였고, FRACTAL 기법의 적용성 평가를 위하여 실제 고속전철 슬래브궤도에 적용하여 보았다. 그리고 FRACTAL 시험측선과 동일 측선에서 Impulse-Response 기법과 인접지반에서 전기비저항시험을 수행하여, FRACTAL 기법의 신뢰성을 검증하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권6호
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• pp.307-323
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• 2003

본 연구에서는 침하가 발생한 연약지반에 대하여 저유동성 몰탈에 의한 주입공법인 C.G.S공법의 적용성과 침하억제 효과를 확인하기 위하여 시험시공을 실시하였으며, 그 결과를 이용하여 지반조건에 적합한 설치직경, 간격, 심도, 주입재, 주입압 등 다양한 조건을 고려한 시공관리기준을 정하여 본 시공을 실시하였다. 본 시공과정 중에는 지반개량 효과를 파악하기 위하여 C.G.S개량 전, 후 현장지반조사 및 이에 따른 실내토질시험, 계측관리 등을 수행하였다. 현장 조사시험에 의한 강도특성 확인결과 C.G.S주입 주변지반은 개량전과 비교하여 전반적으로 지반강도가 증가되었음을 확인할 수 있었다. 또한, 계측관리 및 압밀특성을 분석한 결과 주변지반의 압밀특성이 개선되었음을 확인할 수 있었으며, 특히 C.G.S주입재의 압축강도시험 결과 주변지반에 비해 강성이 매우 큰 C.G.S주입에 따른 복합지반효과를 통해 지지력 증대효과 및 응력분담으로 장래침하량을 억제할 수 있는 것으로 나타났다. 이와 같이 연약점성토 지반에서 C.G.S주입시공에 의한 침하억제효과로부터 공법의 적용성이 매우 양호한 것을 확인할 수 있었다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제13권5호
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• pp.59-74
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• 1997

본 논문은 낙동강 유역의 사질토 지반에서 수평하중을 받는 강관 말둑의 수평거동을 모형실첨을 통해 관찰하였다. 븐 연구의 목적은 말뚝의 수평거동(하중-변위 잔계,지반내 말뚝의 모멘트 분포, 최대 모멘트-변위 관계 등)에 대한 말뚝의 강성, 말뚝의 근입길이, 지반의 상대밀도, 하중 재하속도, 말뚝두부의 구속조건, 그리고 지반내의 비균질토의 영향에 관하여 실험적인 연구를 수행하고 이러한 영향들을 정량화 할 수 있는 결과들을 얻고자 한다. 비선형적인 하중-변위 관계는 모형실험의 결과들로부터 2차 곡선방정식으로 회귀분석하여 구하였으며, 임의 수평 변위에 대한 수평하중, 항복하중, 극한하중 그리고 최대 휭모멘트와 항복쉽모멘트는 상대밀도를 포함하는 지수함수식의 형태로 회귀분석하여 구하였다. 수평 극한하중에 관한 Brom's의 이론 결과와 실험결과 비교에서, 짧은 말뚝과 긴 말뚝의 결과가 서로 반대로 나타난 것은 가정한 지반반력이 깊은 지점에서 낙동강 사질토의 지반반력보다 작아서 나타나는 것으로 판단된다. 균질충과 비균질토 지반의 수평거동 비교에서, 하부지반의 상 대밀도보다 상부지반의 상대 밀도가 하중-변위관계에 더 큰 영향을 끼치고 있으며, 하부와 상부 지반의 상대밀도 차가 클수록 그런현상은 뚜렷하게 나타났다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제14권4호
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• pp.87-96
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• 2015

토목섬유(Geosynthetics)는 도로, 철도, 항만, 댐, 제방 등의 각종 토목구조물에 보강, 배수, 필터, 분리, 침식방지 등의 용도로 폭넓게 적용되고 있다. 특히 토목섬유는 보강토옹벽이나 사면/지반 보강 등을 위한 보강용도로서의 적용이 활발하며, 최근에는 성토체의 안정성과 시공성 및 경제성 향상을 도모하기 위해 성토지지말뚝 상부를 토목섬유로 보강하는 기법에 대한 연구가 진행되고 있다. 일반적으로 토목섬유 보강재를 사용한 토목구조물의 안정성 해석을 위하여 실내 모형실험이나 현장에 적용된 토목섬유에 스트레인게이지를 부착하여 토목섬유의 인장변형을 측정하는 방법을 사용하고 있다. 그러나, 토목섬유의 제조방법과 강성도 및 스트레인게이지 부착방법 등에 따라 측정된 인장변형률 값의 편차가 나타난다. 본 연구에서는 지오그리드와 직포, 부직포 등 3가지 형태의 토목섬유를 대상으로 스트레인게이지가 부착된 토목섬유에 대한 광폭인장강도시험을 수행하여 video extensometer를 이용하여 측정된 인장변위로부터 산정한 인장변형률과 스트레인게이지에 의해 측정된 인장변형률을 비교, 분석함으로써 스트레인게이지 실측값의 신뢰성을 평가하였다. 분석 결과, 스트레인게이지 실측값은 비교적 강성이 높은 지오그리드와 직포의 경우에는 신뢰도가 높으나, 강성이 작은 부직포의 경우에는 신뢰도가 매우 낮음을 알 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제15권6호
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• pp.239-249
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• 1999

본 논문에서는 측방변형을 받는 수동 군말뚝의 거동특성을 연구하기 위해 말뚝의 휨강성, 말뚝중심간격, 상대밀도와 두부구속조건을 변화시킨 단독말뚝과 말뚝 중심간격이 말뚝직경(D)의 2.5, 5.0, 7.0배가 되는 1열 군말뚝에 대한 모형실험을 실시하였다. 실내모형실험은 주문진 표준사와 화강 풍화토에 근입된 수동말뚝에 직사각형 형태의 측방변위를 점진적으로 가하여 주문진 표준사에 대해 총 32회, 화강풍화토에 대해 총 16회의 실험을 실시하였다. 주문진 표준사에 대해서는 알루미늄과 PVC말뚝을, 화강풍화토에 대해서는 PVC 말뚝만을 사용하였다. 그 결과 수동말뚝에서 발생하는 최대 휨모멘트와 말뚝변위는 말뚝의 휨강성, 말뚝중심간격, 지반조건, 두부구속조건에 따라 크게 영향을 받는다는 것을 알 수 있었다. 1열 군말뚝은 두부 구속조건에 상관없이 말뚝중심간격 7.0D 이하에서 그룹효과가 나타났으며, 7.0D에서 거의 단독말뚝과 같은 거동을 보임을 알 수 있었다. 말뚝의 간격이 좁아짐에 따라 말뚝의 변위와 휨모멘트 모두 감소하였다. 아울러 말뚝의 휨강성이 클수록 휨모멘트는 증가하나 변위는 감소하고, 상대밀도가 클수록 휨모멘트와 변위는 커지는 경향을 보였다. 상대밀도에 대한 휨모멘트의 크기 변화는 고정단에 의한 실험보다 자유단에 의한 실험에서 더 크게 나타났다.