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

• 한국지진공학회논문집
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• 제2권4호
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• pp.1-10
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• 1998

지진규모, 진앙거리, 지반조건 및 가옥의 노후도를 고려하여 역사지진의 규모를 추정하였다. 진진규모 6-8, 진앙거리 5 km-350km, 단단한 지반 및 연약 지반 특성을 갖는 18개의 인공지진파를 작성하여 우리 나라 전통 초가삼간에 대한 비선형 동적해석을 수행하였다. 가옥의 경년에 따른 노후도는 목조 프레임의 수평내력에 관한 이력특성이 선형적으로 감소하는 것으로가정하였다. 초가삼간을 1질점계의 1자유도 모델로 모델링하였으며, 비선형 이력특성은 개량형 Double-Targe모델을 이용하였다. 해석결과 원거리 지진에 대해서는 지진규모, 지반조건 및 노후도에 상관없이 매우 적은 피해를 보였다. 중거리 지진의 경우 연약지반에서 규모 6.5 이상의 지진시 반파 이상의 피해가 발생하였다. 근거리 지진의 경우 지반조건 및 노후도에 상관없이 규모 6.5 이상에서 반파 이상의 피해를 나타내었다. 우리 나라 역사지진의 규모는 약 6.2로 추정된다. 우리 나라에 적합한 지반가속도-진도의 경험식을 제안하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제33권7호
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• pp.17-28
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• 2017

본 연구에서는 건조사질토 지반에 근입된 말뚝의 동적 거동을 분석하기 위해 1g 진동대 실험을 수행하였다. 지반-말뚝 시스템의 고유 진동수를 측정한 후 고유 진동수를 기반으로 하중 진동수를 산정하고 이에 대한 거동을 분석하였다. 또한, 추가적으로 말뚝의 동적 거동에 영향을 미치는 인자를 분석하기 위하여 입력 가속도, 상부하중, 말뚝 두부 구속 조건에 따른 거동을 분석하였다. 분석결과, 하중 진동수가 지반-말뚝 시스템의 고유 진동수보다 큰 경우 상대적으로 말뚝 두부변위와 휨모멘트가 크게 발생하고 동적 p-y 곡선의 기울기가 작게 나타났다. 또한, 동적 p-y 곡선의 영향인자를 분석한 결과, 말뚝 두부구속조건은 동적 p-y 곡선의 기울기에 영향을 적게 끼침을 확인하였고, 입력가속도, 상부하중 등의 의한 관성력, 지반-말뚝 시스템의 고유 진동수와 입력 진동수의 관계 그리고 지반조건이 동적 p-y 곡선의 기울기에 큰 영향을 끼치는 것으로 확인되었다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제12권1호
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• pp.89-95
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• 2008

최근까지도 많은 시간이력 지진해석이 연약지반의 증폭영향을 고려하지 않고 연약지반 위 지표면에서 기록된 지진거동으로 수행되었다. 그러나 합리적인 구조물의 지진해석을 위해서는 지반조건을 고려하고 암반지진기록을 이용하는 것이 중요하다. 이 연구에서는 연구를 위해 태평양지진연구센터(PEER)에서 제공하는 공개된 1557개의 지진기록 중에서 26개 암반지진기록을 선정하고 암반지진 기록의 특성을 분석하였다. 연구결과에 의하면, 지반조건을 고려하지 않고 지진규모로부터 지진가속도를 추정하는 것은 합리적이지 못하며, PEER 데이터베이스 암반지진기록으로는 지진가속도, 지진규모, 진앙거리 사이의 일반적인 상관관계를 추정하는 것도 어려운 것으로 평가되었다. 그러나 이 연구에서 선정한 26개 암반지진기록은 구조물-지반체계의 시간이력 지진해석을 위해 암반지진기록으로 사용할 수는 있지만, 이 지진기록을 사용할 때에도 지진가속도, 지진규모, 진앙거리 및 지반조건이 유사한 지진기록을 사용하는 것이 필요하다는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제16권3호
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• pp.145-155
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• 2000

지반과 구조물을 일체화시키는데 사용하는 앵커는 앵커체와 지반의 마찰력에 의해서 구조물을 지지하는 역할을 하며 앵커의 하중과 변형의 관계를 규명하기 위해서는 앵커의 마찰력 분포의 변화(하중전이)가 중요한 요소가 된다. 하중 재하시 앵커체에 발생하는 하중전이 분포는 앵커의 인발 지지력과 밀접한 관계가 있고 정착장의길이, 지반 조건 등에 따라 분포 양상이 변하기 때문에 하중 정이를 이해하기 위해서는 강선과 그라우트의 하중분포 그리로 앵커 그라우트체와 지반과의 마착력 분포를 알아야 한다. 본 연구는 미국 Texax A&M University의 점성토지반에 계측기가 장착된 10개의 그라운드 앵커를 설치하여 인발시험을 수행하였다. 앵커의 자유장 강선에 작용하는 응력, 그라우트체에 작용하는 응력, 그리고 정착장 강선의 응력을 계측하여 강선과 그라우트의 정착응력 및 그라우트와 지반에서의 마찰력 분포를 구함으로써 강선-그라우트-지반의 복합적인 거동에 따른 각 하중 단계마다의 하중전이를 얻어냈다. 또한 현장시험 결과의 역해석을 통하여 강선과 그라우트 사이의 하중과 변위의 관계와 그라우트와 지반의 하중-변위 관계를 분석하여 그라운드 앵커의 인발 특성을 예측 할 수 있는 수치해석 기법을 모델링하여 제시하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제21권1호
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• pp.43-50
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• 2005

고압분사주입공법은 지반개량, 차수벽, 흙막이벽, 기초 보강말뚝 등에 사용되고 있다. 고압분사주입공법은 사질토지반에 대해서는 지수목적으로, 연약한 점성토 지반에서는 지반강화를 위하여 사용되고 있다. 그러나 현재 국내에 적용되고 있는 경우의 대부분은 지반조건에 따른 강도증가 효과를 경험적으로 파악하여 설계에 적용하고 있는 실정이고 이에 대한 많은 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 고압분사주입공법의 지반교란에의 효율성을 증대시킬 목적으로 공동현상(cavitation) 이론을 응용하고자 하였다. 그리고 이를 정량적으로 분석하기 위하여 공동현상(cavitation)을 적용한 경우와 적용하지 않은 경우에 대해 지반조건, 주입압력 및 주입시간 등을 변화시켜가며 점성토 및 사질토 모형지반에 대하여 그라우팅을 실시하였다. 시험결과 공동현상(cavitation)을 적용한 경우 점성토 및 사질토 지반 모두 좋은 결과를 보여, 실제 공법에 적용가능성이 높은 것으로 나타났다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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• pp.512-515
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• 2011

터널 해석은 주로 지표침하와 터널 라이닝 내 단면력 산정에 초점이 맞춰지며 이는 시공단계를 고려한 3차원 수치해석 모델을 이용해 결정할 수 있다. 수치해석 시 shield는 응력 제어, shell element로 모델링하는 방법 등으로 모사될 수 있다. 한편 변위 제어를 통한 쉴드 모사는 shield를 적절한 경계조건으로 처리함으로서, 다른 shield 모사 방법에 비해 모델링 작업을 간소화하고 해석의 효율성을 높일 수 있다. 본 연구에서는 변위 제어에 의한 shield 모사를 위한 적정 경계조건을 제안한다. 이를 위해 시공단계가 고려된 유한요소해석을 사용하여, 쉴드 및 굴착면에서의 경계조건 변화와 이에 따른 지표침하 관측 수행하였다. 제안된 shield 변위 제어로부터 얻어진 해석결과를 이론적인 해와 비교함으로서, 제시된 shield 모델링 방법의 적정성과 지반 거동 변화를 평가하고자 한다. 해석 결과는 지반 모델의 지표침하를 기준으로 관찰되었으며, 변위제어에 의한 결과와 요소에 의한 모델링 결과가 유사하게 얻어짐을 보여준다. 또한 변위제어의 쉴드 모사에서 회전 구속보다 변위 구속 조건에 지배적으로 영향을 받음을 확인하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제5권4호
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• pp.301-312
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• 2003

이 논문은 토사지반 (연약지반)에서의 터널굴진시 터널주변에 야기되는 응력과 간극수압에 대한 거동의 이론적 고찰에 대한 연구로써 터널 굴진시 터널의 안정성 예측을 위한 접근방법에 대하여 연구, 제시되었다. 안정성에 대한 이론적인 접근방법을 이해하기 위하여 배수 및 비배수조건에서의 터널막장의 거동에 대하여서도 고찰하였으며, 실질적으로 현장에서 계측하여 얻어진 자료를 기초로 터널의 안정성에 대한 이론적 접근방법의 적용사례를 연구하고 그 결과에 대하여서도 또한 분석 평가하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제16권3호
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• pp.157-162
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• 2000

측발유동을 받는 일렬 군말뚝의 그룹효과를 파악하이 위해 3차원 유한요소해석을 수행하였다. 국내의 대표적인 화강풍화토 지반에 선단지지된 말뚝을 대상으로 측방으로 지반변위 발생시 말뚝 두부조건과 중심간격(2.5D, 5.0D, 7.0D, 단독말뚝) 및 말뚝주면의 접촉효과를 고려한 군말뚝의 상호작용계수를 산정하였다. 본 연구 결과, 단독말뚝과 비교하여 군말뚝의 간격이 좁아짐에 따라 상호작용계수는 현저하게 감소하였으며 말뚝 두부조건이 회전구속, 힌지,자유단의 순으로 감소정도가 크게 나타났다. 이는 실내모형실험을 통해 산정된 상호작용계수와도 비교적 잘 일치함을 보였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제17권5호
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• pp.165-172
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• 2001

본 연구에서는 하천인접구간에서와 같이 지하수가 풍부한 지반에서 시공되는 터널의 막장 안정성을 평가하기 위하여 터널 막장에 작용하는 힘의 두 가지 요소를 고려하였다. 하나는 극한해석 중 upper bound solution으로부터 산출된 유효응력이며, 또 하나는 지하수의 정상류 흐름조건을 고려한 수치해석으로부터 산출된 침투력이다. 지하수가 풍부한 토사지반에서의 터널 시공시 터널 막장에 작용하는 힘을 구하기 위하여 침투력을 고려한 극한해석의 해를 구한 결과 터널 막장의 안정성을 유지하기 위한 최소 지보력은 터널 막장에 작용하는 유효응력과 침투력의 합으로 나타낼 수 있었다. 또한 터널 막장에 작용하는 평균침투압은 지하수위에 비례하여 작용하는 것으로 나타났으며, 이를 실내모형 실험 결과를 통하여 검증하였다. 지하수의 정상류 조건 하에서의 토사터널에 대한 실내모형 실험 결과, 터널 막장에 작용하는 침투력은 수치해석 결과 비슷한 양상을 보여주어 제안된 이론의 타당성을 입증하였다.