• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제20권2호
• /
• pp.287-303
• /
• 2018

최근 한국에서는 지반함몰(ground subsidence) 현상이 자주 발생하고 있다. 이에 정부에서는 지하안전관리에 관한 특별법을 제정하였고, 2018년 1월 1일부터 법이 시행될 예정이다. 이 법에 의하면, 지하 굴착 시 지하안전영향 평가를 수행해야 하며, 이후에도 주기적으로 지구물리탐사 기법을 통해서 지하공동의 발생 유무를 조사하여야 한다. 지하공동 발견 시에는 수치해석을 통해서 지하안전성을 평가하도록 규정하였다. 하지만, 발견된 지하공동을 수치적으로 모델링하는 방법이 정해지지 않아서 논란의 여지가 있다. 본 연구에서는 지하공동의 형상 및 지표로부터 지하공동까지의 깊이에 따른 영향을 연속체 해석 프로그램을 사용해서 검토하였다. 본 연구를 통해서 지하공동의 형상을 수치모델링에 반영하는 방법을 제시하였고, 지하공동의 형상 및 깊이와 전단강도감소기법으로 산정된 안전율과의 관계를 제시하였다. 본 연구의 결과는 지하안전영향평가에 관한 기초 자료가 될 수 있을 것으로 판단된다.

• 자원리싸이클링
• /
• 제29권1호
• /
• pp.43-52
• /
• 2020

본 연구는 산업부산물을 다량 활용하여 지반 함몰 발생시 긴급 복구를 위한 저강도·고유동 경량기포 콘크리트의 최적배합을 설정하고, 이를 현장에 적용하여 가능성을 평가하기 위한 연구이다. 실험의 변수로는 배합수 대비 기포제의 혼입률과 페이스트 용적대비 기포의 혼입률이며, 실험을 통하여 선정된 최적배합으로 현장적용을 통한 기초특성을 평가하였다. 실험결과 배합수 대비 최적의 기포제 혼입률은 10%가 가장 효율적이라 판단되었으며, 페이스트 대비 선발포된 기포의 혼입률은 170%에서 목표를 만족하였다. 그러나, 현장적용 시안정적인 품질확보를 위하여 기포 혼입률은 140%로 현장의 배합에 적용하였다. 친환경 결합재를 이용한 저강도·고유동 경량기포 콘크리트의 현장적용 결과 목표성능을 모두 만족하여 지반복구용 배합 및 공법으로서의 가능성을 확인하였다. 그러나 기포 및 페이스트간의 분리로 인한 상하부의 품질편차가 발생함에 따라 이의 개선을 위한 후속연구가 요구된다.

• 한국산림과학회지
• /
• 제107권4호
• /
• pp.393-401
• /
• 2018

이 연구는 우리나라의 4개 광산지역에서 발생된 지반침하로 인한 땅밀림의 특성을 분석하였다. 땅밀림이 진행되고 있는 광산지역은 대규모 함몰, 인장균열 등이 나타났고, 붕괴된 토석이 중력방향으로 밀려 내려와 대규모 산사태와 같은 형상을 나타내었다. 주 구성암석은 4번 조사지역이 사암 및 셰일이었고, 나머지 3개 지역은 모두 석회암 지역으로 땅밀림에 취약한 암석지역으로 나타났다. 4개의 광산지역에서 발생된 지반침하로 인한 땅밀림이 발생된 위치는 4/10~10/10부 능선 지역으로 모두 산지 정상부에 가까운 곳에서 발원하였다. 광산지역을 제외한 우리나라에서의 땅밀림은 모두 사태형을 나타내고 있는데, 이들 광산지역에서의 지반침하로 인한 땅밀림은 지하갱도의 공동으로 산지부의 중력에 의한 하중으로 인하여 발생된 함몰형과 땅밀림의 영향으로 사태형이 복합적으로 나타나는 것으로 분석되었다. 평균산지경사도는 $30.4^{\circ}{\sim}33.7^{\circ}$로 우리나라 땅밀림지의 평균경사도 약 $28.9^{\circ}$ 보다 $1.5^{\circ}{\sim}4.8^{\circ}$ 높게 나타났다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제20권6호
• /
• pp.1105-1123
• /
• 2018

도심지 터널굴착 시 지반침하는 지반조건, 굴착방법, 지하수 상태, 터널 지보방법 등 다양한 조건이 복합적으로 작용하여 발생할 수 있으며 대표적인 위험요인은 크게 터널굴착에 의한 지반침하와 지표면함몰로 나눌 수 있다. 터널굴착에 의한 지반침하를 예측하기 위해서는 대상구간의 현황 및 시공조건 등을 반영하고 응력 및 변위를 고려한 수치해석을 수행하여야 한다. 그러므로 터널 전체 노선 및 인근 지장물 현황을 포함하는 영역에 대해, 터널 심도가 변하는 다양한 조건을 고려해야 하는 수치해석의 복잡한 과정을 단순화하여 터널굴착으로 인한 지표면 및 심도별 지반침하를 간편하게 예측하고 평가할 수 있는 기법이 필요하다. 본 연구에서는 지하안전영향평가 수행 시 주요 평가항목인 터널굴착으로 인한 지반침하를 연구대상으로 선정하고, 지층조건, 지반특성, 토피고(터널심도) 및 터널 중심선으로부터 횡방향 이격거리와 같은 지반침하 영향요소를 고려한 매개변수해석을 수행하여 심도별 지반침하 특성 및 침하 발생경향을 분석하고, 터널굴착으로 인한 지반침하를 간편하게 예측할 수 있는 침하량 평가도표를 도출하였다. 도출된 침하량 평가도표는 수치해석 결과와 비교 분석을 통해 적정성이 검증되었으며 침하량 평가도표를 이용하여 터널굴착 시 지표침하뿐만 아니라 지중 매설물의 위치와 심도에 따른 침하량을 간편하게 예측하고 평가할 수 있다.

• 한국지반신소재학회논문집
• /
• 제16권4호
• /
• pp.231-240
• /
• 2017

최근 도심지에서 인적, 물적 피해를 초래하여 경제적 손실을 수반하는 지반함몰이 빈번히 발생하고 있다. 이는 노후화된 상하수관거의 파손으로 인한 토사유실, 다짐불량, 수평굴착, 수직굴착시 토류벽 차수미흡 등 인위적 요인에 의하여 대다수 발생한다. 지반함몰은 탐사를 통하여 사전 복구 및 보강을 통해 예방이 가능하지만 현존하는 공법으로는 긴급복구에 적용하기에 어려움이 있다. 본 연구에서는 비개착식 지반공동 긴급복구 기술 개발을 위해 지하수흐름에 의한 지중 내 공동을 모사하는 모형실험을 진행하였으며, 조성된 공동 주변을 자체제작한 이완영역탐지기를 이용하여 탐지하므로써 이완영역 범위를 추정하였다. 또, 모사지반내 형성된 공동에 석고를 주입함으로써 교란영역과 이완영역을 구분하였다. 지하수 흐름에 의한 지중 공동의 형상은 선행연구 되었던 상수관거 파손시 내부 압력에 의해 조밀한 상대밀도의 지반에서 조성된 파괴모드III와 유사하였으며, 이완영역탐지기를 이용하여 탐지된 공동은 상부에서 아칭형태로 형성됨을 확인 할 수 있었다. 또한, 지반에서 공동 중심 상부에서 이완영역과 교란영역의 길이비는 2:1로 형성되며, 외력에 대한 전단저항력의 감소의 차이인해 구분될 수 있음을 확인하였다. 즉, 사전보수 및 보강시 주입재로 사용되는 재료의 팽창성을 고려하여 2차 피해가 발생되지 않도록 주의해야함을 확인 할 수 있었으며, 추후 추가적인 실험을 통하여 다양한 지반변형 상태를 추가로 실시할 예정이다.

• 한국지리정보학회지
• /
• 제21권1호
• /
• pp.23-34
• /
• 2018

최근 대도심지를 중심으로 지반침하, 지반함몰 등 지하공간에서의 안전사고가 빈번히 발생하고 있다. 이에 정부차원에서의 다양한 대응방안을 마련하고 있으며, 이의 일환으로 지하공간통합지도 구축을 추진 중에 있다. 3차원 지반정보는 지하공간통합지도의 핵심 구성요소이며, "지하안전관리에 관한 특별법"에 따라 의무화된 지하안전영향평가의 주요 데이터로 활용된다. 3차원 지반정보의 구축 방법은 지하공간통합지도 구축 기본계획 수립 시 도출되고 국토지반정보 통합DB센터에서 지속적인 구축을 추진하고 있으나, 정확성, 효율성, 활용성을 고려한 구체적인 방안 도출이 필요한 실정이다. 본 연구에서는 지하안전관리 지원을 위해 3차원 지반정보의 정확성, 활용성, 구축 효율성을 고려한 구축 방안을 도출하고자 하였다. 이를 위해 국토지반정보 포털시스템에서 보유한 시추정보와 지반정보 구축 소프트웨어인 MVS, MakeJiban을 활용하여 표고와 지층 기반의 구축 높이 정확도를 비교하였다. 종합적인 분석결과 정확성, 활용성, 효율성 측면에서 원표고 기반의 전체 지층 일괄 구축이 가장 적합한 것으로 판단되었다. 향후, 본 연구결과를 바탕으로 일괄성 있는 3차원 지반정보 구축을 추진할 계획이다.

• 한국지반신소재학회논문집
• /
• 제14권4호
• /
• pp.147-158
• /
• 2015

본 연구에서는 하수관로 손상을 예방하고 다짐불량으로 인한 지반침하를 방지할 수 있는 하수관로 뒤채움재를 개발하였다. CA 치환율, 촉진제 종류 및 치환율, 물-재료비 등에 대한 실내실험을 수행하였는데, 재령 4시간 압축강도는 W/M 70% 이하에서 0.55~0.64MPa, W/B 80% 이상에서는 0.20MPa로 나타나 국외 유동화토의 압축강도 기준인 0.13MPa을 만족하는 것으로 나타났다. 현장 시험시공에서는 얼음블록을 이용하여 인위적으로 지중에 공동을 생성시키고 하수관로 변형을 유도하였다. 기존의 모래다짐 방법과 개발 뒤채움재의 성능을 비교 평가하였는데, 모래다짐 구간의 횡단면 발생 침하량은 최대 23.4cm, 종단면은 최대 27cm 발생하였으나, 뒤채움재 시공 구간에서는 횡단면에서 최대 0.01cm가 발생하였고, 종단면은 시간이 경과하여도 침하량의 변화가 나타나지 않았다.

• 한국지반신소재학회논문집
• /
• 제14권3호
• /
• pp.13-20
• /
• 2015

하수관거 시공시 부적절한 뒤채움재 및 다짐불량으로 인해 하수관로 파손 및 지반침하 현상이 발생한다. 최근들어 이러한 문제점을 해결하기 위해 유동성 채움재에 대한 관심이 증가하고 있다. 본 연구에서는 속경성, 가소성, 유동성, 수중불분리성을 갖춘 뒤채움재의 최적배합 도출과 뒤채움재의 경제성 향상을 위한 기초 연구를 수행하였다. 속경성 결합재의 최적배합 도출 실험 결과를 통해 뒤채움재의 최적 배합의 특성을 평가하였다. 시험결과, 속경성 결합재 페이스트의 W/M을 100%까지 증가시켜도 가소제 첨가량을 적절히 조절하여 사용하면 요구 성능을 만족시킴과 동시에 경제성 또한 확보 할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국지반신소재학회논문집
• /
• 제17권1호
• /
• pp.55-64
• /
• 2018

본 연구에서는 최근 도심지에서 발생하고 있는 지반함몰에 대하여 팽창재료를 이용한 긴급복구공법을 적용하고 이러한 공법의 적합성을 수치해석적으로 판단하고자 한다. 수치해석에 적용된 팽창재료의 특성을 평가하기 위하여 실내실험을 수행하였다. 실험으로 구한 팽창특성을 반영하여 다양한 공동 형상(직사각형 단면을 가지는 공동에 대하여 다양한 높이와 폭 조합)에 대하여 팽창재료를 적용하였을 경우 팽창재료 및 지반 거동을 평가하였다. 해석 결과, 공동의 상단과 하단의 연직변위는 공동의 높이보다는 공동의 폭에 큰 영향을 받으며, 공동 측면부의 수평변위는 공동 폭 보다는 공동의 높이의 영향을 많이 받는 것으로 나타났다. 또한, 팽창압이 작용하였을 경우 도로상부 표층의 수직변위량은 공동의 높이보다는 공동의 폭에 큰 영향을 받는 것을 확인할 수 있었다.

• 지구물리와물리탐사
• /
• 제19권3호
• /
• pp.153-163
• /
• 2016

지반 굴착에 따른 지하수위 저하로 인해 발생되는 지반함몰 문제는 지하수 흐름에 대한 이해를 바탕으로 한 해석적인 접근이 필요하다. 이 연구에서는 실내 토질시험 결과를 이용하여 유전상수와 체적함수비 상관식에 대한 여러 경험식의 적합성을 비교 검토하였으며, 수치연산을 통해 GPR 탐사를 이용한 유전상수 추정방법에 대해 검토하였다. 사질토 지반에 대해 굴착에 따른 침투해석과 응력-변형률 해석을 실시하였으며, 기존 실내실험 연구결과와 비교한 결과, 불포화토에 대한 침투압을 고려한 응력해석 결과에서 불포화지반의 모관흡입력 값을 유사하게 예측하였다.