• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제7권1호
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• pp.5-18
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• 2006

쇄석말뚝과 조립토 다짐말뚝은 연약지반의 보강, 극한지지력의 증대 및 기초 지반의 압밀을 가속화시키기 위한 목적으로 지난 수십 년 동안 폭넓게 사용되고 있다. 조립토 다짐말뚝의 극한지지력은 조립토 말뚝의 팽창파괴를 억제하기위한 지반의 횡방향 구속압에 지배된다. 한편, 조립토 다짐말뚝은 충분한 횡방향 구속압이 발휘되지 못하는 압축성 점토지반이나 연약지반에서는 그 기능을 기대하기 어려운 점이 있다. 따라서 본 연구에서는 기존 조립토 다짐말뚝과 일부 심도를 빈배합 콘크리트로 보강한 조립토 다짐말뚝에 대한 3차원 수치해석을 실시하여 그 결과를 비교, 분석하였다. 또한, 본 연구에서는 수치해석결과를 바탕으로 침하저감계수에 대한 회귀분석식이 제시되었으며, 침하저감계수에 대한 변수분석을 통해 제안된 침하저감계수 회귀식의 타당성을 검증하였다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제16권3호
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• pp.63-74
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• 2017

쇄석다짐말뚝(GCP)은 수십 년 동안 사용되어 왔지만, 팽창, 전단파괴와 기타 현상과 같은 파괴가 여전히 발생하여 보다 정교한 연구가 필요한 실정이다. 본 연구에서는 선행연구 분석과 수치해석을 통해 치환율과 지반강도에 따른 응력 및 침하거동을 분석하고자 하였다. 이를 위해 유한요소해석 프로그램 ABAQUS를 사용하여 GCP로 개량된 복합지반을 모델링하여 지반강도와 치환율에 따라 복합지반의 응력과 침하를 분석하였다. GCP로 개량된 복합지반에 대하여 유한요소법을 이용한 수치해석을 실시하였으며, 치환율과 지반강도에 따른 복합지반의 응력관련계수와 침하저감계수의 관계를 분석하였다. 분석결과, 지반강도와 치환율이 증가할수록 깊이 별 평균 응력관련계수와 응력분담비는 증가하는 경향이 나타났다. 상부에서의 응력관련계수는 동일하게 증가하는 경향이 나타났지만, 응력분담비는 감소하였다. 따라서 상부층에서의 값은 다른 깊이에서의 값들과 다른 경향이 나타나므로 상부층에서의 측정된 값으로 복합지반 설계 시 과오를 범할 수 있으니 주의가 필요하다. 또한 기존 침하저 감계수식과 수치해석을 통한 침하저감계수와 비교 분석하였는데, 기존 식과 수치해석을 통하여 구한 값은 유사하게 나타났다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제13권3호
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• pp.53-58
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• 2012

일반적으로 연약지반인 점성토 지반이나 느슨한 사질토 지반을 개량하기 위하여 모래다짐말뚝(SCP)공법 또는 쇄석다짐말뚝(GCP)공법이 쓰여지고 있다. 하지만 모래다짐공법은 모래의 수급부족과 모래채취로 인한 환경파괴와 같은 문제점이 있으며, 쇄석다짐공법은 쇄석다짐재료의 클로깅으로 인하여 배수재의 투수계수가 저하되는 문제점이 있다. 최근, 모래와 공학적 성질이 유사한 화력발전소 부산물인 저회를 모래의 대체 재료로 활용하기 위한 연구가 이루어지고 있다. 본 연구에서는 저회혼합다짐말뚝에 대한 기초적 연구로써 조립재료 및 치환율에 따른 조립재료 혼합다짐말뚝의 거동특성을 수치해석적으로 규명하였다. 특히, 말뚝중심부로부터 거리에 따른 침하저감비(SRR)를 산정하였다. 연구 결과는 다음과 같았다. 조립재료에 따른 혼합다짐말뚝의 침하저감비 변화값은 유사한 형태를 보였으며 치환율에 따라 복합지반의 강성이 증대하여 침하저감비는 감소하는 형태를 보였다. 특히, 치환율 20~40%의 범위에서는 일반적으로 침하저감비의 증가가 큰 것으로 나타났고, 치환율 40% 이상에서는 증가치가 서서히 감소하는것으로 나타났다. 본 연구에서 적용한 연약지반과 유사한 지반에 혼합다짐말뚝 적용 시 경제성을 고려하였을 때, 30~40%의 치환율이 적절할 것으로 사료된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제1권1호
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• pp.27-33
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• 2000

쇄석말뚝 공법은 다져진 자갈, 폐석, 쇄석 등을 이용하여 느슨한 사질지반이나 연약점성토 지반을 개량하는 공법으로 일반적으로 말뚝은 70%이상의 치환율로 실트질 점토에 시공되어 지지력을 증진시키는 공법이나 말뚝을 배수층으로 압밀에 의한 점성토의 지반의 강도 증가를 전제로 치환율을 30% 이하로 억제하는 저치환 공법의 효율에 관한 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 쇄석말뚝의 치환율에 따른 단일 등가원주 모형 실험을 실시하여 쇄석말뚝이 연약지반의 압밀거동에 미치는 영향을 분석하였다. 실험결과 치환율의 증가에 따른 침하감소효과와 침하저감계수를 산정하였으며 복합지반의 압밀시간 단축을 확인하였다. 또한, 복합지반에 대한 이론식을 이용한 장기침하량 예측을 통해 보강지반의 침하억제 경향을 평가하고 베인전단시험을 통해 복합지반의 강도증가특성을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권10호
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• pp.23-29
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• 2020

철도 공용에 따른 반복 동하중을 지속적으로 경험하는 흙 구조물은 지속적인 침하가 발생한다. 본 논문에서는 흙 구조물을 구성하는 세립분 함량 변화에 따른 시멘트 혼합토의 침하 및 강성 특성을 반복 동하중 시험을 실시하여 평가하였다. 흙의 세립분 함량, 시멘트 함량, 양생일 수을 변화시켜가면서 총 18 케이스의 시험을 실시하였다. 동 시험결과로부터 시멘트 혼합토는 침하 측면에서 시멘트 함량 3% 이상 사용 시 세립분 함량이 높은 흙에서도 침하 저감 가능성이 크다는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 시멘트 함량이 0% 에서 3 ~ 4% 로 증가 시 탄성 침하량은 1/4 수준으로, 소성 침하량은 1/6 수준으로 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 시멘트 혼합토는 강성 측면에서 시멘트 함량 증가에 따라 회복탄성계수가 증가하는 경향을 보였다. 시멘트 함량 3% 이상 사용 시에는 흙의 세립분 함량 40% 수준에서도 철도 상부노반 다짐 강성 품질기준인 80 MPa을 만족하는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권1호
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• pp.1-7
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• 2017

RAR(Reinforced Abutment for Railways)은 뒤채움을 선 시공하고, 교대를 후 시공하여 접속부의 침하와 교대 수평토압 및 변위를 저감할 수 있는 교대 구조로 교대 구체 및 저판의 사이즈와 말뚝의 설치 수를 줄인 경제적인 교대 구조이다. 본 논문에서는 말뚝 설치 수에 따른 RAR의 성능을 수치 해석을 이용하여 평가하였다. 말뚝의 설치 수를 1~4열을 적용한 RAR을 지반 변형계수를 달리한 조건에 대하여 수치 해석을 수행하고, 그 결과를 동일한 지반 조건에서 기존 교대의 수치해석결과와 비교, 분석하였다. 해석결과 말뚝 설치 수를 증가시키는 경우 접속부 침하저감 효과는 비교적 크지 않았고, 교대수평변위 및 토압 저감에 더 효과적인 것으로 나타났다. 말뚝 설치 열 수가 1~4열로 변할 때 RAR의 수평변위는 기존교대의 26~37%, 수평토압은 59~83%수준으로 말뚝 설치수가 증가할수록 기존교대(말뚝5열)에 비해 수평변위와 토압을 크게 저감할 수 있는 것으로 나타났다. 또한 RAR의 수평 토압은 보강재, 말뚝, 기초저판, 원지반 강성 등의 영향을 복합적으로 받는 것으로 평가되었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제15권1호
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• pp.25-34
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• 2014

본 연구의 목적은 개량체 구조형상변화에 따른 복합지반에서의 역학 및 침하특성을 분석하는 것에 있다. 본 연구의 실험은 원형토조에 강도 및 치환율별로 격자형 개량체를 만들어 복합지반을 조성한 후 응력을 재하하는 방식으로 총 9 케이스를 수행하였다. 또한 심도별 응력분포 및 응력분담비 등을 분석하기 위해 유한요소해석을 실내 모형실험과 동일조건으로 모델링하여 해석하였다. 연구결과, 격자형 개량체로 구성된 복합지반은 원형 개량체에 비해 저치환율을 제외한 중간 및 고치환율에서 응력분담비가 증가하며 그 결과, 침하량은 감소하는 경향을 보였다. 본 연구는 구조형상 변화에 따른 형상효과비 및 침하저감계수 제시를 통해 부족한 복합지반의 개량체 구조형상에 대한 연구 참고자료 및 향후 추가 연구에 도움이 될 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제21권3호
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• pp.159-168
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• 2005

조립토 다짐말뚝의 침하거동에 대한 현재까지의 연구성과들은 주로 응력분담비와 치환율을 토대로 한 침하저감계수의 평가를 위주로 수행되어 왔으나, 조립토 다짐말뚝이 설치된 지반을 복합지반으로 단순화하여 분석을 수행함으로서, 말뚝의 변형시 주로 발생하는 상부영역의 횡방향 거동을 반영하지 못하고 응력분담비로 표현되는 연직방향의 상대강성 차이와 치환율만을 고려한다는 제약성이 있다. 필자 등은 이러한 제약성을 보완하는 데 초점을 두어, 말뚝재료의 강성 및 직경 그리고 지반의 연직방향 강성과 함께 횡방향 변형을 종합적으로 고려하는 침하량 평가기법을 기 제안한 바 있다. 본 연구에서는 기 제안된 기법의 적용 타당성 등을 보다 구체적으로 확인하기 위해, 현장재하시험 및 3차원 수치해석 등을 실시하여 그 결과를 비교, 분석하였다. 아울러 기 제안된 침하량 평가기법 등을 활용하여, 실무에서 간편하게 수 계산으로 조립토 다짐말뚝의 침하량 산정이 가능한 방법을 제안하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제24권2호
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• pp.45-57
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• 2008

현재 기존선의 고속화를 위하여 개발된 개량 분기기에 대한 성능 평가 연구가 활발히 진행되고 있으며, 동적윤중 현장계측을 통하여 기존 및 개량 분기기 충격계수가 산정되었다. 본 연구에서는 산정된 충격계수를 이용해 기존 및 개량 분기기 궤도 성능과 노반의 거동을 평가하였다. 궤도 성능 평가를 위해 동적윤중 및 레일압력을 검토하였고 노반거동 평가를 위해 수치해석을 이용하여 노반응력 및 침하를 검토하였으며, 기후변화 및 열차의 반복하중으로 인해 연약해진 노반의 안정성 검토를 수행하였다. 그 결과, 분기기 개선에 따른 동적윤중 및 레일압력 그리고 노반의 침하 및 응력의 현저한 저감 효과를 확인할 수 있었다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제2권2호
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• pp.3-11
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• 2003

지중매설구조물에 작용하는 수직하중 저감기법인 유도 고랑형 기법은 관거 상단의 내부토체에 압축성이 큰 재료(점토, 이토, 지푸라기 등)를 뒤채움함으로서 다짐된 지반인 외부토체에 대해 상대적으로 하향 침하하는 변위를 유발시킴으로써 발생되는 아칭효과에 의해 하중을 저감시키는 기법이다. 그러나, 기존의 유도 고랑형 기법은 상대적 변위를 유발시키기 위한 압축재인 점토, 이토, 지푸라기 등이 현장의 품질관리차원에서 관리가 어렵다는 문제점을 가지고 있다. 최근의 관련 연구 경향은 압축재로서 재료 관리가 용이한 대체 재료의 개발과 EPS 블록의 활용성 검증 등에 초점이 모아 지고 있는 실정이다. 본 논문에서는 연성강관의 포설 효과, EPS 블록 포설 형태, 연성강관의 직경 등을 변화인자로 한 일련의 실험을 통하여 연성관 및 EPS 블록 포설에 따른 수직하중 저감 효과와 매커니즘을 분석하고, 현장적용에 필요한 최적 단면 및 설계 시 적용되는 환산하중계수(K')을 제시하고자 한다.