• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권3호
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• pp.2212-2218
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• 2015

세 종류의 얕은기초를 지지하는 기초지반의 하중지지거동을 살펴보고자 모래지반과 점토지반을 가정하여 유한요소 해석을 수행하였다. 띠기초를 지지하는 모래지반의 파괴영역의 형상 및 크기는 상대밀도에 따라 달랐으나 점토지반의 경우 강도에 따라 파괴영역에 차이가 거의 없으며 이론에서 고려되는 파괴영역과 유사한 결과를 보였다. 모래지반에 대한 수치해석을 통해 얻은 하중-침하곡선의 형상을 고려해 볼 때 느슨한 모래에 놓인 기초의 경우 거의 관입전단파괴양상을 보였으며 조밀한 모래에 놓인 기초의 경우 극한하중이 뚜렷하지는 않았다. 점토지반에 놓인 기초에 대하여 수치해석을 통해 얻은 하중-침하량곡선의 경우 침하가 급격하게 증가하는 항복점이 존재함을 알 수 있었다. 모래지반에 의해 지지되는 기초에 대해 이론식에 의해 예측된 극한하중은 수치해석에 의한 극한하중보다 큰 값을 보였으며 점토지반에 대해 이론식에 의해 예측된 극한하중은 수치해석에 의한 극한하중과 유사한 값을 보였다. 1 인치 침하기준법에 의해 결정된 극한하중은 수치해석을 통해 얻은 극한하중보다 약간 작은 값을 보여 안전측의 결과를 보였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제2권4호
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• pp.51-61
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• 2001

본 논문에서는 지반의 상대다짐도(RC)와 매입말뚝의 근입비에 따른 하중-침하 거동을 연구하기 위하여 모형실험과 하중전이 함수를 이용한 해석을 수행하였다. 모형시험에서 말뚝은 근입비(L/D)를 15, 20, 25로 설치하였고, 지반의 상대다짐도를 85%, 95%로 각각 조성하였으며 말뚝주면은 시멘트를 주입하였다. 본 논문은 매입말뚝의 해석을 위하여 Vijayvergia의 하중전이 모델, Castelli 모델, Gwizdala의 탄소성-완전소성 모델, coyle의 제안식 등을 사용하여 실험결과와 비교하였으며, 매입말뚝의 하중-침하 거동을 예측하는데 가장 적합한 하중전이 방법을 제안하였다. 하중전이 함수에 의한 지지력 예측 결과 매입말뚝의 극한 지지력은 Coyle의 제안식이 실측값에 가장 근접한 것으로 나타났으며, 초기 하중-침하 거동은 Castelli에 의한 함수가 가장 유사하게 하중-침하 거동을 평가하는 것으로 나타났다. 매입말뚝의 축하중 해석결과 하중전이법에 의해 평가된 주면마찰력이 실측값보다 과소평가 되는 것으로 나타났다.

• 한국철도학회논문집
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• 제13권2호
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• pp.214-221
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• 2010

철도 선로에서 대표적인 취약개소로 분류하고 있는 터널-토공 접속구간은 하부 지지강성의 차이로 인하여 강성이 작은 구간에서 더 큰 침하가 발생하여 선로의 부등침하를 발생시켜 지속적인 유지보수 작업을 실시하여야 한다. 본 논문에서는 실제 현장구간의 터널-토공 접속구간에 대하여 도상자갈부에 설치된 일반 침목을 약 20m 대형침목으로 교체 후 윤중과 침목 침하량을 측정하여 개선효과를 비교하였다. 또한 수치해석을 이용하여 침목 크기와 간격 등을 변화시켜 레일압력, 도상 침하량 그리고 도상압력을 비교하였다. 현장계측과 수치해석결과 대형침목으로 교체한 경우 일반침목에 비해 윤중변동율과 침하량 등에서 약 10%의 개선효과가 있는 것 을 확인할 수 있었다. 또한 수치해석결과 대형침목의 경우 일반침목에 비해 레일저부압력, 침목침하량, 도상압력이 각각 9.3%, 4%, 14.5% 감소되었으며, 이중에서 도상압력이 가장 많이 감소되는 것을 확인하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제18권1호
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• pp.83-94
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• 2016

1970년대 후반부터 설치된 공동구는 노후화에 따른 구조적 안정성과 수용시설의 변화에 따른 사용성이 문제가 될 수 있다. 노후 공동구의 확폭 재시공은 이에 대한 대안이 될 수 있지만 터널확폭에 대한 연구는 대부분 일정 심도 이상의 교통터널에 대하여 수행되었으며 저심도의 박스형 공동구에 대하여는 거의 연구가 이루어지지 않았다. 이 연구에서는 2차원 유한요소해석을 이용하여 공동구 터널을 편측확폭하는 경우 지반의 강성조건과 확폭 규모에 따라 확폭이 지반 침하에 미치는 영향을 분석하고자 하였다. 연구결과 최대 지표침하는 확폭 규모가 크거나 지반 강성이 작을수록 크게 발생하였다. 박스형 터널의 편측확폭시 침하 양상은 Clough & Schmidt (1981)의 제안과 유사하게 나타났으며, 침하 영향범위는 지반특성보다 확폭의 크기에 더 영향을 받는 것으로 나타났다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제16권12호
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• pp.13-22
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• 2015

노후된 하수관의 누수로 인해 발달된 지하공동은 지표침하를 발생시키고 그로 인한 포장재의 취성파괴를 유발시킨다. 이러한 도심지 지반함몰 현상은 최근 5년간 그 빈도수가 꾸준히 증가하고 있는 추세이다. 도심지 지표면은 대부분 아스팔트 또는 콘크리트로 포장이 되어 있어 지하공동의 발생에 따른 지반침하 또는 함몰을 예측하기 어려운 실정이다. 따라서 이 연구는 파손된 하수관의 누수로 인해 발생되는 지하공동의 진행에 따른 지표침하량, 지표면의 영향범위 등 지반거동 및 하수관의 침하를 유한요소해석을 이용하여 분석하였다. 또한 침하 또는 함몰이 발생된 지반을 보강하기 위한 보강재로 가소성유동화토를 사용하였을 때의 보강효과를 수치해석 프로그램을 이용하여 비교 분석하였으며 강도정수 산정을 위해 가소성유동화토의 직접전단시험을 수행하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제20권2호
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• pp.248-256
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• 2017

고속철도 콘크리트궤도의 일부 토공구간 침하 원인으로 지하수위 저하가 보고되었다. 이에 본 연구에서는 현장 계측 값과 수치해석을 통하여 지하수위 저하에 따른 침하 영향을 분석하였다. 시행착오법을 이용한 역해석을 통해 구성된 수치해석 모델을 이용하여 지하수위 저하, 연약층의 두께, 성토고에 따른 잔류침하거동을 검토하였다. 4m이상의 연약층이 존재할 경우, 지하수위 저하에 의한 원지반침하량은 30mm이상으로 예상되어 설계 및 시공단계에서 지하수위 거동에 의한 침하도 설계시 고려되어야 할 것으로 보인다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제10권4호
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• pp.397-404
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• 2008

본 연구는 인천국제공항철도 신설 공사구간 중 서울지하철 2호선 하부에서 TRcM 공법으로 통과하는 구간의 수리 및 굴착 안정성에 대해 검토한 내용이다. 본 검토 대상 구간에서는 터널 굴착과정에서 하루 최대 86.4 ton의 예상치 못한 과다 용출수가 발생하였으며, 과다 용출수의 발생에 대한 원인 분석을 위해 관측정에서 계측된 지하수위 저하거동과 가장 적합한 수리해석 파라미터를 찾기 위한 수리 역해석을 실시하였다. 본 수리 역해석에서는 TRcM 구간에 접한 홍익대학교 정거장 굴착시의 측정된 자료중 TRcM 구간 굴착전까지의 지하수위 계측결과를 사용하였다. 암종별 수리전도계수와 서울지하철 2호선의 배수경계조건, 과업구간의 강우강도 등을 변화시켜가며 수리 역해석을 수행하였다. 그 결과 계측된 자료와 유사한 최종 지하수위 및 지하수위 저하 경향을 보이는 수리해석 조건을 얻을 수 있었다. 다음, 지반의 굴착에 의한 역학적 영향을 분석하기 위해 지하수를 고려하지 않은 역학적 해석을 수행하였다. 순수 역학적 해석 결과, 지표침하 0.85 mm, TRcM 구간 천단침하 1.32 mm 발생하는 것으로 나타났으며, 복합거동 해석결과 지표침하 1.2 mm, TRcM 구간 최대 천단침하 1.72 mm으로 나타나 지하수위 저하에 의해 추가 변위가 발생하나 침하량이 크지 않아 안정성에는 영향이 없는 것으로 분석되었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제15권8호
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• pp.13-21
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• 2014

항만 터미널 부두 지역의 연약지반 개량을 위해 PBD가 적용되었다. 본 논문은 PBD가 적용된 연약지반에서 PBD가 설치된 직후부터 상부 구조물 운용 후의 잔류침하거동에 대해서 다루고 있다. 기존의 연구는 개량공법 시공 중에 발생하는 침하, 즉 PBD 개량 효과에 대해 주로 이루어졌다. 실제 시설물의 운용 중에 발생하는 잔류침하는 시설물의 유지 및 운용을 위해서는 아주 중요한 요소이나 이 부분에 대한 연구는 매우 부족한 실정이다. 본 연구에서는 실제로 운용 중에 있는 항만 터미널 부두의 침하량 계측결과를 분석하여 운용 중에 발생한 침하량은 PBD 개량층에서 발생하는 것을 확인하였다. 또한 계측값과 수치해석 값을 비교한 결과 계측값이 수치해석에 의해 예측된 잔류침하량 내에서 수렴하는 것도 확인하였다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제11권1호
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• pp.23-33
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• 2012

본 연구의 대상 현장은 굴착심도가 약 20m 내외로 사업 전구간을 개착공법으로 계획하였고, 흙막이 가시설공법은 굴착심도까지 쉬트파일과 버팀보 공법을 적용하여 도시철도 하부기초에서 계측된 침하 자료를 사용, 시공 중 대상 현장에서 발생된 지반공학적 문제점을 분석하였다. 쉬트파일 인발에 따른 영향을 알아보기 위하여 제 1구간과 제 2구간에 간극수압계와 지하수위계를 설치하여 연속적인 쉬트파일 인발에 따른 간극수압 및 지하수위의 변화와 하부지반 침하를 평가하였다. 또한, 구조물 하부기초 계측자료와 기존 문헌의 지반정수를 적용하여 계측시점에 해당하는 침하량을 수치해석 프로그램인 CAIN RDA 프로그램을 통하여 비교 분석하였으며 추가하중을 고려하여 장기침하를 산정하였다. 해석 결과, 6개 구간에서 5.94~12.77cm의 침하가 발생되어 제 2구간에서의 침하량이 12.77cm로 허용 침하량 10.0cm보다 크게 나타났다.

• 터널과지하공간
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• 제25권3호
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• pp.275-283
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• 2015

연약지반에서 지하 공동의 굴착은 지반침하로 인하여 인근 지반 및 구조물에 영향을 끼치게 되고 그 결과 도로 및 시설물의 안정성에 심각한 위험요소로 작용하고 있다. 따라서 구조물의 안정 및 지반보강을 위하여 여러 가지 공법과 주입재료들을 사용하고 있다. 본 연구에서는 실내 모형실험을 실시하여 연약지반에서 다양한 종류의 지하공동 굴착 시 상부 지반보강에 따른 지반침하량을 비교 분석하였으며 3차원 유한차분법에 근거한 FLAC 3D를 사용하여 지하공동 굴착에 따른 지반 침하를 수치적으로 모사했다. 모형실험에서의 결괏값과 수치해석의 결괏값이 비교적 일치하는 결과를 토대로 수치해석상에서 보강범위를 달리하여 지반 침하량을 비교 분석하였으며, 그 결과 다양한 종류의 지하공동을 굴착함에 따른 지반침하 발생 여부 및 침하량 산정을 3차원 수치해석을 통해 보다 정확하게 구현할 수 있으며, 본 연구 결과는 지반침하 방지공법의 자료로 이용될 수 있을 것으로 사료된다.