• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제19권11호
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• pp.23-30
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• 2018

최근 지반사고 발생통계에 따르면 도심지를 중심으로 지반함몰 및 침하발생 빈도수가 매년 증가하고 있어 사회적으로 문제가 되고 있다. 이 연구는 지반공동현상 실내모형실험을 통해 지하수위 변동과 지반함몰과의 연관성을 규명하고자 하였다. 화강풍화토와 표준사를 1:1로 혼합한 후 상대다짐도 30%, 50%, 80%로 사질지반을 조성하고, 지하수위 변화에 따른 토사유출량의 변화를 비교분석하였다. 사용재료의 물리적 특성은 입도분포가 양호한 모래질로서 최대건조단위중량 $1.94kg/cm^3$, 내부마찰각 $37^{\circ}$로 조성하였다. 하단으로부터 10cm, 20cm, 30cm 높이에 지하수위를 조성한 후 유출량을 분석하였다. 실험결과 지하수위가 높을수록 유출속도가 증가하며, 시간에 따른 공동의 크기도 증가하는 것으로 나타났다. 시간에 따른 토사의 누적유출량은 35분 경과 후 최대 30kg까지 발생하였으며, 지하수 하강에 따른 토사유출로 인해 지반함몰 범위가 증가한 것을 확인하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제21권2호
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• pp.227-242
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• 2019

토압식(Earth Pressure-Balanced, EPB) 쉴드 TBM 기계데이터 분석을 통해 토사터널의 특징이 반영된 막장 전방 예측 방법을 제안하였다. 기존에 암반과 토사가 혼합된 복합 지반의 예측에 적용하였던 시계열 분석 모델을 토사터널에 적용가능하도록 수정하였다. 또한 수정된 모델을 사용하여, 토사 종류에 따라 쏘일 컨디셔닝 재료를 선택하는 것이 타당한지 연구하였다. 이를 위해 Self-Organizing Map (SOM) 군집화(clustering) 분석을 수행하였다. 그 결과 무엇보다도 지반타입이 #200체 통과량 35% 기준으로 분류되어야 한다는 것을 확인하였다. 또한 TBM 기계데이터 분석을 통해 수정된 모델이 지반 타입을 예측하는데 사용될 수 있음을 확인하였다. 수정된 기준에 따라 지반 타입을 분류하고 시계열 분석을 수행하면, 10막장 전방 지반에 대해서 98%의 높은 예측 정확도를 보였으며, 이를 통해 수정된 방법의 우수성이 입증되었다. 특히 지반 타입 변화 구간에 대한 예측 정확도도 약 93%로, 10막장 전방에서 지반 타입 변화 여부를 미리 확인할 수 있게 되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제18권5호
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• pp.229-236
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• 2002

본 논문은 실용화된 지반개량용 마이크로시멘트 및 보통포틀랜드시멘트의 주입특성에 관한 연구로서 기초물성, 고결율, 침투성과 같이 실험적으로 주입재의 입도와 다짐정도를 조정하고, 주입대상 토사지반의 투수계수를 3종류로 변화시컥 약액주입의 주요 특성을 검토한 것이다. 주입재의 적용성을 평가하기 위하여 고결성 시험 및 침투성 시험을 실시한 결과, 모형토사지반의 상대밀도에 따른 투수계수를 $10^{-4}$~$10^{-2}$cm/sec로 변화시킨 경우, 마이크로시멘트는 투수 계수 $10^{-4}$cm/sec에서 유효고결율 75%, 침투주입율 86%로서 침투성 및 고결성이 우수한 결과를 나타낸 반면, OPC는 $10^{-2}$cm/sec에서 유효고결율 및 침투주입율이 50% 미만으로서 원활한 침투주입이 될 수 없음을 알 수 있었다. 댐 기초 지반 및 연약지반의 보강을 위해 주입재의 침투성이 요구되는 경우에는 마이크로시멘트가 적용성이 매우 우수한 것으로 판단된다. 동수지중 모형시험 결과 유속이 상대적으로 느린 경우 주입압이 높을수록, 완결형 주입재가 고결효과가 우수한 반면, 유속이 빠른 경우에는 완결형의 경우 주입재의 대부분이 외부로 유출되는 등 유효고결율이 매우 낮아 고결효과가 불량함을 알 수 있었다.

• 한국재난정보학회:학술대회논문집
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• 한국재난정보학회 2017년 정기학술대회
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• pp.343-344
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• 2017

우리나라는 산악지형 특성상 붕적층이 발달한 지역이 많아 도로나 건축물이 계획될 경우 일반적으로 이러한 지역을 배제하는 계획을 수립하게 된다. 그러나 현장 여건상 불가피하게 붕적층 구간을 포함한 건설 계획이 수립될 경우 지반 굴착, 사면 절취로 인해 지반 거동특성이 불안정할 수 있으므로 상세한 사전 조사와 적절한 토공 및 굴착 계획과 시공 중 Feed Back 등이 면밀히 이루어져야 한다. 붕적층 지반은 소량의 토사에 자갈, 호박돌, 전석 등이 혼재되어 있는 상태로 주로 테일러스에 의해 생성되며, 암괴의 함량이 매우 높으며 소량의 풍화된 잔류토사가 혼재된 양상을 보인다. 본 연구에서는 붕적층이 깊게 분포하는 지역, 특히 배면에 지장물(상수도관 등)문제로 인해 발생한 가시설 붕괴지역을 사례로 역해석을 통한 붕적층의 지반정수 재평가를 실시하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제8권4호
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• pp.67-74
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• 2007

강우시 우수의 침투로 사면의 안정성은 감소되며, 사면활동에 의한 피해를 최소화하기위해 강우시 토사사면에 대한 사면 안정해석시 지표까지 완전히 포화되는 조건으로 설계하도록 설계기준을 강화하고 있다. 그러나 이와 같은 설계방식은 강우강도, 강우지속시간, 지반특성, 사면의 기하학적 특성 등과 관계없이 동일하게 지표까지 완전 포화조건으로 설계함으로써 지나치게 과다하게 설계되는 경향이 있는 등 문제점이 지적되고 있다. 또한 대부분의 토사사면은 불포화상태에 있으며, 불포화특성을 고려한 사면 안정해석이 수행되어야 할 것이다. 본 논문은 강우시 토사 사면이 완전 포화되기까지 소요되는 강우지속시간을 예측할 수 있는 방법을 제시하였다. 이를 위해 본 논문에서는 불포화토의 흙-수분 특성과 포화시 투수계수, 사면의 기하학적 조건, 강우강도 등을 고려하여 불포화토 사면에 대한 유한요소해석을 실시하여 강우시 토사사면이 완전 포화되기 까지 소요되는 강우지속시간을 예측하였으며, 이들 해석결과로부터 간편하게 사용할 수 있는 예측도표를 제시하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제34권2호
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• pp.505-513
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• 2014

본 논문은 암반지층에서 다양한 암반종류 및 절리조건들을 고려하면서 굴착벽체에 작용하는 토압에 대한 절리의 영향을 조사한 것이다. 이를 위해 본 연구는 먼저 기존 선행연구에 대해서 살펴보고 그 다음으로 기존 선행연구의 한계를 극복하기 위하여 개별요소법에 근거한 수치해석적 매개변수해석을 수행하였다. 수치해석은 매개변수로서 암반종류 및 절리조건(절리면의 전단강도, 절리경사각 및 절리군의 수)을 고려하였으며, 지반과 굴착벽체의 상호작용하에 발생된 토압의 크기 및 분포특성이 조사되었다. 이와 더불어, 암반지층에서 발생된 토압과 토사지반에서의 경험토압인 Peck토압이 서로 비교되었다. 비교결과 절리가 형성된 암반지층에서 발생된 토압은 암반의 종류 및 절리조건에 따라서 크게 영향을 받았으며 토사지반에 대한 Peck의 경험토압과 서로 다른 결과를 나타내었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제30권2호
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• pp.43-52
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• 2014

본 논문은 암반지층에 설치되는 굴착벽체에 발생하는 토압에 대한 단계별 굴착깊이의 영향을 조사한 것이다. 암반지층에서 발생하는 문제들을 다루기 위해 개별요소법에 근거한 수치해석적 매개변수해석을 수행하였다. 수치해석은 매개변수로서 단계별 굴착깊이, 암반종류 및 절리조건(절리면의 전단강도 및 절리경사각)을 고려하였다. 암반지층에서 발생된 토압과 토사지반에서의 경험토압인 Peck토압이 서로 비교되었다. 비교결과 암반지층에서 발생된 토압은 암반의 종류 및 절리조건에 따라서 크게 영향을 받았으며, 단계별 굴착깊이의 영향은 암반상태가 나빠질수록 증가하는 것으로 나타났다. 더불어, 암반지층에 설치된 굴착벽체에 발생하는 토압은 토사지반에 대한 Peck의 경험토압과는 크게 다를 수 있다는 결과를 얻었다.

• 한국측량학회지
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• 제37권6호
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• pp.555-562
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• 2019

본 논문에서는 근접 사진측량에 기반하여 모형 토조 내 지반의 변위를 측정하기 위한 연구를 진행하였다. 알루미늄 프레임 및 투명 아크릴로 제작된 실내 모형 토조 내에 토사를 채워 넣고, 하중 재하 장치를 이용한 하중 재하를 통한 토사의 변위를 사진측량 기법으로 측정하였다. 토조 내의 토사는 영상 기반 자동 매칭을 위하여 검은 모래 약 40%, 일반 모래 약 60% 혼합하여 영상 대비의 정도를 높일 수 있도록 계획하였다. 전처리 과정으로서 실험실 카메라 캘리브레이션을 통해 내부표정요소를 도출하였고, 토조 프레임에 배치된 기준점을 이용한 후방교회법을 통해 외부표정요소를 예측하였다. 이후 영상 매칭을 통해 하중 전, 후의 토사 변위 패턴을 측정하였으며, 영상 매칭 시 활용되는 매칭 윈도우 크기 및 영상 스무딩 정도를 변경 적용하여 그 결과를 평가해보았다. 실험 결과, 매칭 윈도우 크기 65×65픽셀의 경우 안정적인 변위 도출이 가능하였으며, 영상 스무딩은 매칭의 과대 오차를 감소하는 효과를 보여주었다. 이를 통해 사진 측량을 통한 토조 내 지반 변위 패턴을 도출할 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제31권12호
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• pp.59-69
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• 2015

본 연구는 절리형성 암반지층 굴착벽체에 작용하는 토압에 대한 암반종류 및 절리조건 (전단강도 및 절리경사각)뿐만아니라 절리군의 수에 대한 영향을 조사하였다. 모델실험 및 그에 대한 시뮬레이션결과를 토대로 다양한 수치해석적 매개변수연구가 수행되었다. 해석결과, 굴착벽체에 발생하는 토압은 절리군에 포함된 절리경사각에 큰 영향을 받았지만, 절리군의 수 자체만으로는 토압에 큰 영향을 주지는 않았다. 연구결과는 또한 토사지반에서의 토압인 Peck 토압과 상호 비교되었으며, 이를 통해 절리가 형성된 암반지층 굴착벽체에 발생하는 토압은 토사지반에서 발생하는 토압과 크게 다를 수 있다는 것을 파악하였다. 본 연구를 통해서 향후 암반지층에 설치되는 굴착벽체 설계시 적용하는 토압은 암반종류 및 절리조건과 더불어 절리군에 포함된 절리경사각을 고려하여 산정해야 할 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제34권5호
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• pp.37-51
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• 2018

우리나라의 산지사면은 풍화잔류토 층의 깊이가 얕아 강우의 침투로 인한 사면파괴가 많이 발생한다. 이때 파괴면의 깊이는 얕고 토사층과 기반암의 경계면 근처를 통과하는 특징을 가지고 있다. 강우의 침투로 인한 불포화 토사사면의 불안정성에 중요한 영향을 미치는 지반 정수들은 큰 불확실성을 포함한다. 따라서 본 연구에서는 강우로 인한 사면파괴를 예측하기 위하여 지반의 수리학적 특성과 강도특성을 랜덤변수로 고려하는 몬테카를로 시뮬레이션에 의한 확률론적 해석 절차를 제안하였다. 일정한 강우강도에 대한 기반암이 얕게 존재하는 불포화 토사사면의 안정성 예측을 위하여 강우강도에 따른 사면 표면에서의 경계조건을 반영하여 Green-Ampt 모델을 수정하고 얕은 기반암의 경계조건을 도입하였다. 침투해석의 결과를 무한사면 해석에 적용하여 안전율을 계산하였다. 제안된 확률론적 해석법은 강우의 침투에 따른 사면의 시간 의존적 파괴확률을 계산할 수 있다.