• 한국철도학회논문집
• /
• 제15권5호
• /
• pp.467-475
• /
• 2012

지오그리드에 의해 부분 보강 및 전면 보강된 2가지 타입의 블록식 보강토 옹벽으로 지지된 철도노반의 열차하중 전달 메카니즘을 조사하기 위해 정 동적 열차하중 재하실험을 수행하였다. 실험 노반은 높이 2.6m, 폭 5m, 뒷 길이 6m로 구축하였으며, 소정의 위치에 토압계, 변위계 및 변형율계를 설치하였다. 실험결과, 2가지 타입의 블록식 보강토 옹벽으로 지지된 철도노반에서의 벽체 변위 양상 및 보강 정도에 따른 연직 토압의 차이를 확인하였다. 또한 동적 열차하중 재하시 벽체 상부에서 변형율이 감소하는 현상을 볼 수 있었으며, 열차하중 재하에 의한 잔류 변형율 및 변형율 증분은 현행 설계기준에 비해 매우 작은 값을 보이고 있었다.

• 한국지반공학회지:지반
• /
• 제9권4호
• /
• pp.7-16
• /
• 1993

지반조건이 관내토의 지지력특성에 미치는 영향을 알아보기 위하여 여러가지 조건을 갖는 모래지반에 타입된 개단말뚝에 대하여 토조실험을 수행하였다. 실험에서 사용된 모형말뚝은 말뚝의 지지력을 외주면마찰력과 관내토지지력, 그리고 말뚝 단면부지지력의 세가지로 분리 측정할 수 있도록 제작하였다. 몇가지 가정하에 실험결과로부터 계산된 관내토 내부의 토압계수는 말뚝의 관입깊이와 지반의 상대밀도가 증가함에 따라 감소하고, 지반의 초기 압밀압력이 증가할수록 증가하는 경향을 나타낸다. 또한 토압계수는 관내토의 하단부에 접근할수록 증가한다. 관내토의 1차원 해석으로부터 계산된 관내토지지력과 실측치의 비교로부터 Randolph등과 O'Neill등에 의하여 제안된 P를 이용한 1차원 해석이나 API의 추천방법은 관내토지지력을 상당히 과소평가 함을 알 수 있다. 따라서 실험결과에 근거하여 관내토의 1차원 해석을 통한 관내토지지력의 예측 정도를 높이기 위하여 1차원 해석에 필요한 관내토의 토압계수를 산정할 수 있는 경험식이 제안되었으며, 제안된 식은 모든 지반조건에 대하여 적당한 관내토지지력을 산정한다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제38권6호
• /
• pp.29-39
• /
• 2022

도심지 원형 수직구 굴착 시 주변 지반의 침하는 포장 하부에 설치된 인프라시설의 안정성 뿐만 아니라 상부구조의 안정성에 큰 영향을 미친다. 배면지반의 침하량을 예측하는 방법은 지반조건, 벽체 변위, 해석 방법 등에 따라 달라지므로 근접시공 설계자는 합리적으로 침하량을 예측해야한다. 본 연구에서는 3차원 유한요소해석을 활용하여 굴착심도별로 지하수의 침투에 따른 영향을 고려하기 위해 비정상류, 정상류, 지하수를 고려하지 않은 조건으로 배면지반의 침하와 벽체의 변위 그리고 토압분포를 검토하였다. 수치해석결과, 배면지반의 침하량과 침하영향범위는 비정상류 상태가 정상류 상태보다 크게 발생하였으나 벽체의 수평변위는 반대로 정상류 상태가 비정상류 상태보다 크게 나타났다. 침하량의 크기는 굴착 깊이에 따라 다르게 나타났으며 굴착 깊이 별로 토사층에서 가장 크고 풍화암층, 연암층 순으로 감소하였다. 또한 수압을 포함한 수평응력값을 기존의 Rankine 토압식과 비교했을 때 토사지반에서는 유사한 경향을 보이나 암반층에서는 수치해석 결과보다 작은 토압형태가 나타남을 확인 할 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제25권1호
• /
• pp.41-54
• /
• 2009

본 연구는 터파기 형태의 건설공사에서 레이커나 지반앵커 등의 추가적인 버팀이 필요 없는 2열 H-파일을 이용한 자립식 흙막이(SSR) 공법에 대한 것이다. SSR 공법은 사면파괴 방지용 억지말뚝의 역할을 하는 후열말뚝으로 1차적인 토압을 감소시켜 흙막이 벽체의 토압을 분담하고 억지말뚝과 흙막이 벽체의 일체화를 통해 흙막이 벽체의 강성을 증대시킴으로써 레이커나 지반앵커 등의 지보재가 필요 없이 지반굴착을 수행할 수 있는 자립식 흙막이 공법이다. 본 연구에서는 SSR 공법에 대한 실내모형실험 결과를 통하여 굴착에 따른 지반 및 흙막이 구조체의 변협과 토압특성을 분석하였으며, 여러 현장적용 사례와 계측결과를 통하여 굴착방법에 따른 흙막이 가시설의 실제 변형 특성 및 공법의 적용성을 평가하였다. 평가결과, 발생변위가 모두 계측 허용치 이내에서 만족하였다.

• 한국지반신소재학회논문집
• /
• 제15권1호
• /
• pp.11-19
• /
• 2016

본 논문에서는 실제 보강토 옹벽에서 열유도 배수장치에 의한 영향을 분석하기 위하여 옹벽 형태의 축소모형실험을 진행하였다. 열선의 온도상승으로 인해 화강풍화토 내부의 온도가 상승하며 화강풍화토 내부에 있는 수분을 배수층으로 이동시켜 배수를 원활이 하여 옹벽의 붕괴방지를 위한 목적을 가지고 있다. 특히 강우 시 배수활동이 중요하기 때문에 강우조건을 모사하기위해 워터스프레이건을 이용하여 지반에 강우작용을 모사하였으며 강우에 의한 옹벽 벽체의 변위, 지반내부의 체적함수율 변화, 강우배수량, 벽체의 토압의 변화 그리고 보강재의 변형률의 변화를 분석하여 지반 내 열유도 배수장치의 영향으로 인한 차이를 확인하였다. 그 결과 열유도 배수장치를 적용한 경우 배수량이 증가하며 그로인해 토압이 감소하며 벽체의 변위가 감소하는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제32권10호
• /
• pp.55-65
• /
• 2016

캔틸레버식 옹벽의 단점을 보완하고자 개발된 선반식 옹벽은 선반 설치로 인해 옹벽에 작용하는 수평토압 크기가 감소하고 그로 인해 안정성 및 경제성에서 우수하다. 하지만 현장 적용을 위한 선반식 옹벽의 최적 설계에 대한 연구는 아직 진행된 바 없다. 본 연구에서는 옹벽 종류, 선반 위치 및 길이 등의 조건을 변화시켜 총 40개 단면에 대해 수치해석을 수행하였으며, 수평토압 감소효과와 안정성 검토를 통해 선반식 옹벽의 최적 설계 조건을 제시하고자 하였다. 연구결과, 선반식 옹벽 설계 시 선반의 최적 위치는 h/H=0.50, 최적 길이는 최소 b/L=0.45 이상을 만족하도록 설계하는 것이 가장 바람직한 것으로 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제18권7호
• /
• pp.375-381
• /
• 2017

성토지지말뚝의 아칭효과를 실험적으로 살펴보고자 현장시험을 수행하였으며 계측결과로부터 구한 아칭효율을 이론식에 의한 값과 비교해 보았다. 성토지지말뚝의 아칭효과를 살펴보기 위해 측정한 하중계 및 토압계에 의한 계측값들은 대체적으로 성토지지말뚝의 아칭효과를 반영하였다. 하중계 측정값을 통해 볼 때 아칭효율은 성토고 3m 까지는 평면변형률 조건을 가정한 이론식에 의한 값보다 작았으나 4m 이상에서는 이론식에 의한 값보다 큰 값을 보였으며 이론식에 의할 경우, 아칭효율은 성토고에 따라 감소하는 경향을 보였으나 측정결과는 성토고에 따라 아칭효율도 증가하는 경향을 나타내었다. 현장 시험에서 계획했던 최종 성토고까지 비교적 원활하게 작동하였던 토압계에 의한 계측결과에 따르면, 성토고에 따라 평면변형률 조건을 가정한 이론식에 의한 값보다 큰 아칭효율을 나타내었으며 4m 이상의 성토고에 대해서는 아칭효율의 변화양상 또한 이론식과 유사한 경향을 보였다. 토압계 측정결과에 따르면 성토고 2m, 3m, 4m, 5m 그리고 6m일 때의 아칭효율은 평면변형률조건을 가정한 이론식에 의한 아칭효율에 비해 각각 1.05배, 1.23배, 1,29배, 1.28배 그리고 1.29배 큰 값들을 보여 우수한 아칭효과를 보임을 알 수 있었다. 현장시험을 통해 얻은 하중계 및 토압계 측정값들로부터 계산된 아칭효율은 말뚝을 격자배치한 경우에 대한 이론식에 의한 그것보다 상당히 컸다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제20권2호
• /
• pp.87-96
• /
• 2004

쏘일네일링 공법은 도심지 지하굴착 공사에 있어, 지중매설물이 인접하여 존재하거나 대지경계선 등의 준수 등 시공조건에 따라서 설치네일의 길이가 제한되는 경우 및 연약한 지반조건으로 구성된 사면을 보강할 경우 등과 같은 벽체변위 및 지표침하 억제와 안정성 증대 등을 위하여, 지반앵커공법(ground anchor system)과 유사한 프리텐션 방식의 도입이 필요한 실정이다. 지반앵커공법과 유사한 프리텐션(pretension) 방식의 쏘일네일링 공법을 도입하게 될 경우, 프리텐션 하중에 의해 네일 두부에 부착된 지압판 등은 전면벽체에 수동토압을 유발시키게 되므로, 일반 보일네일링 벽체에서 발생하는 주동토압을 어느 정도 경감시킬 수 있을 것으로 기대되며, 아울러 단계별 굴착시 발생하는 변위를 최소화할 수 있을 것으로 예상된다. 따라서, 본 연구에서는 단계별 굴착시 유발되는 벽체변위 및 침하량 등을 억제하기 위한 노력의 일환으로, 프리텐션 보일네일링 시스템을 개발하였다. 또한 본 연구에서는 실내모형실험을 토대로 프리텐션 쏘일네일링 벽체의 거동특성 및 발휘되는 토압 등을 정량적으로 분석하여 프리텐션 효과에 따른 쏘일네일링 벽체의 파괴유형을 규명하였다. 아울러, 프리텐션 효과가 쏘일네일링 벽체 안정성에 미치는 영향을 검토하여, 향후 예상되는 프리텐션 효과에 따른 수평토압 감소 및 주면마찰력 증가등의 지반-네일 상호작용을 고려한 해석기법개발에 필요한 기초적인 자료를 제시하고자 한다.

• 한국철도학회논문집
• /
• 제19권4호
• /
• pp.480-488
• /
• 2016

최근 철도주변의 개발이 확산되고 있는 가운데 비개착공법을 이용하여 철도노반하부를 횡단하는 구조물을 시공하는 경우가 불가피하게 증가하고 있다. 그러나 기존선 하부를 횡단하는 구조물을 시공하는 경우 구조물 주변의 지반응력이완에 대하여 설계 시 검토는 미비한 실정이다. 본 연구에서는 비개착공법 시공 시 구조물 주변지반의 응력이완에 대하여 실내토조실험을 통하여 지반의 응력이완 범위를 규명하였고, 지중경사계를 이용한 현장계측을 통하여 지반의 수평변위를 계측하였으며, 수치해석을 통하여 응력이완영역 및 선로지지강성을 분석하였다. 실내토조실험 결과 Rankine의 수평토압 영역과 유사한 파괴면이 생성되었으며, 지중경사계를 이용한 현장계측 결과, 강관의 압입 시기를 기준으로 급격하게 변위가 발생하였으며, 또한 수치해석 결과 해석된 수평토압이 Rankine의 수평토압에 가깝게 나타났으며, 비개착 구조물 주변 지반의 수직응력이 약 40% 감소함에 따라 노반지지강성이 크게 저하됨을 알 수 있었다. 이는 열차의 주행안정성 영향을 미쳐 탈선의 위험이 증가하므로 향후 기존선 하부를 통과하는 지하구조물 시공 시 구조물 주변의 보강이 반드시 필요할 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제19권10호
• /
• pp.24-30
• /
• 2018

지하공간의 수요가 증가되면서 지중구조물의 기능을 저하시키는 상재하중 및 토피증가에 대한 구조물의 안정성 문제를 해결하기 위해 많은 연구자들이 고압축성 물질을 이용한 하중저감방법 연구를 진행해왔다. 본 논문은 하수관거에 작용하는 하중을 EPS Geofoam을 활용하여 경감시키는 하중저감공법을 아치구조물에 적용하고 그 효과를 증가시키기 위한 최적의 Soft Zone 적용방법에 대해 기술하고 있다. 지반구조 상호작용을 고려한 ABAQUS 유한요소해석을 통해 아치구조물의 거동 특성을 파악하고 4가지 EPS Geofoam 형식을 해석적으로 분석하여 최적의 적용형상을 확인하였다. 해석 결과를 토대로 선정된 최적 단면 형상에 대해 아치구조물의 라이즈비, 지간길이 변화를 해석변수로 고려하여 발생하는 토압감소율을 비교하여 적용성을 분석하였다. 수치해석에서 선정한 최적 Soft Zone를 적용한 아치구조물에 발생하는 토압이 평균 78% 감소되는 것을 확인하였다. 본 연구 결과에서 EPS Geofoam의 토압 경량화 효과와 이에 대한 지중아치구조물의 적용성 평가는 지중구조물 설계 시 경제적이고 합리적인 방법을 제공해 줄 것이며, 향후 심층 지하공간에 대한 활용성 증가에 도움이 될 것이다.