• 한국지반공학회논문집
• /
• 제27권9호
• /
• pp.87-98
• /
• 2011

본 연구에서는 1g 진동대 실험을 통해 지진시 액상화 지반에 근입된 말뚝에 작용하는 동적 토압의 크기 및 위상 변화를 분석하였다. 건조 사질토 지반에 설치된 말뚝의 경우 말뚝 상부 하중 관성력의 영향으로 지표면 가까이에서 동적 토압이 크게 작용하고 깊이가 깊어질수록 동적 토압이 감소하는 데 비해, 액상화 지반에 설치된 말뚝의 경우 동적 토압의 크기 및 발생 양상은 지반 내에 발생한 과잉간극수압의 크기 및 발생 양상과 유사하였으며, 관성력의 영향은 거의 없는 것으로 나타났다. 또한, 건조 사질토 및 포화 사질토에서 액상화가 발생하지 않는 경우 말뚝에 작용하는 동적 토압과 상부 하중의 관성력은 서로 반대 방향으로 작용하다가, 액상화 발생시에는 지표면 가까이에서 동일한 방향으로 작용하는 것으로 나타났으며, 액상화 후에는 관성력 영향이 소멸되어 동적 토압 크기가 크게 감소하였다. 끝으로 액상화 발생시 말뚝에 작용하는 동적 토압의 진동 성분의 크기는 안벽 구조물의 동적 수압을 산정하는 Westergaard 식으로 산정한 값의 약 50% 정도였다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제20권6호
• /
• pp.127-136
• /
• 2004

강성옹벽에 작용하는 주동토압의 크기와 분포형태에 영향을 미치는 아칭효과는 옹벽의 안정성과 옹벽 단면의 결정에도 영향을 미치게 된다. 따라서 본 연구에서는 평행이동하는 강성옹벽의 경우에 뒷채움재에서 발생하는 아칭효과가 옹벽에 작용하는 토압과 전도모멘트, 옹벽의 안정성, 그리고 옹벽의 단면에 미치는 영향을 규명하기 위하여 아칭효과를 고려해서 토압을 산정하는 백(2003a)의 제안식과 Coulomb의 토압이론으로부터 얻어진 결과들을 서로 비교하였다. 연구결과 $\phi$와 $\delta$의 크기에 관계없이 아칭효과를 고려했을 때의 주동토압이 Coulomb 토압보다 컸으며, 옹벽에 작용하는 전도모멘트도 아칭효과를 고려했을 때가 고려하지 않았을 때보다 큰 것으로 나타났다. 그리고 토압에 의해 옹벽의 각 위치에 유발되는 전단력과 모멘트을 비교한 결과 아칭효과를 고려했을 때의 전단력과 모멘트가 아칭효과를 고려하지 않았을 때보다 컸으며, 아칭효과의 고려 유무에 따라 옹벽에 유발되는 전단력의 차이와 모멘트의 차이는 옹벽의 저면으로부터 옹벽 높이의 0.02-0.08배되는 위치에서 최대가 되었다. 따라서 Coulomb의 토압이론에 근거해서 평행이동하는 강성옹벽을 설계하면 뒷채움재에서 발생하는 아칭효과로 인해 옹벽이 활동과 전도파괴에 대하여 불안정할 수 있다. 그리고 옹벽의 단면은 옹벽에 작용하는 전단력과 모멘트를 지지하기에 충분하지 않을 수 있으며, 이러한 옹벽 단면의 부족은 옹벽의 상부보다는 하부에서 심각하게 된다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제32권10호
• /
• pp.41-53
• /
• 2016

토사층 하부에 절리암반층이 존재하는 복합지반을 굴착하고 설치하는 흙막이 구조물의 안정성은 배면에 작용하는 토압에 의해 결정된다. 보통 복합지반에서는 암반층을 토사로 간주하고 암반층의 지반강도 정수를 적용하여 경험적으로 토압을 구하는데, 암반층의 불연속면을 고려하지 않기 때문에 대개 실제 작용 토압보다 작게 산정된다. 본 연구에서는 복합지반에서 토사층과 암반층의 구성비율 및 암반층의 절리경사에 따라 흙막이 벽체에 작용하는 토압의 크기와 분포형태를 규명고자 대형토조(높이 3.0m, 길이 3.0m 폭 0.5m)에서 축척 1/14.5로 2차원 대형 모형실험을 수행하고, 같은 조건으로 수치해석을 수행하였다. 실험지반은 토사층과 암반층의 분포비가 각각 65%:35%와 50%:50%가 되도록 조성하였고, 암반층의 절리는 굴착측으로 $0^{\circ}$, $30^{\circ}$, $45^{\circ}$, $60^{\circ}$ 각도로 구성하였다. 그 결과 흙막이 벽체에 작용하는 토압은 암반층 절리 경사각(J)이 커질수록 증가 하였으며, 암반층비율이 증가함에 따라 암반층에 작용하는 토압도 증가하였다. 암반층에 작용하는 토압은 암반층의 비가 50%(R50)이고, 암반층의 절리 경사각이 $60^{\circ}$일 때 가장 크게 발생하였다. 대형모형실험과 수치해석 결과를 바탕으로 임의 복합지반을 굴착할 때 발생하는 토압을, 최상단 버팀대토압과 최대토압 및 굴착하단을 꼭짓점으로 하는 사각형분포로 이상화하고, 암반층비율과 절리경사각도를 고려하여 토압을 구할 수 있는 토압식을 제안하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제11권6호
• /
• pp.121-130
• /
• 2007

베딩조건에 따라 강성재질의 지중매설관 주변에 작용하는 토압분포와 크기를 조사하기 위하여 초경량재료인 EPS블록을 매설관의 상부 또는 하부에 여러 가지 조건으로 설치한 다음 주문진 표준사로 복토하여 토압과 침하량을 측정하는 원형의 대형토조시험을 실시하였다. 실험결과 EPS 베딩재를 설치하지 않은 경우 매설관 바닥에서 측정된 토압은 $4.96_{tf/m^2}$ 으로 나타났으며 베딩재를 설치하는 경우 바닥에서 측정된 토압은 조건에 따라 $1.87{\sim}4.96_{tf/m^2}$으로 베딩재를 설치하지 않은 경우에 비하여 12~62% 가량 토압이 경감되는 것으로 나타났으며, 베딩재의 위치에 대한 매개변수적인 실험결과 베딩재를 하부-상부-상하부에 설치하는 순으로 경감효과가 크며 EPS 베딩재를 하부보다는 상부에 설치하는 경우 경감효과가 두드러지는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제30권8호
• /
• pp.5-11
• /
• 2014

본 연구의 목적은 신뢰성해석을 통해 교량의 하부구조인 교대에 대해 주요설계변수와 신뢰성계수의 관계를 정립하여 하중저항계수설계를 위한 신뢰성해석방법을 개발하는 것이다. 하중조건으로는 사하중, 연직토압 및 수평토압, 상재하중, 그리고 통행차량에 의한 활하중을 고려하였다. 고려한 하중에 대해 지반의 허용지지력, 전도, 활동 등을 반영하는 한계상태함수를 정의하여 신뢰성 해석을 몬테-카를로 시뮬레이션을 이용하여 수행하였다. 신뢰성 해석 결과 신뢰성지수에 가장 큰 영향을 미치는 인자는 내부마찰각이었으며 민감도해석 결과 신뢰성 지수는 저항계수와 수평토압의 변화에 따라 민감하게 변화하는 것을 알 수 있었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제20권6호
• /
• pp.1049-1060
• /
• 2018

토압식(Earth Pressure Balanced, EPB) 쉴드 TBM 굴착에서 첨가제 사용을 통해 막장 안정과 배토효율을 증대시키며, 토사지반에의 적용범위를 확대시킬 수 있다. 첨가제로 배합된 굴착토사는 배합 전과 그 거동을 달리하는데, 일반적으로 워커빌리티를 평가하여 비교할 수 있다. 본 연구에서는 국내 화강풍화토와 첨가제를 배합한 후 슬럼프 시험을 통해 워커빌리티를 평가하고, 적절한 배합비를 도출하고자 하였는바, 매 경우마다 슬럼프 시험을 실시하는 것이 많은 노력을 요하므로 실내 혹은 현장에서 슬럼프 시험보다 간편한 시험법이 필요하다고 판단되어 대체 실험으로서 낙하 콘 시험을 고안하였다. 같은 시료에 대하여 슬럼프 시험에 의한 슬럼프 치와 낙하 콘 시험에서의 콘 관입깊이와의 상관관계를 구한 결과 매우 상관성이 높음을 알 수 있었다. 따라서 국내에 편재해있는 화강풍화토에 대한 쏘일 컨디셔닝의 평가에 핵심인 슬럼프 치 대신 낙하 콘 시험을 이용할 수 있는 관계식을 제안하였다.

• 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
• /
• 제19권5호
• /
• pp.54-63
• /
• 2018

본 연구에서는 고속도로 도로부의 표준단면을 대상으로 패널식 보강토 옹벽의 높이별 안전율과 경제성에 대해 비교 검토하였다. 설계기준에 따라 하중조건은 고속도로의 단면 및 형상조건을 고려하여 콘크리트 포장의 사하중과 차량하중을 재하하고 최상단 보강재의 경우 방호벽의 충돌하중을 고려하였다. 보강재의 길이는 보강토 옹벽의 높이에 따라 0.9H로 배치하였기 때문에, 보강토체의 형상에 따라 지배되는 외적 안정성에 대해 높이의 증가에 따른 영향은 거의 없는 것으로 나타났다. 지지력에 대한 안전율은 보강토 옹벽의 높이에 따라 자중이 증가되기 때문에 급격히 감소되었다. 복합중력식 설계법에 따른 내적 안정성을 검토한 결과, 인발 안전율은 증가되고 파단 안전율은 감소되었다. 보강토 옹벽의 높이가 증가될수록 활동력으로 작용되는 수평토압과 저항력으로 작용되는 수직토압이 함께 증가되기 때문에 인발의 안전율은 증가되었다. 돌기형 강재 보강재의 장기 허용인장력은 상수이기 때문에, 높이에 따라 활동력에 대한 안전율은 수평토압이 증가되어 감소되었다. 블록식 보강토 옹벽보다는 패널식 보강토 옹벽의 경제성이 우수한 것으로 나타났고, 기존 옹벽과 비교하면 5.0 m이상의 높이에서 패널식 보강토 옹벽의 경제성이 가장 우수한 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제16권4호
• /
• pp.43-50
• /
• 2000

본 논문에서는 도심지 깊은 굴축현장에서 수집한 계측자료를 토대로 분석한 흙막이벽체의 거동에 관한 내용을 다루었다. 총 57개 현장에 시공된 H-pile+흙막이판 벽체와 현장타설 주열식 말뚝 벽체, 그리고 지하연속벽체 등 다양한 종류의 흙막이 벽체를 고려하였으며, 굴착으로 인한 벽체의 거동 및 겉보기토압을 집중적으로 분석하였다. 수집된 계측자료를 토대로 벽체 및 지지구조의 형식 등 흙막이벽체의 다양한 구성요소가 벽체의 거동 및 겉보기 토압에 미치는 영향을 분석.고찰하였으며, 그 결과를 현재 적용하고 있는 설계/해석법과 비교하는 한편 다양한 차트의 형식으로 제시하였다. 또한 계측자료를 토대로 흙막이벽체의 최대수평변위를 평가하는 경험식을 제안하였다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제26권4C호
• /
• pp.275-282
• /
• 2006

굴착 단면 또는 내부 단면적에 비해 연장이 긴 선형 구조물의 일종인 터널은 다양한 지반조건에서 시공된다. 본 논문은 미고결 층상 지반에서 터널 굴착에 의해 발생하는 터널 작용토압에 대하여 모형실험적 및 이론 해석적 연구를 수행한 것이다. 터널 모형실험은 층상구조를 이루고 있는 지층의 경사각도와 토피고를 변화시키면서 실시하였다. 모형실험에 사용된 지반재료는, 그 자체만으로 자립이 가능케 함으로써 모형토조 벽면과의 마찰을 제거시킬 수 있는 점착력이 배제된 알루미늄 봉과 블록을 이용한 2차원 모형 실험을 실시하였다. 아울러 터널 하중에 대한 이론적 평가식을 새롭게 유도하고, 이를 실험에 의한 터널 하중과 함께 비교하여 그 타당성을 검토하였다.