• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제21권1호
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• pp.93-113
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• 2019

최근 개착식 터널공법으로 널리 사용되고 있는 프리캐스트 라이닝 아치 구조물에 대하여 현장 계측과 수치해석 결과를 비교하여 3힌지 프리캐스트 아치 구조물의 거동을 분석하였다. 현장 계측결과, 천단부에서 가장 큰 연직변위가 측정되었으며 초기에는 상방향으로 변위가 발생하다가 뒤채움 흙이 천단부보다 높아지면서 하방향으로 변위가 발생하였다. 천단부는 최종적으로 원 위치로부터 상방향 19 mm에서 변위가 수렴하였다. 측벽부 최대 수평변위 지점에서의 수평변위는 아치상단까지 뒤채움시 터널 내측으로 발생하여 두 지점간의 수평거리가 줄어들다가, 상부 성토가 진행될수록 수평변위는 감소하여 원래 위치로 이동하였다. 프리캐스트 아치구조물에 대한 변위 분석결과, 지반-구조물의 상호작용을 잘 관찰할 수 있었으며 따라서 기존의 강성구조물과 비교하여 경제적인 설계가 가능할 것으로 기대된다. Duncan 모델을 사용한 유한요소 해석결과를 현장 변위 계측값과 변위 형상 등과 비교하면 유사한 결과를 나타내었다. 수치해석 결과에 의한 측벽부의 수평토압계수는 터널 좌측부는 0.4, 우측부는 0.7에서 수렴하여, 편토압이 발생하는 현장상황 및 현장 변위 계측 결과와도 일치하였다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제22권3호
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• pp.11-25
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• 2023

본 연구에서는 시멘트혼합처리토를 활용한 경사 자립식 흙막이공법에 대한 설계법과 해석법에 대하여 연구하였다. 경사 자립식 흙막이 벽체의 경우 경사에 따른 주동토압계수의 감소와 자중효과로 주동측압이 감소하고 수동토압계수의 증가와 자중모멘트의 증가로 인해 전체적인 안정성이 증가하였다. 흙막이 벽체는 경사에 따라 굴착측으로의 전도파괴에서 활동파괴로의 형태 변화가 발생되었고, 최적의 경사는 10°인 것으로 평가되었다. 수치해석에서의 전체 안정성은 강도감소법과 비교하여 한계평형해석이 보수적인 결과를 도출하므로 설계 시 본 방법으로 검토해야 하는 것으로 나타났다. 매개변수 연구 결과, 지지력파괴와 압축파괴에 대한 안정성은 상재하중이 작은 경우(약 20kPa 이하) 경사 10°이상에서는 크게 증가하지 않았다. 배면 지반의 점착력이 있는 경우 수치해석과 유사한 결과는 점착력을 고려한 경우로 나타났다. 활동, 전도, 전단, 인장에 대한 안정성은 벽체의 두께에 비례하여 증가하지만, 일정 경사각(약 10°) 이상에서는 벽체의 두께와 상관없이 지지력과 압축응력의 안정성에 큰 변화가 없는 것으로 평가되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제15권1호
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• pp.53-62
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• 1999

블럭식 보강토 옹벽이 매우 활발히 적용되고 있음에도 불구하고 아직까지 블럭식 보강토 옹벽을 구성하는 블럭 벽체, 보강재, 뒤채움흙, 블럭/뒤채움흙 접촉면 등의 구성요소가 옹벽의 거동에 어떠한 영향을 미치는지에 대한 정확한 이해가 부족하며, 보다 안전하고 경제적인 설계를 위해서는 이에 대한 심도 있는 연구가 필요한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 유한요소해석을 이용하여 뒤채움흙의 전단특성 및 보강재의 강성이 블럭식 보강토 옹벽의 거동에 미치는 영향을 고찰하였다. 해석에서는 블럭식 보강토 옹벽의 각 구성요소 및 단계별 시공과정을 상세히 모델링하였으며, 해석결과를 토대로 뒤채움흙의 전단특성 및 보강재의 강성에 따른 벽체 변위 및 토압, 보강토체 저면 연직응력, 그리고 보강재 유발인장력 및 블럭/보강재 연결력 분포 경향을 고찰하고 현재 적용하고 있는 설계기준의 타당성을 검토하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제32권12호
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• pp.45-57
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• 2016

IER은 굴착 중에 안정성을 증가시키기 위해서 전면지주에 배면지주를 기울어지게 설치하고 강결시킨 구조이다. IER은 배면지주가 억지말뚝의 역할을 함으로써 전면지주에 발생하는 수평변위를 억제하는 효과가 있고, 전면지주에 작용하는 토압을 분산 시켜 구조적으로 안정한 가시설 공법이다. 본 연구에서는 사질토 지반에서 수치해석과 실내모형실험을 통해 IER의 두부를 강결과 힌지로 조건을 다르게 연결하여 IER의 역학적 특성을 확인하였다. 수치해석 결과, 최대수평변위는 두부의 연결 방법이 강결일 때 힌지일 때의 88%가 발생하고 실내모형실험 결과, 수평변위는 두부 연결 방법이 강결일 때 힌지일 때의 단지 7%만 발생하는 것으로 분석되었다. 또한, 지반의 전단변형 해석 결과 토압은 두부의 연결 방법이 강결일 때 힌지일 때의 67%만 작용하는 것으로 분석되었다.

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

• 한국도로학회논문집
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• 제12권4호
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• pp.139-145
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• 2010

S-파 크로스홀 검측을 이용하여 쇄석말뚝의 건전도를 평가하였다. 이 평가 기법은 현장타설말뚝의 크로스홀 초음파 검측(CSL)과 개념적으로 유사하다. 이 기법의 주요한 차이점은 CSL에서는 P-파를 사용하나 이 기법에서는 S-파를 이용한다는 사실이다. 그 이유는 S-파만이 물보다 느린 매질의 강성을 감지할 수 있는 유일한 탄성파이기 때문이다. 양방향 S-파를 생성할 수 있는 전기-기계식 발진자를 사용하여 검측을 수행하였다. 이 쇄석말뚝의 형상을 말뚝을 통과하는 S-파 도달시간, 쇄석과 주변지반의 S-파속도 주상도를 이용하여 재생하였다. 쇄석의 S-파속도 주상도는 쇄석의 내부마찰각 및 정지토압계수로 산출하는 것이 타당한 것으로 확인되었다. 쇄석말뚝의 직경 산정은 이 내부마찰각과 토압계수에 크게 영향을 받지 않는다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제19권4호
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• pp.65-74
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• 2020

토압식(EPB, earth pressure balance) 쉴드 TBM 공법에서 첨가제 주입을 통해 굴착한 흙을 개량하는 쏘일 컨디셔닝(soil conditioning) 기법의 적용은 TBM의 굴진성능을 향상시키는데 필수적이다. 따라서 TBM 장비의 굴진 성능을 모사하는 수치해석 모델에서도 쏘일 컨디셔닝을 적용하는 것은 중요하나, 이를 해석적으로 모사하는 기법에 대한 연구는 현재까지 부족하다. 따라서 본 연구에서는 컨디셔닝 된 흙의 특성을 파악하기 위해 실내 가압 베인시험 장치를 고안하였다. 고안된 장치를 통해 폼에 의해 컨디셔닝 된 흙에 대하여 전단속도를 달리하며 시험을 수행하였으며, 시험은 개별요소법(DEM, discrete element method)을 통해 모델링 되었다. 시험결과와 해석결과의 비교를 통해 개별요소법에서의 입자 접촉조건을 결정하였으며, 이는 개별요소법을 사용한 TBM 굴진해석 모델에서 쏘일 컨디셔닝을 재현할 때 가압 베인시험과 개별요소법 모델의 적용 가능성을 보여준다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제7권5호
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• pp.129-137
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• 2007

건설지반재료의 부족과 환경보존의 중요성이 대두되는 현실에서 해양준설토를 건설자원으로의 재활용 방안을 연구하는 것은 매우 시급한 실정이다. 선진국에서는 해양준설토의 재활용에 대한 필요성을 절감하고 이에 관한 연구가 활발히 진행되고 있고, 국내에서도 연구의 필요성이 부각되고 있다. 실내모형실험을 실시한 결과 뒤채움재로 유동성 채움재(CLSM)를 사용하는 경우에 일반모래와 현장발생토사를 사용한 경우보다 관의 수직 수평변위 및 지표면변위를 감소시키는 것으로 해석되었다. 이는 유동성 채움재(CLSM)의 특징 중 자기수평능력과 자기강도발현특성에 의해 양생이 진행됨에 따라 파형강관 주변의 유동성 채움재(CLSM)가 굳어 강성화 되고, 이것이 P.V.C관과의 일체화를 통한, P.V.C관의 단면강도를 증진시켜준 효과로 해석할 수 있다. 그리고 뒤채움재의 종류에 따른 P.V.C관의 토압특성은 뒤채움재로 일반모래와 현장발생토사를 대체하여 유동성 채움재(CLSM)를 사용한 경우에 관에 작용하는 수직 수평토압이 거의 0에 가까운 값으로 현저히 작아짐을 알 수 있었다. 이는 실내 모형실험로부터 뒤채움재로 유동성 채움재(CLSM)를 사용하는 것이 지하 매설관에 발생하는 각종 파손을 감소시키고, 안정성을 높이는 최선의 대안으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제10권3호
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• pp.87-98
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• 1990

본 연구에서는 Elman둥이 상시하중의 경우에 대해 제안한 새로운 형태의 캔키레바식 옹벽 설계방식을 지진하중을 고려한 경우에까지 확대적용하여 예상되는 효율성을 설계예를 통해 분석하였으며, 좀더 안전한 측에서의 셜계검토를 위해 캔티레바식 옹벽의 자체중량 및 뒷채움 일부분의 모래중량에 의한 수평관성력 등을 포함하는 분석법이 제시되었다. 또한 한계 평형상태가 아닌 다양한 토압상태에서의 설계검토를 목적으로 Mononobe-Okabe 동적토압계산식을 변형하였다. 결론적으로, 기초슬래브의 밑면이 경사진 캔티레바식 옹벽형태가 내진설계에 있어서 가장 효율적임을 알 수 있었다. 즉 다른 형태의 캔티레바식 옹벽에 비해, 활동에 대한 안전율은 가장 크면서도 옹벽축조에 관련된 콘크리트량, 굴착량 및 뒷채움 모래의 양은 가장 절감되는 효과가 있음을 알 수 있었다. 후단부분을 $45^{\circ}$만큼 경사지게하는 캔티레바식 옹벽형태는, 상시하중 및 비교적 낮은 수준의 지진에 대해서는 효율성이 예상되나, 수평진도가 커짐에 따라 이와 같은 효율성을 기대할 수 없음을 알 수 있었다. 이에대한 주된 원인은, 옹벽 후단부분에 작용하는 수평발생토압합력의 감소율이 수평진도가 커짐에 따라 점차적으로 작아지는데 있다. 이외에도 기초슬레브의 밑면이 경사진 캔터레바식 옹벽에 관련된 설계도표를, 뒷채움 및 기초지반모래의 내부마찰각 크기, 지진하중시의 활동에 대한 안전율 규정 등을 각각 달리하여 제시하였다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2005년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.646-654
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• 2005

철도지하횡단공사는 횡단구조물 축조시 개착식과 비개착식 공법으로 구별되는데 개착식 공법은 열차의 비운행시간을 고려하여 시공하는 극히 제한적인 공법인데 반하여 비개착식은 열차의 속도 및 운행시간에 제약을 받지 않는 특징을 갖고 있으며 안전하고 신속한 시공의 장점을 갖고 있다. 비개착식 공법 중 Front Jacking 공법은 소구경의 강관을 압입하여 구조물과의 마찰력과 토압을 최소화 시킨 후 현장에서 제작한 전단면 Precast Box 선단부에 PC강연선과 유압Jack을 이용하여 박스를 지중에 견인하는 공법으로 시공시 안정성과 열차의 정시성 확보가 유리하여 많이 적용되고 있다. 이 공법은 박스단면의 크기 및 연장, 토질조건에 관계없이 시공가능하며 친환경적인 시공을 할 수 있다. 본 고에서는 Front Jacking 공법이 적용된 대전동서관통대로의 철도횡단 시공사례를 소개하고자 한다.