• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제9권1호
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• pp.49-62
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• 2007

본 연구에서는 사질토 지반에 설치된 수직갱에 작용하는 토압에 대한 기존 제안식을 수정하였다. 이를 검증하기 위하여 깊이에 관계없이 동일한 반경방향 변위를 일으킬 수 있는 실내 모형시험장치를 개발하였으며, 벽면마찰각과 상대 밀도를 변수로 시험하였다. 실내 모형시험 결과는 수정식에서 접선방향 토압계수(수직응력에 대한 접선방향 응력 비)인 $\lambda$값을 $\lambda=1-sin\phi$와$\lambda=1$을 사용하였을 경우의 토압 사이에 분포하였다. 다층지반에 설치된 원형수직갱 배면지반의 파괴면을 가정하고 수정식을 적용하여 다층지반에 설치된 원형수직갱에 작용하는 토압 산정방법을 제안하였다. 시공현장의 3개의 수직갱으로부터 계측 데이터를 획득하였으며 이를 토압으로 환산하여 제안된 방법을 검증하였다. 계측 데이터로부터 환산된 대부분의 환산 토압은 제안된 방법의 토압과 잘 일치하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권6호
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• pp.3916-3922
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• 2014

일반적으로 옹벽은 높이가 높아질수록 안정성이 작아진다. 하지만 선반식 옹벽은 선반 설치로 인하여 옹벽에 작용하는 수평토압의 크기가 감소하기 때문에 다른 옹벽과 비교하면 안정성 및 경제성에서 우수하다고 할 수 있다. 이 연구에서는 기존에 연구된 선반식 옹벽의 수치해석 연구에서와는 다르게 옹벽의 종류, 선반의 길이, 선반의 위치 등의 조건을 변화시켜 총 15가지의 해석 조건으로 수치해석을 실시하였다. 수치해석을 통해 얻은 결과를 비교하여 선반식 옹벽의 수평토압 감소효과를 확인하였고, 또한 모형시험의 결과와 이론해를 동시에 비교하여 수평토압의 감소효과를 확인하고자 하였다. 연구결과 선반식 옹벽은 캔틸레버식 옹벽에 비해 수평토압 감소효과가 뚜렷한 것으로 나타났고, 선반의 위치, 선반의 길이 등에 따라 수평토압의 크기가 영향을 받는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권4호
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• pp.47-58
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• 2007

교량의 건설과 유지 비용을 줄이고 내진에도 강한 일체식 교대 교량은 전세계 뿐만아니라 우리나라에서도 그 사용량이 증가하고 있다. 하지만 일체식 교대와 뒷채움 지반의 상호작용인 토압거동에 대한 연구는 미진한 상태이다. 따라서 본 연구에서는 PSC빔 거더를 이용한 90m 3경간 연속교 형식인 일체식 교대교량을 국내 처음으로 시험시공하여 공용중에 있는 교량에 대하여 계절적인 온도변화에 따라 발생하는 교대배면 토압을 장기계측하였다. 그 결과에 의하면, 일체식 교대높이(H)에 대한 최대 평균 신장량의 비는 0.0024으로 여름철에, 그리고 일체식 교대높이에 대한 최대 평균 수축량의 비는 0.0011으로 겨울철에 발생하였다. 실측한 최대 수동토압계수과 주동토압계수의 크기는 각각 4.8과 0.7이었고, 그 위치와 형상은 교대저면으로부터 0.82H에서 작용하는 제형의 분포를 보였다. 마지막으로 본 교대의 수동과 주동 토압분포의 작도법을 제안하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제9권1호
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• pp.11-16
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• 2008

본 연구에서는 조밀하게 조성된 되메움 지반에서 강성매설관에 작용하는 연직토압에 대하여 Janssen, Marston, Spangler, Handy 이론식과 수치해석 프로그램인 CANDE를 통해 되메움 공간의 저부폭과 되메움 깊이에 대한 영향, 벽면마찰각, 기타 다른 영향인자들에 대하여 비교 분석하였다. 각 이론식들의 비교 점분석결과, 되메움 지반에서의 연직토압에 대한 이론식들은 되메움 저부폭, 매설깊이, 벽면내부마찰각이 주요영향인자로 작용하게 되었다. 또한 CANDE에 의한 해석 결과와 각 이론식들을 비교 분석하면, 동일한 되메움 깊이에서 되메움 저부폭에 따른 연직토압의 크기는 모든 결과에서 동일하게 직선적으로 증가하였으며, 일정한 되메움 저부폭에서 연직토압의 크기는 매설관의 깊이에 따라 증가하였다. CANDE에 의한 해석 결과와 Handy의 제안식이 좋은 접근성을 보였으며, 각종 매설관 및 박스형 구조물의 토압산정에 널리 사용되는 Marston이론은 설계시 상당히 안전측으로 설계되고 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제20권8호
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• pp.181-191
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• 2004

옹벽의 벽면이 거친 경우에 강성옹벽에 작용하는 주동토압의 크기와 분포형태는 뒷채움재의 내부마찰각과 옹벽의 벽면마찰각 뿐만 아니라 뒷채움재에서 발생하는 아칭효과와 파괴면의 형상에도 영향을 받는다. 따라서 강성옹벽에 작용하는 주동토압의 크기와 비선형의 분포형태를 정확히 산정하기 위해서는 토압 산정 시 뒷채움재에서 발생하는 아칭효과와 실제적인 파괴면의 형상을 고려해야 한다. 본 연구에서는 강성옹벽이 옹벽의 정점을 중심으로 회전하는 경우에 대하여 뒷채움재에서의 아칭효과와 실제적인 비선형의 파괴면 형상을 고려함으로써 비선형의 주동토압을 산정할 수 있는 토압산정식을 제안하였다. 그리고 제안식에 대한 정확도를 검증하기 위하여 제안식으로부터 얻어진 예측치들을 기존의 모형시험 결과들과 비교한 결과 제안식은 만족스런 토압 예측치를 제공하는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제21권8호
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• pp.85-93
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• 2005

벽체 변위가 제한되는 옹벽 구조물에 작용하는 토압은 시공 중 뒷채움토에 작용하는 다짐응력의 영향에 따라 변화한다. 정지토압을 보다 적절하게 추정하기 위해서는 이러한 영향을 고려하여 정지토압계수를 산정하여야 할 필요가 있다. 본 연구에서는 다짐 화강풍화토에 대해서 정지토압상태에서 흙이 받는 응력의 재하, 제하, 재 재하 단계를 모사하는 응력이력모델을 단주기 $K_o$-삼축시험으로 재현하였다. 실험결과로부터 각 하중단계의 응력이력조건에 대한 정지상태토압을 결정하였다. 이들 값을 경험식으로부터 얻은 값과 비교하여 다짐 화강풍화토에 대한 정지토압계수 결정을 위한 경험식의 적용성을 평가하였다. 결과적으로 다짐 화강풍화토에 대한 경험식의 적용성은 재 재하 경로에 대해서 오차 감안이 가능한 경우에 대체적으로 적절한 것으로 평가되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제22권2호
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• pp.29-39
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• 2006

동반 논문(백규호, 2006)에서 사석과 모래로 뒷채움된 케이슨에 대하여 모래와 사석의 내부마찰각과 단위중량의 차이는 물론 사석의 뒷채움 경사각 변화와 뒷채움재에서 발생하는 아칭효과까지 고려해서 비선형의 주동토압을 산정 할 수 있는 토압산정식이 제안되었다. 본 연구에서는 새로 제안된 토압산정식에 대한 정확도를 검증하기 위하여 뒷채움재가 균질하고 벽체가 거친 경우에 대한 제안식의 결과는 백규호(2003a)의 제안식과 비교하였고, 뒷채움재가 균질하고 벽체가 매끄러운 경우에 대한 제안식의 결과는 Rankine의 토압이론과 비교되었다. 그리고 매개변수 분석을 통해서 사석과 모래의 내부마찰각과 단위중량, 케이슨의 벽면마찰각, 사석의 뒷채움 경사각 변화가 케이슨에 작용하는 주동토압에 미치는 영향을 조사하였으며, 매개변수 분석 결과에 근거해서 케이슨에 작용하는 주동토압을 최소화할 수 있는 뒷채움 시공법이 제안되었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제23권3호
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• pp.183-198
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• 2021

토압식 쉴드 TBM 공법은 커터헤드 후면 챔버에 버력을 채워 막장 안정성을 확보하는 공법으로, 연속적인 굴착 및 지보를 통해 지반 변형을 억제하는 것으로 알려져 있다. 하지만 여전히 지반 조건, 터널 크기, 그리고 시공 조건에 의해 무시할 수 없는 지반 침하가 발생하는 실정이다. 따라서 지반침하 영향인자에 의한 침하 거동을 명확하게 이해하고 이를 기반으로 시공 중 발생 가능한 지반침하를 평가할 필요가 있다. 본 연구에서는 토압식 쉴드 TBM 시공 시의 지반침하 주요 영향 인자들과 침하 발생 메커니즘이 반영된 해석 모델(analytical model)을 제시하였고, 시공 중 조절 가능한 인자들에 대한 매개변수 해석을 수치해석 기법을 통해 수행하였다. 수치해석 결과를 통해 시공 조건에 의한 침하 거동을 정량적으로 도출하였으며, 침하 해석 모델과의 연계를 통해 지반 조건에 따른 정성적인 경향성을 도시하였다. 본 연구 결과를 통해 토압식 쉴드 TBM 굴착에 의한 침하예측모델 도출에 기여할 것으로 기대된다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제12권6호
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• pp.101-114
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• 1996

Coulomb토압이론은 실무에서 주로 사용되고 있음에도 불구하고 점성토로 뒤채움된 옹벽에 대한 일반적인 조건에 적용할 수 있는 토압이론식이 존재하지 않는다. 여기서는 점성토로 뒤채움한 중력식 옹벽에 대해서 배수 및 비배수 해석으로 인장균열이 부시된 경우와 고려된 경우에 각각 토압이론식을 유도하였다. 그리고 상기의 조건들에 대해서 전주동토압과 인장균열 깊이를 구하여 설계도표를 작성하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제17권5호
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• pp.147-155
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• 2001

좁은 되메움 공간의 벽체가 연직 또는 한쪽 벽체만이 경사진 경우 수평토압에 관한 연구는 국내외에서 상당히 진전되어 왔으나, 대칭으로 경사진 경우의 연구는 미흡한 실정이다. 본 연구는 되메움 공간의 벽체가 대칭으로 경사지고 벽체간 하부폭이 다를 때 발생되는 수평토압에 관한 거동을 구명하기 위하여 시도되었다. 이를 위하여 모형토조를 사용하여 되메움 공간의 벽체가 대칭으로 경사진 경우 벽체의 경사각, 하부폭, 벽마찰각, 상대밀도를 변화시켜 총 24종류의 모형실험을 수행하였고, 이 결과를 Kellogg(1993)제안식, 벽면경사를 고려한 수정 제안식 및 벽면마찰반력으로부터 구한 수평토압과 비교, 분석하였다. 연구 결과 벽면마찰반력을 고려한 경우 평균연직토압을 적용하였음에도 Arching 효과가 발휘된 실험결과와 가장 근소한 차이를 나타내었다.