• 대한토목학회논문집
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• 제4권1호
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• pp.59-68
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• 1984

측방변형지반(側方變形地盤)속에 일정(一定)한 간격(間隔)을 두고 일렬(一列)로 설치(設置)된 각종 단면(斷面)의 말뚝에 작용(作用)하는 측방토압(側方土壓)을 산정(算定)할 수 있는 이론식(理論式)이 유도(誘導)되고 이론식(理論式)의 특성검토(特性檢討) 및 타이론(他理論)과의 비교검토(比較檢討)가 실시(實施)된다. 줄말뚝중 두개의 말뚝사이에 있는 지반(地盤)이 Mohr-Coulomb의 강복조건(降伏條件)을 만족(滿足)시키는 소성상태(塑性狀態)에 도달하려 할 때 말뚝열(列) 전후면(前後面)에 작용(作用)하는 토압(土壓)의 차(差)를 산정(算定)함에 의하여 줄말뚝에 작용(作用)하는 측방토압산정이론식(側方土壓算定理論式)이 유도(誘導)될 수 있다. 본이론식(本理論式)에서는 특(特)히 말뚝단면형상(斷面形狀), 말뚝설치간격(設置間隔) 및 말뚝주변지반(周邊地盤)의 소성상태(塑性狀態)가 무리(無理)없이 고려(考慮)되고 있다. 그 밖에도 본연구(本硏究)를 통하여 측방토압(側方土壓)에 영향(影響)을 미치는 지반(地盤)과 말뚝에 관(關)한 몇몇 요소(要素)가 구명(究明)되고 본이론식(本理論式)의 신뢰도(信賴度)가 대단히 높다는 사실(事實)도 입증(立證)된다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제1권1호
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• pp.21-30
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• 1985

응력재분포리론을 응용한 Dubrova의 토압론과 이를 수정한 Chang의 방법을 발전시켜 정적토압과 지진시의 토압을 벽체의 변위형태를 고려하여 산정하는 방법을 제안하였다. 뒤채움은 사질토 두 일반토로 구분하여 별개의 토압산정식을 제시하였다. 토류벽의 변위형태는 다음 4가지를 선택하였다. (1) 벽체의 정점을 중심으로 회전하는 주동변위 (2) 벽체의 정점을 중심으로 회전하는 주동변위 (3) 벽체의 벽체을 중심으로 회전하는 수동변위 (4) 벽체의 벽체을 중심으로 회전하는 수동변위 제안된 토압공식을 다른 토압론에 의한 이론치와 비교 검토하였다. 그 결과 변위의 형태에 따라 상이한 토압분포가 얻어졌으며 이는 현재 관용되고 있는 토압이론보다 더 합리적이라 사려된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제7권5호
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• pp.41-48
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• 2006

Crib wall은 헤더와 스트레처를 사용하여 옹벽의 골조를 축조하는 격자형 조립식 옹벽공법의 일종이다. 이 공법에서는 부재의 교차에 의해 생긴 격자 안에 자갈로 채움을 실시하여 옹벽의 중력을 유지하게 된다. 따라서 일반 옹벽에 비해 시공속도가 빠르며 경제적이다. 더불어, 옹벽의 배수 능력이 뛰어나며, 전면에 식생이 가능하다는 점을 들어 환경친화적인 장점도 강조되어 왔다. 그러나 Crib wall 시스템에서는 개별 부재 사이의 상대적인 움직임을 허용하며 채움재의 자중이나 외부하중에 의해 채움재에 응력 재분포가 발생한다. 이 때문에 콘크리트 옹벽과 같은 일체식 옹벽과는 토압의 분포에 있어 차이가 있다는 사실이 인식되어 왔다. 따라서 본 연구에서는 Crib wall의 토압특성을 관찰하기 위하여 축소된 모형을 이용한 재하시험을 실시하였다. 토압 특성은 6개의 특정한 높이에서 계측되었으며 이를 이용하여 위치별 토압의 분포 형태를 예측하였다. 시험결과는 기존의 이론식 및 일체식 옹벽과 비교되었으며 차이점에 대해 고찰하였다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제12권5호
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• pp.27-40
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• 1996

박스 구조들은 상.하수도관, 통신 및 전기선로, 도로, 철도 등을 위한 여러가지 목적으로 오래 전부터 많이 사용되어 왔다. 도심지에서는 대부분 지반을 굴착하여 박스 구조물을 설치한 후에 되채움하는 과정을 거친다. 그러나 박스에 작용하는 토압을 위한 기존의 설계법에서는 굴착(또는 되채움)되는 단면의 형상을 고려하지 못하고 있다. 본 연구에서는 매설박스 설계시 굴착되는 단면형상을 고려할 수 있는 새로운 토압이론식을 제안하였다. 이 이론식에 의한 수평토압은 유한요소해석 결과와 비교적 좋은 일치를 보여 주었으나, 기존설계법에 의한 토압은 상당히 과대평가되었다. 박스의 상단면에 작용하는 연직응력의 이론값은 기존 설계법 및 유한요소해석 결과와 거의 유사하였다. 그러나 박스의 바닥면에 작용하는 반발응력은 기초지반의 탄성계수에 따라 크게 좌우되므로, 새로운 이론식은 기초지반이 느슨한 모래인 경우를 제외하면 직접 적용이 어려웠다. 한편, 유한요소해석에 의하면 박스에 작용하는 수평토압은 굴착면의 경사와 굴착저면의 폭에 따라 크게 좌우되었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제12권2호
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• pp.129-144
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• 2010

원형수직터널에 작용하는 토압은 아칭효과로 인해 2차원 일반 흙막이벽에 작용하는 토압보다 작으므로 원형수직터널 설계 시 벽체에 작용하는 실질적인 토압의 예측이 필요하다. 본 논문은 두 개의 연속된 논문(Companion papers)의 두번째로서 원형수직터널 설계 시 건조한 사질토뿐만 아니라 c-$\phi$ 지반과 다층지반에서 적용 가능하도록 새롭게 제안된 토압식(김도훈 등, 2009)을 증명하기 위해 대형 모형실험을 수행하였다. 고안된 모형실험 장비는 단계별 굴착이 가능하도록 제작 벽체의 반경을 변화시켜가며 실험을 수행하였다. 또한 강사 방법으로 지반을 조성하기 전 건조한 시료에 물을 첨가하고 불포화사질토를 형성시켜 겉보기 점착력을 발현시킴으로써 c-$\phi$ 지반과 다층지반에서 실험을 진행하였다. 실험 결과로서, 단계별 굴착을 모사하였을 때, 아칭효과에 의해 굴착된 지반에서 굴착되지 않은 지반으로 하중이 전이가 일어나는 확인할 수 있었다. 또한, 동시에 굴착했을 때의 토압은 예측한 값에 비해 상당히 작게 나타났지만, 단계별로 굴착했을 때의 최종 토압은 동시 굴착 시의 토압에 비해 크게 나타나며 새롭게 제안된 토압식과 잘 일치하였고 c-$\phi$ 지반과 다층지반에서 수행한 실험의 결과도 겉보기 점착력의 효과로 인해 토압의 감소를 보이며 이론적인 값과 잘 일치하는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제28권12호
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• pp.99-110
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• 2012

지반굴착을 위해서 적용되는 흙막이공법은 앵커, 네일, 버팀보 등과 같은 지보재를 사용하게 되며, 지보재 설치에 시간적, 경제적 문제와 건설되는 구조물에도 결함을 야기하는 등의 문제를 안고 있다. 본 연구에서 제안된 지주식 흙막이 공법은 전면지주와 배면지주를 경사로 설치하여 일체화시킨 가시설 공법으로, 배면지주의 설치로 인해 전면지주에 작용하는 토압을 효과적으로 분산시켜 가시설의 구조적인 안정성을 증대시켰다. 본 연구에서는 실내모형실험을 통해 전면지주와 배면지주의 설치각도, 재료강성 등을 달리하여 지주식 흙막이 공법의 안정성을 확인하였으며, 실내 모형실험 결과를 이용하여 배면지주 설치로 인한 전면지주에 작용되는 토압감소효과를 분석하였다. 실험결과 배면지주의 설치로 인해 전면지주에 작용되는 토압감소 및 변위억제 효과는 상당히 큰 것으로 평가되었으며, 본 실험을 통해 지주식 흙막이 공법의 안정성이 증명되었다. 또한 랜킨토압이론을 이용하여 토압감소율을 정량적으로 분석하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제31권6D호
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• pp.839-848
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• 2011

TBM(Tunnel Boring Machine) 터널은 굴진 도중 장비의 교체나 개조 등은 불가능하기 때문에 굴진 종료 시까지 투입된 장비로 굴진하여야만 한다. 특히 토압식 쉴드TBM은 막장관찰이 어려우므로 굴진 중에 수집된 자료를 분석하여 지반상태의 변화를 예측하고 이를 시공에 반영하여야한다. 지금까지의 TBM에 대한 연구는 굴착 대상이 되는 지반의 특성에 따른 장비선정 및 굴진속도 예측모델 개발이 주로 이루어져왔다. 그러나 굴착의 주체가 되는 TBM 장비의 굴진자료에 의한 지반상태의 추정 및 운전방법의 개선에 초점을 맞춘 연구는 그리 많이 수행되지 않았다. 본 연구는 토압식 쉴드TBM 시공 사례에서 얻은 굴진자료를 활용하여 투입된 장비의 운전조건에 따른 굴진속도의 변화와 최적 운전조건에 대해 알아보았다. 본 연구의 결과를 요약하면 다음과 같다. 첫째, 커터헤드의 회전속도와 총추력이 굴진속도에 가장 큰 영향을 주며 둘째, 적정한 굴진속도를 위해서는 최적 회전속도를 유지하면서 총추력을 조정하는 것이 좋으며 셋째, 총추력의 증가 추세에 따라 지반조건의 변화에 대한 예측이 가능하여 이에 따라 적절한 운전조건의 변경을 결정할 수 있다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제13권6호
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• pp.431-450
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• 2011

원형수직터널의 시공시 지하수가 존재하는 경우 굴착에 의해 지하수의 흐름이 발생되어 추가적인 힘이 작용하게 된다. 원형수직터널의 지하수의 흐름은 일반적인 수평터널과 달리 깊이방향으로 다르게 작용되며, 수직터널의 벽체에 경사방향으로 작용하게 된다. 본 연구에서는 원형수직터널에 작용하는 침투력의 영향을 파악하기 위해 깊이에 따라 변하는 경사방향의 흐름성분을 수직과 수평방향으로 나누어 각각을 이론식에 적용하였다. 지하수가 영향을 미치는 범위는 토압을 야기하는 이완영역과 같은 것으로 가정하여 이론식을 유도하였다. 침투력에 의해 발생되는 추가적인 힘으로 인하여 원형수직터널의 이완영역에 작용되는 응력이 달라짐에 따라 침투력을 고려한 토압계수 산정식과 원형수직터널 벽체에 작용하는 응력 산정식을 본 연구를 통해 제안하였다. 가상지반을 설정하고 제안식을 적용한 결과, 침투를 고려하지 않은 건조한 지반에 비하여 수직방향응력은 약 1.4배, 토압은 2.5배 증가하는 결과를 보였다. 침투해석을 통하여 "유효응력+침투력"으로 구한 값과 제안식을 이용하여 산정한 값은 유사한 경향을 보여 제안식은 침투력을 적절히 고려하여 토압을 예측하는 것으로 나타났다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제9권2호
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• pp.143-155
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• 2007

원형수직구 벽체에 작용하는 토압은 축대칭 아칭효과로 인하여 평면변형조건의 벽체에 작용하는 토압보다는 작으며, 원형수직구 흙막이벽이나 라이닝 등의 설계를 위해서는 벽체에 작용하는 토압의 정확한 산정이 필요하다. 따라서, 수평 및 연직방향 아칭효과에 의한 토압감소를 고려하고 수직구 벽체 반경에 대한 높이의 비로 정의되는 벽체형상비의 영향을 합리적으로 고려한 토압산정식이 제안되었다. 또한, 모래지반에서 모형실험에 의한 토압이 분석되었다. 제안된 토압산정식에 의한 토압은 벽체반경이 증가하여 벽체형상비가 감소함에 따라 평면변형조건의 토압과 정확히 일치하였으며, 모형실험에 의한 토압분포와 근사한 경향을 나타내었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제5권3호
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• pp.227-239
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• 2003

복개 터널구조물은 친환경적 건설을 위하여 성토체는 일정 구배를 갖는 경사시공을 하게되고, 이로 인하여 복개 터널구조물에는 편토압이 작용하게 된다. 현재 복개 터널구조물의 설계를 위하여 일반적으로 적용되고 있는 구조공학적 해석시 연직토압은 콘크리트 라이닝 상부 성토체를 상재하중으로 고려하여 산정하고, 좌 우측에 작용하는 횡방향 토압은 정지토압 분포를 적용하고 있다. 그러나 이러한 토압분포는 콘크리트 라이닝 좌 우측 측벽부 외측에서 성토체의 경사시공에 의한 편토압의 영향을 고려할 수 없다. 따라서, 본 연구에서는 성토사면에 의한 편토압을 고려한 합리적인 복개 터널구조물 해석 및 설계를 위한 기본연구로써, 지반공학적 모델링 기법을 이용하여 성토사면에 의한 편토압 고려 방안을 제안하였으며, 구조공학적 해석기법을 통하여 제안된 편토압 고려방안의 적용성을 검토하였다.