• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제5권2호
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• pp.147-159
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• 2003

90년대 이후 지하 암반 구조물의 수요가 증가함에 따라 시공 전 설계 단계에서 요구되는 암반내 초기응력에 대한 정량적 정보를 얻기 위해 현장 초기 응력 측정이 광범위하게 수행되고 있다. 제안된 여러 측정법들 중 현장 적용성 면에서 큰 장점을 가진 수압파쇄법이 국내에서는 대표적으로 적용되고 있다. 본 논문에서는 평탄한 지형조건으로 이루어진 서울 중심부 편마암 지역내 저심도 구간의 11개 시추공을 대상으로 수압파쇄법에 의해 구해진 초기응력 측정자료와 수평응력의 크기, 방향성과 심도별 변화 그리고 측압계수 분포 등 과업구간 암반 내 초기응력장의 제반 분포 특성에 대해 논의하고자 한다.

• 터널과지하공간
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• 제28권3호
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• pp.258-276
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• 2018

정확하고 정량적인 현지 암반 수리특성 정보들은 고수압 조건 굴착 공동 주변의 수리 지질학적 거동에 대한 신뢰성 있는 평가에 필요한 핵심 인자들 중의 하나이다. 상부의 해수가 무한 수원으로 작용하는 해저지반 내 터널이나 암반 구조물 설계에서 계획 구조물의 규모와 작용 수압이 커질수록 수리특성 정보의 중요성은 크게 증가된다. 본 연구에서는 기존 수압시험 시스템의 부적절한 구성이나 부정확한 자료 획득과 관련된 제반 문제점들의 개선을 통해 고수압 해저지반에 최적화된 일체형 메인 프레임과 30 bar 급 완전방수구조 공내측정장치를 독자적으로 개발하였다. 수리특성 조사 시스템을 구성하는 개별 시험장치들을 단일 프레임에 통합함으로써 협소하고 위험요소가 많은 해상 시추용 플랫폼에서도 안전하고 효율적으로 시험을 수행할 수가 있게 되었다. 또한 유압유 이중 조절장치를 고안하여 공내 순 주입압력 기준 $2.0kgf/cm^2$ 이하 간격으로 정밀한 단계적 가압과 압력 유지가 가능하도록 하였다. 개발 장치들의 시스템 성능과 작동 안정성을 실증적으로 확인하기 위해 연구 시험공 2개소에서 현장 적용성 시험을 완료하였으며 제주 현무암 분포 지역 내 시험공 1개소에서 대표요소체적 규모 수리특성 시험을 성공적으로 수행하였다. 본 논문에서는 개발 장치들의 주요 특성들과 다양한 실내 및 현장 성능시험에서 획득된 주요 결과들을 간단히 소개하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제17권5호
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• pp.43-50
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• 2001

딜라토메터는 실험의 간편성, 경제성, 신속성 및 반복성 등을 바탕으로 현장에서의 지반공학적 물성추정에 보편화되고 있다. 또한 간단한 장비구성과 손쉬운 사용법에도 불구하고 다양한 지반공학적 물성들 -예로서, $K_{o}$ , OCR, $c_{u}$ , $\psi$, $c_{h}$, $k_{h}$, ${\gamma}$, M, $u_{o}$ -을 추정할 수 있으며 다양한 지반공학적 설계문제에 성공적으로 적용되어 왔다. 그러나 제안된 관계식들이 대부분 기존실험 결과들과의 비교를 통하여 얻어진 경험적 상관관계이며, 특히 압밀계수 추정에 관한 부분은 관입시 평면변형 상태의 지반변형으로 인한 관입모사의 복잡성으로 인하여 피에조콘 소산시험 해석을 위해 제안된 이론 해들에 경험적인 가정사항들을 추가하여 사용하는 반경험적 방법들과 순수한 경험적인 방법이 사용되어 왔다. 본 연구에서는 elf라토메터 관입기의 실제 평면적을 등가의 원형반경으로 고려한 등가반경을 사용하고 최적화기법을 적용함으로써, 소산시험에서 실제 관측된 간극수압($p_2$)과 딜라토메터 소산시험을 모사하여 얻어진 예측 간극수압의 차이를 최소화하는 수평압밀계수 추정법을 제안하였다. 제안된 방법을 국내 양산지역에서 수행된 딜라토메터 소산실험에 적용하였으며 추정된 수평압밀계수 값을 기존의 딜라토메터 수평압밀계수 추정법들과 불교란 시료를 이용한 일차원 실내 압밀실험으로 얻어진 수평압밀계수 값들과 비교검증 하였다. 그 결과 제안된 방법으로 기존의 방법에 비해 실내 압밀실험 결과와 일치하는 수평압밀계수 추정결과를 얻었다. 또한, 제안된 방법으로 얻어진 수평압밀계수는 전 소산도 범위에서 고르게 관측값과 일치하는 소산곡선을 예측하여, 최적화기법을 이용한 딜라토메터 소산시험 해석으로 전 소산과정을 대표하는 압밀계수의 추정이 가능할 것으로 사료된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제25권4호
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• pp.55-68
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• 2009

현장에서 암반에 근입된 현장타설말뚝의 굴착공 벽면거칠기 및 연직도를 측정할 수 있는 잘치(BKS-LRPS)를 개발하였으며 개발된 장치에 대한 현장시험을 실시하였다. 여기서 현장 측정 과정에서 측정 장치의 흔들림 분석, 공기중과 수중에서의 보정계수 적용, 말뚝내부의 높은 수압에 따른 레이저 센서 시스템의 안정성 분석을 실시하였다. 또한 혼탁도에 따른 측정 가능 여부를 판단하기 위해 6개의 현장타설말뚝 굴착공에서 거칠기 및 연직도 측정을 실시하였다. 현장측정 결과 연직도는 공기중 이나 혼탁도가 낮은 수중조건에서 측정할 수 있었다. 그러나 거칠기도 공기중이나 수중 조건에서 측정할 수 있었는데 굴착공 하부의 혼탁도가 높은 수중조건에서는 측정할 수 없었다. 실시된 일련의 현장시험을 통하여 BKS-LRPS는 공기 중과 수중에서 적용 가능한 최초의 굴착공 거칠기 및 연직도 측정 시스템임을 알 수 있었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제15권4호
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• pp.136-145
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• 2011

준설매립후 연직배수공법을 적용하여 지반개량을 수행하는 대규모 국가산업단지 조성 프로젝트를 대상으로, 각 심도별 채취된 불교란 시료를 이용하여 물리즉 특성 및 압밀 특성 등을 분석하기 위한 실내시험을 실시하였으며, 수평 압밀계수 및 현장 초기 응력 산정을 위한 콘 관입 및 소산시험을 수행하였다. 지층을 구성하고 있는 하부의 원지반 점토층과 상부의 준설 매립층은 유사한 해성점토로 구성되어 있으나, 초기 간극비와 초기 함수비, 초기 응력상태, 방향별 투수성과 압축성 등의 압밀특성에 있어서는 시간경과에 따른 압밀거동에 있어 매우 큰 차이를 보이는 다층 지반의 특성을 띠고 있다. 압밀과 관련된 응력이력이 다른 두지층의 초기응력을 산정하기 위하여 콘 관입시험 및 소산시험시의 간극수압 측정결과를 분석하였으며, 이를 통해 압밀이 진행중인 하부 원지반 점토층에서의 매립하중과 상부 성토에 의한 각 심도별 과잉간극수압 분포 및 이를 통한 초기응력을 산정할 수 있었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제39권9호
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• pp.871-877
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• 2015

다양한 기계부품과 센서류가 포함된 수중로봇, 무인 잠수정 등과 같은 심해장비 시스템은 수심에 따른 높은 수압과 온도, 조류 등 심해의 복합적인 극한 환경조건의 영향을 받기 때문에 실제 현장에서 사용되기 전에 제품의 신뢰성을 검증하는 것이 매우 중요하다. 이러한 복합적인 해양환경을 재현하여 제품에 대한 실증적인 시험을 할 수 있는 시험장비의 구축이 요구되는 실정이다. 본 연구를 통하여 최대수압 2.0MPa, 수온 $5{\sim}60^{\circ}C$, 최대유속 2 m/s의 복합 환경조건의 구현이 가능한 워크인 타입의 수중복합 환경시험장비를 구성하는 주요 구성품의 개발 요구사양 및 설계방안을 제시하고 이를 통해 심해장비 시스템 및 모듈 부품에 대한 제품 신뢰도를 검증할 수 있는 시험장비의 개발 내용을 제시하고자 한다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제18권2호
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• pp.137-146
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• 2002

본 연구에서는 국내 해성퇴적 연약지반의 압밀특성을 실험적으로 규명하기 위하여 현장에서의 픽에조콘을 이용한 간극수압소산시험을 수행하고 동일한 위치와 심도에서 채취한 비교란시료를 이용하여 실내에서 Howe cell 압밀시험을 포함한 역학시험과 물성시험을 수행하였다. 이를 근거로 howe cell 압밀시험으로부터 구한 수평압밀계수$(c_r)$와 피에조콘 소산시험으로부터 구한 압밀도 50%에 해당하는 소산시간$(t_{50})$의 관계를 회귀분석을 통하여 실험식을 제안하였으며 이 실험식과 기존의 여러 학자들에 의해 제안된 이론해와의 관계를 비교하였다. 이에 의하면 실린더형 공동팽창이론에 근거한 Torstensson(1977)의 이론해와 변형률경로법에 근거한 Houlsby와 Teh(1988)의 이론해에 비교적 유사한 경향을 보이는 것으로 나타났다

• 한국지반공학회논문집
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• 제18권2호
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• pp.87-96
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• 2002

자가굴착식 프레셔미터를 이용한 변형률 유지 시험은 점성토 지반의 수평방향 압밀계수를 추정하는데 있어 효과적으로 사용되고 있다. Clarke등(1979)이 제시한 일반적인 해석 방법은 여러 가지 단순화한 가정으로 인해 압밀계수산정에 문제점을 내포하고 있다. 따라서, 본 논문에서는 실제 시험 과정 및 조건들을 최대한 반영하기 위하여 프레셔미터 시험기의 유한한 길이, 계파시의 부분배수, 소산시험 시작시의 공동 변형률 등의 여러 가지 해석 조건들이 초기 과잉간극수압의 분포 및 소산 거동에 미치는 영향을 고려한 유한요소해석을 수행하였다. 그 결과, 수평방향 압밀계수를 추정하는데 필요한 50% 압밀도에서의 시간계수를 제안하였고, 이를 국내 2개 현장에서 수행한 변형률 유지시험에 적용하여 압밀계수를 산정하고, 다른 현장 시험 및 실내시험 결과와 비교.분석하여 그 적용성을 확인하였다.

• 터널과지하공간
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• 제18권2호
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• pp.149-161
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• 2008

특수한 지질조건을 제외하면 이론적이거나 물리적인 방법으로 특정지역의 정확한 암반 초기응력 상태를 예측하기는 거의 불가능하다. 이는 토목공학이나 광업개발과 관련된 문제에 있어 암반 응력에 대한 신뢰성 있는 정보를 얻는 유일한 방법은 현장 측정에 위해서만 가능함을 의미한다. 1990년대 이후 국내 경상분지 영역 내암반 구조물 설계단계에서 정량적인 정보를 획득하기 위해 많은 현장 초기응력 측정이 수행되어 오고 있다. 본 논문의 연구지역은 경상분지의 지표로부터 심도 300 m 미만 지하공간으로 위치적으로 동쪽의 부산에서 서쪽으로는 여수를 포함하는 광범위한 지역을 포함한다. 현장 초기응력 측정은 대부분 지표 시험공을 이용하여 심도 $14m{\sim}300m$ 영역에서 수압파쇄법에 의해 총 270회 시행되었다. 본 논문에서는 현장 측정 자료를 바탕으로 전체 연구지역에 현재 형성되어 있는 초기응력 상태, 화강암류와 안산암류 지역에서의 초기응력 분포 특성 차이에 대해 논의하고자 한다. 그리고 마지막으로 부산 일원과 양산 단층대 지역 내 수평응력 방향성의 국부적 분포 양상에 대해 소개하도록 하겠다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제16권6호
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• pp.105-115
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• 2000

본 연구는 현실에 부합하는 연약지반의 압밀거동을 예측하기 위한 연구로서, 일단 3차원 배수 조건하에서 지반의 자중 및 압축성과 투수성의 비선형적 성질이 고려된 비선형 압밀모델을 구성하였다. 또한 연직 배수재의 시공과정에서 발생할수 있는 지반의 교란현상 및 다양한 이질층의 구성, 점증적인 하중재하 조건, 연직배수재의 부분관입 조건에 대한 고려가 가능하도록 비선형 압밀모델을 수정, 보완하였다. 이상의 연구결과를 바탕으로 유한차분방법에 의한 수치해석을 실시하였고 최종적으로 각종 희귀분석과정을 도입한 3차원 비선형 압밀해석 프로그램을 개발하였다. Ska-Edeby의 시험시공 사례를 통한 개발 프로그램의 검증을 실시하였는데, 시험시공 사례의 경우, 현장에서 측정한 깊이별 침하량 및 간극수압 결과를 개발 프로그램에 의한 예측결과와 비교, 분석하였다. 또한 개발 프로그램을 이용하여 다층지반 해석과 관련된 기존 해석방법의 문제점 및 지반의 교란효과와 연직배수재의 부분관입조건, 점증적인 하중재하 조건등이 지반의 압밀거동에 미치는 영향에 대해 살펴보았다.