• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제18권2호
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• pp.47-51
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• 2017

본 논문에서는 공사현장의 지반 변형을 계측한 값을 바탕으로 지반의 물성 값을 재산정하는 "적응형 관리 기법"의 핵심인 역해석을 통한 물성 값의 최적화 알고리즘을 구현하였다. 적응형 관리 기법은 공사 중 모니터링을 통해 설계와 시공을 업데이트하는 프레임워크를 일컫는다. 최적화 알고리즘의 성능을 검증하기 위해 실내시험과 가상의 굴착현장 두 경우에 대해 Hardening Soil 모델을 사용하여 전산해석을 실시하였다. 최적화 알고리즘을 적용할 구성모델의 입력변수는 복합민감도 값이 큰 입력변수를 선정하여 효율성을 고려하였다. 실내시험의 전산 해석은 비배수상태에서의 삼축압축시험과 삼축인장시험에 대해 시료의 파괴까지 수행하였다. 실제 시카고 연약 점성토로 수행한 삼축시험 결과인 전단응력-변형률과 과잉간극수압-변형률 관계를 관측 값으로 사용하였다. Hardening Soil 모델에 대하여, 관측 값을 가장 잘 모사할 수 있는 물성 값을 산정하기 위해 최적화 알고리즘을 적용하였다. 알고리즘을 적용한 결과, 관측 값을 잘 모사할 수 있는 물성 값을 성공적으로 찾을 수 있었다. 가상의 굴착현장에서는 삼축시험으로부터 산정한 지반의 물성 값을 현장의 대표 물성 값으로 가정하였고, 이때의 굴착 지지벽체의 수평 변위를 주요 관측 값으로 사용하였다. 다양한 초기 물성 값을 사용하여 전산해석을 수행하였고, 이 결과에 최적화 알고리즘을 적용하면 전산해석 결과가 현장 계측 값으로 수렴하는지 평가하였다. 최적화 알고리즘을 적용한 결과, 현장 계측 값으로 전산해석 결과 값이 거의 동일하게 일치함을 확인할 수 있었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제12권12호
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• pp.47-54
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• 2011

점성토 지반의 거동은 압축성뿐만 아니라 투수특성에 크게 영향을 받으며, 특히, 투수특성은 흙의 특성, 이방성에 따라 다르게 나타난다. 투수계수는 주로 실내 압밀시험과 현장 피에조 콘 시험으로부터 산정이 가능하다. 피에조 콘에 의한 투수계수 산정방법은 과잉간극수압의 소산시험 결과로부터 추정할 수 있다. 본 논문에서는 간극수압 소산시험 및 실내시험결과(Oedometer test)를 이용하여 기존의 투수성 평가에 이용되는 이론 해들의 적용성을 검토하고자 하며, 점성토지반 특성에 따른 ${k_{h}/k_{v}}$의 변화를 파악하여 원위치 ${k_{h}/k_{v}}$를 합리적으로 추정할 수 있는 적합한 해를 선정하였다. 연구대상지반은 경남 양산물금 지역의 점성토층이며 원위치 시험인 피에조 콘 소산시험과 비교란 시료에 대한 실내압밀시험(Oedometer test)을 실시하고 각 투수계수 추정해 별로 비교 분석을 실시하였다. 연구결과 피에조 콘 소산시험으로 산정된 투수계수비가 5.85로 나타나 실내시험(Rowe cell/Oedometer)으로 산정된 투수계수비 5.28과 매우 유사한 값을 나타냈다.

• 터널과지하공간
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• 제24권3호
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• pp.212-223
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• 2014

본 연구에서는 고심도 금속광산갱도에 대한 안정성 해석을 수행하였다. 이를 위해 수압파쇄법으로 암반의 초기지압을 측정하였고, 현장에서 채취한 암석코어로 수많은 실내물성시험을 실시하여 무결암의 물성 값을 산출하였으며, 현장조사를 통해 GSI, RMR 분류법으로 암반을 분류하였다. 암반분류 결과에 대한 시나리오 분석과 확률론적 평가를 통해 광산 갱도를 최상조건, 평균조건, 최하조건으로 구분하였으며, 각 조건별 탄소성해석을 통해 갱도의 안정성을 평가하였다. 또한, 갱도의 형상과 발파손상대의 영향을 고려한 해석을 통해 갱도의 적절한 규격과 지보패턴을 조사하였는데, 본 광산 갱도의 안정성 제고를 위해서는 갱도의 천반 곡률반경을 감소시키거나 천정부 보강이 필요한 것으로 나타났다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제13권3호
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• pp.77-83
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• 2012

연약지반 개량공법에 있어서 대부분의 수평 배수층은 모래나 쇄석 등의 골재를 이용하고 있으나, 이러한 골재를 수평 배수층으로 사용하는 경우에는 종종 원지반의 침하불량을 유발하는 경우가 발생하고 있다. 이에 수평 배수층을 깔지 않고 수평 배수용 파이프를 이용하는 수평배수관망 시스템이 개발되어 적용되고 있다. 이러한 공법은 반복 성토과정으로 발생하는 과잉 간극수압을 수평 배수관망으로 직접 배수하는 시스템이다. 본 연구에서는 수평배수관망 시스템의 적용성과 시공성을 확인하고자 실 규모 현장시험 시공을 수행하여 수평배수관망 시스템의 적용성을 평가하였다. 현장시험시공을 통하여 수평 배수관망 시스템의 침하 거동특성을 살펴보았으며, 또한 수평배수관망 변형정도를 확인하여 일반적인 수평배수층을 이용하는 공법과 비교분석하여 그 효용성을 확인하였다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제12권4호
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• pp.1-10
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• 2008

다양한 탄성파 시험으로부터 획득할 수 있는 전단파속도($V_S$)는 주로 지진공학 분야에서의 내진 설계 및 내진 성능 평가를 위한 대표적 지반 동적 특성으로 강조되어 왔다. 일반적인 지반공학적 부지 조사 기법의 지반지진공학적 활용을 목적으로, 표준관입 시험(SPT)과 피에조콘관입시험(CPTu)을 국내 여러 부지들을 대상으로 다양한 시추공 탄성파시험과 함께 수행하였다. 본 연구에서는 현장시험 자료들의 통계학적 모델링을 통해 전단파속도와 표준관입시험의 타격수(N 값)및 선단저항력($q_t$), 주면마찰력($f_s$)과 간극수압계수($B_q$)로 구성되는 피에조콘관입 자료 간의 상관관계를 도출하고 전단파속도 결정을 위한 경험적 방법으로 제안하였다. 비록 일반적인 지반공학적 관입시험과 시추공 탄성파시험의 대상 변형률 수준이 상이하다 할지라도, 본 연구에서 제안된 상관관계들은 국내 토사 지층의 예비적 전단파속도 산정에 활용될 수 있을 것으로 보인다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권6호
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• pp.169-179
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• 2003

연약지반에 축조되는 구조물 설계에 매우 중요한 지반 특성치인 점토지반의 비배수 전단강도를 깊이에 따라 연속적으로 측정할 수 있는 현장 원위치 시험법으로서 피에조 콘의 활용도가 점점 높아지고 있다. 피에조 콘 시험으로 추정되는 비배수 강도의 신뢰성은 이에 적용되는 콘 계수 값의 신뢰성에 크게 의존한다. 콘 계수에 대한 여러 연구자들의 제안이 우리의 실정에 맞는지 검증하고 점토지반의 특성에 따른 콘 계수 값의 변화 특성을 파악하여 콘 계수 선정에 대한 합리적인 기준을 마련하는 것이 이 연구의 목적이다. 이 연구는 경남 양산물금 지역의 해성점토층을 대상으로 피에조 콘 시험과 비교란 시료에 대한 실내 전단강도시험(일축압축시험, 비압밀 비배수 삼축압축시험)과 압밀시험을 실시하였다. 시험 결과를 이용하여 콘 계수와 점토의 여러 역학적 특성치(비배수 전단강도, 선행압밀압력, 소성지수, 간극수압비, 강성지수, 마찰비)의 관계를 고찰하여 콘 계수 값의 합리적 선정을 위한 기준을 마련하고자 하였다. 연구 결과로부터 얻은 결론으로서는, 상관관계가 비교적 높은 특성치의 짝은 비배수 전단강도와 콘 계수$(N_{kt}, N_{ke}, N_{\Delta u})$, 선행압밀압력과 $(N_{kt}, N_{ke})$, 간극수압비(B$_{q}$ )와 $(N_{ke}, N_{\Delta u})$이었고 선행압밀압력과 $(N_{\Delta u}), B_q와 (N_{kt})$는 상관 관계가 나타나지 않았으며, 소성지수, 강성지수, 그리고 마찰비도 콘 계수와 상관 관계가 없는 것으로 나타났다. 또한, 비압밀 비배수(UU) 삼축압축시험으로 구한 점토의 비배수 전단강도를 기준으로 할 때, 여러 제안자들이 제안한 피에조 콘 시험결과를 이용한 비배수 전단강도 추정에서 $(N_{\Delta u})$가 다른 두개의 콘 계수보다 선행압밀압력의 크기에 상관없이 변화폭, 표준편차 및 분산도가 모두 작아서 신뢰성이 가장 높게 나타났다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제4권2호
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• pp.33-44
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• 1988

1980년에 완공된 대청댐은 콘크리트댐과 석괴댐으로 혼합된 복슴댐으로서 결합부에는 제체에서 가장 취약한 곳인 원합면이 존재하므로 댐 건설시 계측기를 매설하여 토려 및 간극수려을 계속 측 정하고 있다. 본연구에서는 해석적 방법으로 평면변형하에서 건설단계를 하중증분형태로 보는 비선형증가 유한 요소해석방법을 적용하였으며, 이에 대한 심벽재료의 파라미터들은 토취장에서 채취한 점토를 현장 밀도 및 함수비로 다진후 삼축압축시험을 실시하여 추정하였고 휠터 및 제각부의 파라미터들은 관계 문헌을 이용하여 추정하였다. 비교분석결과 심벽부의 토압은 대체적으로 예측치와 실측치가 일치하는 경향을 보였으나 제설부에서는 다소의 차이가 있었다. 또한 간선수압 모델은 심압부의 간선수압예측에 좋은 결과를 보여 주었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제21권5호
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• pp.103-110
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• 2005

이 논문에서는 현장 수압파쇄시험에서 얻어진 500개 이상의 측정 자료들을 이용하여 국내 과잉 수평응력의 분포 특성에 대한 연구를 수행하였다. 현장 자료를 바탕으로 수평응력 성분의 크기와 작용방향성, 측압계수 분포에 대한 상세 분석을 하였다. 또한 심도에 따른 수평응력 성분들의 상관식과 측압계수 분포 영역의 상, 하한 경계식을 제안하였다. 심도 310m 미만 영역에서 측압계수는 심도 증가에 따라 감소되고 안정화되는 경향을 나타내지만 지역에 따라 심도 loom 이상의 영역에 3.0에 가까운 측압계수를 가지는 과잉 수평장이 형성되어 있는 것으로 조사되었다. 과잉 수평응력장 분포지역에 대한 평가 결과 국내 여러 지역의 심도 310m 이내 구간에서 암반 구조물 굴착시 응력에 의한 취성파괴의 가능성이 있는 것으로 분석되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제15권1호
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• pp.161-173
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• 1999

연약점성토지반의 압밀침하량 산정을 위해 현장에서 널리 사용되고 있는 표준압밀시험이나 Skempton과 Bjerrum의 압밀침하량 보정법은 현장의 재하조건이나 변형양상이 1차원적이 아닌 경우에는 실제 흙 요소의 응력상태나 변형거동을 정확하게 모사하지 못하는 한계를 가지고 있다. 본 논문에서는 응력경로의 자동제어가 가능한 자동화 삼축시험기를 이용하여 정규압밀상태로 성형된 kaolinite 시료에 대해 다양한 응력경로를 적용하는 실험적 연구를 수행하였으며, 그 결과로부터 합리적인 침하량 평가의 근거가 되는 다양한 응력경로하에서의 탄성변형, 압밀변형, 이차압축변형, 간극수압의 발생 및 소산 거동을 분석하였다. 이와 함께 이러한 응력경로시험의 결과를 기존의 일차원 압밀시험의 결과와 비교함으로써 기존 침하량 산정방법들의 한계와 문제점을 명확히 고찰하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제20권6호
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• pp.137-150
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• 2004

모래의 aging 현상은 점성토에 비하여 무시할 정도로 매우 작아서 최근까지 연구되지 않았다. 그러나 퇴적이나 교란 후 시간경과에 따라 관입저항치의 증가가 관찰되면서 현장시험을 중심으로 모래의 aging 효과에 대하여 활발한 조사가 이루어졌고, 최근에는 현장시험뿐만 아니라 실내시험에서도 여러 연구자들에 의해 모래의 aging 효과가 규명 되어지고 있다. 본 연구에서는 모래의 비배수 정적전단거동에 대한 aging 효과를 살펴보기 위해 낙동강 모래를 이용하여 상대밀도 $(D_r)$, 압밀응력비$(K_c)$ 그리고 압밀시간을 달리하여 비배수 정적삼축압축시험을 실시하였다. 그 결과 응력-변형률의 탄성구간내 탄성계수가 압밀시간 경과에 따라 증가하는 것으로 나타났으며, 또한 상전이점 강도$(S_{PT})$와 한계응력비점 강도$(S_{CSR})$도 압밀시간 경과에 따라 증가하였다. 그러나 간극수압비$(u/{p_c}')$는 압밀시간에 비례하게 감소하는 등 모래의 정적전단에서 나타나는 aging 효과를 관찰할 수 있었다.