• Geomechanics and Engineering
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• 제15권5호
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• pp.1101-1111
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• 2018

This study aims to present accurate soil modeling and validation of a single roadside guardrail post as well as a single concrete pile installed near cut slopes or compacted sloping embankment. The conventional Winkler's elastic spring model and p-y curve approach for horizontal ground cannot directly be applied to sloping ground where ultimate soil resistance is significantly dependent on ground inclination. In this study, both grid-based 3-D FE model and particle-based SPH (smoothed particle hydrodynamics) model available in LS-DYNA have been adopted to predict the static behavior of a laterally loaded guardrail post. The SPH model has potential to eliminate any artificial soil stiffness due to the deterioration of the node-connected Lagrangian soil mesh. For this purpose, this study comprises two parts. Firstly, only 3-D FE modeling has been tested to show the numerical validity for a single concrete pile in sloping ground using Mohr-Coulomb material. However, this material option cannot be implemented for SPH elements. Nevertheless, Mohr-Coulomb model has been used since this material model requires six input soil data that can be obtained from the comparative papers in literatures. Secondly, this work is extended to compute the lateral resistance of a guardrail post located near the slope using the hybrid approach that combines Lagrange FE elements and SPH elements by the suitable node-merging option provided by LS-DYNA. For this analysis, the FHWA soil material developed for application to road-base soils has been used and also allows the application of SPH element.

• 한국지반공학회논문집
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• 제28권1호
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• pp.5-15
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• 2012

본 논문에서는 지하굴착 혹은 절토사면에 적용할 수 있는 스크류 앵커 파일의 인발저항 특성에 관한 연구내용을 제시하였다. 이를 위해 스크류의 크기(직경) 및 피치길이 등 스크류 앵커 파일의 기하적 특성을 달리하는 모형 스크류 앵커 파일을 이용하여 모형실험을 수행하였다. 실험 결과 분석내용을 토대로 할 때 일정한 스크류 크기를 갖는 스크류 앵커 파일의 인발 저항력은 피치길이가 감소할수록 증가하는 것으로 검토 되었다. 또한 일정한 피치길이의 조건에서 스크류 앵커 파일의 인발저항력은 스크류 크기가 증가하면 일정 크기까지는 선형적으로 증가하나 일정 크기 이상에서는 증가량이 거의 일정해지는 것으로 검토 되었다. 본 논문에서는 실험결과를 스크류 앵커 파일의 다양한 제원과 인발저항 특성에 대한 상관관계를 파악할 수 있도록 제시하였으며 연구결과의 실무적 관점에서의 검토 내용을 기술하였다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제11권2호
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• pp.93-101
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• 2011

국토의 70% 이상이 산지인 국내 지형 조건에서 도로, 철도 등 크고 작은 건설 공사에서는 필연적으로 사면이 형성된다. 그러나, 최근 국내외적으로 빈번히 발생하는 지진에 대한 사면안정 보강공법에 대한 연구는 전무한 실정이다. 이에 본 연구에서는 1 g 진동대 실험 및 등가정적해석을 이용하여 사면의 내진 보강공법으로써 억지말뚝의 적용성을 평가하고, 억지말뚝이 적용된 사면 및 억지말뚝의 지진시 거동을 분석하였다. 1 g 진동대 실험 결과로부터, 억지말뚝 보강 사면의 지진시 사면파괴 억지효과를 검증하였으며, 등가정적해석을 통해 억지 말뚝을 사면 하부 또는 상부보다 사면 파괴면의 중앙부에 말뚝을 설치했을 때 사면파괴 억지효과가 가장 큼을 알 수 있었다. 또한, 말뚝이 사면 중앙부에 설치되었을 경우, 말뚝의 중심 간격에 따른 안전율 변화를 등가정적해석으로부터 분석하였다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제21권4호
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• pp.41-53
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• 2022

본 연구에서는 도시철도에 인접하여 암반굴착공사를 실시할 때 발생하는 지반진동이 도시철도 구조물에 미치는 영향을 수치 해석을 통하여 검증하였다. 암반굴착공사는 발파공사와 굴착기계공사의 두 경우에 대하여 실시하였다. 발파공사는 굴착부지가 넓은 경우에 정밀진동제어방법과 소규모진동제어방법에 대한 해석을 실시하고 실무에서 기준처럼 사용하고 있는 발파진동 영향권을 검증하였다. 이 발파진동 영향권에서 제시하는 발파 이격거리는 범위가 매우 커서 범위 값 중 최소치에 발파점이 위치할 때 진동한계치를 넘어갈 수 있다. 굴착기계공사는 천공공사를 위한 어스오거와 착암공사를 위한 브레이커에 의한 지반진동이 도시철도 구조물에 미치는 영향을 검증하였다. 시험시공을 통하여 어스오거와 브레이커의 지반진동을 측정하고 보정을 거쳐서 수치해석을 위한 입력하중을 산출하였다. 수치해석은 터널구조, 개착식 박스구조, 고가교량구조에 대하여 실시하였다. 터널구조의 해석에서 결과는 어스오거는 현장 추정치와 비슷하나 브레이커에서는 현장에서 얻어지는 추정치보다 작다. 발파공 사이의 충전매질을 통한 충격파 전파 효과를 수치적으로 시뮬레이션하고 검증하였다. 개착식 박스구조에서는 굴착공과 박스사이의 매립토가 지반진동을 증폭시키는 형상이 발생하며 진동파가 박스구조물에 도달하면 일정한 값으로 수렴한다. 고가교량의 경우에는 진동하중이 상대적으로 작은 어스오거 지반진동은 파일기초에 도달하면서 작아지는데, 상대적으로 크고 주기적인 브레이커 지반진동은 교량 상부구조에 추가적인 지반 진동하중으로 작용함을 볼 수 있다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제12권1호
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• pp.35-46
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• 1996

강우시의 사면지반과 억지말뚝의 거동을 관찰하기 위하여 각종 계측기에 의한 현장계측이 실시되었다. 즉, 억지말뚝으로 보강된 아파트 배면절개사면에 경사계, 지하수위계 및 스트레인게이지가 설치되었다. 억지말뚝에 발생된 수평변위와 휨응력은 억지말뚝속에 설치된 경사계와 스트레인게이지로 측정하였으며, 사면지반의 수평변형은 말뚝사이지반에 설치된 경사계로 측정하였다. 지하수위 계측결과 강우시 지하수위는 집중호우에 그다지 민감하지 못하였다. 강우시 지표면으로부터 습윤대가 형성되고 이 습윤대의 강하는 말뚝과 지반의 거동에 많은 영향을 미치고 있었다. 왜냐하면 습윤대의 강하로 인하여 이 습윤대 상부지반의 단위체적중량이 증가하게 되고 또한 사면의 활동력이 증가하게 되기 때문이다. 이러한 집중호우시의 억지말뚝과 사면의 거동은 탄성적이었다.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 1999년도 제2회 학술발표회
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• pp.217-239
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• 1999

일반적으로 사면에 대한 조사방법은 지표지질조사를 실시하여 불연속면의 정보를 획득하는 것이 보편화 된 방법이나 제한된 영역의 정보만을 획득하게 되는 문제점을 가지게 된다. 일반적으로 절취사면에서 활동면 또는 활동가능면을 추정하는 방법으로 토모그래피, 전기비저항탐사, 탄성파 탐사와 같은 지구물리탐사 방법을 이용하나 최근에 사용된 카메라 장치를 이용하는 방법은 시추공벽의 화상을 촬영하여 직접 육안으로 확인 할 수 있는 방법으로 다른 방법들에 비해 보다 확실한 방법이라고 생각된다. 그러므로 본 논문은 고속도로 현장에서 붕괴가 발생된 사면의 활동면 위치를 파악하기 위해 총 4 개공의 시추를 실시하였고 BIPS(Borehole Image Processing System) 장비를 도입하여 활동면의 위치를 파악하였다. 그 결과, 철탑구간은 지표에서 20m 하부구간까지 암질이 매우 불량하고 점토층이 충전된 파쇄대층이 존재하고 철탑좌측구간은 이미 인장균열이 발생되었으며 점토층이 충전된 층리면 존재하고 층리면은 사면방향으로 경사져 붕괴가능성이 클 것으로 나타났다. BIPS 결과는 사면안정대책 방안에 수립하는 데 이용하여 억지말뚝으로 사면보강공을 선정하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권11호
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• pp.5906-5914
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• 2013

최근 국내에서 철도부지 상부에 인공지반을 구축하고, 인공지반 위에 복합주거타운을 건설하는 정책이 추진되고 있다. 이에 상부 구조물 및 인공지반을 지지할 수 있는 적합한 기초형식이 요구되는데, 철로와 철로 사이의 좁은 공간에 급속 시공 가능한 기초 형식 중 가장 대표적인 방법은 마이크로파일로 알려져 있다. 그러나 주기초로 마이크로파일이 사용될 경우 기초 시공비가 크게 증가하게 된다. 따라서 본 연구에서는 마이크로파일의 경제성 및 지지력을 향상시키면서 철도상부 인공지반에 적합한 신개념 마이크로파일을 제안하였다. 신개념 마이크로파일은 지반을 Jet Grouting 공법을 이용하여 지반의 일정 영역을 고결시킨 뒤 강봉을 시공하는 방법에 Jet Grouting 시 말뚝체를 파형(waveform)의 형상으로 시공하여 지지력을 향상시키고 기존 마이크로파일 대비 말뚝의 전체 길이를 줄여 경제성을 높이고자 한 방법이다. 본 연구에서는 2차원 축대칭 유한요소해석을 수행하여 이러한 파형 마이크로 파일의 지지거동을 분석하였다. 해석 결과 파형 마이크로파일은 일반 마이크로파일에 비해 길이가 15% 정도 감소하였음에도 불구하고 동일한 설계하중에서 변위가 감소하여 지지력 및 경제성 측면에서 효과가 있는 것으로 나타났다. 또한, 파형 마이크로파일의 요철에 의한 주면 마찰력 증가효과는 상대적으로 연약한 토층에서 큰 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2009년도 세계 도시지반공학 심포지엄
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• pp.133-144
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• 2009

Incheon Bridge, 18.4 km long sea-crossing bridge, will be opened to the traffic in October 2009 and this will be the new landmark of the gearing up north-east Asia as well as the largest & longest bridge of Korea. Incheon Bridge is the integrated set of several special featured bridges including a magnificent cable-stayed girder bridge which has a main span of 800 m width to cross the navigation channel in and out of the Port of Incheon. Incheon Bridge is making an epoch of long-span bridge designs thanks to the fully application of the AASHTO LRFD (load & resistance factor design) to both the superstructures and the substructures. A state-of-the-art of the geotechnologies which were applied to the Incheon Bridge construction project is introduced. The most Large-diameter drilled shafts were penetrated into the bedrock to support the colossal superstructures. The bearing capacity and deformational characteristics of the foundations were verified through the world's largest static pile load test. 8 full-scale pilot piles were tested in both offshore site and onshore area prior to the commencement of constructions. Compressible load beyond 30,000 tonf pressed a single 3 m diameter foundation pile by means of bi-directional loading method including the Osterberg cell techniques. Detailed site investigation to characterize the subsurface properties had been carried out. Geotextile tubes, tied sheet pile walls, and trestles were utilized to overcome the very large tidal difference between ebb and flow at the foreshore site. 44 circular-cell type dolphins surround the piers near the navigation channel to protect the bridge against the collision with aberrant vessels. Each dolphin structure consists of the flat sheet piled wall and infilled aggregates to absorb the collision impact. Geo-centrifugal tests were performed to evaluate the behavior of the dolphin in the seabed and to verify the numerical model for the design. Rip-rap embankments on the seabed are expected to prevent the scouring of the foundation. Prefabricated vertical drains, sand compaction piles, deep cement mixings, horizontal natural-fiber drains, and other subsidiary methods were used to improve the soft ground for the site of abutments, toll plazas, and access roads. Light-weight backfill using EPS blocks helps to reduce the earth pressure behind the abutment on the soft ground. Some kinds of reinforced earth like as MSE using geosynthetics were utilized for the ring wall of the abutment. Soil steel bridges made of corrugated steel plates and engineered backfills were constructed for the open-cut tunnel and the culvert. Diverse experiences of advanced designs and constructions from the Incheon Bridge project have been propagated by relevant engineers and it is strongly expected that significant achievements in geotechnical engineering through this project will contribute to the national development of the longspan bridge technologies remarkably.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제9권3호
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• pp.35-48
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• 1993

본 논문은 견고한 지층위에 존재하는 불량한 연약점토와 느슨한 실트질 모래지반에 대한 기초 안정화의 보강방안으로서 석재기등 기초의 설계 시공법을 고찰하고, 광명하안현장에서 석재기둥을 설치 전, 후의 지반에 대한 현장시험을 각각 실시하여 이 공법의 개량효과를 규명한 것이다. 실험 연구 분석한 결과, 석재기등 기초 위에서의 허용지지력과 표준관입시험치는 원지반 보다 각각 3.33배 및 3.9배 증가되어 지지력이 크게 강화됨을 확인하였다. 석재기등과 기성콘크리트 말뚝 기초의 경제성을 비교 검토하여보면 석재기등이 약 35%의 공사비 절감 효과가 있는 것으로 나타난다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2009년도 세계 도시지반공학 심포지엄
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• pp.1275-1282
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• 2009

The tunnel excavations are used for construction of common utility tunnel, electric tunnel, communication line tunnel, water supply and public sewerage pile line in urban area. The trench cut methods were mainly used in the past, but now, tunneling method is more being used. The tunnel excavation method like as NATM, Messer-Shield, Semi-Shield Methods are being applied to small section tunnel in Korea. The actual construction results of seme-shield method are increasing due to simplified construction process and reduced noise and vibration. And also this method is being used frequently in waterway tunnel and construction of prevention flooding recently. The seme-shield method design guideline is absence except for electric line tunnel construction in Korea, because of the semi-shield method was developed in Europe and Japan. In the prescriptive design, engineer's subjects are tending to intervene, because of absence of standard and specification for details. Therefore, Design and Construction Problems of Semi-Shield Method were described and construction trouble was introduced for exam. These problem and construction troubles have to be examined thoroughly in advance.