• 한국지반공학회논문집
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• 제19권5호
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• pp.15-26
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• 2003

도심지에서 깊은굴착 및 근접굴착과 관련하여 흙막이 구조물의 설계와 시공에 있어서 주변지반 및 인접구조물의 안전성 확보를 위하여 신뢰할 만한 예측기술이 요구되고 있다. 깊은 굴착 및 근접굴착에서 흙막이 구조물의 지지체에 대한 사전재하의 적용이 연구되었고, 경제적인 효과가 있음은 알려져 왔으나 많은 연구자들에 의하여 완전히 이해되거나 인정될 만한 연구는 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 흙막이 벽체의 수평변위를 억제하여 지반침하를 감소시키는 사전재하 적용의 효과에 대하여 연구를 수행하였고, 사질토지반에서 굴착주변지반의 변위 및 구조물의 손상을 예측하는 모형실험을 수행하였다. 본 연구의 수행결과는 사전재하하중 50%, 70%를 적용하였을 때, 20%의 벽체수평변위가 감소하였고, 지반침하 및 지중변위는 30%내지 40% 감소하였다. 또한 각 단계별 굴착시 사전재하하중에 따른 심도별 지중침하율 및 벽체에 작용하는 토압분포를 제시하였다.

• 한국건설관리학회논문집
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• 제5권3호
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• pp.71-78
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• 2004

In conventional method of supporting soil shuttering wall during excavation a system of struts and wales to provide cross-lot bracing is common in trench excavations and other excavations of limited width. This method, however, becomes difficult and costly to be adopted for large excavations since heavily braced structural systems are required. Another expensive and unsafe situations are expected when temporary struts must be removed for the construction of underground structures. This paper introduces innovative strut systems which can be used as permanent underground structures after its role as brace system to resist earth pressure during excavation phase. Underground structural system suggested from architect is checked against the soil lated pressures before the analysis of stresses developed from gravity loads. In this technology, named SPS(Struts as Permanent System), retaining wall is installed first and excavation proceeds until the first level of bracing is reached. Braces used as struts during excavation will serve as permanent girders when buildings are in operation. Simultaneous construction of underground and superstructure can proceeds when excavation ends with the last level of braces being installed. In this paper, construction sequence and the calculation concept are explained in detail with some photo illustrations. SPS technology was applied to three selected buildings. One of them was completed and two others are being constructed Many sensors were installed to monitor the behavior of retaining wall, braces as column in terms of stress change and displacement. Adjacent ground movement was also obtained. These projects demonstrate that SPS technology contributes to the speed as well as the economy involved in construction.

• 지구물리와물리탐사
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• 제7권1호
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• pp.62-69
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• 2004

The objective of this study is to estimate the distribution of a zone disturbed by excavation (EDZ) around tunnels that have been excavated at about 500 m depth in pre-Tertiary hard sedimentary rock. One of the most important tasks is to evaluate changes in the dynamic stability and permeability of the rock around the tunnels, by investigating the properties of the rock after the excavation. We performed resistivity and acoustic tomography using two boreholes, 5 m in length, drilled horizontally from the wall of a tunnel in pre-Tertiary hard conglomerate. By these methods, we detected a low-resistivity and low-velocity zone 1 m in thickness around the wall of the tunnel. The resulting profiles were verified by permeability and evaporation tests performed at the same boreholes. This anomalous zone matched a high-permeability zone caused by open fractures. Next, we performed resistivity monitoring along annular survey lines in a tunnel excavated in pre-Tertiary hard shale by a tunnel-boring machine (TBM). We detected anomalous zones in 2D resistivity profiles surrounding the tunnel. A low-resistivity zone 1 m in thickness was detected around the tunnel when one year had passed after the excavation. However, two years later, the resistivity around the tunnel had increased in a portion, about 30 cm in thickness, of this zone. To investigate this change, we studied the relationship between groundwater flow from the surroundings and evaporation from the wall around the tunnel. These features were verified by the relationship between the resistivity and porosity of rocks obtained by laboratory tests on core samples. Furthermore, the profiles matched well with highly permeable zones detected by permeability and evaporation tests at a horizontal borehole drilled near the survey line. We conclude that the anomalous zones in these profiles indicate the EDZ around the tunnel.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제7권3호
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• pp.215-222
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• 2003

최근 도심지 지하공간 활용을 위한 굴착공사가 기존의 건물주변에서 대형화, 대심도화 되고 있다. 굴착공사에서 발생되는 토압은 지반조건, 굴착깊이, 시공방법, 벽체 지지구조 등과 같은 여러 가지 요인에 의해 영향을 받으므로 정확히 산정하기가 매우 어렵다. 본 연구에서는 지하철건설현장에 설치된 하중계, 변형율계, 지중경사계와 같은 현장계측기로부터 측정된 계측자료를 선정하여 지반굴착시 흙막이벽체의 최대수평변위와 분포형태 그리고 실측된 Strut 축력으로부터 환산토압을 산정하여 단계별 굴착깊이에 따른 축력거동 양상과 토압분포 형태를 비교 검토하였다. 연구결과 점성토 지반에서의 실측토압은 Tschebotarioff의 경험토압과 Terzaghi-Peck의 경험토압의 합성 형태를 보이고 있다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권8호
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• pp.87-95
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• 2007

본 연구에서는 대심도 풍화대에 시공되는 2차로 도로터널을 기준으로 터널의 굴착방법과 지반보강그라우팅에 의한 지반변위 및 지반응력의 분석을 통하여 최적의 시공방안을 찾고자 하였다. 터널 직경은 약 12m를 적용하였으며, 상부 강관다단그라우팅 및 측벽 보강그라우팅을 적용하였다. 검토된 굴착방법은 링컷 굴착방법과 중벽분할 굴착방법이다. 터널 천단의 소성율과 연직응력비를 분석한 결과, 풍화대지반에 굴착되는 터널에서 토피고(H)가 터널직경(D)의 4배 이상일 경우(H>4D) 대심도 터널로 판단할 수 있었다. 해석결과 중벽분할 굴착방법이 링컷 굴착방법에 비하여 대심도 풍화대 NATM터널에서 안정성이 높은 굴착방법으로 판단할 수 있었다. 또한, 측벽 보강그라우팅 실시로 터널 내공변위 및 침하 발생을 억제할 수 있었다.

• Earthquakes and Structures
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• 제8권5호
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• pp.1147-1170
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• 2015

In this paper, the behavior of underground strutted retaining structure under seismic condition in non-liquefiable dry cohesionless soil is analyzed numerically. The numerical model is validated against the published results obtained from a study on embedded cantilever retaining wall under seismic condition. The validated model is used to investigate the difference between the static and seismic response of the structure in terms of four design parameters, e.g., support member or strut force, wall moment, lateral wall deflection and ground surface displacement. It is found that among the different design parameters, the one which is mostly affected by the earthquake force is wall deflection and the least affected is the strut force. To get the best possible results under seismic condition, the embedment depth of the wall and thickness of the wall can be chosen as around 100% and 6% of the depth of final excavation level, respectively. The stiffness of the strut may also be chosen as $5{\times}105kN/m/m$ to achieve best possible performance under seismic condition.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제2권2호
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• pp.23-32
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• 2001

본 연구에서는 매립토, 풍화토, 연암등으로 구성된 지반의 흙막이 가시설 시공에 쏘일네일링을 적용하였다. 굴착중 지반 및 네일의 거동특성을 분석하기 위하여 계측과 수치해석을 수행하였다. 계측은 경사계로부터 벽면의 변위를 측정하였고 변형률계를 네일에 설치하여 굴착중 발생하는 네일의 축력을 측정하였는데 네일에 작용하는 축력은 벽면의 변위와 비례하는 것으로 조사되었으며 네일에 작용하는 축력은 벽면가까이에서 최대로 측정되었다. 또한 수치해석과 실측치를 비교한 결과 벽체변위는 실측치와 일치하였으나 네일의 축력의 크기 및 축력이 발생하는 위치등은 계측치와 상당한 차이를 보이는 것으로 분석되었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제20권4호
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• pp.657-669
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• 2018

최근 복잡한 도심지 개발이 포화상태에 이르러 지하공간 개발에 많은 관심이 집중되고 있으며, 건물의 대형화 및 고층화로 지하공간의 활용도를 높이기 위해 대심도 굴착이 자주 발생하고 있다. 또한, 도심지 기존도로 하부로 지하철, 경전철 등이 건설되고 있어 대형건물 신축을 위한 흙막이 굴착 시 기존 지하구조물과 인접하여 주의를 요하는 사례가 자주 발생하고 있다. 따라서 본 연구에서는 모형시험을 통해 흙막이벽체 강성과 터널 이격거리에 따른 흙막이벽체의 거동특성 및 인접한 터널의 거동을 파악하고자 하였다. 연구 결과, 흙막이벽의 변형은 벽체의 강성이 증가함에 따라 감소하는 경향을 보였으며, 버팀대에 작용하는 축력도 벽체의 강성에 따라 다른 양상을 보였다. 흙막이벽체의 강성이 작은 경우(2 mm) 버팀대 축력이 최대가 되는 지점은 벽체의 0.3H 부근에서 나타났고, 흙막이벽체의 강성이 큰 경우(5 mm)에는 벽체의 0.7H 부근에서 버팀대 축력이 최대로 나타났다. 또한, 터널 내공변위는 흙막이벽체와의 이격거리가 가까울수록, 벽체의 강성이 작을수록 뚜렷하게 발생하였으며 내공변위가 우측하부로 집중되는 경향을 보였다. 지반굴착에 따른 지표침하량은 터널과 흙막이벽체의 이격거리가 가까울수록 지표침하 영향범위가 감소하는 경향을 보였으며 이는 터널의 강성이 영향을 미친것으로 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제32권11호
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• pp.83-96
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• 2016

흙막이 벽체 배후지반의 지표 침하는 인접구조물의 안전성에 많은 영향을 미친다. 그러나 지반굴착에 따른 주변 지반의 침하는 예측하기가 쉽지 않고 굴착면으로부터 이격거리에 따른 침하량을 정량적으로 구하는 것은 더욱 어려운 일이다. 흙막이 벽체의 변형에 의한 지표침하는 수치해석(FEM)이나, 경험적 방법 Peck(1969)등으로 추정하고 있으나 주로 토사층을 대상으로 하고 있다. 본 연구에서는 토사층 하부에 암반층이 위치하는 복합지반을 굴착 할 때 암반층의 깊이와 절리경사에 따른 흙막이 벽체 배후지반의 지표침하를 대형모형실험(규격: $3m{\times}3m{\times}0.5m$)을 수행하여 측정하였다. 모형실험은 축척 1/14.5로 하고 10단계로 굴착을 하였다. 암반층 비율은 35%와 50%로 하였고 암반층의 절리경사를 $0^{\circ}$, $30^{\circ}$, $45^{\circ}$, $60^{\circ}$로 하여 단계굴착하면서 흙막이 벽체 버팀대에 작용하는 토압(Lee 2014)과 흙막이 벽체 배후지반의 지표 침하량을 측정하였다. 암반층비율과 암반층 절리경사가 증가하면 배후지반의 지표침하량도 증가하며 암반층 절리경사 $60^{\circ}$(J60)에서는 수평지반 굴착시에 비해 최대 17배 크게 발생하였다. 흙막이벽체 배후지반에서 최대 지표침하는 경험적 방법과 달리 흙막이 벽체로부터 굴착깊이의 17%~33%만큼 이격된 위치에서 가장 크게 발생하였다. 복합지반의 지표침하는 전반적으로 경험적 추정방법에 의한 지표침하량에 비해 작게 나타났다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 1994년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.139-148
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• 1994

Rapid industrialization and urbanization caused by the high economic growth of the country requires optimization of land usage as well as the expansion of underground space. Therefore the construction of large and deep basements is inevitable in built up areas where the braced excavation for earth retaining structures may create many problems such as settlement and damages of nearby buildings and underground utilities. In this work, some of major influential factors concerning the stability of braced excavation are investigated and the results are compared with the field observation results. The ground water table, applied strut forces, horezontal wall displacement, infilling materials in the rock joints were found to be the most critical factors influencing the stability of braced walls constructed in the layered ground. Magnituide and type of the wall deformation was closely related to the pattern of the surface settlement. The stability of braced walls are described in terms of strut forces.