• 한국지반공학회논문집
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• 제20권9호
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• pp.167-176
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• 2004

지중에 매설되는 구조물은 매설된 후 교통하중등의 외부하중을 추가로 부담하게 된다. Terzaghi(1956) 는 수직하게 형성된 되메움 상태의 상재하중 영향을 산출하는 이론식을 제안한 바 있다. 그러나 현장에서는 되메움 공간 형태가 수직하게만 형성되지 않으며, 수직하지 않은 공간을 취하는 경우에는 그 경계조건이 부합되지 않아 사용이 적합하지 않다. 본 연구에서는 되메움 공간 형태가 대칭적으로 경사지며 되메움 후 상재하중이 작용될 경우, 상재하중에 의한 되메움 공간에서의 응력의 크기를 산출하는 이론식을 제안하였다. 제안된 이론식은 실내모형 탄소봉실험과 수치해석을 수행하여 이를 검증하고자 하였다. 연구결과에 따르면 제안된 이론식은 실험결과와 매우 유사한 결과를 나타냈으나 수치해석과는 다소 상이한 결과를 보였다. 이는 탄소봉으로 조성한 지반이 하중증가에 따라 다소 조밀하여지면서 내부마찰각의 증가와 이에 따른 벽면 마찰의 증가가 발생되었음에 비추어 수치해석상에는 반영될 수 없는 점이 그 차이를 나타내는 결과로 사료된다. 되메움 지반이 경사진 경우에 대하여 제안된 이론식은 수직한 되메움 공간의 형태에 적용시켰을 경우 Terzaghi(1956)의 이론식과는 동일한 결과를 나타냈다. 본 연구의 결과를 살펴보았을 때 제안된 이론식은 적용이 가능한 것으로 사료되며 또한 수직한 공간에 대한 적용 역시 가능한 것으로 판단된다. 그러나 본 연구에서는 실내모형 탄소봉실험이므로 실대형 실험을 통한 검증이 요구되어진다 하겠다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제21권5호
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• pp.187-196
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• 2005

풍화 및 절리가 발달한 암반에 근입된 말뚝의 허용지지력 결정에는 침하량이 매우 중요한 인자가 되며, 설계단계에서 말뚝두부의 침하량을 예측하기 위해서는 말뚝의 하중전이기구에 대한 이해가 필수적이다. 따라서 본 연구에서는 풍화된 암반에 근입된 현장타설말뚝의 하중전이기구에 대한 연구를 수행하였다. 이를 위해 직경 1m의 총 5본의 현장 타설말뚝을 풍화된 편마암 부지에 시공하구 재하시험 및 하중전이 계측을 수행하여 말뚝의 축방향 지지거동을 분석하였다. 암반상태를 정량적으로 파악하기 위하여 재하시험 부지의 암반에 대한 엄밀한 현장/실내시험을 수행하고, 이를 토대로 암반상태가 말뚝의 하중전이기구에 미치는 영향을 분석하였다. 하중전이 계측을 통해 얻은 주면하중전이 (f-w) 곡선은 풍화상태가 상대적으로 양호한(MW) 연암의 경우, 수 mm의 변위에서 항복에 도달하며, 이후 변위에 따른 지지하중의 증가율이 급격히 둔화되는 경향을 보였다. 반면 풍화암/풍화토에 근입된 말뚝의 f-w 곡선은 뚜렷한 항복점을 보이지 않으며, 상대적으로 큰(>15m) 변위까지 주면하중이 쌍곡선 형태로 증가하였다. 선단하중전이(q-w) 곡선은 암반상태에 관계없이 선단변위 (q-w)까지는 선형적인 거동을 보였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제15권2호
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• pp.3-16
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• 1999

현재 국내에서는 부유식 구조물을 이용하여 소각로 및 담수화 공장을 해상에 축조하는 BMP(Barge Mounted Plant) 시스템에 관한 연구를 수행중에 있다(한국기계연구원 1997). 본 논문에서는 이러한 BMP의 계류 돌핀(mooring dolphin) 구조물하부의 말뚝기초의 거동을 모델하는 기법에 관하여 다루었다. 지반-말뚝계의 축하중 및 횡하중에 대한 거동은 지반을 비선형 스프링으로 모델하고 말뚝을 일축부재 및 보로 모델하여 유한차분적으로 해를 구하는 비선형 지반반력해석을 수행한다. 이러한 말뚝두부에서의 하중-변위관계로부터 지반-말뚝계의 등가강성을 산정할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 거제도 주변 해역을 대상으로 지반조사를 수행하였고 이를 토대로 지반의 깊이에 따른 축방향 및 횡방향 하중전이 관계를 도출하였다. 그리고 돌핀하부의 말뚝에 대하여 축하중 및 횡하중에 대한 지반반력해석을 수행하였다. 이러한 해석과정을 통하여 대상지역에 적합한 말뚝의 관입깊이 및 단면을 합리적으로 산정할 수 있었다. 결국 말뚝두부에서의 하중-변위관계로부터 지반-말뚝계의 강성을 모델함으로써, 지반조건을 고려하여 돌핀구조물의 동적해석을 합리적으로 수행할 수 있었다. 해석결과 지반-말뚝계의 강성을 고려할 경우에는 강체로 고려한 경우에 비하여 변위 진폭이 상당히 크게 나타났다. 그리고 돌핀의 케이싱 상부의 모멘트가 더 크게 나타나고 해저지표 말뚝두부에 전달되는 모멘트는 더 작게 나타남을 알 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제15권2호
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• pp.29-42
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• 1999

비파괴적, 비관입적으로 지반 및 구조물의 전단강성 구조를 파악할 수 있는 SASW 기법은 여러 토목분야에서 성공적으로 적용이 되어왔다. 그러나 SASW 기법은 그 기법상의 제약으로 인해 실험이 행해지는 측선의 하부구조가 수평으로 균질하다고 하는 가정을 하여야만 한다. 이러한 수평 다층 구조의 가정은 포장 구조체, 터널 라이닝 등의 토목 구조물의 건전도 검사의 경우에 있어서 반드시 합리적이라고 할 수는 없다. 즉, 지반조사 측선 방향으로의 변이성 평가를 높은 해상도로 수행하여야 할 경우에 기존의 SASW 실험으로 만족스러운 결과를 얻는 것은 용이하지 않다. 최근에는 지반 및 구조물의 건전도 상태를 연속적으로 평가하는 GPR과 같은 비파괴 검사의 중요성이 부각되고 있는 실정이기에, 본 연구에서는 기존의 SASW 실험을 보완하여 지반 조사 측선 방향으로의 전단강성의 연속적 평가가 가능한 토모그래픽 SASW 기법을 새로이 개발하였다. 이러한 토모그래픽 SASW 기법의 개발로 조사대상 매질의 전단강성의 변화에 관한 거리-깊이의 2차원적 컨투어(contour) 도표(토모그래피)의 표현이 가능하게 되어 SASW 기법의 적용성이 토건구조물의 건전도 평가 영역에서 확대되게 되었다. 본 연구에서는 새로이 제안된 토모그래픽 SASW 기법의 타당성을 평가하기 위하여 강사법으로 형성한 모래지반의 횡방향 및 깊이 방향으로의 균질성을 조사하였다. 토모그래픽 SASW 실험으로 모래지반의 전단강성의 변화정도를 용이하게 파악할 수 있었으며, 전단강성의 길이-깊이 방향에 대한 컨투어 도표는 강사법에 사용한 강사기의 문제점을 파악하는데 도움이 되었다. 이러한 모래 지반에서의 전단강성의 평가 실험으로 본 연구에서 제안한 토모그래픽 SASW 실험의 타당성 및 적용성을 확인할 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제15권3호
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• pp.131-149
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• 1999

여러 연구들을 통하여 표면 거칠음 정도가 접촉면 전단력에 매우 중요함이 밝혀졌으며, 따라서 그 역할을 충분히 이해하기 위해서는 표면 거칠음 정도가 정확히 정량화 되어야 한다. 이 연구에서는 표면 형상을 정량화하기 위하여 일반적으로 사용되는 표면 거칠기 매개변수와 측정방법에 대하여 여러 참고문헌들을 검토하였다. 이것을 바탕으로 Normalized Roughness Parameter, $R_n$ (Uesugi and Kishida, 1986), Profile Roughness Parameter, $R_L$, 그리고 Surface Roughness Parameter, $R_n$(Dove and Frost, 1996)가 적합한 표면 거칠기 매개변수로 선택되었으며, 디지털 이미지 분석 시스템을 이용한 Optical Profile Microscopy(OPM) 방법을 표면 거칠음 측정방법으로 선택하였다 이 실험장비를 이용하여 일반적으로 사용되는 지오멤브레인의 표면과 표면 패턴을 대표하는, 표면이 매끄러운 것과 3가지 종류의 돌기형 HDPE 지오멤브레인을 사용하여, 전단 시험에 사용되지 않았던 지오멤브레인과 전단시험후의 지오멤브레인에 대한 표면 거칠음 정도의 정량화 작업을 수행하였다. 그 결과, $R_L과\; R_S$값은 이 연구에 사용된 지오멤브레인의 거칠음 정도를 충분한 측정범위로 표현할 수 있는 매개변수로 밝혀졌으나, $R_n$값은 충분히 표면 거칠음 정도의 차이를 표현하기에는 부족하게 매우 좁은 변화 범위를 나타내었다. 이 연구는 접촉면에서 표면 거칠음 정도가 접촉면 전단력에 미치는 영향을 조사하고자 우선적으로 표면 거칠음 정도의 정량화 작업을 연구한 것이다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제9권4호
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• pp.103-118
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• 1993

이 논문은 1991년 7월 21일에 경기도 용인군과 산사태에 대한 자료 및 현장조사 결과를 토대로 2600여 개소에 산사태 면적이 466ha 이상이었다. 한 산사태는 단시간의 집중호우에 의하여 유발된 안성군 일부 지역에 집중호우에 의하여 발생한 작성한 것이다. 이 지역의 산사태 발생규모는 조사 결과 밝혀진 바에 의하면 이 지역에 발생 것으로서, 당일우량이 114mm이상이고 최대시 우량이 40m 이상인 지역(면단위)에서 산사태가 발생하였으며 최대시우량이 62mm 이상인 지역은 모두 산사태가 발생했음을 알 수 있다. 달봉산 일대에 대한 현장조사에 의한 형태학적 검토에 의하면,활동깊이 비(D/L)를 사용하는 Walker의 분류법을 사용했을 때, 20%가 평행활동, 50%가 유동 형태로 분류되었으며 30%는 유동과 활동의 중간형태였고 회전활동으로 분류되는 것은 거의 없었다. 산사태의 90%이상이 사면 경사 20$^{\circ}$-40$^{\circ}$, 활동사면길이 50m이하에서 발생하였고, 사면활동시발점은 50%가 7부 능선 이상 에 위치하고 있었다. 이 지역에서는 수종에 따르는 삼림의 산사태 억제효과상 차이를 볼 수 없었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제18권5호
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• pp.37-42
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• 2002

인공신경망은 복잡한 상호관계를 가지는 문제의 해결을 위한 효과적인 컴퓨터 테크닉으로써 많은 분야에 활발히 활용되고 있다. 본 논문에서는 지반의 액상화 가능성을 판별하기 위하여 인공신경망 이론을 사용하였으며, 이를 위하여 반복삼축압축시험 결과와 토성자료, 지반조사자료 등을 학습인자로 사용하였다. 학습과 검증에 서해안지역의 43개의 반복삼축압축시험 데이터가 사용되었다. 여기서 인공신경망의 학습은 예측된 CSR과 실측한 CSR 사이의 오차가 적어지도록 신경망의 가중치를 수정하는 것으로 이루어진다. 전체 신경망에 대한 평균제곱의 오차가 허용치 이내로 감소할 때까지 학습은 반복되어 진행되며 일반적으로 15,000 이상의 학습이 요구되는 것으로 나타났다. 다양한 노드수를 가지는 신경망에 대한 학습을 수행한 결과, 1번째 은닉층의 수가 20개이고 2번째 은닉층의 수가 10개인 신경망이 72~98%에 해당되는 정밀도를 가지고 해당 전단변형률과 반복횟수에서의 CSR값을 예측할 수 있었다. 여기서 NOC(Number of Cycle)와$D_10$, ($N_1$)$_60$ 등의 입력변수가 지반의 액상화 거동에 주요한 영향인자로 나타났다. 연구결과 인공신경망을 이용한 지반의 액상화 거동의 예측이 비교적 정확하게 산정됨을 알 수 있었으며, CSR과 ($N_1$)$_60$, NOC와의 관계가 기존의 연구 결과에 부합하여 나타남을 알 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제34권8호
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• pp.37-49
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• 2018

지진에 의해 액상화 현상이 발생하면 지반의 침하 혹은 측방유동으로 지중 및 상부 구조물의 손상을 유발하기 때문에 이를 사전에 예측 대비하는 것이 매우 중요하다. 2017년 11월 15일에 발생한 $M_L=5.4$의 포항지진은 국내지진 관측이래 액상화 피해사례가 처음으로 접수되었으며 연구자들이 이에 대한 분석을 수행 중이다. 2018년 춘계 한국지진공학회에서 발표된 포항지역의 액상화 위험지도의 경우 지반조사 결과만을 활용하여 LPI(Liquefaction Potential Index)를 계산하고 대상지역의 피해를 추정하였다. 이때 보고된 결과에 따르면 포항지역이 전반적으로 액상화에 취약하며 상대적으로 위험해 보이는 지역은 실제 피해가 발생했던 지역과 유사하였다. 하지만 액상화 위험도는 실제 발생한 피해보다 과대 예측하였기에 액상화 피해수준 범위에 문제점이 제기되었다. 따라서 본 연구에서는 액상화 현상이 관측된 구간에서 1차원 지반응답해석을 수행하여 액상화 발생가능성을 분석하였다. 그 결과 지반분류에 따른 평가로부터 얻어진 LPI는 액상화 위험지도를 작성 시에 과대예측 할 수 있는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제33권11호
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• pp.73-82
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• 2017

최근 재래식 가물막이의 문제점을 해결하기 위하여 새로운 해상 대형원형강재 가물막이 공법이 제안되었다. 본 연구에서는 침투 흐름해석을 수행하여 대형원형강재의 파이핑 현상에 대하여 분석하였다. 흐름해석에서 균질한 지반조건과 정상상태 흐름조건을 적용하였다. 흐름 조건의 경우 2차원 조건(2-D), 2차원 흐름집중 조건(2-DC), 그리고 2차원 축대칭 조건을 서로 비교하였다. 그 결과, 축대칭 흐름조건의 침투속도가 2-D와 2-DC 조건의 흐름속도와 비교하여 각각 1.5배와 2배 큰 침투속도를 보여주였다. 즉, 대형원형강재는 원형형상의 벽체 중심으로 흐름이 집중되므로 2차원 축대칭 흐름조건을 적용하였다. 대형원형강재의 직경, 벽체의 지중 근입깊이, 그리고, 벽체 내외부의 수위차 등을 변화시키며 변수연구를 수행하였다. 파이핑 안전율에 영향을 주는 유출동수경사는 벽체의 지중 근입깊이와 강재직경이 증가할수록 감소하였다. 본 연구에서는 다양한 변수조건에서 안전율과 유출동수경사를 산정할 수 있는 간이설계도표를 제안하였다. 그리고, 최종적으로 대형원형강재의 간이 설계에 적용할 수 있는 유출동수경사 산정식을 제안하였다.

• 토지주택연구
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• 제12권3호
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• pp.109-119
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• 2021

최근 지구 온난화로 인한 이상 기후로 인해 과거보다 더 많은 지반공학 재해들이 발생하고 있으며, 재해들의 규모도 더욱 증대되고 있다. 최근 토목 및 건설분야에 소개된 바이오폴리머 기반 흙 처리(BPST; Biopolymer-based soil treatment) 기술은 효율적으로 흙의 강도를 증진시키면서 탄소배출이 거의 없는 친환경 지반보강법으로 알려져 있다. 특히, 아가검, 젤란검, 잔탄검과 같은 열적젤화 특성을 지닌 바이오폴리머들의 강도 증진 효과가 매우 우수함이 여러 연구를 통해 밝혀지고 있다. 하지만 바이오폴리머 함량 외에는 바이오폴리머 기반 흙 처리에서 흙의 강도 증진을 제어하는 주요 영향인자 규명에 대한 연구는 많이 부족한 실정이다. 본 연구에서는 기존 발표된 열적젤화 바이오 폴리머 처리 흙의 불구속일축압축강도(UCS; Unconfined compressive strength) 자료에 대한 기계학습 기반 선형회귀 분석을 통해 젤란검 바이오폴리머로 처리된 흙의 강도 발현을 결정하는 주요 인자들을 분석하였다. 해석 결과, 바이오폴리머 함량과 더불어 흙 속 점토 함량이 강도 발현에 가장 중요한 인자임을 확인할 수 있었다.