• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제13권10호
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• pp.77-83
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• 2012

최근 도심지에서의 대심도, 대규모 굴착공사는 인접구조물의 침하 및 다양한 제약사항으로 인해 흙막이 벽체를 이용한 굴착공사가 일반화되어 있다. 이러한 지반의 굴착은 평형상태를 이루고 있는 굴착 주변지반의 응력상태를 이완시켜 굴착면 주변지반 침하 및 흙막이 벽체의 변형을 유발시킨다. 이에 본 연구에서는 지반보강의 목적으로 무기질계 고성능 지반안정재인 NDS공법을 적용할 경우에 흙막이 벽체 배면에 적용하여 지반의 보강 효과를 규명하였다. 최적 주입압 및 주입량을 산정하기 위하여 주입시험을 수행하였다. 산정된 주입량과 주입압으로 대형토조모형시험을 실시하였으며 무보강/보강에 의한 영향 검토, 보강 시상재하중(50kPa/150kPa)에 의한 벽체 거동도 검토하였다. 흙막이 벽체 배면 그라우팅 시 지반보강 효과를 모형토조실험을 통하여 규명하였다. 주입시험 결과, 적정 주입압은 350kPa, 경제성을 고려한 각 노즐의 한 단계당 적정 주입량은 10L로 판단된다. 모형토조시험 결과, 최대변위는 흙막이 벽체 배면에 그라우팅을 실시한 경우 무보강일 때의 변위보다 약 81% 감소한 것으로 나타났다. 보강된 배면에 상재압 50kPa와 150kPa를 작용한 상태에서 단계별 굴착에 따른 흙막이 벽의 거동을 파악한 결과, 벽체 변위는 보강만한 경우에 비해 각각 약 58%와 57% 증가한 것으로 나타났다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제6권3호
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• pp.259-267
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• 2004

The practice of introducing and grouting reinforced fiber glass pipes or bar into the core to be excavated to maintain stable the tunnel face during excavation has been applied to many tunnels, where difficult geotechnical conditions are present, with good results in terms of safety and speed of works. This reinforcing technique, initially developed to be used jointly with the mechanical precut in clay, has been widely used with other geotechnical conditions as the only type of reinforcement or joined with other ground consolidation and/or reinforcement techniques (i.e. steel pipes or jet-grouting umbrella). At present same numerical researches have been carried out to find which are the real working conditions of the reinforcing elements but no final results have been obtained for the definition of the best design approaches. In this work the results of a three dimensional parametric numerical model is presented.

• 한국안전학회지
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• 제28권4호
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• pp.58-65
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• 2013

Transportation and further expansion of social infrastructure was needed along the development of urbanization and population concentration. To use the underground space due to the lack of availability of land, it is inevitable to intersect between present structure and tunnel during construction. Soil grouting is one of the ground improvement methods to reinforce weak soil around the underground structures by injection of grouting liquid. Some of central columns of an upper structure are damaged during injection of grouting liquid by injection pressure. To investigate and improve the stability of the tunnel, three dimensional analysis are performed with full construction stages which includes the construction of present underpass, damaging columns of the underpass, reinforcing the columns by H-pile and shear walls, and excavation and construct tunnel. The arrangement of grouting holes such as curtain and horizontal type affects largely to the stability of upper structure and horizontal arrangement diminish the shear forces which is the cause of damage of central columns. The liquid injection type of reinforcement for tunnel is not recommended while the presence of upper structure with columns. Wall type reinforcing is utilize for permant support of upper structures which is affected by grouting injection pressure. H-pile is utilize for temporary support, but not for permanent since the sharing of shear forces is not much to shear wall during tunnel construction.

• Geomechanics and Engineering
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• 제28권1호
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• pp.1-10
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• 2022

In Korea, accidents related to the collapse of deteriorated aging reservoirs occur every year. The grouting method is generally applied to reinforce an aging reservoir. However, when using this method, different reinforcing effects appear depending on the ground conditions. Thus, new construction methods and materials capable of providing consistent reinforcing effects are required. In this study, the direct shear test (DST), model test, and simulation analysis were performed to evaluate the impact of surface stabilizers, generally used to reinforce roads, rivers, and slopes of roads, applied using surface curtain walls on aging reservoirs. The DST results indicate that when the surface stabilizer was mixed with in-situ soil, the increase in cohesion was the highest at a mixing ratio of 9%. No changes in the friction angle were evident; therefore, 9% was determined to be the optimal mixing ratio. In addition, the model test and simulation analysis showed that when 9% of the surface stabilizer was mixed and applied to the aging reservoir, the seepage quantity of water and the saturated area were reduced by approximately 42% and 73%, respectively. Moreover, the comprehensive analysis of results showed that the grouting method could be completely replaced by surface stabilizers applied through surface curtain walls because the technique could secure stability by decreasing the seepage in the aging reservoir.

• 대한토목학회논문집
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• 제35권4호
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• pp.863-874
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• 2015

본 연구에서는 보강날개로 보강된 수중잠제 지지말뚝의 보강효과를 분석하기 위하여 하중전이거동을 분석하였다. 먼저 3차원 유한요소해석을 통해 말뚝의 변위 및 하중전이곡선(지반반력) 결과로부터 보강효과를 확인하고, 하중전이곡선에서 극한저항력 비율로 보강말뚝의 수평 및 인발하중에 대한 보강계수를 산정함으로써 보강효과를 정량화 하였다. 산정된 보강계수를 쌍곡선 하중전이함수의 극한저항력 $p_u$와 $t_{max}$에 곱해서 보정상수(fitting parameter)로 적용하여 보강효과를 고려한 하중전이함수를 제안하였다. 제안된 하중전이함수가 수치해석 결과를 잘 반영하고 있는지 확인하기 위해 3차원 유한요소해석을 비교하여 보강말뚝의 하중전이거동을 분석하였다. 제안된 하중전이함수를 하중전이법 해석에 적용하여, 실제 수중잠제를 해석한 결과 보강말뚝의 전단력, 휨 모멘트, 변위가 무보강말뚝보다 작게 발생하고, 지반반력은 더 크게 발생하여 비교적 경제적인 설계가 가능할 것으로 판단된다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제19권3호
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• pp.23-33
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• 2020

대구경 현장타설말뚝의 경우 수평지지특성은 중요한 요소이며 이를 증가시키기 위한 방안은 말뚝의 인접지반을 개량하여 강성을 증가시키는 방법과 말뚝 자체의 강성을 증가시키는 방법이 있다. 이중 말뚝체에 케이싱을 보강하여 강성을 증가시키는 방법이 많이 제안되고 있는 추세이지만 이와 관련된 연구는 거의 이루어지지 않고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 지반조건에 따라 대구경 현장타설말뚝의 적정 케이싱 보강길이를 평가하기 위해 비선형해석을 이용하여 지반조건별로 케이싱 보강길이에 따른 수평지지특성을 연구하였다. 그 결과 대구경 현장타설말뚝의 수평지지특성은 케이싱 보강 길이비(κ)가 1.2인 경우 가장 효과적이며 지반조건에 따라서는 느슨한 지반일수록 큰 보강효과를 나타내었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제20권8호
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• pp.13-20
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• 2019

지반보강을 위해 국내에서 널리 사용되고 있는 공법으로 약액주입공법, 앵커공법, 소일네일공법 및 마이크로파일공법 등을 들 수 있다. 이러한 지반보강공법은 보강재의 종류, 설치방법, 프리스트레스의 유무 및 그라우팅 방법에 따라 다양한 공법으로 개발되고 있으나, 공통적으로 지반보강재의 강성, 그라우트와 보강재의 마찰력 및 그라우트와 지반의 마찰력이 주요 설계변수이다. 따라서, 최적화된 지반보강재는 보강재 자체의 인장강도가 큰 재료로써 보강재와 그라우트사이의 마찰력이 크며, 그라우트와 지반사이의 마찰력을 향상시킬 수 있는 최적의 그라우팅 방법의 적용이 필요하다. 이에, 본 연구에서는 보강재의 형상과 그라우팅 방법에 따른 보강효과를 평가하고자 총 20여개의 실내모형실험을 실시하였으며, 실험결과 타공+날개보강형과 포스트그라우팅 방법이 보강 효과가 가장 우수한 것으로 나타났다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제24권4호
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• pp.13-22
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• 2023

본 논문에서는 시험적 연구를 통해 록볼트가 지보효과를 발휘하는 시기를 그라우트 강도로 제시하고, 수치해석적 연구를 통해 지반조건과 경계면 강도감소계수에 따른 록볼트 인발 거동을 분석한 연구를 다루었다. 그 결과 록볼트는 그라우트 강도 5 MPa(재령 18시간)에서 지보효과를 발휘하였으며, 경계면 강도감소계수의 영향은 록볼트 변위의 경우 연약한 지반일수록, 그라우트- 지반의 전단응력의 경우 지반의 탄성계수가 높을수록, 그라우트 응력의 경우 모든 지반조건에서 영향이 큰 것으로 분석되었다. 이러한 연구결과는 록볼트 인발시험의 구체적인 기준 재정립과 록볼트 수치해석에 도움이 될 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제35권5호
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• pp.1025-1037
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• 2015

지반과 상부 구조물 사이의 경계에서 유연성이 확보된 지진동 격리 받침 시스템을 설치한 후에 전체 구조물의 고유 주기를 연장하고 구조물에 전달되는 지진 가속도를 저감하여 구조물을 보호하는 면진 설계 방식이 최근 건설 현장에서 널리 활용되고 있다. 하지만 도심지의 현대 구조물이 점차 대형화 및 고층화 되면서 기존의 면진 받침을 그대로 사용하기에는 지진 발생시 저항 능력의 부족으로 인한 전단파괴 혹은 잔류변형이 발생하여 구조물의 사용성 향상을 위한 보수 및 붕괴 위험에 따른 철거의 문제점을 발생시킨다. 따라서 본 연구에서는 기존에 주로 사용되는 면진 받침의 저항 강도와 복원성을 향상시키기 위하여 부가적인 개장 시스템을 설치하고 지진 하중에 대한 성능을 평가하고자 한다. 초탄성 형상기억합금 소재의 보강 봉을 납 적층 고무 받침에 설치한 면진 시스템을 설계하고 단자유도 스프링 모델로 모형화하여 지진 데이터를 활용하고 비선형 동적 해석을 실시하였다. 본 연구에서 제안된 면진 시스템이 성능적인 우수성을 입증하기 위하여 기존에 사용된 면진 받침과 여기에 추가로 강재 봉으로 보강된 면진 시스템과의 극한 전단 저항력, 복원성 및 잔류변형 발생 등을 해석을 통하여 비교 평가하였다. 그 결과 초탄성 형상기억합금 소재의 제어 봉으로 보강된 면진 받침이 다른 면진 받침과 비교하여 지진저항 성능에 있어서 우수함을 확인하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제39권2호
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• pp.19-30
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• 2023

연약지반 대책공법으로 적용되는 다짐모래말뚝과 같은 지중구조물은 주로 복합지반 설계법에 의해 침하 및 안정성을 분석한다. 복합지반 설계법의 기본원리는 아칭효과이며 말뚝의 보강효과는 응력분담비로 평가한다. 탄성적 특성을 갖는 그라우팅 말뚝을 지반보강공법으로 적용할 때 기존의 응력분담비 평가는 말뚝이 지표까지 설치되어 상재하중이 말뚝과 원지반에 같이 직접 재하되는 경우만을 고려해 왔다. 본 연구에서는 지반보강 말뚝의 설치를 지표까지 올리지 않고 지중 어느 위치에서 마감할 때에는 지금까지의 연구들에 의해 적용된 응력분담비 적용 방법이 달라져야 한다는 것을 보여주었다. 고강도 Jet grouting이 적용되었을 때 원지반에 대한 그라우팅 말뚝의 응력분담비(n)는 통상 30~50 범위의 값을 적용한다. 그러나 이는 지표까지 말뚝이 놓이는 경우이고 말뚝 상단의 위치가 지표로부터 멀리 깊게 위치될 경우 응력분담 효과가 급격히 저감되며 응력구(stress bulb) 경계가 되는 깊이부터는 정량적 값 1.5에 수렴했다.