• 한국지반신소재학회논문집
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• 제19권3호
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• pp.9-21
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• 2020

본 연구에서는 사질토와 점성토가 혼재하는 해안 매립지반에서 조합형 Sheet Pile 공법의 설계법을 고찰하였고 지반 굴착시의 거동을 해석하였다. 조합형 Sheet Pile 공법의 형태(Built up, Interlocking, Welding) 및 해석방법(엄지말뚝법, 연속벽법)에 따라 흙막이 가시설의 예측 거동이 상이함을 탄소성 해석으로부터 확인하였다. Sheet Pile(측면말뚝) 부재력의 경우 연속벽체 해석법의 결과가 가장 보수적인 결과를 예측하였다. 조합형 Sheet Pile 공법의 최대 부재력을 토대로 각 부재별 응력비(발생/허용)를 분석하면 측면말뚝의 경우 휨, 버팀보의 경우 조합응력에서 최대값을 나타내었다. 유한요소해석결과 측면말뚝의 부재력은 단기 유효응력 해석 조건에서 가장 크게 나타난 반면, 버팀보의 압축력은 압밀 해석에서 크게 나타났다. 탄소성 해석과 유한요소해석 결과를 비교하면, 측면말뚝의 전단력과 버팀보의 축력은 탄소성 해석에서 크게 평가되었고, 측면말뚝의 휨은 유한요소해석의 단기 유효응력 조건에서 가장 큰 것으로 나타났다. 또한, 측면말뚝의 변위는 탄소성 해석보다는 유한요소해석에서 더 크게 예측되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제30권7호
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• pp.41-53
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• 2014

본 연구는 절리형성 암반지층 굴착벽체 작용토압의 크기 및 분포에 대해서 절리의 점착강도, 암석종류 및 절리경사각을 달리하여 조사하였다. 본 연구는 특히 절리 점착강도의 영향에 대해 초점을 두었다. 실내모형실험(Son and Park, 2014)에 근거하여 암석과 구조물의 상호작용을 고려하면서 확장된 매개변수 연구를 수행하였다. 이 때 매개변수 연구는 암석과 절리의 거동특성을 고려할 수 있도록 개별요소법에 근거하여 수행하였다. 연구결과 굴착벽체에 작용하는 토압은 암석 및 절리경사각 뿐만아니라 절리 점착강도에 의해서 크게 영향을 받는 것으로 나타났다. 절리 점착강도의 영향은 특히 절리가 활동될 수 있는 조건에서 크게 나타났다. 본 연구에서는 서로 다른 조건에서 절리의 활동을 방지하기 위한 절리 점착강도의 크기를 조사하였다. 연구결과는 또한 토사지반에서의 토압산정을 위해 자주 이용되는 Peck의 경험토압과도 비교되었다. 비교결과 절리형성 암반지층에서 발생하는 토압은 토사지반에서의 토압과는 크게 다를 수 있다는 것을 나타냈다. 본 연구결과는 향후 절리형성 암반지층 굴착벽체 작용토압에 대해 보다 나은 이해를 제공할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제16권12호
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• pp.5-12
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• 2015

발파소음은 충격음이기 때문에 인체에 갑작스런 충격을 주며, 발파진동과 같은 경우에는 지반을 따라 진동이 이동하여 인근 주변의 노화된 건물, 가축과 인체에도 큰 피해를 끼칠 수 있다. 본 연구에서는 광산 굴착 시 발생하는 발파영향이 인근지역에 미치는 영향에 대하여 분석하였다. 연구대상 지역의 지반현황을 파악하기 위해 지질조사, 현장시험과 실내시험 등의 지반조사를 수행하였다. 발파진동소음에 대해서는 국내 외 적용사례와 각 기관별 허용기준을 비교하여 현장조건에 가장 적합한 기준을 설정하였다. 발파영향을 검토하기 위해 발파진동 추정 식은 현장에서 시험발파를 수행하여 측정된 발파진동 값을 활용하였다. 발파진동 추정 식을 활용한 영향원의 검토는 발파지점을 보안물건(농장, 민가 등)으로부터 최단거리로 정하여 보안물건에 미치는 영향을 검토하였다. 또한 3차원 수치해석을 수행하여 발파진동 영향검토를 수행하였다. 3차원 수치해석은 동적 발파하중에 대한 구조물의 거동을 해석하기 위해 시간이력해석을 수행하였으며, 3방향에 대한 발파진동 값을 구하였다. 시험발파에 따른 발파진동 추정 식을 이용한 발파진동 영향원 검토 결과와 발파영향에 대한 3차원 수치해석 값을 비교 분석한 결과, 유사한 결과 수치를 확인하였다.

• 터널과지하공간
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• 제15권2호
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• pp.111-118
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• 2005

연구지역은 옥천변성대에 속하며 단층파쇄대가 터널굴착방향과 평행하게 존재하여 막장면의 자립성 저하 및 이에 따르는 터널 주변지반의 이완 등으로 터널 내에 과도한 변위가 발생하였다. 이에 따라 단층파쇄대의 영향범위를 파악하고 특성을 분석하기 위하여 TSP(Tunnel Seismic Prediction)탐사를 수행하였다. 또한 막장면 조사와 시추조사를 병행 실시하여 거동원인을 분석하고 전방 파쇄대의 예측을 통하여 터널 굴착 및 지보에 영향을 주는 지질구조대나 용수대의 위치와 규모를 확인하였다. 조사결과를 토대로 터널형상 및 그에 따른 지층상태를 3차원으로 모델링 하였다. 모델링된 개체 내에 포함된 여러 변수(함유량, 물성치, 암반등급 등 모든 정량적인 수치)는 지구통계학적 기법을 통해 분석하였다. 모델링 결과를 분석하면 단층파쇄대에 의한 풍화대의 분포가 터널우측을 중심으로 발달하면서 좌측으로 그 범위가 감소하고 있다. 단층파쇄대는 주향 $N0\~5^{\circ}E$, 경사 NW의 방향성을 가지며, 여러 개의 지질이상대를 포함한 대규모의 파쇄대로 이루어진 것으로 확인되었다. 터널내 과대 변위는 해당구간에 밀집된 불연속면의 상호교차 및 단층대에 의한 터널 좌우측 암반강도 불균형으로 편하중이 발생한 것으로 판단되며 그라우팅 등의 터널보강공법이 필요한 것으로 판단된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제21권3호
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• pp.397-418
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• 2019

터널 굴착으로 인한 지반 및 인접 구조물의 거동을 이해하고 분석하는 것은 매우 중요하며, 이는 현대사회에서의 과학기술의 발전과 함께 토목공학 분야에서 폭넓게 활용되고 있다. 근거리 사진계측기법은 지반공학 분야에서 주로 쓰이고 있으며, 최근 GeoPIV 등을 이용한 계측기법의 연구가 증가하고 있는 추세이다. 본래에는 지반의 거동을 계측하여 시각화하는 방법으로 알루미늄 봉과 타겟 포인트를 이용한 VMS 프로그램이 주로 사용되어 왔다. 하지만 이러한 방법을 적용할 경우, 타겟 포인트가 손에 의해 인위적으로 설치되기 때문에 외부적인 오차가 발생할 수 있다. 또한 포인트 사이의 그리드가 넓거나 좁을 경우 희박한 데이터가 도출될 수 있는 문제점을 안고 있다. 따라서 본 연구에서는 타겟의 사용 없이 변위를 분석할 수 있는 MATLAB 기반의 No-target 프로그램을 개발하였고 수치해석과 실내 모형시험을 통해 기존의 프로그램과의 비교 및 검증에 초점을 맞추었다. 연구 내용으로는 greenfield condition, strip foundation, pile foundation 3가지 Case에 대하여 실내 모형시험을 실시하였으며, VMS 프로그램과 No-target 프로그램의 결과로부터 total displacement와 vertical displacement의 오차율을 분석하였다. 또한 유한요소 수치해석 프로그램인 PLAXIS를 통하여 실내 모형시험과의 결과와 비교 및 검증하였다.

• 화약ㆍ발파
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• 제38권4호
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• pp.16-25
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• 2020

터널 발파 굴착 시 발생되는 진동을 저감시키기 위해 사용되는 MSP(Multi-setting smart-investigation of the ground and pre-large hole boring method) 공법은 1회 천공 시 수평방향으로 50m에 달하는 장거리를 천공하기 때문에 고 중량 해머비트와 롯드의 일방향 회전으로 롯드의 처짐과 우향 현상이 동반된다. 이는 전문가의 경험과 시공 이력을 바탕으로 가변적인 세팅을 통해 일부 보정되고 있다. 그러나 암반 특성, 장비 상태, 경험 부족 등은 목표 지점으로부터 천공 오차를 발생시키는 원인이 되며, 큰 이격 오차 발생 시 재시공으로 인한 공기 증가와 경제적 손실이 발생된다. 본 연구에서는 딥러닝을 활용하여 상황별 천공 장비의 최적 세팅조건 산정 모델을 개발하였으며, 학습 과정에서 발생 가능한 과적합 문제를 방지하기 위해 dropout, early stopping, pre-training 기법들을 사용하여 향상된 결과를 도출하였다. 본 연구를 통해 대구경 천공 장비의 상황별 초기세팅 산정 모델 개발의 높은 가능성을 확인했으며, 지속적인 데이터 수집과 다양한 인자들의 추가 학습을 통해 최적화된 세팅 가이드라인을 개발할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제37권11호
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• pp.61-69
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• 2021

본 연구는 교각의 고유진동수를 통해 교각에 인접한 지반의 세굴 발생여부를 판단하기 위해 축소모형교각을 제작하여 충격하중을 이용해 일련의 비파괴 실험을 수행하였다. 축소모형교각은 길이별로 총 3개의 교각을 제작하였으며, 관입깊이는 0.35m로 일정하게 지반에 관입하였다. 세굴은 크게 2가지로 교각의 측면세굴과 기초바닥세굴을 모사하였으며, 0.05m씩 굴착하여 단계별로 step 0에서 step 12 까지 총 13단계의 실험을 모든 교각에 대해 수행하였다. 또한 고유진동수를 도출하기 위해 모형교각에 총 3개의 가속도계를 부착하여 충격하중을 측정하였다. 충격하중은 impact hammer를 사용하였으며, 타격방향은 모형교각 상단을 교축직각방향으로 타격하였다. 이 때 측정된 가속도 값을 바탕으로 고속 푸리에 변환(FFT)를 이용해 세굴진행도에 따른 고유진동수를 산정했다. 그 결과 세굴이 진행됨에 따라 모든 교각의 고유진동수는 감소하는 경향을 보였다. 세굴이 진행됨에 따라 최초 고유진동수의 70% 이상 수준에서는 측면세굴, 70% 미만에서는 기초바닥세굴이 발생하는 것을 판단할 수 있었다. 이 결과를 토대로 전도에 대한 안전율과 비교하여 교각기초의 피해정도를 분석할 수 있었다.

• 한국측량학회지
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• 제39권6호
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• pp.497-505
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• 2021

최근 국내에서 빈번하게 발생하는 지하공간 사고에 기인하여 정부에서는 지하공간 안전관리 대책으로 지하공간통합지도(IUGIM: Integrated Underground Geospatial Information Map) 구축의 기본 계획을 2015년에 수립하여 2021년 현재 부분 구축이 완료된 상태이고, 지하공간 관리 주체 및 관계 기관 등이 활용 중이다. 본 연구는 지하공간통합지도의 활용성 향상 방안의 일환으로 수행 중이며, 현장에서 계측된 실시간 기반의 데이터와 지하공간통합지도 내에 저장되어 운용 중인 보관 데이터의 비교 작업을 수행하기 위한 가시화시스템을 구축하는 내용을 다룬다. 지하공간통합지도에 구축되어 관리되고 있는 시추공 데이터 및 지하시설물 6종에 대한 가시화 기능을 탑재한 시스템을 구축하였다. 지하시설물 6종은 상수도관, 하수도관, 전력관, 가스관, 통신관 및 난방관이다. 구축 완료된 시스템은 서울시 강남구, 서초구 일원 3지점에 대한 현장 실증을 수행하였다. 현장 실증은 모바일센터에 접속해서 지하공간통합지도 데이터 내려받기, 지하공간통합지도 데이터(지표면 생성, 시추정보, 지하시설물) 가시화 작업, 현장에서 취득한 GPR(Ground Penetrating Radar) 기반 데이터에 대한 가시화 등으로 진행하였다. 지하공간통합지도 데이터 및 GPR 기반 현장 데이터의 실증 결과 적합한 것으로 판정되었다. 본 연구의 결과로 굴착 현장에서 안전한 시공에 도움이 될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제22권2호
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• pp.35-45
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• 2023

도심지 개발사업에 따라 철도구조물 인근에서 지반굴착을 위한 가시설 구조물을 시공하는 사례가 증가하고 있다. 또한 가시설 구조물 설치 후 신축한 대형건물에 주거하는 사람들로부터 열차진동에 대한 민원도 증가하고 있다. 이와 같은 문제를 해결하기 위해 건물의 설계단계부터 열차진동을 저감하기 위한 방법이 고려되고, 건물 신축 시 구조물에 방진시스템이 설치된다. 그러나 구조물 설계단계에서 수립되는 방진대책은 특정 지역에 대한 현장계측 또는 동적 수치해석의 결과를 통해 결정할 수 있고, 객관적인 관련 연구 자료가 부족하여 수립한 방진대책의 적정성을 평가하는데 한계가 있다. 이에 본 연구에서는 방진대책의 수립을 위한 객관적인 기초자료 제공을 목적으로 수치해석을 통해 철도구조물의 심도, 철도와 가시설 구조물의 이격거리 및 지반조건을 달리하여 시속 80km/h인 운행열차를 대상으로 동적 수치해석을 수행하였다. 연구결과, 시속 80km/h인 운행열차의 영향범위는 가시설 벽체가 설치된 조건의 경우 철도구조물로부터 이격거리 4.5D이내인 것으로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권1C호
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• pp.63-72
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• 2006

도심지의 급속한 성장으로 인한, 사회 기간시설 확충 필요성으로 현재 많은 터널이 시공되고 있으며 앞으로 더 많은 터널 공사가 계획되고 있다. 도심지에서의 터널 굴착은 일반적으로 터널 심도가 얕고 지상에 각종 건물, 공공시설이 밀집 되어 있어 터널굴착에 따른 지반 침하로 지상 구조물 및 지중 매설관에 피해를 주는 경우가 빈번히 발생하고 있어 주변지반의 거동, 구조물의 영향 검토의 중요성이 대두되고 있고, 민원 발생이 우려되는 도심지의 특수성 때문에 도심지 터널설계/시공은 산악터널과 다른 맥락에서 접근되어야 한다. 본 논문에서는 도심지 광역 단위 터널 현장의 최소 단면을 해석 후 전단면에 대한 예측이 가능할 경우 터널 시공위험도 평가에 효율적이기에 그 방법으로 전문가 시스템 인공신경망(Artificial Neural Network, ANN)기법을 적용하여 터널 안정성 검토방안을 연구하였다. 또한 그 결과를 GIS에 연계하여 터널 시공중 실시간(real time)개념으로 지반거동 및 주변 환경에 미치는 영향 평가를 수행하여 시공에 반영하는 정보화 개념의 시공관리기법을 강구하였다.