• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2009년도 춘계 학술발표회
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• pp.188-194
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• 2009

Consolidation settlement, a crucial parameter in geotechnical design of soft ground, has not been computed in a unique way due to different computation methods in practice. To improve computational error in calculating consolidation settlement, a number of researches has been attempted. Conventional 1-dimensional consolidation theory assumes the center of the clay layer as the representative point to obtain effective stress in calculation, which could resort to erroneous results. To calculate exact solutions considering initial distribution of effective stress, diving a stratum into multi-layers could resort to wasting time and effort. In the study, a novel methodology for calculating consolidation settlement via Guassian quadrature is developed. The method generally is capable of computing settlements in any case of the stress conditions encountered in fields.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제16권3호
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• pp.63-74
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• 2017

쇄석다짐말뚝(GCP)은 수십 년 동안 사용되어 왔지만, 팽창, 전단파괴와 기타 현상과 같은 파괴가 여전히 발생하여 보다 정교한 연구가 필요한 실정이다. 본 연구에서는 선행연구 분석과 수치해석을 통해 치환율과 지반강도에 따른 응력 및 침하거동을 분석하고자 하였다. 이를 위해 유한요소해석 프로그램 ABAQUS를 사용하여 GCP로 개량된 복합지반을 모델링하여 지반강도와 치환율에 따라 복합지반의 응력과 침하를 분석하였다. GCP로 개량된 복합지반에 대하여 유한요소법을 이용한 수치해석을 실시하였으며, 치환율과 지반강도에 따른 복합지반의 응력관련계수와 침하저감계수의 관계를 분석하였다. 분석결과, 지반강도와 치환율이 증가할수록 깊이 별 평균 응력관련계수와 응력분담비는 증가하는 경향이 나타났다. 상부에서의 응력관련계수는 동일하게 증가하는 경향이 나타났지만, 응력분담비는 감소하였다. 따라서 상부층에서의 값은 다른 깊이에서의 값들과 다른 경향이 나타나므로 상부층에서의 측정된 값으로 복합지반 설계 시 과오를 범할 수 있으니 주의가 필요하다. 또한 기존 침하저 감계수식과 수치해석을 통한 침하저감계수와 비교 분석하였는데, 기존 식과 수치해석을 통하여 구한 값은 유사하게 나타났다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제14권5호
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• pp.453-467
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• 2012

공간이 한정된 도심지에서 인구가 밀집되는 가운데 도심의 복합지하공간에 대한 개발은 날로 늘어나고 있다. 이러한 가운데 홍수피해의 90% 이상이 도심지 홍수피해라고 할 만큼 도심지의 수재해에 대한 대비가 필요한 실정이다. 이러한 요구에 따라 도심지 복합지하공간 하부에 지하저류공동 시설물을 시공하여 도심지 홍수피해 시 복합지하공간에 대한 안정성을 확보하고자 한다. 지하저류공동에서 저장된 빗물을 원활히 제어하기 위해서는 한 개의 공동보다 다수의 저류공동 시설로 설계하는 것이 유리하다. 다수의 저류공동으로 시공을 할 경우 공동과 공동 사이의 필라 구조물에 상부의 하중이 집중되기 때문에 필라 구조물에서 안정성 확보 방안이 필수적이다. 따라서 본 연구에서는 필라부의 안정성을 확보하기 위한 필라부 보강공법을 개발하였다. 필라부 보강공법은 철근과 PC강연선으로 구성된 보강재를 필라부에 삽입한 후 가압 그라우팅을 하고, 프리스트레스를 가하는 공법이다. 따라서 기존의 프리케스트 콘트리트 구조물로 필라부를 보강하는 것과 달리 원지반을 직접 보강하는 공법으로 원지반의 강도를 최대한 활용할 수 있다는 장점이 있다. 먼저, 가압 그라우팅을 하였을 경우 지반 보강효과뿐만 아니라 필라부에 가해지는 상부의 하중을 경감시킬 수 있는 효과가 있다. 또한 프리스트레스를 가하게 되면 필라부에 내압을 가하는 효과로 인하여 지반강도를 증가시키는 역할을 기대할 수 있다. 본 논문에서는 이러한 보강효과를 통해서 필라부 주변지반의 거동이 어떻게 변화할 것인지를 판단하고자 한다. 먼저, 수치해석을 통해서 각 시공단계별 필라부 지반의 응력 변화 양상을 판단하였다. 이를 통해서 가압 그라우팅과 프리스트레스에 의한 효과를 검증할 수 있었다.

• 한국정밀공학회지
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• 제7권4호
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• pp.23-28
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• 1990

This study is to investigate the magnitude, direction and distribution of residual stresses in surface ground plate according to working conditions. The specimens were made of structural carbon steel and were machined in various grinding conditions. These were divided in two groups; heat-treated materials and non-heat-treated materials. In each working condition, let the ground specimen generate displacements using deflection-etching techniques. At the same time, these displacements were precisely measured with electronic micrometer. Through the relation formula between the plane stress and strain, which was derived using these measured data, the values of residual stress are calculated, and the results are analyzed. These results are as follows : 1. According to the working conditions in this experiment, it can be seen that the distribution of residual stress generally had same trend and the maximum residual stress remained in 20~30 ((${\mu}m$) beneath the surface. 2. It is observed that compressive residual stress changes into tensile stress in 5~20 (${\mu}m$) beneath the surface. It is suggested that such phenomenon is originated from the friction effect in grinding process. 3. As the hardness increases by the heat treatment, residual stress increases. 4. As the fatigue strength increases by the compressive residual stress, it is desirable that the dowm feed and table feed reduce. 5. It can be seen that the more great the down feed and table feed increase, the more close the changing point, where the stress changed from compressive to tensile, is colse to the surface. This is due to the resultant effects of the grinding temperature and resistence are larger than the effect of the friction.

• 한국지반공학회논문집
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• 제34권2호
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• pp.5-17
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• 2018

본 연구에서는 연약지반에서의 재하/제하에 대한 안정해석과 응력-변형 해석시 전단 파라미터(UU; Unconsolidated Undrained, CU; Consolidated Undrained(전응력), ${\bar{CU}}$ ; Consolidated Undrained(유효응력))에 따른 초기 지중응력, 강도, 응력-변형 특성을 평가하였다. 시공단계를 고려한 유한요소 해석시 입력하는 전단 파라미터에 따라 초기 지중응력과 이후 해석 결과가 달라질 수 있음을 확인하였다. 특히, Mohr-Coulomb 모델의 입력 파라미터인 내부마찰각(Phi)을 0으로 입력하여 초기 지중응력과 이후 응력-변형 거동을 해석할 경우 잘못된 결과를 도출 할 수 있다는 것을 확인하였다. 전응력 파라미터, CU를 초기 및 전단시 일괄 적용한 해석과 유효응력 파라미터, CU에서 전응력 파라미터, CU로 변경한 해석 결과가 큰 차이를 보이지 않았다. 따라서, 연약지반에 대한 수치해석시 CU 파라미터를 적용하여도 초기 지중응력과 이후 응력-변형 거동에 큰 차이 없이 예측할 수 있음을 알 수 있었다. 또한, 실무에서 적용하기 편한 방법으로 실제 흙의 거동과 동일한 강도를 갖는 Mohr-Coulomb 모델의 전단 파라미터를 산정하는 방법을 제안하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제16권1호
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• pp.25-50
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• 2014

본 연구에서는 앵커의 대표적 유형인 인장형 앵커와 압축형 앵커, 최근 개발되어 널리 사용되고 있는 다중정착 지반앵커의 지반 내 거동을 비교, 분석하여 그 적용 특성을 평가하였다. 이를 위하여 대형모형실험과 현장시험을 통하여 앵커 유형별 하중-전단응력 관계를 확인하였으며 이를 수치해석 결과와 비교, 분석하였다. 검토결과 앵커 유형에 따른 하중과 지반강도, 전단응력의 관계를 규명할 수 있었으며, MLT 앵커는 인장형 앵커에 비해 1.3배, 압축형 앵커에 비해 1.5배의 인발저항 효과가 있는 것을 확인할 수 있었다. 본 연구결과를 다양한 지반조건에서 확장하여 적용할 경우 지반조건에 따른 앵커 유형별로 적용이 가능한 최대 인발 저항력을 제안할 수 있을 것으로 판단되며, 이는 지반앵커의 설계 및 시공에서 매우 유용하게 이용될 수 있을 것이다.

• 한국철도학회논문집
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• 제19권4호
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• pp.480-488
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• 2016

최근 철도주변의 개발이 확산되고 있는 가운데 비개착공법을 이용하여 철도노반하부를 횡단하는 구조물을 시공하는 경우가 불가피하게 증가하고 있다. 그러나 기존선 하부를 횡단하는 구조물을 시공하는 경우 구조물 주변의 지반응력이완에 대하여 설계 시 검토는 미비한 실정이다. 본 연구에서는 비개착공법 시공 시 구조물 주변지반의 응력이완에 대하여 실내토조실험을 통하여 지반의 응력이완 범위를 규명하였고, 지중경사계를 이용한 현장계측을 통하여 지반의 수평변위를 계측하였으며, 수치해석을 통하여 응력이완영역 및 선로지지강성을 분석하였다. 실내토조실험 결과 Rankine의 수평토압 영역과 유사한 파괴면이 생성되었으며, 지중경사계를 이용한 현장계측 결과, 강관의 압입 시기를 기준으로 급격하게 변위가 발생하였으며, 또한 수치해석 결과 해석된 수평토압이 Rankine의 수평토압에 가깝게 나타났으며, 비개착 구조물 주변 지반의 수직응력이 약 40% 감소함에 따라 노반지지강성이 크게 저하됨을 알 수 있었다. 이는 열차의 주행안정성 영향을 미쳐 탈선의 위험이 증가하므로 향후 기존선 하부를 통과하는 지하구조물 시공 시 구조물 주변의 보강이 반드시 필요할 것으로 판단된다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제16권11호
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• pp.1172-1178
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• 2006

Measurement of blade strain with sensors directly installed on the blade has one critical issue, how to send the sensor signal to the ground. Strain-gauges have been dominantly used to directly measure stress of a blade and either a slip ring or a telemetry system has to be used to send measured signal to the ground. However, both systems have many inherent problems and sometimes very severe limitations to be practically used. In this paper, new on-line strain monitoring method using. FBG(Fiber Bragg Grating) sensors and a beam coupler is introduced. Measurement of rotor stress using FBG sensors is nothing new, but unlike other system which installs all necessary instruments on the rotor and use telemetry system to send data to the ground, this system makes use of light's unique characteristic - light travels through space. In this new approach, single optical fiber with many FBG sensors is installed on the blade and all other necessary instruments can be installed at ground thereby giving tremendous advantages over slip ring or telemetry system. A reference sensor is also introduced to compensate the beam coupler's transmission loss change due to rotation. The suggested system's good performance is demonstrated with experiments.

• Geomechanics and Engineering
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• 제17권5호
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• pp.439-444
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• 2019

It is generally known that high strength soil is indicative of well-graded particle size distribution. However, there are some special cases of firm ground despite poor grade distribution, especially a specific gap-graded soil. Based on these discoveries, this study investigated the development of an additive of gap-graded soils designed to increase soil strength. This theoretical concept was used to calculate the mixed ratio required for optimal soil strength of the ground sample. The gap-graded aggregate was added according to Plato's polyhedral theory and subsequently calculated ratio and soil strength characteristics were then compared to characteristics of the original soil sample through various test results. In addition, the underground stress transfer rate was measured according to the test conditions. The test results showed that the ground settlement and stress limit thickness were reduced with the incorporation of gap-graded soil. Further field tests would confirm the reproducibility and reliability of the technology by using gap-graded soil to reinforce soft ground of a new construction site. Gap-graded soil has the potential to reduce the construction cost and time of construction compared to other reinforcing methods.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제19권6호
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• pp.887-903
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• 2017

터널이 시공되는 환경은 다양하여 지형이 평탄하지 않거나 지표가 경사가 진 경우가 많으며, 이런 경우에는 지반내 응력의 분포가 일정하지 않다. 그러므로 이와 같은 환경에서는 얕은 터널 굴착에 따라 종방향 하중전이 특성이 달라서 그 영향이 불명확하다. 또한, 시공방법이나 지반조건 및 굴진면의 변위형태 등이 종방향 하중전이 발생경향에 영향 줄 것이므로, 이를 종합적으로 고려한 연구가 필요하다. 따라서 본 연구에서는 지반의 경사를 $0^{\circ}$, $10^{\circ}$, $20^{\circ}$, $30^{\circ}$로 모사하고, 굴진면의 변위형태(상부 큰 변위, 등변위, 하부 큰 변위)에 따른 굴진면의 토압과 터널 천단상부의 종방향 하중전이 특성을 실험적으로 규명하였다. 연구결과 굴진면에서 변위가 발생하면 굴진면 토압이 감소하고 터널의 천단 하중이 증가하며, 굴진면의 토압변화량에 따라 터널 천단상부의 하중전이의 크기와 발생경향이 변화되었다. 따라서 굴진면의 토압변화가 터널 종방향 하중전이에 직접적인 영향을 주는 것을 알 수 있었다. 지표경사가 작으면 하중전이 영역이 넓어지며 지표경사가 커질수록 종방향으로 전이되는 경향이 감소하고 굴진면 부근에서 집중되었다. 또한, 굴진면의 변위형태에 따라 종방향으로 전이되는 하중의 분포경향도 달라지므로 종방향 지반의 응력조건과 굴진면의 변위형태는 터널 종방향 하중전이의 형태와 크기에 영향을 주는 것으로 분석되었다.