• Geomechanics and Engineering
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• 제32권6호
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• pp.639-652
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• 2023

Stepped earth slopes incorporated with anti-slide piles are widely utilized in landslide disaster preventions. Explicit consideration of the three-dimensional (3D) effect in the slope design warrants producing more realistic solutions. A 3D limit analysis of the stability of pile stabilized stepped slopes is performed in light of the kinematic limit analysis theorem. The influences of seismic excitation and surcharge load are both considered from a kinematic perspective. The upper bound solution to the factor of safety is optimized and compared with published solutions, demonstrating the capability and applicability of the proposed method. Comparative studies are performed with respect to the roles of 3D effect, pile location, pile spacing, seismic and surcharge loads in the safety assessments of stepped slopes. The results demonstrate that the stability of pile reinforced stepped slopes differ with that of single stage slopes dramatically. The optimum pile location lies in the upper portion of the slope around L_x/L = 0.9, but may also lies in the shoulder of the bench. The pile reinforcement reaches 10% universally for a looser pile spacing D_c/d_p = 5.0, and approaches 70% when the pile spacing reaches D_c/d_p = 2.0.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2021년도 가을 학술논문 발표대회
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• pp.172-173
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• 2021

With the development of nano-reinforcement technology and the increasing concern for environmental issues, TiO₂ nanomaterials have received wide attention as an additive besides carbon nanomaterials that can be used to enhance the mechanical properties of cement-based materials. Also, TiO₂-based materials can allow cement-baned materials with photocatalytic capability, providing a potentially effective approach to reduce environmental problems. In this work, compressive strength, splitting tensile strength, and degradation of methylene blue solution were used as target to assess the effect of TiO₂ nanotubes on the mechanical strength and photocatalytic effect of hardened cement paste at different curing time. According to the strength results, the optimum amount of TiO₂ was identified as 0.5% of the weight of cement. Meanwhile, the TiO₂ nanotubes-reinforced specimen exhibited better photocatalytic effect in the early stage of curing.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제25권5호
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• pp.555-567
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• 2013

철골구조의 층고를 절감을 위해 유럽을 중심으로 춤이 깊은 데크를 사용한 슬림플로어 공법이 개발되어 적용되고 있다. 국내에서도 장스팬과 층고절감을 요구하는 건물이 증가하고 있지만 7m이상 장스팬에 춤이 깊은 데크를 적용 시 과도한 처짐에 의한 사용성 문제를 초래한다. 따라서 본 연구는 장스팬에 적용되는 춤이 깊은 데크의 콘크리트 타설시 처짐의 사용성 및 개방형 단면의 불안정성에 의한 휨비틀림 등의 문제를 개선하는 방안으로 Cap형태의 plate(이하 '캡 플레이트')를 두가지 형태(Flat, Hat)로 개발하고 보강 길이와 위치의 최적화를 이론적 계산을 통해 도출하였다. 이 캡플레이트를 춤이 깊은 데크의 골상부에 일정 간격으로 설치하여 상부 개방형 불안전성을 극복하고 단면의 강성을 증대시켜 중앙부 처짐을 제어하고자 한다. 캡 플레이트의 설치위치와 보강길이에 따른 휨서능 개선의 효과를 해석과 실험을 통해 검증하고자 한다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제14권6호
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• pp.637-652
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• 2012

도심지내 기존터널을 단면확대 시공하는 경우, 터널내 교통흐름을 유지하기 위하여 '${\sqcap}$'형태의 프로텍터를 설치한다. 터널내 프로텍터를 설치하면 터널 측벽하부에서 작업공간이 협소하여 록볼트 시공이 불가능해 질 수가 있다. 본 연구는 터널의 측벽하부에서 록볼트를 시공하지 않고 숏크리트만으로 보강하여 터널단면을 확대된 할 경우, 터널구조물의 안정성과 보강되는 최적의 숏크리트 두께를 제시하는데 목적이 있다. 본 연구를 위하여 3차선 NATM 도로터널을 4차선 NATM 도로터널로 확대 시공하는 경우에 대하여 수치해석을 수행하였다. 수치해석결과, 4차선 NATM 도로터널의 측벽하부에서 록볼트를 시공하지 않은 경우의 천단변위와 상반 내공변위는 록볼트를 시공한 경우와 거의 유사하였다. 다만, 하반 내공변위 및 숏크리트 응력은 록볼트를 시공하지 않은 경우가 록볼트를 시공한 경우보다 최대 0.57 mm 및 최대 1,300 kN/$m^2$ 크게 나타났다. 터널 측벽하부에서 록볼트를 시공하지 않아 추가 발생한 하반 내공변위와 숏트리트 응력은 25 cm인 기본 숏크리트 두께의 20%(25 cm${\rightarrow}$30 cm)만 증가시켜도 저감시킬 수 있다.

• 대한토목학회논문집
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• 제32권5C호
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• pp.231-238
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• 2012

록볼트는 터널 주변 원지반의 소성영역 확대를 방지하고 원지반의 안정성을 증가시키므로 굴착면 개방에 따른 취약점을 보완하여 2차 변형을 억제하는 주 지보재 역할을 할 수 있어 지반조건이 불량한 경우에는 시스템 볼팅하는 것이 일반적이다. 시스템 볼팅은 보통 굴착방향과 수직하게 설치하게 되는데 장소가 협소하거나 시공여건상 볼트 삽입이 어려운 곳에서는 짧은 볼트를 연결하여 사용하거나 경사지게 설치하는 경우가 있다. 본 연구에서는 록볼트 보강효과를 분석하기 위하여 경사 볼트로 보강된 지반을 단순보로 가정한 실내모형시험을 실시하였다. 경사볼트의 설치각도, 종방향 및 횡방향 설치간격, 토피고 등을 변화시켜 99회의 모형시험을 수행하였으며, 단순보로 조성된 모형지반의 토피하중에 의한 처짐량 및 연직토압을 측정하였다. 모형시험결과 볼트의 설치각도가 $75^{\circ}$ 이하인 경우 처짐량이 급격히 증가하는 경향이 나타났으며, 모형지반의 이완하중 발생률도 모형볼트의 설치각도가 $75^{\circ}$ 이하인 경우 급격히 증가하는 것으로 나타나 경사 볼트의 최적 설치각도는 $90^{\circ}{\sim}75^{\circ}$ 범위인 것으로 판단하였다. 또한, 볼트의 종방향 및 횡방향 설치간격이 좁아질수록 보강효과가 증가하는 것으로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제14권5호
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• pp.187-194
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• 2010

산악터널과 달리 도심지 지하도로는 대부분 평야지대에 위치하고 충적층이 두껍게 분포하고 있으며 특히 터널 입 출구부는 병렬터널로 분기되는 지점인 동시에 하향굴착을 하는 관계로 터널 시 종점의 위치선정에 따라 공사비에 미치는 영향이 매우 크게 된다. 또한 병렬터널의 필라폭(PW)은 지하 보상비와 직결되기 때문에 병렬터널의 안정을 확보하면서 동시에 최소의 필라폭(PW)으로 터널을 계획하여야 한다. 국내 도로터널의 필라폭(PW)은 일반적으로 1.5D(D: 터널 최대폭)를 기준으로 하며 일부 터널의 경우 입 출구부 극히 한정된 구간에서만 1.5D(D : 터널 최대폭)이내의 필라폭을 적용한 사례가 있으나 보상비 문제가 아닌 선형계획측면에서 불가피하게 발생한 사례들이다. 본 논문은 NATM형식으로서 국내최초 도심지 지하도로 설계사례를 통해 선형 계획단계에서부터 지하 보상비 및 지반특성을 함께 고려하여 적정 필라폭을 설계한 사례를 소개하고 도심지 병렬터널의 적정 필라폭 결정방법에 대해 기술하였다. 적정 필라폭 결정은 설계 및 시공사례 분석과 수치해석을 통한 강도 감소법과 강도/응력비 방법을 이용하였으며 터널간 초근접으로 인해 필라의 안정성이 불량한 터널 입 출구부는 안정성 확보를 위한 보강방법을 제시하고 수치해석을 통해 안정성을 확인하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제30권6호
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• pp.5-21
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• 2014

지진시 불포화 도로성토의 붕괴는 지하수 및 강우의 침투에 기인한 함수비의 증가가 그 원인이 됨이 지적되어 왔다. 따라서, 이와 같은 지반재해의 방지를 위한 합리적 보강방안 및 적절한 설계기준의 정립을 위해 불포화 도로성토의 동적안정성 및 변형모드에 대한 함수비의 영향을 연구할 필요가 있다. 본 연구에서는 불포화 도로성토의 변형 및 파괴거동에 대한 함수비의 영향을 연구하기 위해 상이한 함수비를 갖는 도로성토 모형에 대하여 동적 원심모형실험을 진행하였다. 본 실험에서는 도로성토 모형에 대한 동적하중 부가시의 변위, 간극수압 및 가속도의 계측을 통해 최적함수비 부근 및 최적함수비보다 높은 함수비를 갖는 불포화 도로성토에 대한 동적 거동을 고찰하였다. 이와 함께, 화상해석에 의한 변위 및 변형율 분포의 분석을 통하여 최적함수비보다 높은 함수비를 갖는 불포화 도로성토의 변형모드를 구명하였다. 이로부터 사면 천단부의 침하는 천단부 아래에서의 체적압축에 기인하며, 구속압력이 작은 사면 선단부 및 사면 표면부 부근에서는 체적팽창을 동반한 큰 전단변형이 발생함을 확인하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제34권10호
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• pp.5-16
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• 2018

날로 늘어가는 폐비닐은 가장 큰 환경문제가 되어가고 있으며, 특히 농촌에서 발생하는 영농폐비닐은 수거인력부족 및 재활용 인식부족 등으로 농경지에 방치 혹은 불법매립 되어, 이로 인한 문제점이 갈수록 심화되고 있다. 따라서 폐비닐은 재활용하는 것이 환경보전의 관점에서 가장 이상적이며, 본 연구에서는 폐비닐 재활용의 적용범위를 보다 확장시키기 위한 사전연구로 비닐스트립의 지반보강재로서의 적용성을 분석하였다. 본 연구에서는 비닐스트립과 시멘트로 보강된 모래시편에 대한 일축압축강도시험과 공진주/비틂전단시험을 수행하여 정적 및 동적 보강효과를 분석하였다. 상대밀도 40%와 60%의 모래질 흙에 다양한 보강조건의 시편을 제작하여 비닐스트립 혼합률과 시멘트 혼합률에 따른 일축압축강도와 전단탄성계수/감쇠비의 변화를 분석하였다. 시험결과 비닐스트립-시멘트 혼합 보강기법의 정적 및 동적 보강효과를 확인하였고, 비닐스트립 및 시멘트의 최적 혼합조건을 제시하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제23권5호
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• pp.559-567
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• 2011

효율적인 철근콘크리트 구조물을 설계 시공하기 위하여, 최근 들어 고강도 철근에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나 고강도 철근은 일반강도 철근에 비하여 연신 능력이 낮은 것이 일반적이므로, 기존의 최소 연신율규격을 만족하지 못할 가능성이 있다. 또한 국내외 철근 규격의 최소 연신율 규정과 표점 거리 규정은 각 규격마다 상이하여, 동일한 철근이라도 적용하는 규격에 따라 적합 여부가 다르게 평가된다. 따라서 각 철근 규격을 비교 검토하고, 국내의 철근 규격 KS D 3504의 규정이 합리적인지 검토할 필요가 있다. 이 연구에서는 한국, 미국, 일본, 유럽, ISO 등 국내외 철근 규격의 최소 연신율 규정과 표점 거리 규정을 비교 분석하고, 철근 인장시험을 통하여 규격의 엄격성을 평가하였다. 그 결과, 국내 철근 규격인 KS D 3504가 가장 엄격한 것으로 평가되었다. 이 엄격성 비교 결과를 바탕으로 KS D 3504의 일반용 철근 규격의 최소 연신율 규정을 수정할 것을 제안하였으며, 내진용 철근 규격을 제안하였다.

• 한국암반공학회:학술대회논문집
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• 한국암반공학회 2007년도 특별심포지엄 논문집
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• pp.63-79
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• 2007

Several remedial works were attempted to stabilize the collapsed area of the inlet slopes of diversion tunnel, but prevention of any further movement was being only carried out at beginning stage by filling the area with aggregates and rock debris, after several cracks had been initiated and developed around the area. The extra specialty developed folding zone is consisted with highly weathered Greywacke and Black shale. The suggested solution is to improve the properties of the rock mass of failed area by choosing the optimum level of reinforcement through the increment of slope rock support design so as to control the movement of slopes during the re-excavation. The Bakun hydroelectric project includes the construction of a hydroelectric power plant with an installed capacity of 2,520MW and a power transmission system connecting to the existing transmission networks in Sarawak and Western Malaysia. The power station will consist of a 210m height Concrete Faced Rockfill Dam. During the construction of the dam and the power facilities the Balui River has to be diverted of the tunnels is 12m and the tunnel width is 16m at the portal area. This paper describes the stability analysis and design methods for the open cut rock slopes in the inlet area of the diversion tunnels. The geotechnical parameters employed in stability calculations were given as a function of four defined Rock Mass Type (RMT) which were based on RMR system from Bieniawski. The stability calculations procedure of the rock slopes are divided into two stages. In the first stage, it is calculated for the stability of each "global" slope without any rock support and shotcrete system. In the second stage, it is calculated for each "local" slope stability with berms and supported with rock bolts and shotcrete. The monitoring instrumentation was performed continuously and some of the design modification was carried out in order to increase the safety of failed area based on the unforeseen geological risks during the open cut excavation.