• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2008년도 춘계 학술발표회 초청강연 및 논문집
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• pp.111-118
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• 2008

The purpose of this paper was to investigate the overburden effect on soil-water characteristic curve and unsaturated permeability of unsaturated weathered soils. For this, unsaturated suction and permeability tests under various overburden stress were conducted respectively. Then, the coefficient of unsaturated permeability and moisture capacity of weathered soils were estimated and compared. All these results are presented in the paper.

• 한국지반공학회논문집
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• 제25권10호
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• pp.55-65
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• 2009

강우침투에 의한 사면의 표층파괴는 국내에서도 잘 알려져 있고 이러한 불포화 사면에서의 수리학적/역학적 거동은 매우 복잡하다. 불포화사면에 대한 해석 수행 시, 함수특성곡선은 매우 중요한 지반정수로 활용되고 있는데 풍화사면의 경우 층으로 구성되어 있고 상재하중을 받고 있어 함수특성곡선의 적용시 적절한 상재하중의 효과에 대한 고려가 필요하다. 이러한 상황을 반영하기 위하여 본 연구에서는 풍화토를 대상으로 다양한 조건의 상재하중하에서 함수특성곡선을 획득하였으며 이를 통하여 불포화전단강도를 추정하였다. 또한 상재하중의 영향을 고려하여 불포화풍화사면에 대한 안정성을 평가하였다. 해석 결과 상재하중에 대한 효과는 매우 중요하며 적절한 해석에서의 적용은 사면안정성 예측은 항상 시킬 수 있다고 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제36권12호
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• pp.107-116
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• 2020

압밀 그라우팅 공법은 액상화 취약 느슨한 사질토 지반의 보강에 널리 사용되고 있다. 특히 기존에 상부 구조물이 있는 지반의 경우, 압밀 그라우팅 수직 주입이 불가능하여, 수평 주입이 대안으로 제시되고 있는 상황이다. 현재 대부분 이론과 실험은 압밀 그라우팅의 수직 주입 공법을 다루고 있는 반면, 수평 압밀 그라우팅 공법에 대한 연구는 매우 부족하다. 본 연구에서는 수평 압밀 그라우팅 공법에 대한 실내 2차원 실험을 통해 상부 구조물이나 주입 심도를 대변하는 상부 응력에 따른 그라우트 구근 형상과 팽창 방향을 분석하였다. 그 결과 그라우트 구근의 단면은 응력 이방성과 느슨함의 정도에 따라 주로 타원형으로 팽창함을 발견하였다. 특히, 낮은 상부 응력과 낮은 상대 밀도의 조건에 수평축이 긴 타원형으로 수평 방향으로 발달하였고, 상부 응력과 상대 밀도가 증가함에 따라 그 형상이 원형에 가까워지고 수직 방향으로 팽창하였다. 본 연구를 통해 수평 압밀 그라우팅 공법의 구근 팽창에 대한 이해가 높아지고 나아가 보다 정확하고 효율적인 현장 시공 설계가 가능할 것으로 기대된다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제61권5호
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• pp.637-643
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• 2017

Carbon fiber reinforced polymers (CFRPs) have been recently investigated as an alternative material for Geosynthetics to improve soil properties. One of the factors influencing the fiber orientation and mechanical properties of CFRP is the effect of soil overburden pressure. This study investigates the tensile behavior of cast-in-place CFRP. During the curing time of specimens, a wide range of normal stress is applied on specimens sandwiched between the soils. Two different soil types are used to determine the effect of soil grain size on the mechanical properties of CFRP. Specimens are also prepared with different specifications such as curing time and mixing soil in to the epoxy. In this study, tensile tests are conducted to investigate the effect of such parameters on tensile behavior of CFRP. The experimental results indicate that by increasing the normal stress and soil grain size, the ultimate tensile strength and the corresponding strain of CFRP decrease; however, reduction in elastic modulus is not noticeable. It should be noted that, increasing the curing period of epoxy resin and mixing soil in to the epoxy have no significant effect on the tensile properties of CFRP.

• 한국지반공학회논문집
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• 제22권11호
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• pp.151-158
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• 2006

균일한 모래지반을 이용한 원심모형실험에서는 지표면근처에서 액상화가 발생한 후에 점차적으로 깊은 곳으로 전파되는 경향을 보였다. 이와 같은 현상은 실내실험에서 상재하중효과를 고려했을 때 관찰되는 액상화현상과 상반되는 것처럼 보인다. 그러나, 응력증가에 따른 모형지반의 상대밀도증가가 구속압증가에 따른 액상화저항감소를 상쇄시킨다. 이와 같은 응력증가에 따른 상대밀도증가는 실제 원심모형실험에서 발생하고 있으나, 모형지반성형법에서는 고려되고 있지 않다. 따라서, 본 논문에서는 원심모형실험에서 발생할 수 있는 상대밀도증가를 고려한 새로운 원심모형지반성형법을 제안하였다. 새로운 모형지반성형법은 액상화에 관한 $K_0$ 효과를 연구하는데 사용될 수 있으며, 본 연구에서는 수치해석방법을 이용하여 그 실용성을 증명하였다.

• 터널과지하공간
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• 제20권4호
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• pp.260-266
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• 2010

본 연구에서는 모형실험을 통한 2-Arch 터널의 거동과 주변지반의 거동으로부터 중앙부 Pilot 터널굴착 및 선행터널(우측터널)과 후행터널(좌측터널) 굴착에 따라 좌 우 터널 상호간에 미치는 영향을 분석하고자 하였으며, 보강영역의 상대강성비와 토피고에 따라 발생하는 원지반 이완영역 및 아칭효과에 의한 중앙필러 및 주변 지반의 하중전이 현상을 규명하고자 하였다. 이를 위하여 2-Arch 터널의 시공순서를 반영한 실험순서에 따라 모형실험을 수행하였으며, 보강영역의 강성 및 토피고를 변화시켜 이에 따른 2-Arch 터널의 변형 및 주변지반의 변위를 측정하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제14권2호
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• pp.137-144
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• 2010

팽이기초에 대한 일본과 국내에서 현재까지 공통적으로 연구되고 있는 것은 팽이기초의 현장재하실험에 대한 지지력과 침하량에 주목되어 있다. 그러나 팽이기초에서 선행되어야할 연구는 공법 자체가 상재하중을 하부에 어떠한 원리로 전달되는 지에 대한 분석이 수행되어야 한다. 이에 본 연구에서는 일본에서 개발된 Top-Base Foundation과 국내에서 개발된 부양형 팽이기초의 응력전달 메커니즘을 수치해석 및 실내모형실험을 통하여 분석하였다. 팽이기초의 하중전달 메커니즘을 분석한 결과 상재하중에 대한 팽이기초 자체의 하중저감 분담률은 주로 팽이기초와 쇄석사이에서 발생하는 주면마찰력이 가장 크게 나타났다. 또한, 팽이기초의 내부응력분산효과를 포함한 Top-Base Foundation의 총 응력분산각은 $41.8^{\circ}$이며, 부양형 팽이기초의 총 응력분산각은 $44.5^{\circ}$로 산정되었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제9권2호
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• pp.171-182
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• 2007

도심지 개착구간의 교통 및 환경적인 영향을 최소화하기 위하여 단면적 $200\;m^2$ 이상의 정거장터널이 퇴적암반 중에 계획되었으나 토피고가 13 m 이하인 설계조건에 직면하게 되었다. 본 연구에서는 패턴설계가 아닌 시공사례와 아칭효과 발현을 기초로 세 가지 요소 - 단면형상의 영향, 작용하중의 적용방법, 지보방안과 터널안정성분석 - 를 중심으로 설계방향이 논의되었다. 단면형상의 역학적인 영향에 기초하여 기본설계안과 연구단면안이 유도되었고, 지보방안은 터널천반부의 침하방지 및 역학적인 평형상태를 유지하기위한 파이프루프 보조공법과 NATM의 지보원리를 활용하였다. 두 설계안의 비교분석으로부터, 터널라이닝을 개착구조물의 연장선상에서 제약한 설계조건과 터널안정성 및 철근배근의 시공성에 대해 기본설계안이 적합한 방안임을 확인할 수 있었다. 그리고 동일한 건축한계로 아치부의 응력집중이 발생되지 않는 안정적인 응력분포를 나타내는 연구단면안의 분석결과에서 보듯이 향후 대단면터널 설계기술의 향상을 위해 단면형상의 영향과 이완하중의 적용방안이 심도 있게 검토되어야 함을 알 수 있다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제17권12호
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• pp.65-72
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• 2016

There are numerous factors that affect stress distribution in a buried pipe, such as the shape, size, and stiffness of the pipe, its burial depth, and the stiffness of the surrounding soil. In addition, the pipe can benefit from the soil arching effect to some extent, through which the overburden and surcharge pressure at the crown can be carried by the adjacent soil. As a result, the buried pipe needs to support only a portion of the load that is not transferred to the adjacent soil. This paper presents numerical efforts to investigate the stress distribution in the buried concrete pipe under various environmental conditions. To that end, a nonlinear elasto-plastic model for backfill materials was implemented into finite element software by a user-defined subroutine (user material, or UMAT) to more precisely analyze the soil behavior surrounding a buried concrete pipe subjected to surface loading. In addition, three different backfill materials with a native soil were selected to examine the material-specific stress distribution in pipe. The environmental conditions considering in this study the loading effect and void effects were investigated using finite element method. The simulation results provide information on how the pressures are redistributed, and how the buried concrete pipe behaves under various environmental conditions.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제69권5호
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• pp.537-545
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• 2019

Stress analysis of bottom-hole rock has to be considered with much care to further understand rock fragmentation mechanism and high penetration rate. This original study establishes a fully coupled simulation model and explores the effects of overburden pressure, horizontal in-situ stresses, drilling mud pressure, pore pressure and temperature on the stress distribution in bottom-hole rock. The research finds that in air drilling, as the well depth increases, the more easily the bottom-hole rock is to be broken. Moreover, the mud pressure has a great effect on the bottom-hole rock. The bigger the mud pressure is, the more difficult to break the bottom-hole rock is. Furthermore, the maximum principal stress of the bottom-hole increases as the mud pressure, well depth and temperature difference increase. The bottom-hole rock can be divided into three main regions according to the stress state, namely a) three directions tensile area, b) two directions compression areas and c) three directions compression area, which are classified as a) easy, b) normal and c) hard, respectively, for the corresponding fragmentation degree of difficulty. The main contribution of this paper is that it presents for the first time a thorough study of the effect of related factors, including stress distribution and temperature, on the bottom-hole rock fracture rather than the well wall, using a thermo-poroelastoplasticity model.