• 터널과지하공간
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• 제17권5호
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• pp.350-359
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• 2007

노천광산이나 도로 철도의 대절토사면 등은 급경사를 형성하며 대부분이 토양층을 포함하지 않는 암반층으로 구성되어 있다. 그러나 암반 비탈면은 풍화와 파쇄가 발달해 있으며 경사가 심하여 표면침식에 의한 탈락과 붕괴가 빈번히 발생되고 있다. 이러한 암반 비탈면의 붕괴억제 등 토압의 지지를 위해 가장 널리 쓰이는 토류 구조물로는 현장 타설식 콘크리트 옹벽이나 석축 등이 있으며, 기존의 옹벽이 가지고 있는 문제점을 극복하기 위해 개발되고 있는 구조물로 기성 부재를 결합하여 시공하는 조립식 격자옹벽이 사용되고 있다. 본 연구에서는 조립식격자옹벽의 변형거동을 평가하기 위해 배면 strecher의 형상과 벽체의 높이와 경사에 따른 실내모형 실험을 수행하였다. 모형실험을 통해 옹벽경사의 변화에 따른 상대적인 변위를 측정하고 위치별 변위 특성을 분석하였다. 또한 옹벽을 구성하는 header와 strecher 중 상부하중 전달의 역할을 수행하는 rear strecher의 유 무와 rear strecher의 형태에 따른 옹벽의 거동특성, 옹벽 배면채움재의 변위 특성 및 작용점의 위치를 측정하고 조립식 격자 옹벽의 하중-변위 특성을 관찰하였다. 실험결과 조립식 격자 옹벽의 파괴는 옹벽의 높이가 감소함에 따라 파괴하중이 급격히 증가하고 최대변형률의 크기가 크게 감소하였다. 또한 동일한 경사와 높이에서 rear strecher의 형태는 최대수평변위 발생위치와 변형의 크기에 크게 영향을 주지 않으며 벽체의 경사에 더 큰 영향을 받고 있는 것으로 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권12호
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• pp.828-835
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• 2019

인공강우장치는 실내실험 기반의 모형실험 데이터를 생성하는 연구도구로 널리 이용되고 있다. 다양한 연구에 인공강우장치가 이용되고 있음에도 불구하고 대부분의 연구에서 강우분포의 균질성에 대한 논의는 등한시되고 있다. 다양한 강우특성이 반영된 급경사지 붕괴 모의실험을 위해서는 저강도에서 고강도까지 강우를 모사할 수 있는 강우장치가 필수적이며 실험의 신뢰성을 확보하기 위해서라도 강우분포의 균질성은 확보되어야 한다. 본 연구에서는 급경사지 붕괴모의실험의 주요설비인 인공강우장치의 최대 강우강도 130mm/hr 내에서 10mm/hr 단위 제어를 목표로 하며, 균등계수 80% 이상 확보하고자 하였다. 이를 위해 노즐타입, 크기, 위치 및 펌프압력에 따른 다양한 조건하에서 강우실험을 수행하였다. 실험결과 노즐형태는 원형노즐, 크기는 1.9mm와 1.4mm가 적합한 것으로 분석되었고 적정 펌프압력은 3~6kg/㎠으로 분석되었다. 다양한 강우강도를 재현하기 위해 노즐수는 2, 3, 5개, 펌프압력은 3, 4, 5, 6kg/cm2로 조건을 달리하여 실험을 수행하였다. 펌프압력이 증가함에 따라 강우강도는 선형적으로 증가하는 경향을 보였다. 실험결과를 바탕으로 펌프압력, 노즐형태 및 노즐수를 변수로 하는 강우제어 매뉴얼을 작성하였다. 또한 검증실험을 수행하여 목표 강우강도 대비 오차범위 ±3.1%, 균등계수는 평균 86.8%로 균질한 강우분포를 보였다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제33권3호
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• pp.110-121
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• 2021

산업화에 의해 소실된 갯벌의 중요성이 근래에 주목을 받으며 인공 갯벌의 조성 및 자연 갯벌의 유지 관리에 관심을 기울이고 있다. 하지만, 갯벌을 조성하는 실트, 진흙, 모래 등과 같은 저질에 의한 거동특성에 관해서는 충분한 이해가 부족하다. 갯벌과 같이 혼합토사의 이동특성에 관한 연구가 현지조사와 수리실험을 통해 이루어지고 있으나 이러한 연구결과에 기초한 수치모델의 개발은 미진한 실정이다. 본 연구에서는 갯벌을 구성하는 저질의 동적 관리를 효율적으로 수행할 수 있는 혼합토사 모델의 구축을 목적으로 한다. 혼합토사에 대한 표사이동 수치모델을 구축함에 있어서 혼합토사를 구성하는 모래와 진흙의 재현 및 이동에 따른 수치적 안정성이 우선 검토되어야 하므로 혼합토사를 구성하는 모래와 진흙의 체적관계를 토사의 기하학적 구조를 나타내는 시상도를 바탕으로 제안하였다. 혼합토사의 건조체적밀도를 고려하기 위해 진흙이 물을 함유하는 함수비를 도입하여 진흙의 건조체적밀도를 고려할 수 있게 하였다. 또한, 제안된 혼합토사의 수치해석 모델을 혼합토사의 사면 붕괴에 적용하여 사면 붕괴에 따른 진흙과 모래의 이동계산이 안정적으로 수행되는 것을 확인하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제32권1A호
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• pp.49-53
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• 2012

해안사면의 침식을 막기 위한 해안구조물이 해저면과의 경계면에서 파랑에 의하여 세굴이 발생 할 수 있으며, 세굴에 의한 기초지반의 유실로 해안구조물의 붕괴에 이를 수 있다. 이러한 세굴 현상을 방지하기 위하여 기존의 직립식 해안구조물을 다양한 형태의 해안구조물로 개선하여 제작할 수 있다. 이러한 해안구조물의 세굴 방지 효과를 검증하기 위해서는 많은 비용이 요구되는 조파 실험이 필요하다. 조파실험에 선행하여 모델링을 수행하고 실험결과의 검증 및 추가 분석을 하는 과정을 통해서 큰 비용 절감 효과를 기대할 수 있게 된다. 본 연구에서는 조파실험 해석기법을 제안하기 위해서 유한요소해석 프로그램인 LS-DYNA를 사용하여 유체-구조 상호 작용을 고려한 조파 실험 모델링을 하고, 해안구조물과 상호작용에 의한 유체 흐름을 분석하였다. 본 연구에서는 직립형, 경사형, 계단형, 사석형의 4가지 해안구조물의 세굴이 발생 가능성이 높은 위치를 선정하여 유속을 통하여 성능을 비교 분석하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제32권2A호
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• pp.117-122
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• 2012

해안구조물과 해저면의 경계면에서 발생하는 세굴로 인한 해안구조물의 붕괴 현상을 방지하기 위하여 해안구조물의 형태를 유로가 확보된 사석구조물의 형태로 제작한다. 기존의 유로가 확보되지 않은 계단형 해안구조물과 유로가 확보된 사석형 구조물의 비교 분석을 통하여 사석형 구조물의 세굴 방지 효과를 확인할 수 있다. 이러한 해안사석구조물의 다양한 사석 배열에 대한 세굴 방지 효과를 검증하기 위한 실험에 의한 조파실험의 반복수행에 따르는 고비용을 절감하기 위해 프로그램을 이용한 해석적 모의조파실험 연구를 수행하였다. 본 연구에서는 유한요소해석 프로그램인 LS-DYNA를 사용하여 유체-구조 상호 작용을 고려한 조파실험 모델링을 하고, 해안구조물과 상호작용에 의한 유체 흐름을 분석하였다. 해안구조물의 세굴이 발생 가능성이 높은 위치를 선정하여 해석 기법을 수행하고, 사석구조물의 형태에 따라 선정된 위치에서의 유속과 한계 소류력에서의 유속을 비교하여 세굴 발생의 유무를 비교 분석하였다.

• 한국산림과학회지
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• 제104권2호
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• pp.213-220
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• 2015

본 연구는 부산 및 울산광역시의 토석류 유출 위험지역 총 15개소에서 토석류 유출에 영향을 미치는 산림 환경인자에 대한 인자별 발생분포비율을 분석하였다. 토심은 중(30~99 cm), 방위는 동사면과 북동사면 및 북서사면, 표고는 100~200 m, 산지평균경사는 $20^{\circ}$ 미만, 모암은 화성암, 과거 토석류 유출이 있었던 지역, 최대시우량은 50~100 mm, 1일 최대강우량은 300 m 이상, 수계밀도는 $3{\sim}4km/km^2$, 산사태 발생 가능성이 있는 경사 $20^{\circ}$ 이상의 분포비율은 20~40%와 40~60%, 산사태 위험도 2등급 이상 비율은 40~60%, 유목이 있는 상태, 사방공작물 시설이 없는 지역, 4영급, 임분이 밀한 지역, 혼효림 등의 인자가 토석류 발생에 기여하는 것으로 분석되었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제12권8호
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• pp.5-12
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• 2011

본 연구는 강우로 인한 산사태 발생 시 강우강도, 강우지속시간, 비탈면 경사, 지반조건등에 따른 파괴 원인을 분석하여 산사태를 사전에 예측하기 위해 산사태 붕괴특성을 알아보고자 인공강우장치를 이용한 실제사면 크기에 근접한 대대형모형토조와 소형모형토조로 실험을 실시하였다. 육안상의 붕괴 형태 및 간극수압, 토압, 함수비, 지중변위 등의 계측결과에 대한 비교연구를 통해 모형토조연구에 있어 크기에 따른 산사태 메커니즘 분석과 소형모형토조 실험에 대한 산사태 모형실험으로서의 검증 실험을 수행하였다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제35권5호
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• pp.511-523
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• 2023

Canal-side roads frequently collapse due to an unexpectedly greater soft-clay thickness with a rapid drawdown situation. This causes annually increased repair and reconstruction costs. This paper aims to explore the effect of soft-clay thickness on the failure in the canal-side road in the case study of Phra Nakhon Si Ayutthaya rural road no. 1043 (AY. 1043). Before the actual construction, a field vane shear test was performed to determine the undrained shear strength and identify the thickness of the soft clay at the AY. 1043 area. After establishing the usability of AY. 1043, the resistivity survey method was used to evaluate the thickness of the soft clay layer at the failure zone. The screw driving sounding test was used to evaluate the undrained shear strength for the road structure with a medium-stiff clay layer at the failure zone for applying to the numerical model. This model was simulated to confirm the effect of soft-clay thickness on the failure of the canal-side road. The monitoring and testing results showed the tendency of rapid drawdown failure when the canal-side road was located on > 9 m thick of soft clay with a sensitivity > 4.5. The result indicates that the combination of resistivity survey and field vane shear test can be successfully used to inspect the soft-clay thickness and sensitivity before construction. The preliminary design for preventing failure or improving the stability of the canal-side road should be considered before construction under the critical thickness and sensitivity values of the soft clay.

• 지질공학
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• 제24권4호
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• pp.511-523
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• 2014

확장공사 중 큰 규모의 붕괴가 발생한 사면에 대하여 현재와 확장공사 완료 후의 안정성을 평가하기 위하여 한계평형법과 유한차분법을 이용하여 안정해석을 실시하였다. 이 지역은 복잡한 공학적 특성을 갖는 붕적층이 존재하여 안정해석을 위한 해석모델 결정이 쉽지 않다. 따라서 실제 사면의 상태를 반영하는 해석모델을 만들기 위해 경계면(파괴면)의 형상과 지반강도정수를 변화시켜가며 역해석을 실시하여 최종적인 해석모델을 결정하였다. 대책공법으로 고려한 억지말뚝이 적용된 해석모델은 비교적 안정한 상태로 분석되었으며, 이러한 해석결과는 실제 사면의 상태와 일치하는 것이다. 또한 이 연구에서 제시된 해석모델과 지반물성은 향후 계획중인 사면 절취공사 시 지반의 안정성을 확보하는데 기초자료로 사용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제12권1호
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• pp.109-114
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• 2013

본 연구에서는 집중강우에 의해 파괴가 발생한 보강토옹벽의 현장사례를 바탕으로 강우가 보강토옹벽의 안정성 미치는 영향을 분석하기 위하여 침투해석을 수행하였다. 또한 침투해석 결과를 바탕으로 지하수위 변화에 따른 보강토옹벽의 전체사면에 대한 안정성을 평가하였다. 침투해석 결과, 본 연구대상 현장에 형성되는 지하수위는 강우의 영향이 민감하게 작용하는 것으로 확인되었다. 이를 바탕으로 보강토옹벽에 대한 전체사면 안정성을 평가한 결과, 보강토옹벽의 최초 파괴 당시의 안전율이 0.476으로 나타났다. 즉, 보강토옹벽의 전체사면에 대한 활동파괴는 지속적인 강우 및 집중강우로 인하여 과도한 지표수 유입에 따른 급속한 지하수위 상승이 직접적인 원인으로 분석되었다. 따라서 보강토옹벽의 설계 및 시공 시, 최근 발생하고 있는 집중강우를 대비한 설계 및 이를 고려한 다양한 안정해석을 통하여 안정성을 확보할 필요가 있음을 확인하였다.