• 한국지반공학회논문집
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• 제32권10호
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• pp.31-40
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• 2016

트랩도어 하강이 일어나는 토체 내부에서 발생하는 흙 아치 구조의 변화를 관찰하기 위해서 광탄성 측정 기법을 이용하여 입상체의 다양한 거동을 관찰하였다. 광탄성 반응 재료로 코팅된 원주형 모형 입자를 적층하여 입상체를 구성하였다. 광탄성 기법을 이용하여 입상체 내부에서 발생하는 입자 간 접촉력 전달 구조의 변화를 촬영하여 관찰하였으며 이를 입상체 하부 로드셀에서 측정된 압력 변화 및 내부 활동면의 변화 양상과 비교 분석하였다. 트랩도어 하강 초기에 형성된 흙 아치 구조는 하강이 지속되면 붕괴되지만 다시 확장된 아치 구조가 새롭게 형성되었다. 트랩도어 하강 초기에 일치하였던 흙 아치 구조의 경계면과 활동면은 트랩도어 하강이 진행되면서 활동면이 포함된 영역이 접촉력을 잃은 영역 내부에 포함되었다.

• 한국결정성장학회지
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• 제18권6호
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• pp.271-276
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• 2008

비산재-점토 계 슬립으로부터 제조된 소결체 분쇄 분말을 화력발전소에서 배출되는 비산재와 혼합하여 그 토목공학적 특성을 측정하고 기반재로의 적용가능성을 조사하였다. 분산이 잘 되지 않은 비산재-점토 계 슬립(F-slip)과 이를 분산 시킨 후 재응집시킨 슬립(C-slip)을 제조하고 이로부터 소성체를 합성하였다. C-slip으로부터 제조된 소결체가 F-slip 경우 보다 더 균일한 미세구조를 나타냈으며 따라서 그 밀도 및 강도가 더 높았다. C-slip으로 부터 소성된 소결체를 파쇄한 뒤 $0.84{\sim}2\;mm$ 입자를 추출하여 순수 비산재에 섞은 혼합분말은 압축지수, 압축강도 그리고 투수계수 등 토목공학적 물성이 순수 비산재에 비하여 향상되었다. 따라서 슬립 공정으로 제조된 분말을 비산재에 혼합하게 되면 그 역학적 특성이 개선되어 기반재 또는 기층재로의 적용 가능성이 향상됨을 확인하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제20권3호
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• pp.313-334
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• 2005

The paper presents a new approach for the analysis of slope stability that is based on the numerical solution of a differential equation, which describes the thrust force distribution within the potential sliding mass. It is based on the evaluation of the thrust force value at the endpoint of the slip line. A coupled approximation of the slip and thrust lines is applied. The model is based on subdivision of the sliding mass into slices that are normal to the slip line and the equilibrium differential equation is obtained as the slice width approaches zero. Opposed to common iterative limit equilibrium procedures the present method is straightforward and gives an estimate of slope stability at the value of the safety factor prescribed in advance by standard requirements. Considering the location of the thrust line within the soil mass above the trial slip line eliminates the possible development of a tensile thrust force in the stable and critical states of the slope. The location of the upper boundary point of the thrust line is determined by the equilibrium of the upper triangular slice. The method can be applied to any smooth shape of a slip line, i.e., to a slip line without break points. An approximation of the slip and thrust lines by quadratic parabolas is used in the numerical examples for a series of slopes.

• 한국지반공학회논문집
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• 제22권8호
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• pp.25-31
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• 2006

압밀이 진행 중인 지반에 근입된 기초판으로 연결된 말뚝의 거동과 관련된 연구는 기초판으로 연결되지 않은 군말뚝의 거동에 관한 연구에 비하여 매우 부족한 실정이다. 본 논문에서는 일련의 3차원 수치해석을 통해서 압밀이 진행중인 지반에 근입된 군말뚝의 거동에 대한 연구를 수행하였다. 말뚝-지반 경계면에서의 항복(slip)을 고려하지 않은 탄성해석 및 slip을 고려한 탄-소성 해석을 실시하였다. 본 연구 결과, 기초판과 연결된 말뚝의 경우 인장력이 외곽부 말뚝 두부부근에서 발생하는 것으로 나타났고, 탄성이론에 의한 해석 및 slip을 고려하지 않은 해석은 이러한 인장력을 과대평가하는 것으로 해석되었다. 또한 외곽부 말뚝의 인장력 발생은 말뚝의 간격보다는 군말뚝 내의 말뚝개수에 더 큰 영향을 받는 것으로 나타났다. 향후 부마찰의 영향을 받는 말뚝의 설계시 말뚝-기초판 결합부의 파손을 방지하기 위해, 외곽부 말뚝에 작용하는 인장력을 고려해야 할 것으로 분석되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권3호
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• pp.65-74
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• 2003

본 연구에서는 말뚝이 근입된 연약지반의 탄소성 해석을 수행하여 말뚝에 작용하는 하향력을 산정하였다. 이때 단독말뚝과 군말뚝(3$\times$3, 5$\times$5)을 대상으로 각각 2차원과 3차원 유한요소해석을, 말뚝주면에서 slip의 유무에 따라 수행하여 그 영향정도를 파악하였다. 하향력의 발생정도는 말뚝주면에서의 마찰계수, 지표면과 말뚝두부에 작용하는 상재하중에 큰 영향을 받는다. 이와 같은 영향인자를 토대로 수치해석 결과, 하향력은 no-slip의 경우가 slip의 경우에 비해서 상당히 과대하게 산정되었으며, 또한 말뚝두부에 하중이 증가함에 따라 하향력은 감소하는 것을 알 수 있었다. 한편 그룹효과가 있는 군말뚝의 하향력은 단독말뚝의 하향력에 비해서 크게 감소 하는 것으로 나타났으며, 수치 및 사례분석을 통해 slip 해석의 적절함을 확인하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제15권3호
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• pp.27-40
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• 1999

사면안정해석을 수행하기 위하여 많이 사용하는 한계평형방법은 일정한 가정을 하여 안전율을 평형에 필요한 응력과 흙의 전단강도의 비로 정의하여 대상사면의 안전율을 구한다. 유한요소법을 이용한 사면안정해석방법은 응력상태를 유한요소법으로 구한 후 원호나 대수나선형등의 일정한 모양의 사면 파괴선을 가정하여 반복적으로 최소안전율을 구한다. 본 연구에서는 유한요소법을 이용한 사면안정해석방법을 개발하여 사면의 가장 취약한 부분을 따라 파괴선이 발생하도록 하였다. 이것은 요소내의 국부안전율과 파괴각을 고려하여 사면파괴선을 자동적으로 구할 수 있도록 함으로써 가능한데 이 방법은 임의의 파괴선을 가정할 필요가 없으며 절편에 작용하는 힘에 대하여 가정을 할 필요가 없고 임의의 모양의 파괴선을 구할 수 있는 장점이 있다. 본 연구에서는 개발된 해석방법을 검증하기 위하여 가상의 사면, 자연사면, 그리고 댐사면에 적용하여 실무에서 많이 사용하는 한계평형방법 프로그램인 STABL5M과 SLOPE/W과 비교 평가하였다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제10권5호
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• pp.657-676
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• 2016

In this paper, the active lateral earth pressure is evaluated using the stress characteristics or slip line method. The lateral earth pressure is expressed as the lateral earth pressure coefficients due to the surcharge, the unit weight and cohesion of the backfill soil. Seismic horizontal and vertical pseudo-static coefficients are used to consider the seismic effects. The equilibrium equations along the characteristics lines are solved by the finite difference method. The slope of the ground surface, the wall angle and the adhesion and friction angle of the soil-wall interface are also considered in the analysis. A computer code is provided for the analysis. The code is capable of solving the characteristics network, determining active lateral earth pressure distribution and calculating active lateral earth pressure coefficients. Closed-form solutions are provided for the lateral earth pressure coefficients due to the surcharge and cohesion. The results of this study have a good agreement with other reported results. The effects of the geometry of the retaining wall, the soil and soil-wall interface parameters are evaluated. Non-dimensional graphs are presented for the active lateral earth pressure coefficients.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제14권4호
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• pp.337-356
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• 2012

본 연구에서는 3차원 유한요소해석을 실시하여 사용 중인 단독말뚝 및 군말뚝의 측면에서 실시된 터널굴착에 의한 말뚝의 거동을 분석하였다. 수치해석에서는 터널굴착으로 유발된 말뚝-지반 경계면에서의 전단응력전이를 미끄러짐(slip)을 고려할 수 있는 접촉요소(interface element)를 이용하여 분석하였다. 본 연구는 말뚝-지반경계면에서의 전단응력, 말뚝의 축력 및 지반 및 말뚝의 변형에 대한 분석을 포함한다. 탄성이론에 근거한 기존의 연구는 말뚝의 거동에 영향을 미치는 주요인자들을 적절히 고려하지 못하여 말뚝의 거동을 명확하게 분석할 수 없는 것으로 나타났다. 터널굴착으로 유발된 말뚝-지반 사이에서의 전단응력전이로 인하여 말뚝인접 지반의 전단응력 및 말뚝의 축력분포가 크게 변하는 것으로 나타났는데, 터널 springline 상부에서는 하향의 마찰력이 발생하였으며, 그 하부에서는 상향의 저항력이 발현되어 말뚝에는 압축력이 발생하였다. 경계면에서의 전단응력 발현정도는 말뚝-지반의 상호거동에 가장 큰 영향을 미치는 것으로 분석되었다. 군말뚝의 축력분포에 대한 분석결과 단독말뚝에 비해 터널굴착의 영향을 덜 받는 것으로 나타났다. 터널굴착으로 유발된 말뚝의 침하와 관련된 말뚝의 겉보기 지지력 감소는 크지 않은 것으로 분석되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제21권8호
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• pp.107-116
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• 2005

토목섬유로 보강된 성토사면의 안정해석시, 소요 보강재의 인장력은 토압이론에 근거하여 하나 또는 두개의 직선으로 가정된 활동면에 대하여 평형을 유지하기 위하여 필요한 보강재 인장력의 합으로부터 얻을 수 있으며, 각 층별 보강재의 인장력은 삼각형분포 또는 직사각형 분포로 가정한다. 그러나, 실제 토목섬유로 보강된 사면에 대한 현장계측결과에 및 모형실험 결과에 의하면, 보강 성토사면에서 보강재 최대인장력은 사면의 최하단에서 발생하는 것이아니라 사면내의 어느 높이에서 발생한다. 보강토체의 가상파괴면은 일반적으로 각 층의 보강재에서 최대인장력이 발생하는 위치를 연결한 선이며, 이 때 보강재의 인장력은 가상파괴면상의 응력상태와 밀접한 관련이 있다. 따라서 본 연구에서는 사면안정해석으로부터 얻은 가상활동면상의 법선응력의 분포로부터 각 층별 보강재의 인장력을 평가 할 수 있는 방법을 제안하고, 토목섬유 보강 성토사면에 대한 현장계측 사례에 대한 해석을 통하여 그 적용성을 검토 하였다. 그 결과, 본 연구에서 제안한 방법이 기존의 보강사면 설계법 보다 더 현장계측 데이터에 근접하는 각 층별 보강재 인장력을 제공해주는 것으로 나타났다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제11권1호
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• pp.27-34
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• 2010

본 연구에서는 유한요소해석을 실시하여 지반굴착으로 인해 융기(heaving)가 발생하는 지반에 사전에 근입된 말뚝의 거동에 대한 분석을 실시하였다. 수치해석에서는 말뚝과 점토사이 경계면에서의 미끄러짐(소성항복)을 고려하여 그 상호거동에 대하여 고찰하였다. 본 연구에서는 말뚝의 상향변위, 말뚝과 인접지반의 상대변위, 말뚝에 작용하는 전단응력 및 인장력을 분석하였다. 특히, 수직응력의 감소로 인해 말뚝과 인접지반에서의 전단응력이 전이되는 메커니즘에 대한 심도있는 분석을 실시하였다. 굴착에 의해 수직응력이 감소하여 말뚝과 인접지반 사이에서의 상대변위 및 전단응력이 변화하였다. 말뚝 대부분의 위치(Z/L=0.0-0.8)에서는 상향의 전단응력이 발생하였으나, 말뚝 선단부 부근(Z/L=0.8-1.0)에서는 하향의 전단응력이 발생하였고, 이로 인해 말뚝에는 인장력이 발생하였다. Z는 임의의 심도, L은 말뚝의 길이이다. 수치해석을 통해서 분석된 말뚝의 거동에 대하여 상세히 보고하였다.