• 한국지반공학회논문집
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• 제17권2호
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• pp.85-93
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• 2001

본 논문에서는 연약지반에 시공된 교대말뚝기초에 인접하여 성토하중이 재하될 때 발생하는 측방유동의 발생메커니즘을 규명하기 위해 3차원 유한요소해석을 수행하였다. 본 수치해석에서는 점성토 지반과 점성토-사질토 지반 그리고 사질토-점성토 지반에 선단지지된 강관말뚝에 대하여 성토하중 크기(q=20, 75, 100kPa)와 말뚝두부조건(변위구송, 회전구속) 그리고 말뚝중심간격(s=2.5d, 5.0d, 7.0d, 단독말뚝)에 따라 측방유동압의 분포형태와 크기를 분석하였다. 그 결과 측방유동압의 분포형태는 교대말뚝기초의 수평변위와 유사한 형태로 나타났으며 측방유동압의 크기는 배면 성토하중의 크기에 대한 비로써 결정할 수 있었다. 그리고 점성토 지반과 점성토-사질토 지반의 경우, 측방유동압의 분포형태와 크기는 말뚝두부조건에 가장 큰 영향을 받는 반면 사질토-점성토 지반의 경우에는 말뚝두부조건보다는 토층조건에 가장 큰 영향을 받는 것으로 분석되었다. 본 연구결과를 토대로 연약지반에 시공된 교대말뚝기초의 측방유동에 대한 설계 및 해석시 지침자료로서 측방유동압의 분포형태와 크기를 추천.제안한다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제27권9호
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• pp.13-24
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• 2011

Terzaghi의 1차원 압밀이론은 준설 매립지반과 같이 고함수비, 고압축성을 갖는 점토지반의 압밀해석에는 적합하지 않다. 준설 매립지반의 자중압밀과 재하하중에 의한 추가압밀을 적절히 고려하기 위해서는 비선형, 유한변형 압밀이론을 도입해야 한다. 준설 매립지반의 비선형 유한변형 압밀해석을 수행하기 위해서는 침강과정이 종료되고 자중압밀이 시작되는 시점의 간극비인 초기간극비($e_{00}$)와 비선형성을 갖는 준설토의 간극비-유효응력 관계와 간극비-투수계수의 관계 규명이 매우 중요하다. 본 연구에서는 실내시험을 통해 비선형 유한변형 압밀해석에 필요한 인자를 산정하는 방법을 제안하였다. 또한, 본 연구에서 제안한 방법을 적용하여 인천지역 준설토와 카올리나이트의 압밀 물성치를 평가하였고, 이를 동반논문에서 다룰 비선형 유한변형 압밀해석에 적용하였다.

• 지질공학
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• 제26권4호
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• pp.485-495
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• 2016

본 연구에서는 방파제 하부지반을 저치환율 재료로 보강 및 개량하기 위한 치환율과 재하중 방치기간을 확률론적 최적화 기법을 이용하여 분석하였다. 해석에 필요한 확률변수의 불확실성을 최소화하기 위하여 사전자료를 활용한 베이지안 갱신결과 최대 39.8% 포인트까지 불확실성이 감소하였고, 특히 사전함수의 표본수가 더 많은 구간의 감소폭이 컸다. 치환율 결정을 위하여 저치환율 단면 중 15~40% 범위에서 일계신뢰도법 및 몬테카를로 시뮬레이션 방법에 의해 해석한 결과 목표파괴확률을 만족하는 치환율은 심층고결처리 및 쇄석다짐말뚝 구간에서 각각 20% 및 25% 이상으로 나타났다. 치환율에 대한 최적화를 위하여 생애주기비용 분석을 실시한 결과 목표파괴확률을 만족하는 범위 내에서 최적 치환율이 산정되었으며, 두 구간에서 각각 20% 및 30%가 가장 경제적인 것으로 결정되었다. 재하중의 방치기간에 대한 확률론적 해석결과 3개월 이상인 경우 모두 목표파괴확률을 만족하는 것으로 나타났다.

• 산업기술연구
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• 제28권B호
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• pp.91-99
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• 2008

Applicability of existing methods of predicting consolidation settlement was assessed by analyzing results of centrifuge tests modelling self-weight consolidation of soft marine clay. From extensive literature review about self-weight consolidation of soft marine clays located in southern coast in Korea, constitutive relationships of void ratio-effective stress-permeability and typical self-weight consolidation curves with time were obtained by centrifuge model experiments. For the condition of surcharge loading, exact solution of consolidation settlement curve was obtained by Terzaghi's consolidation theory and was compared with the results predicted by currently available methods such as Hyperbolic method, Asaoka's method, Hoshino's method and ${\sqrt{S}}$ method. All methods were found to have their own inherent error to predict final consolidation settlement. From results of analyzing the self-weight consolidation with time by using those methods, Asaoka's method predicted the best. Hyperbolic method predicted relatively well in error range of 2~24% for the case of showing the linearity in the relationship between T vs T/S in the stage of consolidation degree of 60~90 %. For the case of relation curve of T vs $T/S^2$ showing the lineality after the middle stage, error range from Hoshino method was close to those from Hyperbolic method. However, Hoshino method is not able to predict the final settlement in the case of relation curve of T vs $T/S^2$ being horizontal. For the given data about self-weight consolidation after the middle stage, relation curve of T vs T/S from ${\sqrt{S}}$ method shows the better linearity than that of T vs $T/{\sqrt{s}}$ from Hyperbolic method.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제4권1호
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• pp.67-75
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• 2003

본 연구에서는, 기존 강재스트립 보강재의 표면마찰저항력 이외에도 지지저항력의 발휘가 동시에 예상되는 새로운 형태의 버팀재 볼트 접합형 강재스트립 보강재가 제시되었으며, 이에 대한 인발거동특성을 파악하기 위해 실내인발시험을 통하여 보강재의 폭, 상재하중의 크기 및 지지저항부재 유무 등이 흙과 보강재 사이의 마찰특성에 미치는 영향을 평가하였다. 또한 수동저항부재간의 상호간섭효과 등을 분석하기 위해, 지지저항부재의 설치개수와 위치 및 간격 등을 달리한 여러 조건 하에서 시험을 실시하였고, 이와 같은 시험결과를 바탕으로 하여 버팀재의 위치와 간격비에 따른 상호간섭의 영향 등이 고려된 인발저항계수 산정식을 제시하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제5권2호
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• pp.51-62
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• 2004

조립토 다짐말뚝(granular compaction pile)공법은 비교적 강성이 크고 압축성이 작은 자갈, 쇄석 및 모래 등의 조립질 재료를 사용하여 연약한 지반에 말뚝을 조성하는 공법으로, 기초지반의 지지력 증가, 침하량 감소 및 압밀배수 촉진 등에 의한 지반개량 효과뿐 아니라, 사질토 지반에 적용시 지진에 의한 액상화 방지효과도 큰 공법으로 알려져 있으나 국내에서는 아직까지 널리 사용되지 않고 있다. 일반적으로 조립토 다짐말뚝은 Piled-raft system으로 시공되므로, 이 때 조립토 다짐말뚝의 극한지지력에 대한 평가는 팽창파괴 중심부의 깊이에 따라 달라지게 된다. 또한 조립토 다짐말뚝과 주변지반과의 하중분담에 대한 영향 및 지반내에서 조립토 다짐말뚝에 작용하는 구속응력의 변화를 적절하게 고려하여 조립토 다짐말뚝의 극한지지력이 결정되어야 한다. 본 연구에서는, 김 등(1998)에 의하여 연구되었던 조립토 다짐말뚝의 극한지지력 평가에 대한 해석기법을 토대로, 단일 말뚝에 대하여 상재하중의 크기, 재하면적의 크기 및 파괴깊이에 따른 수평구속응력의 변화를 고려하여 극한지지력을 산정하기 위한 기법을 제안하였다. 또한 제안된 조립토 다짐말뚝의 극한지지력 평가기법의 타당성을 실내모형실험을 통하여 검증하였으며, 실험결과를 토대로 하여 군말뚝의 지지력 증가효과 및 압밀계수의 변화에 대하여 비교, 분석을 실시하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제20권2호
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• pp.115-124
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• 2004

조립토 다짐말뚝(granular compaction pile)공법은 비교적 강성이 크고 압축성이 작은 자갈, 쇄석 및 모래 등의 조립질 재료를 사용하여 연약한 지반에 말뚝을 조성하는 공법으로, 기초지반의 지지력 증가, 침하량 감소 및 압밀배수 촉진 등에 의한 지반개량 효과 뿐만 아니라, 사질토 지반에 적용시 지진에 의한 액상화 방지효과도 큰 공법으로 알려져 있으나 국내에서는 아직까지 널리 사용되지 않고 있다. 일반적으로 조립토 다짐말뚝은 Piled-raft system으로 시공되므로, 이 때 조립토 다짐말뚝의 극한지지력에 대한 평가는 팽창파괴 중심부의 깊이에 따라 달라지게 된다. 또한 조립토 다짐말뚝과 주변지반과의 하중분담에 대한 영향 및 지반내에서 조립토 다짐말뚝에 작용하는 구속응력의 변화를 적절하게 고려하여 조립토 다짐말뚝의 극한지지력이 결정되어야 한다. 본 연구에서는, 김 등(1998)에 의하여 연구되었면 조립토 다짐말뚝의 극한지지력 평가에 대한 해석기법을 토대로, 단일 말뚝에 대하여 상재하중의 크기, 재하면적의 크기 및 파괴깊이에 따른 수평구속응력의 변화를 고려하여 극한지지력을산정하기 위한 기법을 부시네스크 식을 이용하여 제안하였다. 또한 제안된 조립토 다짐말뚝의 극한지지력 평가 기법의 타당성을 실내모형 실험 및 수치해석 프로그램인 PFC-2D 프로그램을 이용한 수치해석 결과와의 비교, 분석을 통해 검증하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제13권2호
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• pp.27-39
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• 2012

본 연구에서는 고성토사면 위에 시공된 교대가 강우 침투로 측방유동이 발생되었을 경우 이로 인한 교대의 상대변위를 파악하고 적절한 보강대책 및 설계기준을 제안하고자 한다. 먼저 성토사면의 정확한 수치해석을 위해 현장의 성토재인 화강풍화토를 채취하여 비배수 직접전단시험을 통해 함수비(포화도)변화에 따른 강도정수의 변화를 파악하고 표준관입시험 결과를 토대로 탄성계수와 포아송비 등의 지반정수를 산정하였다. 이후 유한요소법을 이용하여 강우 시 교대 교좌부의 측방유동, 말뚝기초의 부재력을 산정하였다. 산정 결과, 교대 교좌부의 측방변위는 8.98cm로 허용변위량 3.0cm보다 약 3배 정도 크게 산정되었다. 측방유동의 보강대책으로 보강토옹벽, 압성토, 말뚝 기초 자체보강(길이 5m 연장보강, 3열 보강, 3열 5m 연장보강) 등에 대해 검토하였다. 그 결과, 말뚝기초를 보강 (3열 5m 연장보강) 하였을 경우 측방유동으로 인한 교대 교좌부의 상대변위는 2.26cm로 허용변위량보다 적었다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제18권1호
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• pp.91-101
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• 2019

최근 도심지내에서는 지반공동 복구공사, 관로교체 공사 등 생활의 편의성 확보를 위한 소규모 굴착공사가 이루어지고 있다. 본 연구에서는 지중매설관 하부의 미흡한 다짐관리로 인하여 부등침하가 발생할 경우, 관의 파손에 의한 피해를 저감하기 위해 관 하부를 보강할 수 있는 방안에 대하여 실험적 연구를 수행하였다. 즉, 콘크리트매트와 팽창매트를 이용한 매설관 주변지반의 보강효과에 관한 평판재하시험을 실시하였다. 실험결과, 콘크리트매트와 팽창매트 보강에 따른 지중응력 감소율은 재하하중 크기에 따라 각각 약 46%~48% 및 39%~42%로 분석되었다. 즉, 콘크리트매트와 팽창매트의 지반보강효과에 기인하여, 연구에 적용된 각각의 재료는 매설관의 침하 및 매설관 하부지반의 변형을 감소시키는 효과가 있는 것으로 판단되었다. 이를 바탕으로 지중매설관 하부지반 또는 매설관 사이의 지반에 콘크리트매트 및 팽창매트를 보강한다면, 지중에서 예측하기 어려운 공동발생 및 지반침하에 따른 매설관 손상을 다소 방지할 수 있는 것으로 평가되었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제13권9호
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• pp.17-29
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• 2012

각종 연직배수재가 설치된 연약지반의 전단강도, 지반변형의 특성을 조사하기 위해 우리나라 서해안과 남해안 지역에서 계측관리가 실시된 13개 연약지반현장 200개소에서 계측자료를 수집하였다. 먼저 연약지반의 침하량과 측방변위량과의 관계를 성토 초기 단계, 성토 완료 단계 및 성토 완료 후 단계의 세 단계로 구분하여 조사하였다. 다음으로 성토압과 성토고가 연약지반의 비배수전단강도와 어떤 관계에 있는가를 조사하였다. 검토결과, 침하의 증가량에 대한 수평변위의 증가량은 성토 초기 단계에서는 작았으나 점차 증가하여 성토 완료 단계에서 가장 크게 발생되었다. 그러나 성토 완료 후에도 침하량은 계속 증가하고 있었으며 수평변위는 거의 수렴하였으므로 대부분의 측방유동은 성토시공 중에 발생되었다. 침하량증분에 대한 수평변위증분의 비는 성토 초기 단계에서 20% 정도로 Tavenas et al.(1979)이 제시한 값과 일치하였으나 성토 완료 단계에서는 Tavenas et al.(1979)이 제시한 값의 절반 정도인 50%밖에 나타나지 않았다. 그리고 성토 완료 후 단계에서는 1%에서 9% 사이로 아주 작게 발생되어 Tavenas et al.(1979)이 제시한 값과 상당한 차이를 보였다. 모든 현장에서 설계성토고가 초기비배수강도 상태에서의 항복성토고보다 높은 상태였으므로, 연약지반 속에 전단변형 내지 전단파괴가 발생될 것이 예상되었다. 그러나 강도가 증가된 후에는 모든 현장에서 설계 성토고가 항복성토고보다 낮게 되어 안전한 성토시공이 가능하였던 것으로 판단된다. 도로성토시공을 안전하게 실시하기 위해서는 성토하중이 초기비배수전단강도의 5.14배가 넘지 않도록 하여야 하며 증가된 비배수전단강도의 3.0배 이하가 되도록 설계하여야 한다.