• 한국지반신소재학회논문집
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• 제18권3호
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• pp.55-67
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• 2019

낙동강 하구 일대 대심도의 연약지반 지역은 시간 의존적인 2차압밀 특성 등의 원인으로 예측보다 실제 과다한 침하가 발생하므로 설계 시점부터 2차압밀 특성을 고려한 예측기법의 필요성이 요구된다. 따라서 본 연구에서는 2,000일 이상의 장기 계측자료 분석과 1차원 이론, 탄소성, 점 탄소성의 수치해석을 수행하여 장기침하 특성을 분석하였다. 그 결과 1차원 이론, 탄소성 해석 모두 성토 높이와 연약층 깊이에 따른 뚜렷한 상관관계를 찾을 수 없었으나, 점 탄소성 해석 방법은 장기계측 결과와 아주 유사하게 침하를 예측하였다. 따라서 연구 대상 지역과 같은 대심도 지역에서 장기 침하 예측 시 점 탄소성 해석을 시공 전에 적용하면 2차압밀 침하 거동 특성을 미리 예측하여 시공 중 발생할 수 있는 공기 지연과 경제적 손실을 사전에 방지할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제37권7호
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• pp.13-23
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• 2021

연약한 점성토나 유기질토로 구성된 지반위에 도로, 교량, 건물 등이 축조된다면 침하량이 과대하여지고, 지지력이 부족하여 침하 및 안정성 등 지반 공학적으로 많은 문제점들이 발생될 수 있다. 극단적인 경우, 축조된 구조물의 전단파괴 또는 붕괴로 까지 나타날 수 있어, 지반의 강도증가 및 침하억제 등을 위한 지반개량공법이 필수적으로 요구된다. 본 연구에서는 점토로 준설매립된 지반에서의 침하량 예측 시 중요한 요소 중 하나인 지하수위 조건에 대하여 계측결과를 이용하여 각 지하수위 조건에 따른 침하량을 분석하고 준공 5년 후의 발생침하량과 비교하여 침하분석 시 적용 지하수위 조건에 대해 제안하였다. 분석 결과, 침하분석 시의 지하수위는 시공중에는 계측 지하수위를 적용하고, 공용중에는 소조평균저조위(L.W.O.N.T)를 적용하는 것이 합리적일 것으로 판단된다. 또한, 점토로 준설매립된 지역의 경우 원지반점토층 상부 통수층에서의 수두 관측결과와 원지반점토층 하부 통수층에서의 수두가 다르게 나타났으며, 이로 인하여 점토층에서 작용하는 수압은 비선형적일 것으로 추정된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제18권2호
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• pp.155-164
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• 2016

본 연구에서는 지상구조물 건설을 위하여 흙막이 벽체를 이용하여 지하굴착이 이루어진 지역에 근접하여 새로운 지하공간이 신설될 때, 지하굴착과 흙막이 벽체간의 이격거리에 따른 흙막이 벽체에 작용하고 있던 토압의 변화 및 지표 침하 변화를 실험적으로 연구하였다. 지하공간 굴착 단계별로 흙막이 벽체의 토압 변화 및 지표 침하를 측정할 수 있는 길이 160 cm, 높이 120 cm의 모형 토조를 제작했다. 실험은 균일하게 조성된 사질토 지반에서 하부 지반에 변위를 가하고, 수직한 흙막이 벽체의 토압 변화 및 지표면 침하를 확인하는 방식으로 수행하였다. 모형실험은 인접한 지하공간 굴착에 따른 흙막이 벽체의 높이별 토압을 측정하기 위하여 흙막이 벽체를 모사하는 우측 벽체 10개 및 지하공간 굴착을 모사하는 하부 벽체 5개로 구성하고 하부벽체를 거동시킴으로서 지하굴착을 모사하였다. 실험 결과, 하부 1단 벽체의 거동 시에는 흙막이 벽체의 토압에 변화가 발생하였으나, 하부 3단의 경우는 지하 굴착이 흙막이 벽체와 충분히 이격되어 토압변화가 크게 발생하지 않았다. 하부 1단 벽체를 굴착한 결과, 우측 하단부 벽체 주변의 응력이 감소되고, 우측 중간부 벽체 주변으로 응력이 재분배되는 아칭현상을 증명할 수 있었다.

• 한국안전학회지
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• 제15권2호
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• pp.111-117
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• 2000

In this study, the bearing capacity behavior of strip footing located above a continuous cavity in sand was investigated experimentally. The model footing test was performed in a model box made by using raining method in sand. The model footing test results were compared with those obtained from theoretically proposed equations. The results of the analysis indicate that there is a critical region under the footing. For strip footing, there exists a critical depth below which the presence of the cavity has negligible influence on the footing performance. Only when the cavity is located within this region will the footing performance be significantly affected by the presence of the cavity. The size of the critical region depends on several factors such as footing shape, soil property, cavity size and cavity shape. When the cavity is located within the critical region, the bearing capacity of the footing varies with various factors, such as the size and location of the cavity and the depth of foundation. Based on the experimental study, the following conclusions were induced. 1. The ultimate bearing capacity due to the eccentricity of a underground cavity increases at the rate of the small rather than that due to the depth of a underground cavity. This indicates that the bearing capacity of a strip footing is influenced on the depth rather than the eccentricity of a underground cavity. 2. The critical $depth(D/B)_{cr}$, by underground cavity in sand soil ground that is made by the relative density($D_r$)=55%, 65%, 75%, approaches a range of about 8~10 in case of W/B=1, and about 11~13 in case of W/B=2. 3. In case of the relative density($D_r$) 75%, the most outstanding differential settlement trend is shown in the depth of 4~8cm regardless of the size of cavity, namely, when the value of D/B is 1~2. Therefore, a underground cavity influences on not only the decrease of the bearing capacity but also the differential settlement of a strip footing.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제20권2호
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• pp.513-525
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• 2018

쉴드TBM 터널을 대상으로 하는 3차원 수치해석은 gap, tail void, 세그먼트설치, 뒤채움재 주입 등과 같은 쉴드TBM 굴착의 여러 특성들을 고려하여 시공과정을 반영할 수 있는 해석이 수행되어야 한다. 그러나 기계 굴착의 특성을 고려하는 해석적 기법은 여러가지 기법들이 혼용되어 적용되는 것이 일반적으로 해석결과의 일관성과 신뢰도에 의문이 제기된다. 본 논문에서는 쉴드TBM 터널의 3차원 수치해석에 사용될 수 있는 여러 기법들을 대상으로 현장에서 실제 계측된 지표침하 데이터를 활용한 매개변수연구를 수행하였다. 그 결과 설계단계에서 지표침하와 막장압 등 터널주변지반의 거동을 유사하게 예측하고 평가하는데 활용할 수 있는 해석기법으로서 분석하고 정리하였다. skin plate 주면압, 뒤채움압과 soil model이 지표침하에 가장 큰 영향요소로 파악되었고, 응력제어기법은 해저터널과같이 굴착지반의 volume loss 정보를 얻을 수 없거나 지표침하나 막장압 등 터널 주변거동파악이 중요한 경우에 적용 가능한 것으로 판단되며, 설계자는 현장여건과 쉴드TBM의 특성이 반영된 합리적인 3차원 수치해석을 수행하는데 본 가이드라인을 기본자료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제14권5호
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• pp.529-545
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• 2012

본 연구에서는 3차원 유한요소해석을 실시하여 견고한 점토에 기시공되어 있는 단독말뚝의 하부에서 실시된 open face 터널굴착에 의한 말뚝의 거동을 분석하였다. 수치해석에서는 터널굴착으로 인한 말뚝의 거동을 규명하기 위하여 지반, 말뚝의 침하 및 전단응력전이 메커니즘을 심도 있게 분석하였다. 터널굴착으로 인해 Greenfield 조건의 지표면의 침하를 크게 초과하는 말뚝침하가 발생하였으며, 말뚝과 인접지반 사이 경계면에서의 전단응력전이현상으로 인해 말뚝에 작용하는 축력의 분포가 매우 크게 변화하였다. 말뚝침하의 증가로 인하여 말뚝의 겉보기지지력(apparent pile capacity)이 약 30% 감소하는 것으로 분석되었다. 터널굴착에 따른 지중응력 및 변형에 의해 말뚝의 마찰력이 증가하는 현상이 발생하고 이에 따라 말뚝의 축력이 터널의 굴착에 따라 지속적으로 감소하였다. 순수하게 터널굴착에 의하여 단독말뚝에는 설계하중의 최대 21%에 상응하는 인장력이 유발되는 것으로 분석되었다. 말뚝은 터널의 시공이 말뚝의 중심에서 종방향으로 ${\pm}1$-2D (D: 터널직경)에서 실시될 때 가장 큰 영향을 받는 것으로 나타났다. 말뚝선단 인근에서는 (-)의 과잉간극수압이 발생하였으며, 말뚝상부 부근에서는 (+)의 과잉간극수압이 발현하였다. 터널굴착에 의한 말뚝의 사용성은 축력변화에 비해서는 말뚝의 침하에 의해 큰 영향을 받는 것으로 분석되었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제10권5호
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• pp.11-18
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• 2009

지하매설관 설치시 매설관 아래의 베딩면 상부 되메움재는 적절한 다짐이 필요하다. 그러나 원형매설관 설치시 기존 시공법의 경우는 관 하부의 다짐이 어렵고, 또한 다짐효율이 떨어져서 지하매설관의 안정성을 저감시키며, 이로 인하여 매설관의 파손이 발생한다. 이러한 지하매설관 되메움시 발생하는 문제점을 해결할 수 있는 방법 중의 하나가 유동성 채움재(CLSM)를 이용하는 것이다. 유동성 채움재는 저강도 콘크리트 개념을 지반공학에 적용하여 만들어진 것이다. 이의 대표적인 특성은 자기수평화(self-leveling), 자기다짐(self-compacting), 유동성(flowablility), 인위적인 강도조절, 시공단계를 줄여 시공비 절감이 가능하다는 것이다. 따라서, 본 논문에서는 유한요소해석을 수행하여 동일한 조건에서 현장발생토, 일반모래, 유동성채움재를 되메움재로 사용하였을 경우의 거동을 비교 분석하였다. 그 결과 되메움재로 유동성채움재를 사용하는 경우가 현장발생토사나 일반모래를 사용한 경우보다 지표침하 및 매설관의 변위를 감소시키는 것으로 나타났다.

• 터널과지하공간
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• 제18권5호
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• pp.338-342
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• 2008

기존의 연구에서 터널 종단변형도는 대부분 수치해석적 방법으로 구해졌으나, 본 논문에서는 실제 계측치를 이용하여 종단변형도를 구성하고 굴착에 따른 터널의 종단변위 발생 경향을 검토하였다. 막장전방의 변위는 수평경사계 계측치의 최대변위에 대한 지점 변위를 비교 분석하여 가장 적합한 결과를 나타내는 지점의 변위를 채택하였고, 막장 후방은 천단변위계에 의한 계측치를 회귀분석하여 구하였다. 연구 대상 터널의 계측치로 천단변위를 분석한 결과, 막장 3D 이전부터 변위가 발생하였고, 막장에서는 수치해석적으로 구한 내공 변위에 비해 10%, 정도 높은 약 40%의 변위가 발생하였으며, 막장 후방 4D 이후 최종변위에 수렴하는 것으로 나타났다.

• 한국터널공학회:학술대회논문집
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• 한국터널공학회 2005년도 학술발표회 논문집
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• pp.105-116
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• 2005

This study investigated the applicability of the Artificial Neural Network(ANN) technique for prediction of tunnel behavior. For training data collection, a series of finite element analyses were conducted for actual tunnel project site. Using the data, optimimzed ANNs were developed through a sensitivity study on internal parameters. The developed ANNs can make tunneling related predictions such as tunnel crown settlement, shotcrete lining stress, ground surface settlement, and groundwater inflow rate. The results indicated that the developed ANNs can be used as an effective and efficient tool for tunnelling related prediction in practical tunneling situations.

• 한국안전학회지
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• 제21권1호
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• pp.41-47
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• 2006

This paper introduces stress monitoring system for buried gas pipeline in poor ground. During the six months of improvement construction of poor ground, maximum settlement of gas pipeline is about 40 cm. This value represents relative small compared to the initial settlement estimation of ground improvement construction plan, 90 cm. Also, this paper includes the result of finite element analysis of gas pipeline to confirm safety of pipelines in poor ground. The stress monitoring system for gas pipeline was developed to guarantee the safety of buried gas pipeline in poor ground. Eventually, the ground improvement workings are ended safely and it is proved that the pipeline has no safety problem.