• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제24권3호
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• pp.263-278
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• 2022

본 논문에서는 가소성 특성을 지니는 TBM 뒤채움재의 개발과 성능을 연구하기 위하여 실험한 내용을 다루고 있다. 쉴드 TBM 굴진 시 배면을 충전하는 방법으로 현재 LW 뒤채움재를 사용해오고 있는데, LW 뒤채움재는 강도 저하로 인한 침하발생, 지하수에 의한 재료분리, 가소성 저하와 같은 단점을 가지고 있다. 이러한 문제점을 개선하기 위하여 개발한 무기질계 가소성 뒤채움재의 성능을 분석하기 위해 실내시험과 모형실험을 수행하였다. 실내시험 결과, 무기질계 가소성 뒤채움재는 LW 뒤채움재 대비 재령 1시간의 일축압축강도가 12배 이상 높게 나타났고 블리딩률은 8.3배 이상 낮게 측정되었으며 플로우 값은 27배 이상 높게 나타났다. 이러한 결과로 미루어볼 때 무기질계 가소성 뒤채움재가 강도 저하, 재료분리, 주입성면에서 LW보다 성능이 우수한 것으로 판단된다. 또한 충전 성능을 분석하기 위해 모형 주입장치 시험기를 제작하였고, 수중에서 재료분리 발생여부를 육안으로 확인하였으며, LW 뒤채움재보다 ITB의 충전율이 20% 이상 높게 나타났다. 이는 무기질계 가소성 뒤채움재가 지하수에 의한 재료분리를 방지하며, 터널의 공동 발생을 억제시킬 것으로 판단된다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제21권4호
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• pp.101-109
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• 2022

본 연구에서는 근접 굴착에 의한 지하 인프라 매설물의 변위 발생에 미치는 되메움 재료 종류의 영향을 검토하기 위하여 일련의 실내모형실험을 수행하였다. 모형실험에서는 기존 매설물 주변의 되메움 재료를 일반 토사(주문진 표준사)와 CLSM으로 적용하였으며, 실험결과를 바탕으로 굴착면과 되메움부의 이격거리에 따른 굴착 단계별 매설물의 변위를 분석하였다. 매설물 주변의 되메움 재료로 토사를 적용한 경우, 굴착으로 인한 배면의 토사가 붕괴한 후 안식각을 이루며 사면 안정화가 이루어 지는 과정이 굴착 단계마다 반복되었다. 그리고 토사의 붕괴선이 매설물 설치 위치를 지나게 되는 굴착 단계에서 매설물의 변위가 발생하기 시작하였다. 되메움 재료로 CLSM을 적용한 경우, 굴착면과의 이격 거리와 관계없이 되메움 심도까지 굴착이 진행되어도 모형지반의 수평 및 연직 변위는 거의 발생하지 않았다. 이러한 결과를 바탕으로 지하 매설물 설치 후의 되메움 재료를 선택함에 있어서 CLSM과 같은 비교적 강성이 큰 재료를 선택함으로써 근접 굴착으로 인해 발생되는 횡토압에 대한 저항과 원지반의 붕괴 억지 효과를 기대할 수 있을 것으로 판단된다.

• 터널과지하공간
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• 제34권2호
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• pp.104-126
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• 2024

완충재 및 뒤채움재는 심지층처분시스템 공학적방벽 구성요소로 고준위방사성폐기물을 안전하게 격리하고 폐기물로부터 유출되는 방사성핵종의 누출을 지연시키는 데 필수적인 역할을 한다. 완충재 및 뒤채움재로는 팽윤특성을 보이는 벤토나이트 혼합물의 사용이 고려되고 있으며 주변 암반으로부터 과도한 지하수의 유입은 이러한 공학적방벽의 안정성과 효율성을 저하시킬 수 있다. 따라서, 심층처분장의 안전성 확보를 위해서는 완충재 및 뒤채움재의 엄격한 품질기준 및 현장관리 방안수립과 유입 지하수를 처리할 수 있는 기술이 요구된다. 본 고에서는 다양한 실험실 시험뿐만 아니라 스웨덴 Äspö Hard Rock Laboratory에서 수행된 처분터널 1/2 규모의 Steel Tunnel Test 사례를 심층 분석하여 완충재 및 뒤재움재의 설계 요구사항을 파악하고 현장실험 사례를 통해 파악된 품질관리 요소 및 방안을 소개하였다. 또한, 완충재 및 뒤채움재의 현장시공 안정성과 효율성을 확보하기 위한 처분갱도에서의 유입 지하수 처리방법에 대해 소개하고 벤토나이트 펠렛 채움 내의 지하수 저장능력과 토목섬유(geotextile) 사용 효과에 대한 검증 결과를 소개하였다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제32권6호
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• pp.601-613
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• 2023

Low liquid limit silt, widely distributed in the middle and down reaches of Yellow River, has the disadvantages of poor grading, less clay content and poor colloidal activity. It is very easy to cause vehicle jumping at the bridge-embankment transition section when the low liquid limit silt used as the backfill at the abutment back. In this paper, a series of laboratory tests were carried out to study the physical and mechanical properties of the low liquid limit silt used as back filling. Ground granulated blast furnace slag (GGBFS) was excited by active MgO and hydrated lime to solidify silt as abutment backfill. The optimum ratio of firming agent and the compaction and mechanical properties of reinforced soil were revealed through compaction test and unconfined compressive strength (UCS) test. Scanning electron microscope (SEM) test was used to study the pore characteristics and hydration products of reinforced soil. 6% hydrated lime and alkali activated slag were used to solidify silt and fill the model of subgrade respectively. The pavement settlement regulation and soil internal stress-strain regulation of subgrade with different materials under uniformly distributed load were studied by model experiment. The effect of alkali activated slag curing agent on curing silt was verified. The research results can provide technical support for highway construction in silt area of the Yellow River alluvial plain.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제17권6호
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• pp.5-12
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• 2016

본 논문은 화력발전소 부산물인 저회를 뒤채움재로 활용하고자 열저항 특성에 대한 연구내용을 다루었다. 석탄회의 일종인 저회는 공학적 특성이 모래와 유사하여 모래 대체재로 사용 가능하다. 그러나 열적 특성을 무시한 무분별한 적용은 오히려 기존 구조물에 악영향을 미칠 수 있기 때문에 이에 대한 신중한 선택이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 저회의 열전도도를 확인하기 위해 실내시험을 실시하였으며, 뒤채움재로 활용될 수 있는 현장유용토, 성토재료, 모래 등과 열저항 특성에 대하여 비교 분석하였다. 또한, 이들 재료들의 열저항 특성이 함수비에 따라 큰 영향을 미칠 수 있어 이에 대해 분석을 실시하였고 저회가 뒤채움재로 유효 활용될 수 있도록 방안을 제시하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권9호
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• pp.508-517
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• 2018

본 연구에서는 교대에 작용하는 수평력을 저감시키는 총 11 케이스의 설계에 대한 건설비 분석을 실시하였다. 역T형 교대의 뒤채움재 개선과 토목섬유 보강재를 이용하여 교대를 보강한 철도용 보강 교대(Reinforced Abutment for Railways) 적용을 고려한 2종류의 교대 형식에 대하여 검토하였다. 첫 번째 종류의 경제성 분석에서는 역T형 교대의 배면 뒤채움 재료의 내부 마찰각을 $35^{\circ}$에서 $40^{\circ}$와 $50^{\circ}$로 증가시키는 케이스를, 두 번째 종류의 경제성 분석에서는 토목섬유를 적용한 철도용 보강 교대 설계 케이스에 대한 경제성을 비교 분석하였다. 뒤채움 재료의 개선을 통해 내부 마찰각을 $40^{\circ}$ 혹은 $50^{\circ}$로 적용할 때 교대에 가해지는 수평토압은 하중 조건에 따라 18~48% 까지 감소하였으나 교대 건설 비용 저감효과는 2.0~3.9%로 크지 않았다. 그러나, 철도 교대 구조로서 토목섬유 보강 교대를 적용한 결과 교대에 작용하는 수평력을 이론적으로 0까지 저감시킬 수 있어 교대 벽체 두께, 저판 길이 및 말뚝 기초의 수 및 재질 변경으로 최대 30%까지 건설비 저감 효과가 있는 것으로 검토되었다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제11권3호
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• pp.91-96
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• 2011

지하매설물은 국가기간시설물로서 설계, 시공 및 유지관리가 적정하게 이루어져야 한다. 이러한 지하매설물 파손의 주요 원인 중의 하나는 부적절한 뒤채움재의 시공이다. 부적절한 뒤채움재 시공은 특히, 원형관로의 시공시 발생하며, 부적절한 다짐으로 인한 침하 및 내구성저하로 인한 파손이 발생한다. 이러한 문제를 해결할 수 있는 하나의 대안으로 유동성뒤채움재를 이용할 수 있다. 유동성뒤채움재는 초기유동성, 시간에 따른 자기강도발현, 무다짐공법 적용 등 많은 장점을 가지고 있다. 본 연구에서는 현장발생토사, 정수장슬러지 및 폐타이어분말 등 재활용 재료를 이용한 유동성 뒤채움재의 기본물성을 평가하였다. 각각의 재활용재료에 대한 입도 및 비중을 평가하였고, 최적배합설계를 결정하였다. 지반 및 도로공학적 설계입력변수 결정을 위해 일축압축시험, 삼축압축시험, 공진주시험 등을 수행하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회지
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• 제19권1호
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• pp.40-44
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• 2015

• 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.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제8권3호
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• pp.83-90
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• 2008

우리나라의 석조문화재를 모델링할 때 불연속면을 갖는 구조재의 강성을 어떻게 규명하느냐가 매우 중요하지만 원형보존을 해야 하는 문화재의 특성상 이를 파악하기란 매우 곤란하다. 이를 위해 본 연구에서는 비파괴조사를 이용하여 고유진동수를 측정한 후, 시행착오법을 이용하여 측정된 고유진동수와 컴퓨터 모델링 결과 파악된 고유진동수를 비교함으로써 불연속면의 강성, 구조재의 탄성계수 등 홍예교를 이루는 재료의 구조적 물성을 추정함으로써 컴퓨터 모델링을 하는 방법을 제시하고 홍예교량의 동적특성에 영향을 미치는 요인을 분석하였다. 연구결과 무사석 및 적심석의 강성이 홍예교의 동적특성에 가장 큰 영향을 미치는 것으로 분석되었다.