• 토지주택연구
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• 제12권3호
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• pp.97-108
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• 2021

교대구조물에서는 교대 배면의 성토체 축조로 인한 수평방향응력의 증가로 인한 측방유동문제 및 구조물에 작용하는 온도하중 등의 영향으로 인해 접속슬래브, 거더, 베어링등의 파손이 빈번히 발생되고 있는 실정이다. 이에 대한 대책공법으로 보강토 일체형 교대(GRS (Geosynthetic-Reinforced Soil) integral bridge)가 제안되었다. 보강토 일체형 교대는 GRS 보강토 옹벽과 일체형 교대의 구조형식을 혼합한 형태의 구조물이다. 본 연구에서는 기존 PSC 거더교, 기존 보강토 일체형 교대 및 브라켓형 보강토 일체형 교대(새롭게 개발된 LH형 GRS 보강토 교대)의 시공순서와 지진하중조건을 고려하여 수치해석을 실시하였다. 그 결과 브라켓형 보강토 일체형 교대가 다른 구조물에 비해 응력집중과 교대·뒷채움간 부등침하 영향에 의한 기초지반의 변형에 대해 가장 유리한 것으로 파악되었다. 더 나아가 GRS 보강토 일체형 교대(브라켓형 포함) 구조물은 내진안정성에서도 가장 안정한 것으로 파악되었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제34권3호
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• pp.907-917
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• 2014

연약지반을 매립후 굴착을 시행할 경우 흙막이벽체를 설치하더라도 배면지반에 지반파괴가 발생한다. 이를 최소화하기 위해 억지말뚝을 적용 후 실내모형 실험을 시행하여 억지효과를 규명하였다. 모형토조내 점토를 충진하고 계측시스템을 이용하여, 무보강일 경우와 억지말뚝으로 보강한 경우를 설정하여 굴착에 따른 배면지반의 침하, 간극수압, 토압을 측정하였다. 모형실험 결과 억지말뚝으로 보강할 경우 무보강시와 비교할 때 굴착 단계의 증가와 배면지반의 침하가 감소된 것으로 평가되었다. 간극수압은 보강여부와는 크게 상관없었고, 침하율은 적게 나타났다. 또한, 굴착깊이가 배면지반에 매우 큰 영향을 미치고, 굴착지점과 가까울수록 최대 침하가 발생되는 것으로 평가되었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제18권7호
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• pp.13-20
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• 2017

쏘일 네일링은 원지반의 전단강도와 네일의 인발 전단 저항력을 이용한 지반 보강 공법이다. 쏘일 네일링 공법은 주로 절취사면, 흙막이 구조물 및 옹벽 보강 등에 사용된다. 흙막이 구조물과 옹벽의 경우 네일의 인발저항만을 고려하여 설계하여도 무방하나, 비탈면의 경우 인발은 물론 전단 및 휨 저항까지 고려하여 설계하여야 한다. 하지만 인발저항만 고려한 보수적인 설계가 이루어지고 있으며, 대부분이 네일의 재료, 형상, 시공방법 등의 개선을 통한 인발저항 증대에 관한 연구이다. 실제 쏘일네일로 보강된 지반은 활동면을 중심으로 전단 휨 변형이 발생하게 된다. 상대적으로 강도가 취약한 그라우트는 파괴되고 보강재와 분리되어 지반은 마찰저항력이 급감하면서 붕괴된다. 따라서 네일과 그라우트체의 분리를 억제하면서 전단저항력을 증가시킬 수 있는 공법개발이 필요한 실정이다. 본 연구에서는 이형철근 외측에 패커를 설치한 후 가압식 그라우팅을 통해 돌기를 형성함으로써 전단저항력을 증대시킬 수 있는 새로운 쏘일 네일링 공법에 대하여 실험적 연구를 수행하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권5호
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• pp.54-63
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• 2018

본 연구에서는 고속도로 도로부의 표준단면을 대상으로 패널식 보강토 옹벽의 높이별 안전율과 경제성에 대해 비교 검토하였다. 설계기준에 따라 하중조건은 고속도로의 단면 및 형상조건을 고려하여 콘크리트 포장의 사하중과 차량하중을 재하하고 최상단 보강재의 경우 방호벽의 충돌하중을 고려하였다. 보강재의 길이는 보강토 옹벽의 높이에 따라 0.9H로 배치하였기 때문에, 보강토체의 형상에 따라 지배되는 외적 안정성에 대해 높이의 증가에 따른 영향은 거의 없는 것으로 나타났다. 지지력에 대한 안전율은 보강토 옹벽의 높이에 따라 자중이 증가되기 때문에 급격히 감소되었다. 복합중력식 설계법에 따른 내적 안정성을 검토한 결과, 인발 안전율은 증가되고 파단 안전율은 감소되었다. 보강토 옹벽의 높이가 증가될수록 활동력으로 작용되는 수평토압과 저항력으로 작용되는 수직토압이 함께 증가되기 때문에 인발의 안전율은 증가되었다. 돌기형 강재 보강재의 장기 허용인장력은 상수이기 때문에, 높이에 따라 활동력에 대한 안전율은 수평토압이 증가되어 감소되었다. 블록식 보강토 옹벽보다는 패널식 보강토 옹벽의 경제성이 우수한 것으로 나타났고, 기존 옹벽과 비교하면 5.0 m이상의 높이에서 패널식 보강토 옹벽의 경제성이 가장 우수한 것으로 나타났다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제11권4호
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• pp.71-77
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• 2012

본 연구에서는 지반구조물에서 수집된 계측데이터를 대상으로 확률통계적 방법을 사용한 상태평가를 위한 분석기법과 자동화 프로그램을 개발하였다. 복잡한 지반구조물에 설치한 계측시스템으로부터 수집된 계측자료의 평가를 위해서는 자료처리(data driven) 기반의 비모수적(non-parametric) 모델링 방법이 유용할 것으로 판단된다. 실제 지반구조물(보강토옹벽 및 터널)에서 수집된 센싱 데이터를 이용하여 개발된 평가기법의 검증을 실시한 결과 환경적 요인과는 구별되는 구조적 거동을 확인할 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제10권1호
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• pp.135-143
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• 1990

암반(岩盤)에 작용하는 응력(應力)을 측정(測定)하는데 사용되는 FLATJACK의 원리(原理)를 이용하여, 흙을 둘러싼 강성경계면(剛性境界面)에 작용하는 연직압력(鉛直壓力)을 측정(測定)할 수 있는 압력계(壓力計)를 개발이용(開發利用)하였다. 본(本) 논문(論文)에서는 새로이 제작(製作)된 토압계(土壓計)의 메카니즘, 압력반응(壓力反應)에 대한 보정계수를 얻는 과정 및 모형실험(模型實驗)에 사용한 결과(結果)에 대하여 서술하였다. 이 계기(計器)를 보강토(補强土)옹벽의 원심모형실험(遠心模型實驗)에 장치하여 모형저면(模型底面)의 강성지반(强性地盤)에 작용(作用)하는 연직압력(鉛直壓力)을 측정하였다. 측정결과치(測定結果値)와 사다리꼴 연직응력분포(鉛直應力分布)의 이론치(理論値)를 비교함으로써 이론(理論)의 타당성(妥當性)을 검증(檢證)하였다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제20권3호
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• pp.191-205
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• 2020

Soil shear strength parameters play a remarkable role in designing geotechnical structures such as retaining wall and dam. This study puts an effort to propose two accurate and practical predictive models of soil shear strength parameters via hybrid artificial neural network (ANN)-based models namely genetic algorithm (GA)-ANN and particle swarm optimization (PSO)-ANN. To reach the aim of this study, a series of consolidated undrained Triaxial tests were conducted to survey inherent strength increase due to addition of polypropylene fibers to sandy soil. Fiber material with different lengths and percentages were considered to be mixed with sandy soil to evaluate cohesion (as one of shear strength parameter) values. The obtained results from laboratory tests showed that fiber percentage, fiber length, deviator stress and pore water pressure have a significant impact on cohesion values and due to that, these parameters were selected as model inputs. Many GA-ANN and PSO-ANN models were constructed based on the most effective parameters of these models. Based on the simulation results and the computed indices' values, it is observed that the developed GA-ANN model with training and testing coefficient of determination values of 0.957 and 0.950, respectively, performs better than the proposed PSO-ANN model giving coefficient of determination values of 0.938 and 0.943 for training and testing sets, respectively. Therefore, GA-ANN can provide a new applicable model to effectively predict cohesion of fiber-reinforced sandy soil.

• 한국지반공학회논문집
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• 제15권1호
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• pp.15-29
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• 1999

본 연구에서는 GRS-RW 공법의 전면부벽체 배면으로부터 다양한 거리만큼 이격되어 등분포상 재하중이 작용하는 경우, 이러한 인접상재하중의 영향을 고려한 횡토압 예측방법을 한계평형해석에 의해 제시하였으며, GRS-RW 공법의 설계시 참고할 수 있는 예비설계(preliminary design)용 설계 도표를 제시하였다. 제시된 토압 합력의 예측방법은, 전면부벽체 배면으로부터 상재하중이 작용하는 지점까지의 수평거리를 고려할 수 있도록 하였으며, 지진하중 작용시 전면부벽체 및 뒷채움 자중에 의한 수평.연직관성력의 영향을 고려하였다. 아울러. 본 연구제시 해석법은, 점성토뒷채움의 경우에 흔히 적용되는 복합지오텍스타일 보강토공법의 해석시에 추후 적용 가능하도록 점착력이 있는 뒷채움(c-$\phi$ soil)에서 발생 가능한 인장균열의 영향을 고려할 수 있도록 하였다. 본 연구제시 해석방법의 효율성 및 적합성 등을 확인하기 위한 다양한 분석결과, 상재하중 이격거리비가 약 0.60~0.70 이상인 경우에는, 특히 상재하중의 크기 및 설계수평진도가 증가할수록, 또는 보강재의 연직간격이 0.3, 0.4m로 비교적 작은 경우에는, Jarquio의 수정 Boussinesq방정식을 이용한 토압 계산방식의 적용시 불안전측의 설계가 될 수 있는 것으로 나타났다. 본 연구에서 제시된 해석방법은, 전면부벽체의 경사가 연직인 경우로 한정하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제14권12호
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• pp.31-41
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• 2013

국내에서 지반의 측방유동으로 인한 피해가 가장 빈번하고 극명하게 나타나는 사례는 주로 연약지반에 교대 및 옹벽을 시공하고 배면에 성토를 진행하는 경우로서 측방유동으로 인한 교대의 안정성에 대한 연구는 연약지반에서의 연구가 대부분이다. 그러나 측방유동은 연약지반뿐만 아니라 성토사면에서도 발생하며, 이로 인해 인접구조물에 영향을 미치게 된다. 특히 국내에서 시공되는 교량 중에는 연약지반 위에 시공되는 경우보다 산지에 시공되는 경우가 많다. 이에 본 연구에서는 현장단면에 대한 유한요소해석을 통해 성토사면의 측방유동으로 인한 지반거동을 분석하였고, 그에 따른 적절한 보강 공법의 결과 분석을 통해 성토사면에 설치된 교대설계에 관한 기초자료를 제시하고자 하였다. 그 결과, 압성토와 사면에 억지말뚝으로 보강하였을 경우에는 측방유동은 4~30% 감소하는 것으로 나타났고, 교대 교좌부의 변위는 2~13% 감소하는 것으로 나타났다. 한편, EPS로 보강하였을 경우에 측방유동은 약 97% 감소하였고, 교대 교좌부의 최대수평변위는 약 95% 정도 감소하였다. 향후, 국내 여러 현장을 대상으로 추가적인 실험을 지속적으로 수행하여 보다 국내 여건에 부합하는 설계 기법의 도출이 요구되며, 수치해석 및 실측치를 비교 분석함으로써 지금보다 신뢰성 있는 연구가 뒤따라야 할 것이다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제32권7호
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• pp.47-56
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• 2016

연약지반을 매립한 지반에 굴착을 시행할 경우 흙막이 벽체를 설치하더라도 굴착에 따른 굴착배면 지반의 지하수 유출로 배면지반에 지반파괴가 발생한다. 이를 최소화하기 위해 지반파괴 저감 대책으로 억지말뚝을 적용한 실내모형 실험을 시행하여 무보강일 경우와 억지말뚝 보강시를 비교하여 침하량이 약 3배 정도 차이가 발생하는 보강효과를 확인하였다(Kim, 2014). 금번 연구에서는 이런 억지말뚝의 보강효과 확인에 따른 적정한 억지말뚝 간격비의 평가를 시행하였다. 말뚝 간격비를 0.66(억지말뚝 5개)과 0.76(억지말뚝 3개)로 구분하여 실험한 결과 억지말뚝 적용이 굴착시 지반파괴 저감에 대하여 효과는 있으나 일정간격 이상 좁은 경우 오히려 하중으로 작용할 수 있어 설계시 적절한 간격비의 조정이 필요함을 알 수 있었으며, 본 연구에서는 지반파괴의 저감효과가 있으면서 굴착배면의 하중으로도 작용하지 않는 적정 간격비는 0.7~0.8 정도가 적합하다고 판단되었다.