• 한국지반신소재학회논문집
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• 제21권3호
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• pp.41-48
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• 2022

수처리 지중구조물의 내진설계에서 내진설계 시보다 일반설계의 경우에 부재력 값이 더 크다고 알려져 있다. 그러나 이는 수처리 지중구조물의 종류 즉, 정수지 구조물, 침전지 구조물, 공동구 구조물에 따라서 다르다. 또한 최근 국내에서 발생한 지진의 규모를 보면 대형지진이 빈번하므로 설계지진력의 크기가 커질 때 수처리 지중구조물의 내진거동의 규명 및 대처방안이 필요하다. 본 연구에서는 수처리 지중구조물의 종류별로 하중계수 즉, 설계지진가속도를 일정 비율로 증가시키면서 지중구조물의 지진응답을 분석하고 변화를 나타내는 식을 제안하여 향후 설계기준 개정시에 참조하도록 하였다. 해석은 등가 정적해석법과 응답 변위해석법을 적용하고, 지하수 유무, 토피고에 따라서 다양하게 분석하였다. 본 연구에서 제안된 식은 향후 수처리 지중구조물의 설계기준 개정시에 유용할 것으로 판단된다.

• 박물관보존과학
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• 제28권
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• pp.17-34
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• 2022

이 연구에서는 송파 지역의 석촌동고분군 연접적석총과 방이동고분군 3호분에서 출토된 토기를 대상으로 재질특성을 파악하고 출토지에 따른 재료의 동질성과 소성온도를 해석하였다. 유적들은 비교적 근래에 연구가 이루어진 곳으로, 이를 포함하고 있는 고분군은 고대 한반도 묘제의 변천과정을 보여주며 동시에 당시 중앙세력에 대한 중요한 고고자료를 제공하고 있다. 두 유적에서 출토된 연구대상 토기는 각기 다른 시기에 매장되었으나, 호정 및 불호정성을 띠는 원소들의 거동양상과 주구성성분을 통해 살펴본 풍화경향으로 보아 유사한 편마암류의 풍화토를 수급하여 제작한 것으로 여겨진다. 또한 광물조성과 태토의 미세조직을 살펴본 결과, 상대적으로 이른 시기인 석촌동 토기들은 950℃ 이하에서 소성된 것으로 판단된다. 반면 방이동 3호분 토기는 850℃ 이하와 1,000℃ 이상의 온도를 경험한 것으로 확인되어 차이를 보인다. 그러나 시기에 따른 소성온도의 고온화로 해석하기에는 어려움이 있으며, 향후 보다 다양한 토기 및 고토양과의 비교를 통해 토기의 제작기술 변화를 해석할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제22권6호
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• pp.5-15
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• 2021

교각기초 형식으로 적용되는 기초공법 중 하나는 단일형 현장타설말뚝이다. 이 말뚝에 대한 설계 시 주된 관심사항은 말뚝체에 작용하는 수평지지력 확보 여부이다. 현재 말뚝체의 강성증가를 위해 외부강관으로 말뚝체를 보강하여 말뚝의 수평지지력을 증가시키는 방법이 활용되고 있다. 그러나 지반조건에 따라 외부강관의 보강효과와 적정 강관보강 길이가 달라질 수 있음에도 이에 대한 연구가 미흡하여 현장에서는 대부분 말뚝체 전체를 외부강관으로 보강하고 있다. 그러나 시스템 내의 전체 말뚝길이를 외부강관으로 보강할 경우 공사 지연과 공사비의 증가로도 이어질 수 있다. 따라서 좀 더 효과적으로 외부강관을 활용하기 위해서는 외부 강관으로 보강된 말뚝체를 대상으로 말뚝의 수평지지특성을 평가하여 강관의 적정한 보강길이를 결정해야 한다. 이에 본 연구에서는 수치해석방법을 통해 각 조건별 외부강관의 보강길이를 적용한 단일형 현장타설말뚝의 말뚝체에 대한 지지특성을 평가하고, 이 해석결과를 바탕으로 외부강관의 적정 보강길이를 제안하였다. 본 연구결과, 단일형 현장타설말뚝의 말뚝체에 대한 수평지지력을 효과적으로 증가시키기 위해서는 강관의 보강길이가 말뚝의 휨거동 영향범위인 1/β의 2배를 적용해야 하는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제38권12호
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• pp.45-65
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• 2022

본 논문에서는 유한차분해석 프로그램인 FLAC을 이용하여 사질토 지반을 지지하는 지하연속벽을 모델링 하고, 내진해석을 수행하였다. 그리고 수치해석 결과를 동일한 조건에서 수행된 원심모형실험 결과와 비교하여, 흙막이 구조물의 내진해석을 위한 수치 모델링의 적정성을 검증하였다. 전반적으로 벽체에 발생한 모멘트 분포도가 매우 유사하였고, 지하연속벽의 상단과 배면지반에서 산정한 가속도의 최대값이 약 5%이내의 차이를 보이는 것으로 나타났다. 검증된 모델을 활용하여 다양한 지반조건과 굴착조건, 그리고 입력하중 조건에서 동적 수치해석 변수연구를 수행하였다. 지진 중 가시설 벽체와 지보재에 발생한 최대 응력을 굴착 중 발생한 최대 응력과 비교하여, 내진설계가 필요한 흙막이 가시설 조건을 개략적으로 선정하였다. 토사지반을 지지하는 흙막이 벽체는 재현주기 100년의 지진하중에 의해 벽체 모멘트가 최대 17%까지 증가하였고, 특히 느슨한 토사층에 위치한 지보재는 최대 32%까지 축력이 증가하여 구조설계를 위한 내진해석이 필요할 것으로 판단된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제24권1호
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• pp.5-14
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• 2023

본 연구에서는 설계 대상인 현장타설말뚝기초에 대하여 상사율을 고려한 하중전이 대형토조 모형시험과 3차원 수치해석을 수행함으로써 현장타설말뚝 선단부와 주면부의 하중전이 특성을 분석하고 하중분담율을 산정하였다. 대형토조 모형시험 및 3차원 수치해석 결과에서 나타난 현장타설말뚝의 선형적 거동으로부터, 본 연구의 설계 조건에 대한 주면하중전이곡선은 Baquelin 등의 제안식, 선단하중전이곡선은 Baquelin 등의 제안식, 수평하중전이곡선은 Reese 등의 제안식이 적정한 것으로 확인되었다. 암반근입부에서 축하중은 시험값이 수치해석값보다 약간 크게 측정되었지만 암반 근입부에서 하중분담율은 연직하중이 증가함에 따라 평균적으로 약 27.8%의 분담율을 나타내었다. 연직재하 시에 말뚝두부의 침하량은 해석값이 시험값보다 약간 작게 평가되었으며, 모형시험 및 해석 최대 연직하중에서 말뚝두부의 최대 침하량은 시험치 10.6mm, 해석치 10.0mm 이고, 말뚝선단에서 최대 침하량은 시험치 2.0mm, 해석치 1.9mm로 나타났다. 수평재하 시에 기둥 두부(지표)와 말뚝 두부에서 수평변위는 시험값과 해석값이 비교적 잘 일치하는 것으로 나타났고, 모형토조시험 결과 최대 수평변위 38.0mm에서 측정된 수평하중은 24,713kN, 수치해석에서의 수평하중은 26,073kN으로 평가되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제26권8호
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• pp.27-37
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• 2010

해상 매립 간척지와 같은 지반에서는 말뚝기초에서 주변 지반이 말뚝보다 상대적으로 많이 침하함에 따라 하향력이 발생하게 되며, 이 하항력은 말뚝의 침하량과 말뚝재료의 응력을 증가시켜서 기초의 안전 및 상부구조물의 사용성에 영향을 미치게 된다. 현재 국내에서는 부주면마찰력을 고려한 말뚝의 허용압축지지력 공식이 존재하나 그 적용성에 있어서 정확한 기준이 없는 것이 현실이다. 이에 본 연구에서는 수치해석을 실시하여 부주면마찰력이 작용하는 말뚝의 거동 특성을 분석하고 지지력 산정식의 적용성 검토를 수행하였다. 국내 대표적 해양 매립 간척지라고 할 수 있는 연세대 송도국제화복합단지의 지반과 말뚝 조건을 모델링하여 선단지지 여부에 따른 수치해석을 수행하여, 그에 따른 부주면마찰력의 발생 특성에 대한 경향을 파악하였다. 또한 수치해석을 통하여 얻어진 하중-침하 곡선을 통하여 극한하중을 산정하고 그에 따른 두부하중 작용 시 발생하는 부주면마찰력을 고려하여 허용지지력 공식의 적용성을 검토하였다. 그 결과 부주면마찰력 발생이 지반의 지지력에 미치는 영향은 미미하나, 침하량 및 말뚝 재료의 허용응력에는 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 극한지지력에 안전율 3을 적용해 산정된 허용지지력과 비교시 부마찰력을 고려한 허용지지력산정법에 안전율 3을 사용한 경우 과소평가하는 경향을 보였으나 2를 적용한 경우 말뚝종류에 따라 유사하게 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권7호
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• pp.65-76
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• 2007

최근 급속한 경제발전과 지역산업의 성장으로 인하여 많은 물류이동 발생과 함께 연약지반에 도로를 건설하는 경우가 많아지면서 연약지반 상에 축조된 지반구조물과 관련한 제반 문제점들이 대두되고 있다. 특히 말뚝 기초 형식의 교대나 건축물을 연약지반에 시공할 경우 비정상적인 측방유동에 의한 변위가 기초지반에 발생하여 상부 구조물의 안정성과 사용성에 많은 문제를 야기하고 있다. 측방유동은 말뚝의 파손원인과 측방변위에 대한 상관관계 연구, 연약지반 상에 설치된 말뚝의 변형과 모멘트에 대한 연구, 수치해석법을 이용한 연약지반상의 성토에 따른 측방변위 특성 및 현장계측을 통한 측방변위 특성 등 많은 연구가 수행되어지고 있으나 측방유동현상은 지금까지도 그 역학적 메커니즘이 정량적으로 파악하기 어렵고, 측방유동에 대한 합리적인 설계법이 확립되어 있지 않는 실정이다. 본 연구에서는 국내 및 일본 측방유동 발생 사례를 바탕으로 효과적이고 보다 정확한 측방유동 판정을 위하여 확률신경망과 군집신경망이론을 이용한 평가모델을 구축하고 기존의 측방유동 판정식과 비교하였다. 연구결과 제안된 확률신경망과 군집신경망 모델들의 측방유동 판정 성공률이 기존의 판정식들에 비해 매우 높은 정확도를 가지며 효과적인 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권5호
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• pp.77-88
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• 2007

6개의 도심지 굴착현장에서 계측된 현장계측자료를 토대로 다층지반에 설치된 앵커지지 지중연속벽에 작용하는 측방토압과 벽체의 변형을 분석하였다. 앵커지지 지중연속벽에 작용하는 측방토압의 분포는 사다리꼴 모양이며, 최대 측방토압의 크기는 $0.45{\gamma}H$임을 알 수 있다. 그리고 굴착면 상부에서도 $0.1{\gamma}H$의 토압이 작용하는 것으로 나타났다. 제안된 측방토압의 크기는 Terzaghi and Peck(1967), Tschebotarioff(1973) 및 홍원표와 윤중만(1995a)이 제안한 연성벽체의 경험토압보다 약 2배 정도 크다. 지중연속벽의 변형거동은 지지방식과 밀접한 관계가 있는 것으로 나타났다. 앵커지지 지중연속벽의 수평변위는 굴착깊이의 0.1%이내에서, 버팀보 지지방식의 경우에는 굴착깊이의 0.25% 이내에서 발생하고 있어, 벽체의 지지효과는 앵커지지방식이 버팀보 지지방식보다 양호함을 알수 있다. 그리고 지중연속벽의 수평변위는 엄지말뚝으로 시공된 앵커지지 흙막이벽의 시공관리기준인 $\delta=0.25%H$ 보다 작으므로 지중연속벽으로 시공된 굴착현장의 안정성은 상당히 양호함을 알 수 있다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권1C호
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• pp.53-62
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• 2008

본 논문에서는 직접단순전단변형으로 발생하는 주응력 방향의 회전에 의한 소성변형을 고려할 수 있는 구성모델을 제안하였다. 이 모델은 두 개의 응력면에서 발생하는 응력상태의 변화를 이용하여 각 응력면의 소성변형률을 계산하였다. 두 개의 응력면에서 계산된 소성변형률을 합산하여 전체 소성변형률을 구하였다. 첫번째 응력면은 최대전단응력면을 나타내며 이 응력면은 응력변화에 따라 수평방향을 기준으로 회전한다. 두번째 응력면은 수평방향으로 고정된 수평면을 나타낸다. 초기 수직응력과 수평응력이 서로 다른 상태에 있는 직접단순전단시험의 공시체에서 전단변형으로 발생하는 주응력 방향의 회전현상을 두번째 응력면에 작용하는 응력상태를 이용하여 모델링하였다. 본 모델의 구성관계식은 전단변형으로 인한 흙의 골격변화 즉 체적변화를 수식화하였으며 응력-물의 상관관계를 동시에 묘사할 수 있는 FLAC을 이용하여 모델링하였다. 느슨한 Fraser River 모래의 배수 직접단순전단시험에서 발생하는 전단응력과 체적변화는 주응력 방향의 회전에 따른 소성변형을 포함하고 있으므로 이를 계산하여 구성모델을 검증하였다. 느슨한 모래 지반에 놓인 강성기초의 하중 증가에 따라 발생하는 지반침하를 주응력 방향의 회전을 고려하여 예측하였을 때 실제 계측된 침하량과 유사한 결과를 얻었다. 주응력 방향의 회전을 고려하지 않고 Mohr-Coulomb모델을 이용하여 계산된 침하량은 실제 침하량 또는 제안된 모델이 예측한 침하량의 약 20%정도에 해당하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권1C호
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• pp.63-72
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• 2006

도심지의 급속한 성장으로 인한, 사회 기간시설 확충 필요성으로 현재 많은 터널이 시공되고 있으며 앞으로 더 많은 터널 공사가 계획되고 있다. 도심지에서의 터널 굴착은 일반적으로 터널 심도가 얕고 지상에 각종 건물, 공공시설이 밀집 되어 있어 터널굴착에 따른 지반 침하로 지상 구조물 및 지중 매설관에 피해를 주는 경우가 빈번히 발생하고 있어 주변지반의 거동, 구조물의 영향 검토의 중요성이 대두되고 있고, 민원 발생이 우려되는 도심지의 특수성 때문에 도심지 터널설계/시공은 산악터널과 다른 맥락에서 접근되어야 한다. 본 논문에서는 도심지 광역 단위 터널 현장의 최소 단면을 해석 후 전단면에 대한 예측이 가능할 경우 터널 시공위험도 평가에 효율적이기에 그 방법으로 전문가 시스템 인공신경망(Artificial Neural Network, ANN)기법을 적용하여 터널 안정성 검토방안을 연구하였다. 또한 그 결과를 GIS에 연계하여 터널 시공중 실시간(real time)개념으로 지반거동 및 주변 환경에 미치는 영향 평가를 수행하여 시공에 반영하는 정보화 개념의 시공관리기법을 강구하였다.