• 터널과지하공간
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• 제28권3호
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• pp.258-276
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• 2018

정확하고 정량적인 현지 암반 수리특성 정보들은 고수압 조건 굴착 공동 주변의 수리 지질학적 거동에 대한 신뢰성 있는 평가에 필요한 핵심 인자들 중의 하나이다. 상부의 해수가 무한 수원으로 작용하는 해저지반 내 터널이나 암반 구조물 설계에서 계획 구조물의 규모와 작용 수압이 커질수록 수리특성 정보의 중요성은 크게 증가된다. 본 연구에서는 기존 수압시험 시스템의 부적절한 구성이나 부정확한 자료 획득과 관련된 제반 문제점들의 개선을 통해 고수압 해저지반에 최적화된 일체형 메인 프레임과 30 bar 급 완전방수구조 공내측정장치를 독자적으로 개발하였다. 수리특성 조사 시스템을 구성하는 개별 시험장치들을 단일 프레임에 통합함으로써 협소하고 위험요소가 많은 해상 시추용 플랫폼에서도 안전하고 효율적으로 시험을 수행할 수가 있게 되었다. 또한 유압유 이중 조절장치를 고안하여 공내 순 주입압력 기준 $2.0kgf/cm^2$ 이하 간격으로 정밀한 단계적 가압과 압력 유지가 가능하도록 하였다. 개발 장치들의 시스템 성능과 작동 안정성을 실증적으로 확인하기 위해 연구 시험공 2개소에서 현장 적용성 시험을 완료하였으며 제주 현무암 분포 지역 내 시험공 1개소에서 대표요소체적 규모 수리특성 시험을 성공적으로 수행하였다. 본 논문에서는 개발 장치들의 주요 특성들과 다양한 실내 및 현장 성능시험에서 획득된 주요 결과들을 간단히 소개하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제36권4호
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• pp.705-713
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• 2016

연약지반 공사는 설계단계에서 고려하지 못한 변수들이 시공단계에서 발생되어 구조물의 안정성과 설계변경에 따른 공사비 증가의 원인이 된다. 본 연구는 충청북도 오창지역에 조성되는 산업단지 진입도로 조성구간을 연구대상으로 하며, 연약지반 처리공법으로 암버럭을 이용한 치환공법 및 사용하중을 고려한 과재성토를 연약지반 처리대책으로 선정, 구조물의 안정성 및 공기 단축으로 공사비 절감효과 분석에 목적이 있다. 연구구간의 연약지반 두께는 사질토 및 점성토 연약지반으로 2.4~5.5m로 규모가 작으나 지표하 1.5~5.9m의 지층사이에 불균등하게 분포하며, 침하발생은 크지 않으나 장래 부등침하와 단차 발생이 예상되어 연약지반 처리후 현장 계측결과를 분석하여 장래 침하거동을 예측하였다. 또한, 치환재료는 지역특성 및 경제성을 고려하여 양질토사를 암버럭으로 치환하여 안정성 증가, 공기단축 등으로 공사비 29%를 절감하였다. 본 연구를 바탕으로 향후 제체내 간극수압 소산, 지하수위 변동 등의 예측과 실제 계측된 연약지반의 압밀과의 관계 등에 대한 추가적인 연구를 수행할 경우, 다양한 현장조건에서 연약지반 거동을 정확히 예측할 수 있을 것으로 기대된다.

• 디자인학연구
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• 제19권5호
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• pp.351-362
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• 2006

현대 대도심 지하철은 밀폐된 공간으로 노선에 따라 다수의 역이 연결되어 있어 길찾기의 문제의 발생 빈도가 높은 것으로 알려져 있다. 따라서 이용자가 자신의 위치를 인지할 수 있도록 장소적 정보를 최대한 표현하는 시각적 장소지시단서(visual cue)가 제공되어야 할 필요성이 제기되고 있다. 본 연구는 대중교통수단으로서의 지하철 사용이 늘어감에 따라 길찾기 관련 문제들에 대한 관심이 증가하는 상황에서 서울, 동경, 타이페이 주요 지하철역의 장소지시적 단서로서 역할하는 환경디자인 사례 및 사용된 디자인 기법을 조사 분석함으로써 이용자를 위한 길찾기 지원 디자인 가이드라인 도출에 기여하는 목적을 가진다. 이론연구 결과, 시각적 장소지시단서의 유형으로 유도표식, 구역차별화, 랜드마크의 방법이 도출되었고 사례조사를 통하여 유도표식에서 노선색선의 상하배열, 양면배열, 변형 그래픽 기법이, 구역차별화에서는 벽면과 바닥패턴, 기둥과, 벽면의 강조색, 마감 재료 사용에 의한 차별화 기법이, 그리고 랜드마크에서는 수퍼그래픽, 상징물, 예술장식, 장식조명 등에 의한 기법들이 도출되었다. 서울 조사대상역의 경우, 연결노선의 색을 이용한 유도 표식이 가장 적극적으로 사용되고 있었으며 바닥패턴이나 강조색을 이용한 벽면과 기둥에 의한 구역차별화도 적극 도입하고 있었다. 또한 호돌이, 훈민정음과 같은 장소의 이해를 돕는 랜드마크적 요소도 적극 활용되고 있었다. 동경 조사대상역의 경우, 유도표식에 의존하기 보다는 구역 차별화의 방법을 적극 활용하는 것으로 나타났는데 이는 공간구조와 지시내용의 복잡성 때문인 것으로 해석된다. 타이페이시 조사대상역의 경우, 전반적으로 단순하며 통일된 이미지로서 장소지시는 최소한의 표식선이나 랜드마크에 의존하고 있었다. 특히 구역차별화의 사례가 미약하였는데 이는 대부분 역이 광장형의 오픈 스페이스로서 개방된 시야가 확보되기 때문인 것으로 해석된다. 본 연구의 결과는 향후 다양한 검증을 통하여 보다 정확한 길찾기 지원적 측면의 환경디자인 가이드라인 제시로 이어져야 할 것이다.

• 지질공학
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• 제20권4호
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• pp.449-459
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• 2010

수치모델링은 지하굴착 지역의 지하수 유입량과 주변 지역의 지하수위 변회를 평가하기 위해서 수행하게 된다. 본 연구에서는 경기편마암복합체로 이루어진 경기도 용인시 기흥터널 지역의 터널 건설에 따른 지하수위 변동과 터널내 지하수 유출량을 평가하였다. 이를 위하여 수리지질학적 및 지질학적 자료와 전기비저항 탐사 자료를 이용하였으며, 특히 기흥터널의 남부에 위치하는 주향이동단층이 터널 내 지하수 유입량에 미치는 영향을 고려하였다. 부정류 수치 모델링 결과 그라우팅 효율이 40%일 때, 지하수 유출량은 약 $306\;m^3$/day로 평가되었으며, 이때 관측된 지하수위 변동폭(6.30 m)과 계 된 지하수위 변동폭(6.20 m)은 서로 비슷하였다.

• 한국측량학회지
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• 제29권5호
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• pp.543-550
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• 2011

중력이상값은 지구물리, 측지 및 국방 등 다양한 분야에서 활용되는 기초 지구물리 자료로서, 특정 위치에서의 중력이상값을 필요로 하는 경우 일반적으로 데이터베이스화 되어 있는 중력이상값으로부터 내삽하여 활용한다. 그러나 중력은 지형 및 지하광물 등에 의하여 다양하게 변할 수 있는 물리량으로, 내삽에서 가정한 선형성, 2차 곡선 등의 성질이 만족되지 않으면 그 결과로 계산된 중력이상값은 실제 중력값과 큰 차이를 나타내게 된다. 또한, 내삽을 통하여 계산되는 결과값은 이론적으로 조화함수를 만족하여야 한다는 중력의 물리적 성질을 반영하지 못한다. 본 연구에서는 이와 같은 문제점을 보완하기 위하여 필요에 따라 유연하게 중력이상값을 계산할 수 있도록 중력 모델링을 수행하였다. 모델링은 평면푸리에 시리즈와 point-mass 함수를 기저함수로 하는 두 방법을 기반으로 수행되었고, 구축된 모델은 내삽으로부터 산출된 결과와 비교하여 특성을 분석하였다. 또한 모델링의 결과와 내삽 방법을 중력참조항법에 적용하여 활용적인 측면을 검토하였다. 연구결과, 기복이 완만한 지역에서는 평면푸리에 시리즈와 point-mass 및 내삽으로부터 계산된 중력이상값이 유사하게 나타났으나, 중력의 기복이 큰 지역에서는 모델 및 내삽에 의한 결과가 큰 차이를 나타내었다. 특히 주변의 네 점을 이용하여 선형으로 계산하는 Bilinear 내삽함수를 이용한 경우가 가장 완만한 중력값을 보이는 반면 point-mass 함수로부터 산출된 결과가 고주파에서 가장 큰 값을 나타내었다. 또한, 모델링 및 내삽에 필요한 자료의 로딩 및 계산 시간을 비교한 결과, 중력참조항법의 경우 중력값의 계산은 모델링을 수행하는 경우가 데이터베이스에 기반을 둔 내삽보다 효율적임을 알 수 있었다. 본 연구에서는 중력모델링의 결과 및 특성을 분석하였으며, 향후 모델링은 중력참조항법과 같은 활용분야에 있어 가장 효율적인 신호의 특성과 해상도를 지닌 중력 자료를 제공할 수 있는 기술로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권1호
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• pp.545-552
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• 2017

함몰은 싱크홀, 포트홀, 구조물 침하, 도로함몰 등을 발생시킨다. 도로함몰은 지표수 근처 석회암이 녹아 동공이 생기고 지지력 저하로 인한 도로표면의 급작스런 붕괴로 기술된다. 도로함몰은 서울시에서만 2010년 이후 연평균 약 665건 발생하였고 2013년까지는 발생빈도가 증가하였다. 서울 지역에서 발생하는 도로함몰의 주된 원인은 지하 시설물의 파손 및 관리 소홀과 지하수위 강하 등이다. 이에 서울시에서는 여러 기관과 공동연구 및 탐사를 통해 원인을 규명하고 통행자들이 안심할 수 있도록 안전관리방안에 대한 특별대책을 수립하여 발표하였다. 도심지의 경우 주로 굴착복구 공사에서 도로함몰이 발생할 수 있기 때문에 공사장에서의 올바른 관리는 필수적이다. 본 연구의 목적은 도로함몰의 주된 원인을 파악하고 이에 대한 대책 및 관리방안을 제시하는 것이다. 이를 위하여 생애주기비용 분석을 통해 주야간공사 시행의 필요성을 제기하였다. 또한 모래를 뒤채움재로 사용하는 경우의 한계점을 분석하여, 모래 대신 유동성 뒤채움재를 활용할 것을 제안하였다. 마지막으로 지방자치단체들의 도로탐사 사각지대를 줄이기 위하여, 권역으로 구분하고 권역별로 외부전문기관과 협업하여 탐사하는 방안을 제시하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제19권1호
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• pp.15-23
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• 2018

본 연구에서는 최근 발생하는 지반재해를 사전에 예측하기 위해 널리 사용되고 있는 GIS의 기반의 확장프로그램인 SINMAP을 이용하여 매개변수에 따른 위험도 평가를 수행하였다. 위험도평가는 매개변수의 영향을 파악하기 위해 중요변수인 내부마찰각과 T/R 값의 범위를 각각 3가지와 4가지 패턴으로 결정하였으며, 해석결과를 기존 산사태 결과와 비교하여 산사태 거동을 규명하고 매개변수의 적용성을 평가하였다. 지형학적 습윤대를 분석한 결과, 한계습윤대와 포화대가 토석류 영역과 거의 일치하고 있으며 지하수 수렴부가 붕괴시점부와 상관관계가 있는 것으로 나타나 지형학적 습윤대가 경사분포나 붕적토층의 존재여부, 산사태 유발구조물 등과 복합적으로 산사태 발생 가능성을 평가하기 위한 지표로 사용될 수 있을 것으로 판단된다. 내부마찰각의 하한계가 증가함에 따라 상한계불안정영역이 50~70%까지 감소되어 안정지수에 미치는 영향력이 큰 경향을 보였으나 낮은 습윤지수 범위에서는 그 영향력이 줄어드는 양상을 나타내었다. 습윤지수의 범위에 따른 변화를 분석한 결과, 고도평균값을 적용한 경우를 제외하면 모든 Group에서 유사한 안정지수 분포를 보이고 있어 습윤지수보다는 내부마찰각에 민감한 양상을 나타내고 있음을 알 수 있다.

• 지구물리
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• 제5권2호
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• pp.143-151
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• 2002

서기 751년에 축조되어 20세기에 해체 수리된 경주 불국사의 다보탐(높이 10.4m, 기단폭 7.4m, 하중 123.2 ton)과 석가탑(높이 10.8m, 기단폭 4.4m, 하장 82.3ton)은 국보급 문화재이나, 현재 석탁의 풍화는 물론 지대석의 어긋남 현상들이 관찰된다. 이 연구에서는 두 석탑의 안정성 진단에 필요한 지반 특성을 파악하기 위하여 탄성파, 전기비저항, 지하레이다 등의 지구 물리탐사를 실시하였다. 전기비저항 분포는 두 석탑 부근에서 최대 2200 Ωm의 값이나 석탑 외부의 지반은 200 Ωm 내외의 낮은 비저항치를 보이며 특히 북쪽 지반이 전반적으로 더 낮은 값을 보인다. 탄성파 P파의 속도분포에서는 다보탑 지반은 500~800m/s를 보여 300~500m/s의 범위를 갖는 석가탑 지반보다 상대적으로 견고하다. 이들 결과와 지하레이터 영상을 종합하여 탑의 지반 형태를 파악하였다. 다보탑 지반의 형태는 한 변의 길이가 약 6m인 8각형 모양으로 약 4m 깊이를 갖고, 석가탑지반은 약 9m × 10m의 직사각형 형태로 약 3m 깊이까지 분포한다. 이는 석탑 건립 당시 약 8ton/㎡의 탑하중을 견디기 위해 구축한 기초구조로 해석한다. 대체로 두 석탑의 북서쪽 부분이 주변지역보다 낮은 탄성파 속도와 낮은 비저항값이 관찰되는데 이 부분은 연약한 지반으로 판단한다.

• 터널과지하공간
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• 제16권2호
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• pp.166-178
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• 2006

암반구조물의 대형, 대단면화에 따라 자유면에 노출된 암반블록의 거동특성 평가가 더욱 중요해지고 있으며, 최근 들어 지진이나 발파, 고속철도의 운행에 의한 진동 등으로 야기되는 동적하중의 발생빈도가 증가하는 추세이므로 동적 하중조건 하에서 암반 절리의 거동특성 파악을 위한 연구의 필요성이 증대되고 있다. 본 연구에서는 거친 절리면의 동적 마찰거동 특성 파악을 위해 인공 인장절리시료를 제작하고 3차원 표면거칠기 측정을 통해 인장절리면의 거칠기 특성을 분석하였으며, 다양한 조건에서 진동대 시험을 수행하였다. 절리면이 맞물린 조건에서 경사시험을 통해 구한 한계 경사각과 진동하중 하에서의 임계가속도로부터 역산한 정적 마찰각을 비교한 결과 동하중 하에서 정적 마찰각이 평균 $2.7^{\circ}$ 정도 낮게 산정되는 경향을 보였다. 엇물린 상태에서 진동하중에 의해 미끄러지는 암석블록의 가속도 및 변위 계측결과를 블록거동 프로그램에 의한 결과와 비교하여 동적 마찰각을 산정하였는데 동적 마찰각 역시 한계 경사각에 비해 평균 $1.8^{\circ}$ 감소하는 결과를 얻었다. 미끄러짐 변위패턴을 4가지로 분류하였으며 이는 절리면의 1차 거칠기와 관련있는 것으로 나타났다. 절리면이 맞물린 상태에서 측정된 한계 경사각과 정적 마찰각은 2차 거칠기를 표현하는 파라미터인 평균 거 각과 상관성을 가지는 것으로 보이나, 엇물린 상태에서 측정된 한계 경사각과 동적 마찰각은 거칠기 파라미터와 특별한 상관성을 파악할 수 없었다. 진동대 시험에 의한 동적, 정적 마찰각은 직접전단시험에 의한 마찰각 결과보다 작게 산정되었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제22권5호
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• pp.695-702
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• 2010

이 연구에서는 고인성 압출성형 ECC 패널을 이용한 철근콘크리트 복합바닥슬래브 시스템을 개발하였다. 철근콘크리트 슬래브에서의 균열은 특히 주차장, 지하구조물, 및 빌딩구조물 등에서 종종 실제적으로 문제가 되곤 한다. 프리캐스트 제품으로 압출성형 공정에 의해 제조된 ECC 패널은 균열을 제어하는 고품질의 측면에서 뿐만 아니라 ECC 패널이 현장타설 콘크리트와 함께 무거푸집 또는 하프프리캐스트 공법을 실현할 수 있으므로 콘크리트 슬래브 공사의 적용에도 장점이 있다. 개발된 바닥슬래브 시스템은, 두께 10 mm의 압출성형 ECC 패널을 슬래브 하부에 두고, 그 위에 철근을 조립 및 설치한 후, 마지막으로 현장타설의 콘크리트를 후타설하여 만들어지도록 구성되어 있다. 개발된 슬래브 시스템의 성능검증을 위해 기존 철근콘크리트 슬래브와 비교하여 4점 휨 실험을 수행하였다. 실험 결과, 압출성형 ECC 패널을 적용한 바닥구조 시스템은 휨 균열 제어와 내력 향상 등에서 우수한 것으로 평가되었다.