• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제21권4호
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• pp.455-478
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• 2019

본 논문에서는 고강도 강관을 이용한 강관 보강 그라우팅의 보강 효과 검증을 통해 현장 적용성에 관한 실험적 내용을 다루었다. 기존 강관보강 그라우팅 공법에는 SGT275 (구 STK400) 강관을 일반적으로 적용하고 있으나, 강관 보강 그라우팅이 적용된 터널의 붕락사례를 보면 강관의 과도한 꺾임, 파단 등의 사례가 발생되고 있다. 이러한 사례가 발생하는 여러 원인 중 굴착에 따른 터널의 이완하중에 대응하는 강관의 강성 부족이 그 원인이 될 수 있다. 최근 들어 고강도 강관(SGT550)의 개발로 강관의 강도가 증가했으나, 강도 증대를 고려한 보강방안에 대한 연구가 미흡하므로 이에 대한 연구가 필요한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 고강도 강관과 일반 강관의 이음 유무, 주입재의 충전 여부 등 다양한 조건에 대해 인장강도 및 휨 전단력 실험을 수행하고, 기존 제시된 설계법을 통해 강관의 강도 차이에 따른 효율적인 현장 적용성에 대한 기초 연구를 수행하였다. 특히, 실제 현장에 고강도 강관과 일반 강관을 시공하고 굴착에 따른 강관의 변위형상과 응력에 대한 계측 결과를 통해 고강도 강관의 보강 효과를 검증하였다. 연구결과 고강도 강관은 휨 강도가 우수하여 보강효과가 우수한 것으로 나타났으며, 강도 증진효과로 인해 아칭효과도 기대된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제12권5호
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• pp.389-397
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• 2010

본 논문은 철근을 보강한 일반강관을 이용하여 지반을 보강할 경우 터널안정성의 효과에 대하여 연구한 것이다. 본 연구를 위하여 철근 보강형 강관과 일반강관의 휨강성을 이론과 실험을 통하여 비교 분석하였으며, 실질적으로 터널 안정성에 미지는 보강효과를 분석하기 위하여 수치해석을 실시하였다. 그 결과 일반강관에 비해 철근 보강형 강판의 경우 휨강성은 65% 증가되며, 터널 안정성 보강효과는 약 10% 내외 증가되는 것으로 나타났다. 따라서 철근 보강형 강판을 이용한 터널 보강공법의 경우 터널의 안정성을 경제적으로 확보할 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.

• 터널과지하공간
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• 제14권1호
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• pp.26-34
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• 2004

국내의 경우 UAM에 관한 체계적인 연구가 부족하여 역학적 보강 메커니즘에 관한 이론정립이 되어 있지 않음은 물론 설계변수에 따른 보강효과에 관한 정성적, 정량적인 관계정립이 아직 부족한 관계로 대부분의 경우 공학적 근거보다는 외국자료나 현장 지질조건에 따른 경험적 방법에 의존한 시공이 이루어지고 있다. 이러한 실정을 감안할 때 합리적이고 이론적 인 설계 및 해석기법의 도입이 요구되어지고 있다. 따라서, 본 연구에서는 유한요소법을 이용하여 UAM의 보강 메커니즘에 관여할 것으로 판단되는 지반물성, 상부지반의 두께, 삽입강관의 사이즈, 강관의 중첩길이, 강지보의 적용 유$.$무에 대하여 굴착 진행에 따른 강관의 거동 분석을 통해 UAM의 보강 메커니즘을 알아보기 위한 해석을 수행하였다. 본 연구를 통해 강관이 삽입된 지반의 하부를 굴착하면서 강관에 발생하는 부재력을 분석함으로써 UAM적용 시 강관의 보강 메커니즘을 확인하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제24권4호
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• pp.383-398
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• 2012

본 연구의 목적은 리브 보강된 강관 접합부의 유한요소 해석을 통하여 접합부의 극한강도를 추정하고 그 거동을 파악하는 것이다. 가셋트 강관 접합부의 강도는 관벽 모멘트에 의한 국부적인 응력집중 및 국부 소성화에 의해 크게 저하된다. 이러한 국부적인 응력분포를 재분배 시킬 목적으로 가셋트 상하 단부에 보강플레이트를 부착하고 있다. 이러한 접합부의 거동은 보강된 리브의 형상 및 보강 방법등에 따라 보강하지 않은 경우와 상당히 다르지만 현행 강관구조 설계식은 제한적인 부분만 다루고 있다. 따라서 본 연구에서는 ABAQUS 6.5.1을 사용하여 리브로 보강된 가셋트-강관 접합부의 거동과 구조적 성능을 파악하고 기존 접합부 내력식과 비교하여 리브 보강된 플레이트 원형 강관 X형 접합부에 적합한 내력식을 제안하고자 한다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제13권1호
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• pp.1-8
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• 2001

본 연구는 콘크리트충전 각형강관을 이용한 기둥-H형 보 접합부에 있어서 시공성과 충전성을 고려하여 강관 기둥을 외부에서 보강한 충전 각형강관 기둥-H형강보접합부를 개발하고자 하며 이러한 접합방식 개발을 위한 기초적 연구로 보의 인장플랜지와 강관기둥 접합부의 인장거동을 실험적으로 관찰하여 제시한 접합부의 내력 및 변형 특성을 파악한다. 시험체의 변수는 각형강관 기둥의 보강 두께(T=9, 18, 27mm)와 높이(H=50, 80mm)로 계획하여 총 4개의 시험체를 제작하였다. 접합부의 항복내력의 평가로 항복선 이론을 적용한 기존의 연구를 수정하여 실험치와 비교한 결과 비교적 좋은 대응을 나타냈다. 본 연구의 접합방식은 외부에서 강관 기둥을 보강하는 간단한 방법으로 보붕괴형의 강접합을 얻을 수 있으며, 콘크리트 충전성을 확보할 수 있어 시공성에 있어서 장점으로 인정된다. 강관기둥의 두께가 8mm 인 것을 고려하면 실제 구조물의 설계에 적용할 수 있는 가능성이 있는 것으로 판단되며, 구체적인 설계방법을 위해서는 추치해석적인 방법에 의한 연구와 보완적인 실험이 필요한 것으로 생각된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제3권1호
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• pp.11-19
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• 2001

이 연구는 강관 보강형 다단 그라우팅공법의 설치 및 절단 시 어려움, 부식에 취약한 문제점 등을 개선하는데 목적이 있으며, 강관 대신에 고강도 유리섬유(fiberglass)를 이용한 FRP(Fiberglass Reinforced Plastic)의 적용성에 대한 연구를 수행하였다. 연구결과는 강관에 비하여 FRP 보강재의 가격이 높긴 하지만 시공성 및 내구성 등에서 우수한 것으로 파악되었다. 그리고 FRP 보강재의 형상에 따른 수치해석 결과에서는 국외에서 상용화 된 판상형 보강재 보다 등각곡선형 보강재가 더 구조적 측면에서 효율적임을 알 수 있었고, 그라우트 복합체에 대한 굴곡강도시험 결과에서는 강관과 FRP 보강재의 지보효과가 유사한 것으로 평가되었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제24권6호
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• pp.699-714
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• 2022

본 연구의 목적은 2개 터널의 간격이 최소 1 m이내인 초근접 병설터널이 풍화토 또는 풍화암같은 연약대를 통과하는 경우에 대해 안전하며 경제적인 필라보강방법을 제시하는데 있다. 초근접 병설터널의 필라부 보강방법 제시를 위하여 2차로 도로터널 표준단면도를 적용하였다. 필라부의 두께는 1 m로 가정하였다. 터널 통과 주변 지반 조건으로 풍화토 또는 풍화암으로 가정하였다. 필라부 안정성 평가를 위하여 4가지 보강 방법, 록볼트 보강, pre-stress 강연선 보강, 필라부 상부 수평강관 보강 + 그라우팅 보강, 수평 강관 보강 + 그라우팅 + pre-stress 강연선 보강 조건에 대하여 검토하였다. 터널 주변 지반조건이 풍화토인 경우 수평강관 보강 + 그라우팅 + pre-stress 강연선 보강 조건만 필라부에서 파괴가 발생하지 않았다. 터널 주변 지반조건이 풍화암인 경우 수평강관 보강 + 그라우팅 조건과 수평강관 보강 + 그라우팅 + pre-stress 강연선 보강 조건인 경우에서만 필라부에서 파괴가 발생하지 않았다. 수평강관 보강 + 그라우팅은 필라부 상부에 가해지는 상부하중을 지지하여 필라부 상부의 안정성을 증가시키는 역할을 수행한 것으로 판단된다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제13권6호
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• pp.609-619
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• 2001

리브로 보강된 가셋트-강관 접합부의 거동은 매우 복잡한 양상을 나타내므로 이론적인 방법으로는 극한강도평가가 불가능하다. 그러므로 본 연구에서는 리브로 보강된 K형 가셋트-강관접합부의 유한요소 해석결과를 실험결과와 비교 분석하여 그 타당성을 입증하고, 유한요소해석에 의한 접합부의 거동을 파악하고 극한강도를 추정하였다. 또한 횡력비, 편심률, 가셋트 길이를 고려한 유한요소해석으로부터 보강효과를 파악하였으며, 보강플레이트의 길이, 높이, 두께의 변화에 따른 해석을 수행하여 합리적인 보강방법을 제안하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제32권3A호
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• pp.171-181
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• 2012

지중에 매설된 원형강관으로 보강된 FRP 개인하수 처리시설에 대한 설계를 수행하고 실물 현장 재하실험을 통하여 보강의 형태 및 종류에 따른 극한거동을 분석하였다. 현행 개인하수 처리시설의 설계 기준의 문제점 파악하고 강관으로 보강된 하수처리시설에 대한 구조설계절차를 정립하였다. 본체 두께 및 보강링, 격벽을 고려한 제품을 설계하고 안전성을 검토하였다. 원통형 쉘의 구조재료로 사용되는 박막의 FRP에 대해 휨실험과 인장실험을 수행하여 재료특성을 파악하였다. 개인하수처리시설을 무보강, 강재 보강링 보강, 격벽 보강으로 설계한 제품의 현장실험을 통하여 본체의 변위와 응력의 변화를 계측 하여 파괴거동을 분석하였고 유한요소해석 결과와 비교, 검토하였다.