• 한국지반공학회논문집
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• 제23권4호
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• pp.25-32
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• 2007

도로 성토재 및 구조물 뒤채움재로 점성토 활용의 필요성이 증가함에 따라 보강재로 배수성을 갖고 있는 토목섬유 부직포가 점차 주목을 받고 있으나, 현장 보강토구조물에서 부직포의 변형거동을 분석한 사례는 거의 없으며, 그 이유는 부직포의 경우 지오그리드나 직포에 비해 강성이 작고 변형률이 크며 스트레인 게이지를 이용한 계측이 곤란하기 때문이다. 본 연구에서는 스트레인 게이지를 이용하여 부직포의 변형거동을 보다 간편하게 계측할 수 있는 방법을 제안하였고, 이를 실내시험과 2개의 실물보강토옹벽에 적용하여 유용성 여부를 검토하였다. 구속압 70kPa 하에서 실시한 실내 광폭인장시험의 경우 스트레인 게이지에 의해 계측된 부직포의 국부변형은 LVDT에 의해 계측된 전체변형과 유사한 패턴으로 거동하는 것으로 나타났다. 실물보강토옹벽에서 부직포의 변형범위는 직포나 지오그리드보다 크게 나타나나, 이들 보강재와 변형 패턴이 유사하고, 16개월 동안 정상적으로 작동하는 것으로 나타났다. 따라서, 본 연구에서 제안한 스트레인 게이지에 의한 부직포의 변형계측방법은 매우 유용한 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권5호
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• pp.111-129
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• 2007

SDA매입말뚝의 지지성능이 잘 발휘될 수 있는 표준시공법에 대한 매뉴얼을 정리하여 제시하였다. 또한 전국 33개 현장에서 SDA매입공법으로 시공한265개 시험말뚝에 대하여 405회의 동재하시험과 30회의 정재하시험을 시행하였다. 말뚝재하시험 결과 SDA매입말뚝의 선단지지력은 지층의 조건에 따라 차이가 있었으며 여러 설계기준에 제시된 기존의 지지력 산정식으로 산정한 값과 차이가 있었다. 말뚝재하시험 결과에 근거하여 지지지반의 종류별로 SDA매입말뚝의 단위선단지지력을 정량적으로 계산할 수 있는 네 개의 식을 제안하였다. 토사층과 풍화암반에 지지되는 말뚝의 단위선단지지력은 표준관입시험의 N치와의 상관식으로 나타낼 수 있었으며, 기반암 위의 단위선단지지력은 1500 $tf/m^2$ 이상 되는 것으로 나타났다. 이들 제안식을 기존의 표준시방서에 제시되어 매입말뚝설계에 적용되는 기존의 식들과 비교 고찰하였다. 이들 제안식을 사용하기 위해서는 표준관입시험의 정밀도를 높여야하며, 현장에서 시험시공과 재하시험을 시행하는 것이 바람직하다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제24권11호
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• pp.61-70
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• 2008

본 연구에서는 국내 4개 지역에서 시공된 총 10본의 대구경 암반 근입 현장타설말뚝의 양방향 말뚝 선단재하시험과 일반적인 말뚝두부 재하시험을 토대로 하중 재하방식에 따른 말뚝의 침하거동 및 하중전이 거동 특성을 분석하였다. 이로부터 양방향 재하하중을 받는 현장타설말뚝의 등가 말뚝 두부하중침하 거동을 고찰하곤 기존 등가 두부하중침하 곡선 산정방법과의 비교분석을 통하여 주면하중에 의해 추가적인 선단침하량의 영향정도를 분석하였다. 본 연구결과, 주면하중에 의해 발생되는 선단침하량을 고려한 하중전이해석(coupled load transfer analysis)을 통한 하중-침하량 예측값은 정재하 시험결과를 적절히 예측하는 것으로 나타났으나, 근사적 해석법을 통한 등가 하중-침하 곡선 및 일반적인 하중전이해식(uncoupled load transfer analysis)의 예측값은 정재하 시험결과에 비해 침하량을 과소 평가할 수 있음을 알 수 있었다. 하지만, 시험말뚝 근입부분의 암반층이 매우 단단할 경우 주면하중에 의한 선단침하량이 매우 작은 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제24권11호
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• pp.111-120
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• 2008

포항지역 일원에 분포하는 이암을 대상으로 암석의 파괴강도에 대한 유도이방성을 분석하기 위하여 인공절리면을 갖는 이방성 암석에 대한 일축 및 삼축압축시험을 수행하였다. 시험결과, 일축압축강도와 삼축압축강도의 최소치는 인공절리면의 각도 ${\beta}=30^{\circ}$에서 나타났으며, 이방성 유형은 어깨형태(shoulder type)를 보였다. 또한 일축압축시험에서의 이방율을 산정한 결과, $R_c=9.0$으로 나타나 매우 높은 이방성에 속한 반면, 삼축압축시험에서 이방율은 $1.29{\sim}1.98$ 정도의 낮은 이방성으로 나타났다. Ramamurthy(1985) 파괴규준식에 n 지수를 도입하여 일축압축시험결과를 분석한 결과 ${\beta}=0^{\circ}{\sim}30^{\circ}$에서는 n=1인 곡선과 ${\beta}=30^{\circ}{\sim}90^{\circ}$에서는 n=3인 곡선이 가장 적절한 값을 예측하는 것으로 나타났다. 또한 삼축압축시험결과를 Ramamurthy 파괴규준식을 적용하여 분석하기 위해 매개변수 산정에 관한 Ramamurthy 제안식에 일축압축강도에서의 이방율을 도입하여 제안식을 일부 수정하였다. 이를 이용하여 매개변수를 재산정하고 Ramamurthy 파괴규준식에 적용한 결과 전반적으로 실험치와 잘 일치되는 것으로 나타났다. 또한, Jaeger(1960), McLamore & Gray(1967) 및 Hoek & Brown(1980)의 파괴규준을 적용하여 이암의 파괴강도에 대한 이방성을 살펴보았다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제22권4호
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• pp.11-19
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• 2006

1990년대 이후로 양방향 재하시험(Bi-directional pile load test)은 기존 재하시험 방법에 대한 장점으로 인해 최근 여러 나라에서 그 사용이 증가하고 있다. 그러나 양방향재하시험은 두부재하시험과 상이한 재하기구를 따르므로 실제 구조물의 거동, 특히 말뚝 두부에서의 하중-변위 거동에 있어 실제와 다른 결과를 줄 우려가 있다. 따라서 본 논문에서는 동일한 형상과 지반조건을 갖는 두 본의 말뚝에 대해 한 본은 두부재하 방식으로, 한 본은 선단부 양방향 재하방식으로 정재하시험을 수행하였으며, 이 때 말뚝 깊이별로 변형률계를 부착하여 말뚝의 하중-전이 기구를 분석하였다. 변형률계 분석으로 구한 말뚝의 깊이별 하중 전이 함수의 모양은 시험방법에 따른 큰 차이를 보이지 않았으나, 양방향 재하시험을 이용하여 기존의 방법으로 추정한 말뚝두부 변위는 두부재하시험으로 구한 변위에 비해 사용하중하에서 1/2 미만인 것으로 나타났다. 양방향 재하시험 결과를 이용하여 보다 정확한 하중-변위곡선을 예측하기 위해 말뚝의 탄성압축량을 고려하는 간단한 방법을 제안하였다. 또한 양방향 재하시험시 변형률계 계측자료를 이용하여 두부재하시험 곡선과 거의 동일한 하중-변위 곡선을 예측할 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제26권2호
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• pp.23-32
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• 2010

본 연구는 특별히 물과 관련된 실트질 계열의 경량기포혼합토(기포슬러리밀도 10kN/$m^3$ 대상)의 특성변화를 알아보기 위해 수행되었다. 일축압축강도, 투수계수, 모관상승고 등에 대한 연구가 이루어졌으며, 이들 연구를 뒷받침할 수 있는 경량기포혼합토의 미세구조에 대한 연구도 아울러 진행되었다. 사진을 통한 미세 구조 분석 결과 경량기포혼합토 내의 기포는 다양한 크기로 존재하며, 위치별 기포의 분포는 거의 일정한 것으로 밝혀졌다. 또한 기포 안에 아주 많은 미세한 공극들이 존재하여 물에 의해 경량기포혼합토가 포화상태에 가까이 도달될 수 있음이 밝혀졌다. 이미지를 이용한 간극률 산정도 같이 이루어졌다. 일축압축강도 시험 결과, 물에 의한 극한강도 값의 변화는 없으나 응력-변형거동에는 영향을 주는 것으로 나타났다. 경량기포혼합토의 투수계수는 평균 $4.857{\times}10^{-6}cm/sec$로 점토보다는 약간 큰 값을 갖는 것으로 나타났다. 경량기포혼합토의 모관상승은 시험초기부터 100분 이내에는 가파르게 진행되고, 그 이후 경과시간에 따라 상승속도가 점진적으로 완만하게 진행됨을 알 수 있다. 모관상승은 곧 재료의 단위중량 증가를 유발하므로 경량기포혼합토의 설계와 유지관리 시 각별한 주의가 요구된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제26권3호
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• pp.35-45
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• 2010

말뚝으로 지지된 성토지반 내에 발달되는 펀칭전단현상에 의하여 성토하중이 말뚝에 전이되는 메커니즘을 규명하였다. 성토지반 속에 발달하는 펀칭전단파괴의 기하학적형상에 근거하여 이론해석을 실시하였고 말뚝으로 전이되는 성토하중의 크기를 예측할 수 있는 이론식을 제안하였다. 이 이론식에는 말뚝캡보로의 하중전이 메커니즘에 영향을 주는 여러 매개변수가 포함되어 있다. 이 이론식의 신뢰성을 검증하기 위해 일련의 모형실험을 실시하였다. 모형실험은 말뚝캡보폭이 좁은 경우와 넓은 경우의 두 종류의 캡보에 대하여 실시하였다. 모래성토는 7단계로 나누어 단계적으로 실시하였으며 매 성토단계에서의 재하시간은 장기재하방식과 단기재하방식의 두 가지 방식으로 실시하였다. 장기재하방식은 매 성토단계에서의 히중재하시간을 24시간으로 하였고 단기재하방식은 하중재하시간을 2시간으로 하였다. 이들 모든 모형 실험에서 측정된 연직하중의 측정값은 제안된 이론식에 의거 산정된 예측치와 잘 일치하였다. 또한 이 이론식의 현장 적용성을 검증하기 위하여 성토지지말뚝이 시공된 한 현장의 계측결과와 이론치를 비교 검토하여 보았다. 이 현장에서는 캡보 사이의 간격을 너무 넓게 설치하였기 때문에 성토지반 내에 지반아칭이 발달하기가 어려워 펀칭파괴가 발달하였을 것이 예상되는 현장이었다. 결국 이 이론식으로 예측된 연직하중은 이 현장에서 측정된 현장계측 결과와도 잘 일치하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제26권3호
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• pp.5-12
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• 2010

본 연구에서는 지진후의 침하에 미치는 반복 전단방향의 영향을 명확히 하기 위해， 일본의 표준사인 Toyoura sand와 천연모래인 Genkai sand 및 고로수쇄슬래그(GBFS)에 대해서 다축(다방향) 전단실험을 수행하였다. 공시체는 높이 75mm, 직경 20mm이다. 일련의 실험에서, 변형률 반복 재하회수 n=5, 20, 30, 100, 200회로 변화시켜 행하였으며, 전단변형률 진폭은 0.1%에서 1.0%까지 변화시켰다. 각 공시체의 상대밀도는 50, 60, 70%를 대상으로 하였다. Toyoura sand와 고로수쇄슬래그에 대한 실험결과로부터, 반복전단후의 침하는 상대밀도가 작을수록 크게 되며, 전단변형률 진폭의 증가와 더불어 크게 나타났다. 반복전단 방향의 차이에 따른 영향이 감소한 후에 Toyoura sand의 전단후의 침하는 일정치에 수렴하지만, 고로수쇄슬래그는 반복전단회수의 증가와 더불어 증가되었다. 또한, 반복전단후의 침하는 Kaolinite > Toyoura sand > Genkai sand > GBFS의 순으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제26권7호
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• pp.93-106
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• 2010

현장 열응답 시험을 통해 지중 유효 열전도도를 산출하여 각 보어홀의 성능을 비교하기 위해 강원도 원주 현장에 6개의 보어홀을 시험 시공하였다. 6개의 보어홀은 그라우트 종류와 첨가재 종류, 지중열교환기 파이프 단면에 따른 영향을 검토하도록 시공되었다. 그라우트 재료는 벤토나이트와 시멘트를 사용하였으며 첨가재는 천연규사와 흑연, 파이프 단면은 기존 U-tube 파이프 단면과 유입과 유출 파이프 사이에 파이프를 추가로 삽입한 새로운 3공형 파이프 단면을 적용하였다. 현장 열응답 시험으로 산정한 지중 유효 열전도도 결과는 시멘트 그라우트로 시공한 보어홀의 경우가 벤토나이트 그라우트로 시공한 경우에 비해 전열 성능이 향상됨을 보였으며 흑연을 추가로 사용한 경우가 천연규사만 사용한 경우보다 높은 효율을 보였다. 또한, 유입과 유출 파이프 사이에 물을 채워 부분적 단열 구간을 형성한 새로운 3공형 파이프 단면의 경우가 기존 U-tube 파이프 단면에 비해 높은 효율을 보였다. 가상 건물에 대한 지중열교환기 설계를 수행하여 지중열교환기 시공비를 비교한 결과, 시멘트 그라우트에 첨가재로 천연규사와 흑연을 함께 사용한 경우가 벤토나이트 그라우트에 첨가재로 천연규사를 사용한 기존의 시공방법 보다 낮은 시공비로 설계가 가능하였다. 마지막으로 본 현장 열응답 시험결과를 바탕으로 일련의 경제성 분석을 통하여 새로이 제시된 첨가제와 3공형 파이프 단면의 적용성을 평가하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제26권7호
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• pp.7-16
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• 2010

응력이력은 사질토 지반의 잔류 수평응력을 증가시켜 현장시험의 관입저항을 증가시킨다. 본 연구에서는 챔버에 조성된 정규 및 과압밀 시료에 대한 콘관입시험과 딜라토미터 시험을 수행하고 응력이력이 시험결과와 측정값의 상관관계에 미치는 영향을 분석하였다. 시험결과, 평균 유효응력으로 정규화된 콘선단저항은 상대밀도 및 상태정수와 높은 상관성을 보였다. 딜라토미터의 수평응력지수($K_D$)는 콘선단저항($q_c$) 뿐만 아니라, 딜라토미터 계수($E_D$) 보다도 응력이력 영향을 효과적으로 반영하였다. 수평응력지수에 반영된 응력이력의 영향을 정지토압계수인 $K_0$로 보정한 $K_D/K_0$는 상대밀도 뿐만 아니라, 상태정수, 평균 유효응력으로 정규화된 콘선단저항과 응력이력에 관계없는 높은 상관성을 보였다. 또한 평균 유효응력으로 정규화된 딜라토미터 계수($E_D/{\sigma}_m'$)와 상태정수의 관계도 응력이력에 관계없이 유일한 식으로 표현되었다.