• 한국철도학회논문집
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• 제11권1호
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• pp.54-60
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• 2008

다층 탄성모델에 근거한 철도노반 설계는 열차의 반복 윤하중에 의한 궤도 하부 구조의 거동을 반영하는 응력 의존적인 회복탄성계수$(E_R)$가 각 층의 중요한 입력물성치가 된다. 그러나 반복하중을 가하는 기존의 회복탄성계수 시험법은 비용이 고가이고 시험장비와 숙련도에 따라 결과의 일관성이 떨어지는 단점이 있어 실질적인 적용에 어려움이이었다. 본 연구에서는 이를 극복하기 위해 동적물성치를 이용한 대체 회복탄성계수 시험법을 적용하여 철도노반의 회복탄성계수를 결정하였다. 강화노반에 주로 사용되는 쇄석의 회복탄성계수는 측정된 동적물성치와 열차 운행 중 경험하는 강화노반의 응력을 고려하여 결정되었고, 체적응력과 축차응력의 거듭제곱 형태로 예측모델을 나타내었다. 쇄석의 회복탄성계수는 체적응력이 증가함에 따라 전체적으로 증가하는 경향을 보였고 축차응력이 증감함에 따라 감소하였다. 상 하부노반의 주재료인 SM계열 토사 재료에 대하여 회복탄성계수를 평가하였고, 축차응력만을 이용한 거듭제곱 형태의 예측모델과 상관성이 매우 높게 나타났다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제7권1호통권24호
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• pp.29-38
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• 2007

틸팅차량의 안정성 확보를 위해 궤도부담력과 주행안정성 검토가 이루어졌으며, 틸팅차량이 궤도부담력과 주행안정성 검토에 의해 산정된 허용속도로 운행될 경우 레일이음매 하부 노반침하에 대한 연구가 수행되었다. 열차 주행시 레일이음매와 장대레일에 작용하는 충격량이 다르기 때문에 장대레일 하부 노반에 대한 안정성 검토가 추가적으로 필요하다. 본 연구에서는 장대레일에 대하여 노반의 침하량 및 지지력을 수치해석을 통해 검토하고 허용침하량 및 허용지지력과 비교하여 노반의 안정성을 검토하였으며 레일이음매와 장대레일 하부 노반의 침하량 및 지지력을 비교 분석하였다. 그 결과, 장대레일 및 레일이음부 하부 노반의 침하량은 허용침하량의 71.2% 및 88.8%, 응력은 허용지지력의 10.4% 및 12.1%로 나타났다.

• 한국철도학회논문집
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• 제18권4호
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• pp.354-362
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• 2015

콘크리트궤도의 경우, 허용침하기준이 30mm 이하로 매우 엄격하게 관리되기 때문에, 궤도 하부의 토공노반(강화노반, 상부노반, 하부노반)의 침하에 대한 관리가 필수적으로 요구되고 있다. 이를 위해서는 먼저 이들 노반 재료의 침하특성에 대해 보다 정확한 이해와 자료의 축적이 우선되어야 할 것이다. 이에 본 연구에서는 노반 재료를 대상으로 대형 오이도미터시험과 삼축압축시험을 통해 여러 입도조건, 함수비 변화조건, 반복하중 조건 등에 의한 장기침하특성을 평가하였다. 강화노반 재료가 설계기준에 적합하게 조성될 경우, 열차하중 하에서 발생되는 침하는 매우 적었다. 한편, 노반재료의 경우 일정 하중 하에서 함수비가 증가할 때, 입도조건에 따라 침하 발생량이 매우 크게 발생할 수 있는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제21권5호
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• pp.163-170
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• 2005

궤도상부(레일, 체결구, 침목)를 완전하게 잘 지지하기 위해서는 궤도하부(도상, 노반)가 충분한 강도를 가지고 균질한 강성을 가져야 한다. 궤도의 수직지지강성은 궤도하부의 상태(세립분 함량, 함수비)에 크게 영향을 받는다. 따라서 궤도의 수직지지강성을 평가하기 위하여 궤도하부의 상태를 평가하는 것은 매우 중요하다. 본 논문에서는 궤도하부의 상태를 진단할 수 있는 GPR/PBS/LFWD로 구성된 궤도기초상태평가법을 제안하였다. 제안된 궤도기초 상태평가법의 적용성을 평가하기 위하여 실내 실험 및 현장시험을 수행하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제12권2호
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• pp.183-189
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• 2009

경부고속철도 2단계 구간은 콘크리트궤도 형식으로 건설되고 있다. 콘크리트궤도는 궤도의 강성 구조적 특징으로 인하여 잔류침하 규정이 엄격하게 적용되고 있다. 궤도의 잔류침하는 궤도를 지지하는 하부구조인 노반과 원지반으로부터 기인된다. 암버럭과 흙 재료로 건설되고 있는 노반의 잔류침하는 현장다짐품질에 따라 원지반을 포함한 총 잔류침하의 중요한 부분이 될 수 있다. 따라서 암버럭 토사 혼합성토재로 이루어진 노반에서의 잔류침하를 최소화하는 것은 콘크리트궤도의 성공적인 건설을 위하여 중요한 요소 중 하나이다. 본 논문에서는 암버럭-토사 혼합성토재의 거동을 이해하기 위하여 총 31회의 대형다짐시험을 수행하였다. 다짐시료는 건설 중인 2개 현장으로부터 혈암과 이암을 주성분으로 하는 노반 재료를 채취하여 조성하였고, 다짐시험은 암 종류, 4번체 통과율, 최대입경, 함수비를 변화시키면서 수행하였다. 시험결과로부터 혼합성토재의 최대건조단위중량에 영향을 미칠 수 있는 인자들에 대한 평가를 수행하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제16권2호
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• pp.45-52
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• 2015

철도궤도 하부구조물의 유지, 보수 및 과다설계에 따른 비용을 최소화하기 위하여 궤도 하부구조물의 강도 및 강성특성에 대한 정확한 평가는 필수적이다. 본 연구에서는 궤도 하부구조물의 상태를 평가하기 위한 콘 관입기(CPI)를 개발하였으며, 적용성 검증을 위하여 실내실험과 현장실험을 수행하였다. CPI를 이용한 철도궤도 하부구조물 평가의 결과로서 획득되는 결과는 동적 콘관입지수(DCPI), 원추관입저항력($q_c$), 마찰저항력($f_s$) 및 마찰력비(Fr)이다. 실험결과, 실내실험의 경우 도상자갈층에서 획득한 동적 콘 관입지수와 상부노반층에서 획득한 원추관입저항력, 마찰저항력 및 마찰비는 조성한 시료에 대하여 신뢰할 만한 결과를 보였다. 현장실험의 경우 도상자갈층의 경계면을 명확히 구분해 내었으며, 상부노반층의 불연속면을 감지하였다. 본 연구에서 개발된 CPI는 동적 관입과 정적 관입 방법을 이용함으로써 궤도 하부구조물 평가에 유용한 방법이 될 것이라 기대된다.

• 한국철도학회논문집
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• 제16권5호
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• pp.386-393
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• 2013

본 연구에서는 궤도 하부 노반상에서 다짐도 확인 및 강화노반 두께 결정을 위하여 사용되는 변형계수 $E_{v2}$ 측정방법의 적절성과 측정값의 유효성을 검토하였다. 이를 위하여 반복평판재하시험(RPBT)을 실시하고 평판직하부에서 발생하는 압축변형률을 파악하였다. 동일 흙노반재료에 대한 공진주시험으로부터 획득된 전단탄성계수감소곡선과 $E_{v2}$를 비교하였다. 실 현장 RPBT의 발생변형률 수준과 변형계수의 크기가 합리적인지를 분석하기 위하여 응력조건과 대표 평균변형률계수($I_z$) 보정에 의해 반복평판재하시험 변형계수($E_{v2}$)를 재평가하였다. PLAXIS 프로그램을 이용하여 깊이에 따른 변형률 영향계수($I_z$)를 재산정하여 반복평판재하시험 결과($E_{v2}$) 해석에 미치는 변형률 영향계수의 영향을 분석하였으며 ABAQUS를 이용하여 3D궤도구조에서 노반이 받는 변형률수준을 확인하였다. 궤도하부구조가 경험하는 변형률수준에서의 변형계수 $E_{v2}$를 획득하기 위해서는 노반의 비선형성을 구현할 수 있도록 현 반복평판재하시험의 하중단계를 세분화할 필요성을 확인하였다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제6권4호통권23호
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• pp.7-14
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• 2006

기존선에 투입되는 틸팅차량은 기존 차량과는 다른 운행 메커니즘을 가지고 있으므로 안정성을 확보하기 위해서는 궤도부담력 및 주행안정성 검토와 노반의 안정성 검토가 필요하다. 본 연구에서는 레일 이음매 궤도에 대하여 틸팅차량이 궤도부담력과 주행안정성 검토에서 산정된 허용속도로 운행될 경우 발생하는 노반의 침하량을 수치해석을 통해 검토하였다. 틸팅차량 하중에 의해 발생되는 노반의 침하량과 허용침하량을 비교하여 노반의 안정성을 검토하였으며, 허용침하량과 틸팅차량 하중에 의해 발생하는 침하량의 비를 안전율이라 정의하여 안전율을 검토하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제39권11호
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• pp.23-31
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• 2023

콘크리트 궤도의 침하는 고속열차의 안전한 운행을 크게 저해할 수 있으며 복구에 상당한 비용이 소요되므로 최근 큰 문제로 대두되고 있다. 침하의 가장 큰 원인 중 하나는 터널공사의 부산물로 발생하는 암석재료를 적정한 입도분를 가진 토사 혼합 없이 하부노반 성토에 사용하기 때문으로 보고되고 있다. 본 논문에서는 암석재료로 성토된 하부노반의 부분 보강으로 인한 침하억제 효과를 수치해석으로 평가하였다. 하부노반에 일정하게 배치된 기둥 형태의 보강 영역은 상부노반에 지반아칭을 유발하게 되며 성토하중이 보강된 영역에 집중하게 되어 침하가 억제되는 효과가 있다. 유한요소해석을 통하여 보강된 영역의 크기, 강성, 간격이 하부노반의 침하억제에 미치는 효과를 평가하였으며, 해석 결과를 토대로 침하를 허용치 이내로 억제하기 위한 최소 보강 간격을 결정하는 설계 방법을 제안하였다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제10권1호
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• pp.40-48
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• 2014

최근 철도의 고속화와 효율적인 기존철도 노선의 활용화가 요구됨에 따라 다양한 철도노반의 강화에 대한 시도가 진행되어 왔다. 그 중 지오그리드는 기존의 연구들을 통해 보강효과가 있음이 인지되어왔고 이에 활용범위가 늘어나고 있다. 본 논문에서는, 물성치가 다른 노반재료들로 구성된 궤도하부 노반을 형성 후 두 종류의 지오그리드를 각각 설치하고, 상재하중에 대한 인발강도에 미치는 영향을 알아보았다. 실험결과 인발강도와 상재하중은 비례하는 경향을 보여준 반면, 상호작용 인발계수는 감소되었으며 이는 상재하중 크기뿐만 아니라 접속면에서의 마찰각, 격자와 입자간의 결합상태등 복합적인 영향을 받는 것으로 판단된다. 또한, 일-에너지 개념을 이용한 지오그리드 효과를 산정하는 방법을 제시하였고 제한적으로 실험결과를 이용하여 검증하였다.