• 한국지반공학회논문집
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• 제25권9호
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• pp.45-55
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• 2009

철도 토공노반의 품질은 현장 밀도나 평판재하시험을 통해 관리되어 왔다. 현재 지반반력계수($k_{30}$)의 경우 일반철도와 고속철도의 설계기준으로도 사용되기 때문에 설계와 품질관리에서 일관성을 갖는다. 그럼에도 불구하고 지반반력계수($k_{30}$), 또는 반복평판재하시험의 결과인 변형계수($E_{v2}$)와 변형계수의 비($E_{v2}/E_{v1}$) 같은 설계인자에 대해 간편한 실내기준 설정 방법이 없어 설계과정의 치명적인 결함으로 남는다. 본 예비연구에서는 이러한 단점을 극복하고자 최근 개발된 철도 토공노반의 역학적-경험적 설계 방법에도 합당한 새로운 품질관리 기준으로 압축파 속도를 도입하였고 계측 기법을 제안하였다. 품질관리 방안의 핵심은 다짐시험과 병행하여 획득한 최적함수비에서의 압축파 속도를 현장의 품질관리 기준으로 설정하고 현장에서는 시공 중에 직접도달파 기법으로 품질을 확인하는 것이다. 직접도달파 기법은 현장의 기술자가 지표면 얕은 깊이의 균질한 층에서 간편하게 적용할 수 있고 저림하며 결과의 신뢰성이 높다. 시험 부지에서 직접도달파 시험으로부터 계측한 압축파 속도가 다짐도에 따라 식별 가능한지 확인하였고, 품질관리 지표로서 압축파 속도를 효과적으로 적용할 수 있음을 입증하였다. 본 논문의 현장 및 실내 압축파 계측을 통해 동반논문(박철수 등, 2009)에서 수행할 실험적 토대를 마련하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제16권6호통권73호
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• pp.725-736
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• 2004

최근 국내에서 I형 거더의 외부가 강재로 이루어지고 내부에 무근콘크리트가 채워져 합성된 거더에 프리스트레스를 도입하여 경간을 장대화할 수 있는 새로운 개념의 합성거더인 '강재로 구속된 프리스트레스트 콘크리트 합성거더(Steel-Confined Prestressed Concrete Girder; SCP Girder)'가 개발되었다. 또한 개발된 거더를 실물크기로 제작하여 시공성을 확인하고 정적하중 재하에 의한 파괴실험을 통해 공용 중 안전성에 대한 실험적 검증이 수행되었다(김정호 등, 2002). 그러나 SCP 합성거더의 실용화를 위해서는 교량 파손의 주원인이 주행하중의 영향에 의한 피로파손인 점을 고려하여 반복하중에 대한 피로거동의 연구 및 피로 안전성 확보가 요구된다. 따라서 본 연구에서는 SCP 합성거더에 대한 피로거동 특성을 파악하고 피로설계를 위한 기초적인 자료를 제시하기 위해 피로실험을 실시하였다. 피로실험을 위한 시험체의 제작은 1등교에 해당하는 설계활하중(DB-24)에 대하여 10m 지간으로 설계 제작하였으며, 실험결과 도로교설계기준(한국도로교통협회, 2000)의 상세피로범주에 따른 허용피로응력범위를 초과하지 않는 것으로 나타났다. 또한 초기정적재하를 통해 설계의 타당성과 구조적 거동을 분석하였으며, 피로실험 종료 후 거더 외부를 이루고 있는 강재를 제거하여 내부콘크리트의 상태를 관찰하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제20권2호
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• pp.241-247
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• 2017

장대레일이 부설된 철도 교량은 궤도-교량 상호작용으로 인하여 경간장 연장에 제약이 있다. 이러한 한계를 극복하기 위하여 궤도와 교량 사이에 저마찰 슬라이드층을 두어 교량과 궤도의 종방향 거동을 분리시켜 상호작용을 원천적으로 저감시키는 슬라이딩 궤도가 개발되고 있다. 본 연구에서는 슬라이드층을 포함하는 궤도 시스템을 실규모로 제작하여 종방향으로 반복하중을 재하하는 시험을 통하여 슬라이딩 궤도의 저마찰 거동을 종합적으로 평가하고자 하였다. 하중 재하 속도를 0.2, 1.0, 5.0, 10mm/min.으로 변화를 주었으며, 5,000, 10,000kg의 부가질량이 재하된 경우에 대한 마찰거동를 비교 검토하였다. 실험 결과 제안된 슬라이드층의 마찰계수는 0.22~0.33인 것으로 확인되었다. 더불어, 30년에 해당하는 10,000회의 반복하중을 재하하여 마찰계수 변화를 관찰한 결과, 마찰계수 증가는 7%에 머물러 반복하중에 대한 장기적인 내구성을 확보한 것으로 확인되었다. 슬라이드층의 마찰계수의 변화에 따른 영향을 상호작용 해석을 통하여 추가로 검토하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제29권4호
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• pp.360-367
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• 2009

공용중인 콘크리트 구조물의 건전성 평가를 위해서는 하중 증가에 따른 내부의 변형특성 및 손상을 예측하고 비 파괴적으로 상시 모니터링 할 필요가 있다. 본 연구에서는 철근 콘크리트 슬래브 시편을 대상으로 단계별 하중 재하(loading, holding, unloading)에 따른 음향방출 실험을 실시하였으며 휨 시험하의 인장균열, 전단균열 및 철근 콘크리트의 부착 상태, 반복하중에 의한 AE 신호의 특징과 신호 발생 양상을 분석하였다. 또한 음향방출법(a.oustic emission)에 있어 손상 정도를 유추할 수 있는 대표적 인자인 Felicity ratio를 분석하여 콘크리트 구조물의 상시감시 및 안전진단에 음향방출 기술을 적용하기 위한 분석기법을 제시하고자 한다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제20권2호
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• pp.5-13
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• 2004

기존의 흙을 사용하여 건설된 철도 노반은 반복적인 교통하중의 증가, 열차속도의 향상, 노반상으로의 지하수의 유입, 노반의 배수능력 저하 등의 이유로 인해 시간경과에 따라 쉽게 그 기능을 상실할 수 있다. 본 연구에서는 실대형시험과 수치해석을 수행함으로씨 철도노반으로서의 쇄석강화노반의 성능을 평가하였다. 쇄석강화노반의 탄$.$소성 연직변위는 모사열차하중의 재하횟수에 관계없이 일반 흙노반에 비해 작은 응답특성을 보였으며, 동일한 노반 부설두께에서는 노반반력계수의 증가에 따라 감소하며, 동일한 강성인 경우 노반 부설두께 증가에 따라 감소하는 경향을 보였다. 하지만, 쇄석강화노반의 부설두께에 비해 노반의 강성이 궤도에 발생하는 전체 소성 연직변위에 더욱 큰 영향을 미치는 것으로 평가되었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제13권11호
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• pp.93-101
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• 2012

모래다짐말뚝(SCP)는 연약지반 내에 다짐에 의해 형성된 모래말뚝을 조성하여 지반 개량효과를 극대화하는 공법이다. 점성토 지반에서는 압밀촉진 및 배수 효과, 느슨한 모래지반에서는 다짐 등을 통해 액상화 대책공법으로 주로 사용되고 있다. SCP의 설계에 있어 강성이 큰 SCP 본체 부분도 함께 고려하지 않으면 과도하게 안전을 고려한 설계가 되며 시공비용이 늘어나 경제적으로도 불리할 가능성이 매우 높다. SCP 타설에 의한 지반 내의 응력상태의 변화나 다짐 메커니즘에 대해서는 지금까지의 연구 결과에 의해 어느 정도 구명되었으나, SCP와 원지반을 복합지반으로 고려한 연구는 사례가 적어 충분히 설명될 만큼 연구 성과를 얻지 못하고 있다. 이에 본 연구에서는 SCP 개량지반을 SCP와 원지반으로 구성된 복합지반으로 취급하였으며, SCP 타설에 의한 응력상태나 밀도변화를 모사한 요소시험(CID test)을 수행하여 SCP 시공에 따른 원지반의 응력상태의 변화를 $K_0$와 SCP 치환율의 관계를 통해 고찰하였다. 동시에 반복삼축압축 시험장치를 이용하여 SCP의 시공과정을 실내에서 재현할 수 있는지에 대해도 검토하였다. 시험결과 SCP 시공 초기 원지반의 응력상태의 변화가 가장 크게 발생하고 있으며, 특정 시점 이후에는 SCP 시공을 위한 진동이 지반의 응력특성 변화에 큰 영향을 미치지 못하고 있었다. 또한 SCP에 의한 원지반의 거동을 실내에서 재현하기 위해서는 케이싱 진동에 해당하는 반복재하를 실시하는 것이 반드시 필요하다고 판단된다.

• 콘크리트학회지
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• 제3권2호
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• pp.123-132
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• 1991

건축구조물의 초고층화, 대형화 및 특수화 되어가는 현재의 실정에 고강도콘크리트의 사용은 필수적은 부분으로 대두되기 시작하였다. 그러나 이러한 필수적인 필요성에도 불구하고 ACI Building Code에서는 콘크리트의 강도가 420kg/$cm^2$이하에 관한 구조설계기준만을 제안하고 있는 설정이므로 420kg/$cm^2$을 넘는 고강도 콘크리트 사용시이에 따른 정확한 규준식이 정립되어 있지 못한 설정이다. 따라서 본 연구는 고강도 콘크리트 보-기둥접합부 설계에 기본적인 자료를 제공하고자 하였으며, 시험체는 총 5개로서 선정된 주요변수는 콘크리트 압축강도(f'c=300kg/$cm^2$과 800kg/$cm^2$), 하중재하방법(일방향 단조하중과 반복하중) 그리고 접합부내의 구부림철근 사용 유.무등으로 하였다. 이상과 같은 변수에 따른 실험결과로서, 반복하중을 수행한 시험체가 일방향단조하중에 수행한 시험체의 최대하중수행능력에 비해서 73%정도밖에 미치지 못하였으며 접합부내에 기준배근을 한 시험체에 비해서 접합부내의 사인장 대각균열 발생억제 및 접합면의 균열들이 접합부내 기둥으로 진전하는 것을 막을 수는 있었으나 접합부내를 과도하게(횡보강근+구부림철근)보호함으로써 균열들이 분담되지 않고 보-기둥접합면에 집중되어 피해가 가중되는 현상을 보이게 되므로 고강도 콘크리트 보-기둥접합부 설계시 접합부내에 구부림철근의 사용은 적절하지 않은 것으로 보인다. 최대하중수행능력에 비해서 73%정도밖에 미치지 못하였으며 접합부내에 기준배근을 한 시험체에 비해서 접합부내의 사인장 대각균열 발생억제 및 접합면의 균열들이 접합부내 기둥으로 진전하는 것을 막을 수는 있었으나 접합부내를 과도하게(횡보강근+구부림철근)보호함으로써 균열들이 분담되지 않고 보-기둥접합면에 집중되어 피해가 가중되는 현상을 보이게 되므로 고강도 콘크리트 보-기둥접합부 설계시 접합부내에 구부림철근의 사용은 적절하지 않은 것으로 보인다.

• 콘크리트학회지
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• 제4권1호
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• pp.119-126
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• 1992

R/C라멘골조에 있어서 수직부재(기둥, 벽등)에 수평부재(보, 슬라브등)의 콘크리트 강도보다 1.4배가 넘는 강도의 콘크리트를 분리타설할 경우 ACI 318-89 R10. 13. 1은 수직부재에 타설한 콘크리트가 수평부재로 2ft(60cm)이상의 내민길으를 확보하도록 규정하고 있다. 이에 따라 본 연구는 이 규정을 그대로 적용하기에 앞서 실험적인 검증을 통하여 구조적인 안전성을 확보하기 위하여 주요변수로서 콘크리트 압축강도, 전단보강비, 하중재하방법 등을 두어 총 6개의 시험체를 시험 및 분석하였다. 실험결과는 일방향 단조하중을 받는 시험체가 반복하중을 받는 시험체보다 다소 낮은 하중 수행능력을 보였다. 반복하중을 받는 시험체의 경우 접합면으로부터 5~20cm정도 떨어진 부분에 집중적인 균열이 발생하였으나 2ft(60cm)의 내민길이 면에서의 거의 균열이 발생하지 않아 현재 ACI의 내민길이 2ft(60cm)에 대한 규정은 매우 안전한 것으로 사료되며, 전단보강비가 증가함에 따라 부재의 연성능력이 증가하는 것으로 나타나 요구되는 전단보강근양의 50%이하는 부재의 거동에 다소 불리하나 50%를 초과하는 전단보강은 과다한 보강인 것으로 나타났다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제20권4호
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• pp.731-742
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• 2018

최근 도심지에서 기존터널 상부에 구조물을 신설하는 경우가 증가하고 있다. 특히 지반굴착 후 구조물이 시공되는 경우 굴착 저면 하부 지반 내에서는 하중 제하, 재하 과정이 반복되므로 기존 터널에 영향을 미칠 수 있다. 따라서 지반굴착으로 인한 기존 터널의 안정을 유지하기 위해서는 인접부에서의 굴착 및 구조물 하중에 의한 영향을 정확히 파악하여야 한다. 본 연구에서는 기존터널 상부지반 굴착 및 신설 구조물로 인한 하중이 기존터널에 미치는 영향을 대형 모형시험과 수치해석으로 통하여 파악하였다. 이를 위해 실제 크기의 1/5로 축소한 모형시험과 수치해석을 수행하여 굴착저면과 터널 천단 간의 거리를 일정하게 유지하고 지반굴착, 구조물 하중의 폭을 변화하여 그에 따른 영향을 파악하였다. 연구 결과, 동일 하중 크기에 대하여 굴착 깊이가 깊어져 굴착 저면과 기존터널이 가까울수록 더 큰 영향이 작용하는 것을 확인하였다. 동일 이격 거리에서 기존터널에 영향은 건물하중 폭 증가에 따라 터널 내공변위가 증가하는 것을 확인하였고, 지중응력은 최대 2.4배까지 증가하는 것을 확인하였다. 이로부터 건물하중 폭이 증가하면 지중응력의 증가 영향으로 기존 터널에 영향을 주는 것을 확인하였고, 기존터널을 중심으로 신규하중의 재하 폭이 터널직경의 3배 이상으로 이격되면 지중응력의 영향이 감소하는 것을 확인하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권6호
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• pp.37-51
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• 2007

본 연구에서는 인천해성점토 지반에 근입된 대구경 현장타설 말뚝의 횡방향 상대 강성에 따른 거동특성 을 분석하기 위하여, 인천대교 현장의 축소모형 시험과 실물 재하 시험을 일방향 및 양방향 반복재하 형태의 하중으로 수행하였다. 이를 토대로 국내 해성토의 p-y 곡선을 산정하였으며, 현장과 같은 조건으로 수치해석을 수행하여 기존 O'Neill clay 모델(1984)의 p-y 곡선과 Matlock soft clay 모델(1970)의 p-y 곡선을 비교 분석하였다. 본 검토결과 해성점토 지반에 근입된 현장타설말뚝의 거동은 서로 다른 특성을 가진 비선형 지반모델(O'Neill clay 모델, Matlock soft clay 모델, 재하시험을 통한 p-y 곡선)을 사용하여 해석하였음에도 불구하고 유사한 휨모멘트와 수평변위를 나타냈다. 이러한 원인을 규명하기 위하여, 말뚝과 지반의 상대강성에 초점을 맞추어 말뚝의 강성에 영향을 주는 주요 영향요소인 말뚝의 직경과 길이 그리고 강성 등을 변화시키면서 다양한 해석을 수행하였다. 해석결과 지반과 말뚝의 강성차이가 큰 강성말뚝의 경우 비선형 지반 모델이 말뚝 거동에 미치는 영향이 작게 나타났으나, 지반과 말뚝의 강성차이가 작은 연성 말뚝의 경우에는 비선형 지반모델의 차이에 따른 거동의 변화가 뚜렷하게 나타남을 확인할 수 있었다.