• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제18권2호
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• pp.143-154
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• 2016

최근 국내 빈번하게 발생되고 있는 지반함몰 현상의 원인, 현황, 대책에 대하여 지반공학적인 접근 방법으로 조사하였다. 국내 발생된 지반함몰은 대부분 터널 굴착 공사와 지중매설관의 손상에 의한 것으로 나타났다. 용산역과 석촌 지하차도 지반함몰 사례와 같이, 굴착 공사 중 지반함몰은 지하수와 토사의 과다 유출이 주된 원인으로 나타났다. 특히, 충적층과 같은 연약지반에서의 기계식 굴착 시, TBM 굴착이 멈춘 지점에서 지반함몰 위험이 큰 것으로 나타났다. 서울시에서 발생된 지중매설관 손상으로 인한 지반함몰 사고를 종합하였을 때, 시공 시의 부주의, 노후화, 연약지반에서의 관의 부등침하 등이 지반함몰의 원인으로 나타났다. 터널 굴착 공사에 의한 지반함몰은 공사 시 발생되는 지하수, 토사의 이동에 대한 모니터링을 통해 대비할 수 있다. 지중매설관 손상으로 인한 지반함몰은 지중매설관의 생애주기 분석 및 유지관리 혹은 관 상부의 토압 분산 및 토압 지지력 증대를 통하여 대비할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권3호
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• pp.600-608
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• 2017

제체 내 누수와 관련이 있는 파이핑(piping) 현상은 제방 내에 큰 공동이나 수로를 만들어 제체의 붕괴 및 부등 침하를 일으키고 최종적으로 하천제방의 붕괴를 초래한다. 따라서 파이핑 현상에 의한 제방 붕괴에 적절하게 대응하고, 이에 대한 적절한 대책공법을 마련하기 위해서는 파이핑 현상에 의한 제방 붕괴 메카니즘을 분석할 필요가 있다. 이 연구에서는 축소 모형시험과 대형 모형시험을 수행하여 파이핑에 의한 제방 붕괴 형상 및 메카니즘을 분석하였으며, 침투압 시험을 수행하여 파이핑 대책공법으로 제안된 Hydraulic well의 침투압 분포 특성을 평가하였다. 연구 결과, 축소 모형시험을 통해 파이핑 안전율이 낮을수록 제방 붕괴 형상이 뚜렷하게 나타났으며, 대형 모형시험에서는 파이핑으로 인한 제방의 국부적인 손상 유형을 파악할 수 있었다. 또한 Hydraulic well의 침투압 시험을 통해 well의 중심 아래에서 파이핑 억제 효과가 가장 큰 것으로 평가되었다. 연구 결과의 신뢰성을 향상시키기 위해서 다양하고 연계성이 있는 모형시험 조건을 적용한 추가연구가 필요하지만, 이 연구는 파이핑에 의한 제방 붕괴 메카니즘 분석 및 대책공법 마련에 대한 기초 연구자료로 활용이 가능하다고 판단된다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제22권3호
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• pp.211-221
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• 2009

극초고층성, 비정형 형상, 공기단축을 위한 구획 시공 등 최근 초고층 건물의 경향을 고려할 때, 설계 및 시공 계획의 단계에서 시공 중 건물의 구조적 안정성 문제가 핵심 사항으로 부각되고 있다. 시공 중 초고층 건물의 안정성을 확보하기 위해서는 횡력저항시스템이 완전히 형성되기 전 구조체 자중의 불균형 분포에 의해 발생하는 수직부재의 불균등 축소, 골조의 기울어짐 혹은 횡변위, 기초의 부등 침하 등이 시공단계해석에 의하여 검토되어야 하며, 시공단계해석은 구조건전성모니터링, 시공 보정 프로그램, 시공계획 수립 등과 체계적으로 결합되어 진행되어야 한다. 이 논문은 시공 중 초고층 건물의 구조 안정성 검토를 위하여 기존의 범용구조해석프로그램을 활용한 구역 기반 시공단계해석 기법을 제시하고 있으며, 이를 실제 초고층 프로젝트의 3차원 구조해석에 적용하였다. 정밀한 해석을 위하여 시간 의존적 재료 성질 및 실제 시공 일정이 적용되었으며, 시공 일정 변화나 계측 결과와의 비교에 따른 재료 물성 변화 등을 지속적으로 변경하며 해석이 진행되었다. 이러한 실제 프로젝트에 대한 시공단계해석 적용을 통하여, 시공 중 초고층 건물의 안정성 확보를 위한 주요 검토 항목 및 방법을 제시하였다.

• 한국도로학회논문집
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• 제3권4호
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• pp.127-136
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• 2001

콘크리트 암거와 같은 지중구조물의 뒷채움시에 부등침하를 줄이기 위해서는 양질의 뒷채움 재료사용과 대형진동 다짐장비를 이용한 정밀한 다짐을 실시하는 것이 중요하다. 또한 효과적인 정밀 다짐은 진동 롤러의 강한 진동을 함께 구조물부에 근접하여 다지는 것이 필요하다. 그러나, 이와 같은 다짐방법은 과도한 충격하중 발생으로 구조물의 벽체균열 발생을 유발할 수 있다. 본 논문에서는 콘크리트 암거의 뒷채움 시공을 위하여 충격완화재의 종류와 다짐방법을 변화하여 다짐시의 구조물에 발생하는 다짐토압을 현장계측을 통하여 분석하였다. 타이어칩과 발포 폴리 스틸렌을 사용한 패널들을 뒷채움 다짐시공전 암거 벽면에 부착하였다. 충격완화재 Type A(Rubber)와 Type B(EPS)의 성능 비교를 위한 실내시험 결과 Type A는 Type B보다 작은 탄성계수와 큰 재료감쇠를 가지고 있어 보다 큰 충격완화효과를 기대할 수 있는 것으로 나타났다. 다짐장비는 대부분 큰 다짐에너지를 위하여 고주파수인 30Hz를 적용하였다. 현장계측 결과로부터 다짐하중에 의한 동적 수평토압의 크기는 다짐장비의 가진여부, 측정깊이, 다짐장비 이격거리 및 다짐방향에 의존하고 있었다. 암거의 동적 수평토압 측정결과로부터 롤러 다짐장비를 콘크리트 구조물에 직각방향으로 다짐작업을 실시하는 것이 수평방향으로 다짐하는 것 보다 다짐효과를 증가하는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제20권7호
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• pp.57-68
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• 2004

연약점토지반에 성토 등의 상재하중을 재하하게 되면 측방유동이라고 하는 측방변위가 발생하게 된다. 이 측방유동은 파일기초의 변형, 교대의 이동, 지중매설관의 파괴 등 성토에 인접한 지중구조물에 피해를 가하게 된다. 그렇지만, 측방유동은 체적변형과 전단변형도 동시에 발생할 뿐만 아니라 이 측방유동에 영향을 미치는 인자가 많기 때문에 측방유동에 의해서 발생하는 측방토압의 발생 메커니즘이 아직 명확히 밝혀지지 않았다. 그리고 최근 근접시공 등 기존구조물에 근접해서 공사가 진행되는 경우가 많아 이러한 근접구조물에 어떠한 피해를 가할 것인가 또는 대책공법을 설계하기 위한 설계하중으로서 측방토압을 구해야 하는 필요성이 커지고 있는 것 또한 현실이다. 그러므로 본 연구에서는 성토에 의해서 연약지반에 발생하는 측방토압에 미치는 재하속도의 영향을 조사하기 위해서 실내모형실험을 실시하였다. 그 결과, 측방토압이 삼각형 분포를 이룬다는 것과 재하속도가 빠를수록 측방토압의 최대치가 커지고 부등침하가 커진다는 것을 알 수 있었다. 그리고 이러한 재하속도의 영향은 부의 dilatancy에 의한 과잉간극수압의 발생에 기인한다는 것을 알았다.

• 대한토목학회논문집
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• 제37권5호
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• pp.787-799
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• 2017

저수지 제체 내 수로 구조물과 흙 접촉면의 장기적인 누수가 제체 파괴의 주원인 중의 하나 임에도 불구하고 이에 대한 연구는 미미한 실정이다. 배수통관과 같은 구조물이 부분 파손되어 누수가 발생하는 경우 외형적으로 관측하기 곤란하고 파이핑 등에 의한 제체 손상 우려가 있어 이에 대한 연구가 필요하다. 본 연구는 저수지 제체를 관통하는 배수 통관이 부등침하 등으로 인해 통관 일부가 파손되어 누수가 발생하는 경우 저수지의 제체 형태를 코어형 단면과 균일형 단면으로 구분하여 수위변화에 따른 2차원 침투해석을 수행하였다. 연구결과 저수지 등의 제체를 관통하는 배수 통관으로의 누수가 발생 할 경우 통관 하부보다는 상부가 파손되어 누수가 되는 경우가 파이핑 발생 가능성이 크며, 특히 제체 하류측에서 누수가 발생하는 경우 제체 중심 코어부의 존재는 제체 안정 유지에 도움을 주고 있다고 판단된다. 또한 저수지 제체 내부 간극수압의 급격한 감소가 관측되면 파이핑 발생 우려에 대한 심도 있는 고려가 필요할 것으로 사료된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제27권12호
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• pp.5-15
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• 2011

본 연구는 매립지의 최종복토층으로 사용되는 점토 혹은 지오멤브레인의 부등침하 및 기상조건변화에 의한 균열에 취약한 점을 고려하여 균열 발생시 자가형성된 물질로 인하여 균열치유 작용을 할 수 있는 SRSL(Self Recovering Sustainable Liner)의 매립지 최종복토층으로서의 적용성을 파악하였다. SRSL 기법은 2개의 층을 두어 상, 하부층 사이 계면에 불투수성 물질을 생성하는 동시에, 균열발생 시에도 2가지 성분이 다시 결합하여 불투수성 물질을 재형성하는 역할을 수행한다. SRSL의 최종복토층의로서의 적용성 파악을 위해서 실험실에서 연성벽체 투수시험기를 사용하여 투수 특성을 파악하였고 일축압축시험을 통하여 강도 및 강성 특성을 파악하였다. 또한 최종 복토층의 경우 환경적인 요인에 직접적으로 노출되어 있기 때문에 동결/융해 및 건조/습윤에 따른 SRSL의 투수 및 강도 특성 또한 알아보았다. 시험 결과, SRSL은 낮은 투수계수와 기준보다 높은 강도를 가진 매립장의 복토층 재료로 적합한 물질로 판단되며, 동결/융해 및 건조/습윤의 환경적인 영향에 대해서도 안정한 것으로 판명되었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제14권4호
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• pp.70-77
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• 2010

마이크로시멘트와 마이크로파일의 보조공법은 터널시공 시 지반개량을 위해 자주 사용된다. 본 연구는 교량기초 직하부에 터널 굴착시공 시 마이크로시멘트와 마이크로파일의 보조공법의 사용에 따른 교량과 터널지보재의 영향을 검토한다. 이를 위해 교량의 시공단계와 보조 공법의 단계를 포함하여 단계를 세분화하고, 상시 하천의 수압이 작용하고 있으므로 침투류-역학 연계해석을 수행한다. 이 결과 설계기준값을 상회하는 교각의 부등침하, 교각기초의 각변위량이 발생되는 것으로 조사되었으며, 교량 받침부에 상당량의 추가 반력이 작용되는 것으로 나타났다. 또한 지보재의 응력도 거의 모든 단계에서 기준값을 상회하는 것으로 나타났다. 이는 마이크로시멘트 그라우팅의 시공과정에서 작용하는 주입압이 하부의 암반 층에 의해 구속됨에 따라 주변 지반에 직접 전달 되고, 특히 상부구조물에 큰 영향을 주기 때문인 것으로 판단된다. 단층 대를 보강 하기 위한 마이크로시멘트 그라우팅은 중고압의 가압이 필요하며, 그라우팅에 의한 주입압은 상부구조물의 안전성에 큰 영향을 미친다. 따라서, 구조물의 직하부에서 시공되는 마이크로시멘트 그라우팅에 대한 안전성 검토시 주입압에 의한 지반의 거동 및 구조물의 안전성에 대한 검토과정이 반드시 포함되어야 하며 주입압의 설정 및 관리가 매우 중요하다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제31권3호
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• pp.39-50
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• 2015

터널 내 콘크리트 라이닝 및 공동구에는 일반적으로 구조물의 형상 및 강성이 변화하는 위치, 부등침하의 우려가 있는 위치, 온도변화가 심한 곳 등에 신축이음을 설치하여 균열발생을 최소화시키고 있다. 하지만, 설치되는 신축이음의 소요간격은 터널내의 온도변화, 구조물의 시공 및 환경조건, 구조물과 배면지반과의 인터라킹 등에 의해서 영향을 받아 그 간격을 정량적으로 제시하기에는 한계가 있다. 그럼에도 불구하고 고속도로 전문시방서(Korea Expressway Corporation, 2012)나 도로설계편람(Ministry of Land, Transport and Maritime Affairs, 2010)에 의하면 콘크리트 라이닝의 신축이음은 터널 입출구부 50m 이내에서는 25m 이하 간격으로 터널 내부에서는 20-60m 간격으로 일률적으로 설치하도록 되어 있어(공동구는 별도기준이 없어 라이닝 기준 준용) 터널건설과 관련하여 여러 가지 시공 및 경제적 문제점을 야기하고 있다. 따라서 본 연구에서는 이와 같은 문제점을 해소하기 위하여 신축이음 관련 국내 외 설계기준 및 시방서 기준들을 분석함과 더불어 터널내의 신축이음 관련 현장시험시공과 이론 및 수치해석적 검토 등을 수행하여 터널내의 콘크리트 라이닝 및 공동구의 신축이음 설치방안에 대한 기준을 재정립하였다.

• 보존과학회지
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• 제34권1호
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• pp.11-21
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• 2018

등록문화재 제233호 '공주 중학동 구 선교사 가옥'의 유래와 보존현황에 관한 연구결과 건축연대는 1921년 10월 23일이 합당하며 일제 강점기 말기 최후 거주자는 그동안 Amendt 선교사로 알려져 왔으나, 1939년 작성된 Williams 선교사의 편지 및 새로운 증언에 의해 Alice Sharp 선교사가 1939년 은퇴시까지 사용하였던 건물로서 독신여선교사들의 주거는 물론 여학교역할도 하였던 건물로 밝혀졌다. 따라서 이 문화재의 명칭도 '공주 여선교사 기념관'으로 변경하는 것이 바람직하다. 본 문화재의 내 외부 보존현황 조사 결과 건물 벽체의 기울기에는 이상이 없으나 내부 목재상태가 상당부분 열화되어 있어 안전진단 후 전체적인 보수가 필요한 상황으로 판단된다. 특히, 창호시설의 경우 본래의 상하 미닫이 창호로 복원할 필요가 있으며, 건물의 남서측 계단과 데크 및 우물의 원형복원이 필요한 것으로 판단된다. 아울러 문화재의 하부지반의 안전성에 관한 지반 비파괴진단결과 이 선교유적이 2~5 m 두께의 불균등한 표토층 위에 건축되었으며 표토층과 그 하부의 풍화암과의 경계면이 지형경사 방향으로 기울어져 있는 현상이 발견되고 있다. 이러한 현상은 우기에 지반의 함수비가 증가하면 지반의 지지력이 저하되는 바 부등침하발생 가능성이 있으며, 특히 집중호우가 발생한다면 산사태를 초래할 가능성이 있다. 따라서 본 건물 부지의 남서단 경계부에 석축시설을 설치하는 것이 바람직하며 신속한 배수가 되도록 배수시설 설치가 필요하다.