• 한국재난정보학회 논문집
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• 제14권3호
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• pp.367-378
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• 2018

연구목적: 본 연구는 국내 도심지 굴착시 흔히 마주치는 암반을 포함한 다층토 지반에서 앵커지지 흙막이 구조물의 합리적인 안전관리방법에 대해 서술하는 것을 목적으로 한다. 연구방법: 흙막이 굴착공사의 붕괴사례 현장으로부터 수집한 현장 계측자료를 바탕으로 깊은 굴착시 앵커지지 흙막이벽체의 수평변위속도 관점에서 흙막이 구조물의 안전관리방법에 대해 접근하였다. 연구결과: 붕괴구간의 흙막이벽체 평균 최대수평변위속도는 굴토완료 이후에 뚜렷하게 증가하는 추세를 보였다. 특히, 암반 불연속면을 따라 발생하는 슬라이딩에 의한 흙막이 구조물 붕괴는 비교적 짧은 시간에 상당히 큰 변위속도를 나타냈다. 결론: 본 연구를 통해 굴착공사중 흙막이 구조물 붕괴 사고를 사전에 예측하고 예방하기 위해 국내 현장에서 일반적으로 적용되어온 수평변위에 의한 정량적인 관리기준보다는 수평 변위속도에 의한 안전관리기준의 활용은 흙막이 굴착공사의 안전성을 판단하는데 훨씬 합리적인 것으로 나타났다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제7권3호
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• pp.77-83
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• 2006

본 연구의 목적은 연약점토층에 성토하는 경우 하중속도에 따른 수평변위거동을 모형실험을 이용하여 분석하고자 하는 것이다. 모형실험은 연약점토층의 두께와 하중속도를 고려한 7가지 경우로 구성되어있으며, 모형실험의 결과로부터 지반변위 거동과 재하속도와의 관계를 규명하였다. 연약토의 두께와 재하속도에 변화를 주어 모형실험을 실시한 결과, 재하속도가 작은 경우에는 재하판 부근의 1차원 연직 아래방향의 움직임이 분명하게 발생하였으며, 지표면 융기량은 작게 발생되었다. 재하속도가 큰 경우에는 재하판 끝의 지반변위는 측방변위가 크게 나타나고 지표면 융기량도 크게 발생하였다. 현장적용성을 확인하기 위하여 지표면 변위가 관측된 3가지 사례에 대하여 비교 검토한 결과 고함수비 점토지반에서 실측값과 계산 값이 비교적 잘 일치하였고, 지표면 융기영역과 융기량 등의 변위를 예측할 수 있다는 것을 알았다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제5권2호
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• pp.63-69
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• 2004

최근 연약지반상에 제체 등을 시공 중이나 시공 후에 압밀침하와 수평변위가 발생한다. 그러나 연약지반상의 압밀침하와 전단변위는 동시에 발생하므로 제체선단 아래 깊이에 따른 수평변위량과 수평변위 분포를 정확히 예측한다는 것은 매우 어려운 일이다. 본 연구에서는 고함수비 연약점토 지반에 성토 재하가 발생하는 경우 주변지반의 변위를 실내 모형 실험을 수행하여 연약토의 층후, 재하하중의 크기 및 재하속도 등이 성토본체의 침하량, 주변 지반의 변위, 지표면최대 융기량, 지표면변위 및 영향범위 등을 규명하고자 한다. 이러한 일련의 모형실험에 의하여 측방유동 예측식을 제안하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제17권1호
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• pp.47-56
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• 2001

본 논문에서는 단일 및 군말뚝의 수평변위를 예측하기 위하여 신경망 학습속도의 향상과 지역 최소점 수렴을 방지하는 Readjusting 기법을 적용한 인공신경망을 도입하였다. 이 인공신경망을 M-EBPNN 이라고 한다. M-EBPNN에 의한 결과는 낙동강 모래지반에서 단일 및 군말뚝에 대하여 수행한 일련의 모형실험결과와 비교하였으며, 그리고 신경망의 학습속도와 지역 최소점의 수렴성을 평가하기 위하여 오류 역전파 신경망(EBPNN)의 결과와도 비교 분석하였다. M-EBPNN의 적용성 검증을 위하여 200개의 모형실험결과들을 이용하였으며, 신경망의 구조는 EBPNN의 구조와 동일한 한 개의 입력층과 두 개의 은닉층 그리고 한 개의 출력층으로 구성되었다. 전체 데이터의 25%, 50% 그리고 75% 결과는 각각 신경망의 학습에 이용되었으며 학습에 이용하지 않은 데이터들은 예측에 이용되었다. 그리고, 신경망의 최적학습을 위하여 적합한 은닉층의 뉴런 수와 학습률은 EBPNN에서 결정한 값들을 본 신경망에 이용하였다. 해석결과들에 의하면, 동일한 학습패턴에서의 M-EBPNN이 학습 반복횟수는 EBPNN 보다 최고 88% 감소하였으며 지역 최소점에 수렴하는 현상은 거의 나타나지 않았다. 따라서, 인공신경망 모델이 수평하중을 받는 말뚝의 수평변위 예측에 적용될 수 있는 가능성을 보여 주었다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제22권3호
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• pp.97-103
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• 2023

최근 말뚝기초의 수평저항력에 대한 연구들이 활발히 이루어지고 있다. 말뚝기초의 수평저항력에 대한 실험연구들의 경우 변위제어법 또는 하중제어법을 사용하고 있다. 하지만 변위제어법의 경우 말뚝에 가해지는 하중의 속도에 따라 말뚝의 수평저항력이 달라진다. 따라서 본 연구에서는 모형실험을 통해 수평재하속도에 따른 말뚝기초의 수평저항력 변화를 파악하고자 한다. 실험결과 말뚝두부에 가해지낸 수평재하속도가 빠를수록 말뚝의 수평저항력이 감소하는 경향을 보였다. 이를 확인하기 위해 재하속도에 따른 지반과 말뚝의 측면변경 모형실험을 추가적으로 진행하였으며, 그 결과 재하속도가 빠를수록 말뚝의 회전절점의 깊이가 감소하였다. 역해석을 통해 수평재하 속도에 따른 회전절점의 깊이 변화를 파악하였다. 수평재하속도에 따른 말뚝기초의 수평저항력과 회전절점의 깊이 변화를 통해, 말뚝의 수평재하시험시 재하속도는 1.5mm/min 이내로 시험하는 것을 제안하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제21권1호
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• pp.5-14
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• 2005

인천국제공항 공사현장의 흙막이 굴착단면에서 계측된 자료를 검토하여 연약지반에 설치된 강널말뚝 흙막이벽의 수평변위와 굴착주변지반의 변형에 대한 상관관계를 조사하였다. 벽체의 지지방식에 따른 강널말뚝 흙막이벽의 수평변위는 앵커지지, 복합지지, 버팀보지지 순으로 작게 나타났으며, 각각의 지지방식에 따른 최대수평변위 발생위치도 서로 다르게 발생하였다. 흙막이벽의 최대수평변위 및 최대수평변위속도는 굴착지반의 안정수가 ${\pi}$이하일 경우 각각 굴착깊이의 $1\%$, 1mm/day이하로 발생되고, 안정수가 ${\pi}+2$ 이하일 경우 각각 굴착깊이의 $2.5\%$, 2mm/day이하로 발생되며, 안정수가 ${\pi}+2$ 이상일 경우 급격하게 증가한다. 또한, 굴착저면에서의 N치가 감소함에 따라 흙막이벽의 최대수평 변위는 증가하며, N치가 약 10이하일 경우 흙막이벽의 최대수평변위는 급격하게 증가함을 알 수 있다. 한편, Terzaghi(1943)에 의해 제안된 히빙에 대한 안전율이 감소함에 따라 흙막이벽의 최대수평변위는 증가하며, 히빙의 안전율이 2.0일 경우 흙막이벽의 최대수평변위는 급속하게 증가함을 알 수 있다. 따라서, 국내 연약지반 강널말뚝 흙막이벽의 경우 히빙에 대한 안전율은 2.0으로 제안할 수 있다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제13권5호
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• pp.59-74
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• 1997

본 논문은 낙동강 유역의 사질토 지반에서 수평하중을 받는 강관 말둑의 수평거동을 모형실첨을 통해 관찰하였다. 븐 연구의 목적은 말뚝의 수평거동(하중-변위 잔계,지반내 말뚝의 모멘트 분포, 최대 모멘트-변위 관계 등)에 대한 말뚝의 강성, 말뚝의 근입길이, 지반의 상대밀도, 하중 재하속도, 말뚝두부의 구속조건, 그리고 지반내의 비균질토의 영향에 관하여 실험적인 연구를 수행하고 이러한 영향들을 정량화 할 수 있는 결과들을 얻고자 한다. 비선형적인 하중-변위 관계는 모형실험의 결과들로부터 2차 곡선방정식으로 회귀분석하여 구하였으며, 임의 수평 변위에 대한 수평하중, 항복하중, 극한하중 그리고 최대 휭모멘트와 항복쉽모멘트는 상대밀도를 포함하는 지수함수식의 형태로 회귀분석하여 구하였다. 수평 극한하중에 관한 Brom's의 이론 결과와 실험결과 비교에서, 짧은 말뚝과 긴 말뚝의 결과가 서로 반대로 나타난 것은 가정한 지반반력이 깊은 지점에서 낙동강 사질토의 지반반력보다 작아서 나타나는 것으로 판단된다. 균질충과 비균질토 지반의 수평거동 비교에서, 하부지반의 상 대밀도보다 상부지반의 상대 밀도가 하중-변위관계에 더 큰 영향을 끼치고 있으며, 하부와 상부 지반의 상대밀도 차가 클수록 그런현상은 뚜렷하게 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제28권9호
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• pp.5-15
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• 2012

연직배수공법이 적용된 연약지반의 측방유동 특성을 조사하기 위해 우리나라 해안지역에서 계측관리가 실시된 13개 연약지반 현장의 자료를 수집하여 조사 분석을 실시하였다. 먼저 성토규모가 연약지반의 측방유동에 미치는 영향을 분석하였다. 연약층의 두께와 상대적 도로성토규모가 클수록 연약지반 속의 수평변위는 크게 발생하였다. 특히 연약지반이 두꺼우면 도로성토저면폭에 대한 연약층의 두께의 비인 상대적 성토규모도 자연 커지므로 수평변위량은 크게 발생하였다. 또한 도로성토속도가 빠르면 연약지반의 수평변위량이 크게 발생하였다. 그 밖에도 연약지반의 두께와 비배수전단강도, 지반계수 및 안정수는 연약지반의 측방유동에 영향을 미치는 중요한 요소로 나타났다. 즉 연약지반의 비배수전단강도와 지반계수가 작을수록 그리고 안정수가 클수록 연약지반의 최대수평변위량은 크게 발생하였다. 도로성토로 인하여 연약지반 속에 전단변형이 발생되지 않는 안전한 상태에서는 안정수가 3이하가 되고 지지 안전율이 1.7이상이 되었다. 그러나 연약지반 속에 전단파괴가 발생되는 불안전한 상태에서는 안정수가 5.14이상이 되고 지지안전율이 1.0이하가 되었다. 도로성토로 인하여 연약지반 속에 전단변형이 발생하는지 여부를 판단할 수 있는 허용최대수평변위량의 기준은 50mm로 정하는 것이 바람직하며 연약지반에 전단파괴가 발생됨이 없이 도로성토를 실시할 수 있는 연약지반의 수평변위량 기준은 100mm로 정하는 것이 바람직할 것이다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제27권6호
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• pp.22-29
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• 2023

재료 및 부재의 내진성능평가 실험 시 재하속도와 수직하중은 성능에 중대한 영향을 미칠 수 있다. 반복 가력 및 하이브리드 실험 시 재하속도는 입력 변위와 출력 변위 사이의 시간 지연현상으로 인해 고속으로 제어하기 어려우며 횡방향 변위에 의해 수직하중을 일정하게 유지하는 것이 어려워 일정한 수직하중이 유지되는 고속 및 실시간 실험은 거의 이루어지지 않았다. 본 연구에서는 면진받침의 속도 의존성과 수직하중의 영향을 조사하기 위해 저속 및 고속 반복 가력 실험과 실시간 하이브리드 실험을 수행하였다. 실험에서 수평 변위와 수직 하중의 실시간 제어를 위해 Adaptive Time Series(ATS) 보정 방법과 State estimator가 포함된 FLB System을 구축하였다. 고속 또는 실시간으로 재하되는 수평 변위 제어 속도와 상부구조물에 의한 수직하중은 면진받침의 강도 및 지진 시 거동에 상당한 영향을 미칠 수 있음을 확인하였으며 내진성능평가를 위한 실험 시 실제와 유사하도록 구현되어야함을 알 수 있었다. 본 연구는 내진성능평가를 위해 구축하고 사용된 시스템의 우수한 성능을 보여주며 정확하고 효율적인 내진성능평가가 가능하도록 하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제23권4호
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• pp.103-112
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• 2019

본 연구는 공용 중 보강토옹벽에 발생하는 배부름현상을 보강하기 위한 방법을 제안하고 현장실험으로 보강방법의 신뢰성을 파악하고자 하였다. 보강토옹벽의 배수시설을 미설치하여 강우에 의해 배부름현상이 유도되도록 하였으며, 시공 후 15일간 변위속도가 크게 발생한 후 점차적으로 감소하였다. 유도된 배부름현상의 변위는 미연방도로국(FHWA)의 시공 중 수평변위 기준을 적용하여 판단하였다. 배부름 현상을 보강하기 위해 보강토옹벽에 소일네일을 설치하고, 네일의 두부를 수평으로 서로 연결하여 보강토 옹벽의 블록들을 서로 지지할 수 있도록 하였다. 보강재들의 보호를 위해 숏크리트로 보강면을 마감하고 계측장치를 설치하였다. 배부름현상 보강방법의 신뢰성을 확인하기 위하여 변위의 진행을 검측한 결과 보강 후 수평변위는 거의 발생하지 않았으며, 보강방법의 신뢰성을 확인할 수 있었다.