• 한국지반공학회논문집
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• 제19권1호
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• pp.21-29
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• 2003

본 논문에서는 원심모형실험 결과와 국내.외 현장자료를 바탕으로 연약지반에 시공된 교대말뚝기초의 측방이동 발생 가능성을 판정할 수 있는 기준을 비교.검토하였다. 이를 위해 교대말뚝기초의 측방이동에 가장 중요한 영향을 미치는 변수로서 지반조건과 성토지반 시공속도를 선정하여 총 6 종류의 원심모형실험을 실시하였다. 본 실험에서는 점성토 지반의 과잉간극수압과 지표 침하량, 교대말뚝기초의 수평변위와 휨변형, 교대말뚝기초에 작용하는 측방유동압을 성토하중 재하단계와 성토 후 80% 이상 압밀이 진행된 단계에서 측정하였으며 그 결과를 토대로 교대말뚝기초의 측방이동 판정기준을 분석하였다. 또한 원심모형실험 결과와 더불어 국내.외 현장자료를 조사 및 수집하여 교대말뚝기초의 측방이동 판정기준으로 일본 도로공단에서 제시한 측방이동지수(F)와 한국도로공사에서 제시한 수정 I지수($M_I$)에 대하여 그 타당성을 검토하였다. 그 결과 교대말뚝기초의 측방이동 판정기준으로 측방이동지수(F)는 0.03, 수정 I지수($M_I$)는 2.00으로 한계값을 수정하는 것이 타당한 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권5호
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• pp.153-162
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• 2007

치환공법을 적용하여 연약지반 상에 시공되는 보강토 옹벽에 대해 연약지반의 두께 및 강성, 치환깊이와 옹벽높이의 변화에 따른 옹벽의 거동을 연약지반 압밀현상과 시공단계를 함께 고려하는 유한요소해석으로 검토하였다. 옹벽의 거동은 벽체에 발생하는 변위와 침하량, 옹벽 기초지반에 발생하는 전단변형율로 표현하였다. 거동에 따른 옹벽의 안정성은 변위와 전단변형율의 한계값을 문헌연구로부터 정하고 이를 기준으로 평가하였다. 해석결과로부터, 옹벽의 거동은 연약지반 두께(t)와 강성, 치환깊이(d), 옹벽높이(h)의 변화에 따라 모두 영향을 받지만, 특히 d와 h의 변화에 민감한 것을 규명하였다. 또한, 옹벽의 안정성 유지를 위해 요구되는 d/h 값은 t와 h의 변화에 대하여 크게 영향을 받지 않음을 보였다. 이러한 결과로부터 연약지반 상 보강토 시공 구간 내에서 옹벽 높이가 변화하지만 그 변화정도가 극심하지 않은 경우에, 적정 치환깊이를 d/h로 나타낸 일률적인 값으로 제안할 수 있다는 결론을 얻었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권2C호
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• pp.75-81
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• 2008

본 연구에서는 연약지반을 목적에 맞게 개선하기 위한 방법으로 성토하중 및 멤브레인 등이 필요치 않은 석션드레인(Suction Drain)공법의 개량기간 및 적용 석션압에 따른 개량도를 파악하고 Hardening Zone의 영향을 파악하기 위한 일련의 실내 토조 실험을 실시하였다. 실험 조건은 석션압 적용기간을 4일, 8일, 12일, 16일, 20일, 적용 석션압을 -20kPa, -40kPa, -60kPa, -80kPa로 달리하여 실험을 실시하였다. 실험결과 침하량의 경우, 적용된 석션압 및 처리기간이 증가함에 따라 개량도는 증가하는 양상을 나타냈으며, 점차적으로 수렴하는 경향이 나타났다. 또한, 함수비로 역산된 투수계수 저하비와 변형된 Hansbo의 방사형 압밀이론에 의해 수치적으로 예측된 투수계수 저하비를 비교/분석한 결과 2~3으로 가정한 결과에서 실측치와 예측치에 가장 부합되는 결과가 나타났으며, Hardening Zone은 전체 영역 25cm 중 약 7~8cm 범위에서 발생됨을 파악할 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제29권11호
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• pp.61-72
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• 2013

Sabkha층 탄산질 모래의 입자파쇄발생시 이차압축특성을 파악하기 위하여 압밀시험을 수행하여 입자파쇄응력을 파악하였다. 입자파쇄 항복응력에서 순간적으로 발생한 입자파쇄 압축침하를 해석하기 위하여 이차압축률 대신 이차 파쇄압축률 $C_{{\alpha}{\epsilon}}{^*}$를 도입하였다. 입자파쇄 발생시의 간극비 $e_p{^*}$와 침하량 $H_p{^*}$가 이차압축거동의 기준점으로 사용되었다. 일차압축지수와 이차파쇄압축률을 비교한 결과 현장 Sabkha층의 경우 $C_{{\alpha}{\epsilon}}{^*}/C_c$ 값이 0.0105~0.0187로 나타났으며 일반적인 석영질 사질토에 비해 입자파쇄 발생으로 인한 이차압축거동이 매우 크게 나타났다. 동일한 재하응력에서는 Sabkha층의 심도가 깊을수록 입자파쇄침하량과 이차파쇄압축률이 증가함을 확인할 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제36권7호
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• pp.5-14
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• 2020

간사이 공항은 1994년 9월에 개항하였다. 제 1기섬 완공 후 26년이 지났지만 여전히 장기침하가 진행되고 있다. 이 침하는 Pleistocene층에서 발생하고 있다. 계속적으로 변하는 수평방향으로의 지층두께 및 세립분의 함유량이 달라 Pleistocene 모래층의 투수성을 결정하는 것이 쉽지 않기 때문이다. 또한 인접한 제 2기섬의 건설에 따른 지반의 상호거동을 예측에 대한 어려움도 존재한다. 이 문제를 해결하기 위해서, 인접한 두 매립 섬의 건설에 따른 교차하는 Pleistocene 지반의 상호거동을 포함한 장기변형을 평가하기 위해 탄점소성을 고려한 2차원 유한요소해석이 수행되었다. 일반적으로 2차원해석은 한 개의 단면이 전체 단면을 대표할 수 있을 때 사용이 가능하다. 하지만 간사이공항은 매립에 의한 인공섬으로서 2차원 해석으로는 섬의 코너(corner) 부분의 응력 변형문제에 적용할 수 없으며, 물리탐사를 통한 실제 하부지반의 구조도 불균질하며 그 두께 또한 일정하지 않아 2차원해석만으로는 한계가 있다. 즉, 3차원 해석이 강력히 요구된다. 이러한 요구에 의해 본 저자는 탄점소성 해석이 가능한 기존의 2차원 프로그램을 3차원으로 확장하였으며, 1차원 압밀해석해을 통해서 개발한 3차원 프로그램의 검증(verification)을 완료하였다. 본 논문은 검증을 마친, 개발한 3차원 프로그램의 유효성을 입증하기 위해서, 2차원 프로그램을 이용한 기존의 연구와 동일한 해석조건으로 해석을 수행하여, 해석결과를 2차원 결과와 실제 계측값과 비교함으로서 개발한 3차원 수치해석프로그램의 유효성을 입증(demonstration)하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제25권10호
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• pp.111-122
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• 2009

지반에 포함된 입자의 용해작용은 흙의 강도를 저하시키고, 지하구조물의 침하를 발생시킨다. 본 논문에서는 입자용해시 혼합재의 물리적 특성 변화를 조사하고자 하였다. 침하량 측정과 전단파 측정과 같은 거시적 반응을 평가하기 위해, 소금과 모래로 구성된 혼합재를 사용하였다. 또한, 광탄성(photoelastic) 디스크와 얼음 디스크 혼합재를 이용하여 힘 연결고리(force chain), 간극, 접촉점수(coordination number), 그리고 수평력 변화와 같은 미시적 거동을 분석하였다. 소금-모래 혼합재에서 전단파는 압밀셀에 설치된 다단의 벤더 엘리먼트로 측정되었고, 광탄성 디스크-얼음 디스크 혼합재의 역학적 거동은 로드셀과 디지털 이미지를 이용하여 분석되었다. 실험결과, 소금의 용해시 전단파 속도는 초기에는 감소한 후에 증가한 후 일정한 값으로 수렴하였다. 용해가능 입자의 크기가 커질수록 그리고 입자패킹이 불규칙해질수록 입자용해시 수평력의 변화가 더 커지는 것을 알 수 있었다. 용해 후, 간극비는 증가했고, 접촉점수는 감소하였다. 본 연구에서는 힘 연결고리, 간극비, 접촉점수와 같은 입자의 거동변화가 전단파 속도와 전체시스템의 수평력 변화 같은 전체적인 거동에 영향을 주는 것으로 나타났다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제2권3호
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• pp.47-56
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• 2001

본 연구에서는 궁극적으로 준설점토 매립지반에 대한 장비투입 가능시기를 결정하기 위한 목적으로, 표층의 비배수전단강도 변화를 예측하기 위한 해석적 접근이 이루어 졌으며, 이를 위해 Gibson 등이 제시한 무차원 선형상수(간극비-유효응력 관계)가 도입되었다. 또한 이 과정에서 준설점토 매립지반의 자중압밀 및 건조수축 등에 의한 체적변화에 관련된 경과시간별 간극비 및 침하량의 평가를 위해, 필자 등이 제시한 해석기법 및 이를 토대로 개발된 프로그램(DSCON)이 이용되었다. 또한 전남 고흥지구 준설점토 현장시료를 대상으로 실시한 모형토조 실험결과와, 본 연구 제시 해석절차에 의거한 예측치(함수비, 단위중량 및 비배수전단강도 등)를 서로 비교하는 등 분석이 이루어 졌다. 이외에도, 예측된 비배수전단강도를 토대로 본 고흥지구 현장의 장비투입 가능시기를 평가하여 보았으며, 본 평가에 대한 간접적인 타당성 검증을 위해, 배수효율을 고려하는 PSDDF 프로그램 해석을 추가로 시행하여, 결과를 비교 분석하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제17권6호
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• pp.181-191
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• 2001

조립토 다짐말뚝 공법은 자갈이나 쇄석 등의 조립질 재료를 진동기로 다지면서 지중에 조립토 말뚝을 형성하여 지반을 보강하는 공법으로 연약한 기초지반의 지지력 증가와 침하량 감소 및 압밀배수에 의한 지반개량 효과 등이 있으나, 국내에서는 아직 널리 활용되고 있지 않은 공법이다. 본 연구에서는 정방형 대칭형태 뿐만 아니라 다양한 임의의 배치형태로 설치된 무리형태의 조립토 다짐말뚝에 대해서도 극한지지력의 평가가 가능한 방법을 제시하였으며, 탄소봉을 이용한 실내모형실험을 통해 무리형태의 조립토 다짐말뚝에 대한 파괴메커니즘의 규명과 조립토 다짐말뚝의 중심간격이 좁아짐에 따른 지지력의 변화양상에 대한 규명이 이루어졌다. 탄소봉을 이용한 조립토 다짐말뚝의 모형실험결과, 무리형태의 조립토 다짐말뚝에 있어서 파괴형상은 팽창파괴의 중심점을 서로 연결할 때 중심부로 갈수록 깊어지는 원추형태의 양상을 나타냈으며, 말뚝의 중심간격이 좁아짐에 따라 원추형태의 경사각도는 급해지는 경향을 알 수 있었다. 또한 탄소봉실험에 있어서 모형말뚝의 중심간격이 좁아짐에 따라 인접한 말뚝에 의한 구속효과 및 변형억제 등의 상호작용 효과로 지지력이 증가하였다. 본 연구에서 제안한 극한지지력 평가방법을 이용하여 무리 형태의 조립토 다짐말뚝에 대한 최적 배치형태를 검토한 결과, 지지력 측면에서 조립토 다짐말뚝의 최적배치형태는 중앙부에 집중적으로 설치된 경우로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제2권4호
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• pp.39-47
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• 1982

본(本) 연구(硏究)에서는 연약점토지반(軟弱粘土地盤) 위에 성토시(盛土時) 보강재(補强材)와 vertical drain재(材)로서의 geotextile의 효과(効果)를 모형실험(模型實驗)을 통(通하)여 조사하였다. 실험은 점토층(粘土層)과 성토층(盛土層) 사이에 woven fabric을 포설(鋪設)하지 않은 경우, fabric을 포설(鋪設)한 경우, fabric에 서로 다른 인위적(人爲的) 인장력(引張力)을 가(加)한 2가지 경우 등 4단계(段階)로 수행(遂行)하였으며 각(各) 단계(段階)마다 압밀(壓密)을 촉진(促進)시키기 위해 non-woven fabric을 사용(使用)한 vertical drain을 점토층(粘土層) 내(內)에 정방형(正方形)으로 배치(配置)하였다. 실험(實驗)모델은 밑면이 $32cm{\times}330cm$이며, 50cm점토층(粘土層) 위에 47cm 높이의 성토제방(盛土堤防)이 1:1.5의 기울기로 만들어졌다. 모형실험대(模型實驗臺)의 양쪽 면에 대칭적(對稱的)으로 8개의 piezometer를 설치(設置)하여 시간(時間)에 따른 공극수압(空隙水壓)을 측정(測定)하였으며 성토제방(盛土堤防) 내부(內部)에 LED램프를 삽입(揷入)하여 시간(時間)에 따른 내부(內部) 변형(變形)을 조사하였고, 제방(堤防)이 설치(設置)되지 않은 점토지반(粘土地盤) 양쪽에는 dialgauge를 부착(附着)하여 융기현상(隆起現象)을 조사하였다. 이러한 실험(實驗)은 1차압밀(次壓密)에 요구(要求)되는 시간(時間)(약(約) 10일(日))동안 수행(遂行)되었다. 실험(實驗)으로부터 점토층(粘土層) 내(內)에 유발(誘發)된 최대과잉공극수압(最大過剩空隙水壓)을 측정(測定)하여 woven fabric을 포설(鋪設)하지 않은 경우의 이론적(理論的)인 최대과잉공극수압(最大過剩空隙水壓)과 비교(比較)함으로써 보강재(補强材)로서의 woven fabric을 포설(鋪設)하였을 경우에도 시간(時間)에 따른 성토부(盛土部) 침하량(沈下量)을 산정(算定)할 수 있음이 밝혀졌다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제20권2호
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• pp.115-124
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• 2004

조립토 다짐말뚝(granular compaction pile)공법은 비교적 강성이 크고 압축성이 작은 자갈, 쇄석 및 모래 등의 조립질 재료를 사용하여 연약한 지반에 말뚝을 조성하는 공법으로, 기초지반의 지지력 증가, 침하량 감소 및 압밀배수 촉진 등에 의한 지반개량 효과 뿐만 아니라, 사질토 지반에 적용시 지진에 의한 액상화 방지효과도 큰 공법으로 알려져 있으나 국내에서는 아직까지 널리 사용되지 않고 있다. 일반적으로 조립토 다짐말뚝은 Piled-raft system으로 시공되므로, 이 때 조립토 다짐말뚝의 극한지지력에 대한 평가는 팽창파괴 중심부의 깊이에 따라 달라지게 된다. 또한 조립토 다짐말뚝과 주변지반과의 하중분담에 대한 영향 및 지반내에서 조립토 다짐말뚝에 작용하는 구속응력의 변화를 적절하게 고려하여 조립토 다짐말뚝의 극한지지력이 결정되어야 한다. 본 연구에서는, 김 등(1998)에 의하여 연구되었면 조립토 다짐말뚝의 극한지지력 평가에 대한 해석기법을 토대로, 단일 말뚝에 대하여 상재하중의 크기, 재하면적의 크기 및 파괴깊이에 따른 수평구속응력의 변화를 고려하여 극한지지력을산정하기 위한 기법을 부시네스크 식을 이용하여 제안하였다. 또한 제안된 조립토 다짐말뚝의 극한지지력 평가 기법의 타당성을 실내모형 실험 및 수치해석 프로그램인 PFC-2D 프로그램을 이용한 수치해석 결과와의 비교, 분석을 통해 검증하였다.