• 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.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제5권2호
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• pp.51-62
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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 효과뿐 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 연구되었던 조립토 다짐말뚝의 극한지지력 평가에 대한 해석기법을 토대로, 단일 말뚝에 대하여 상재하중의 크기, 재하면적의 크기 및 파괴깊이에 따른 수평구속응력의 변화를 고려하여 극한지지력을 산정하기 위한 기법을 제안하였다. 또한 제안된 조립토 다짐말뚝의 극한지지력 평가기법의 타당성을 실내모형실험을 통하여 검증하였으며, 실험결과를 토대로 하여 군말뚝의 지지력 증가효과 및 압밀계수의 변화에 대하여 비교, 분석을 실시하였다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제7권5호
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• pp.37-46
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• 2003

지진 발생시 매립지반과 같은 연약지반에 위치하게 되는 지중매설관로는 액상화-영구지반변형에 의해 심각한 규모의 구조적인 손상이 발생할 수 있는 특징을 가지고 있다. 이 경우 매설관로의 거동특성 해석은 수치모형 및 해석적 관계식의 적용을 통해 주로 수행되는데, 특히 횡방향 지반변형을 받는 지중매설관로에 대한 해석적 관계식의 경우. 횡방향 지반변형의 폭에 따라서 해석적 관계식 자체가 이원화되는 단점을 가지고 있는 동시에 액상지반의 특징인 지반강성의 감소로 야기되는 다양한 지반변형의 형상을 반영하지 못하는 단점을 가지고 있다. 그러므로 본 연구에서는 먼저 기존의 해석적 관계식을 개략적으로 살펴본 후, 유한요소 해석과의 비교를 통해 기존의 해석적 관계식이 가지고 있는 적용적 한계성을 검토하였으며, 전체적인 매설관로의 거동을 케이블과 빔의 조합된 형태로 고려하고 지반변형의 다양한 형상을 대변하는 상호작용 형상계수를 도입함으로써 지반변형의 폭과 무관하게 적용될 수 있는 동시에 다양한 지반변형의 형상을 반영할 수 있는 개선된 형태의 해석적 관계식을 제안하였다. 제안된 해석식의 합리적 적용성과 객관적 타당성을 검증하기 위해 지반변형의 크기와 형상 변화에 따른 수치해석을 수행하고 이를 유한요소 해석결과와 비교하였으며, 지반변형의 크기 및 형상변화에 따른 매설관의 거동특성 변화 및 그 의의를 분석하였다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제18권4호
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• pp.167-180
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• 2019

마찰말뚝의 경우 연약지반이 깊은 동남아 지역(캄보디아, 미얀마, 베트남 등)의 많은 건설현장에서 시공되고 있으며, 경험적인 측면에서도 마찰말뚝에 대한 시공사례가 많이 축적되어 있다. 본 연구에서는 토사층에서 발휘되는 주면마찰력을 비교분석하기 위하여 미얀마 현장에서 시행된 4개소의 정재하시험과 하중전이시험 결과를 이용하였다. 현장타설말뚝의 정재하시험 및 하중전이시험에서 얻어진 주면마찰력과 해당 위치에서의 각각의 표준관입시험(SPT) N치와의 상관관계식을 제안하였다. 미얀마지역은 토사층의 범위가 폭넓게 분포하여 국내 지반조건과 상이한 특성으로 인해 SPT-N값에 의한 각각의 주면마찰력 산정결과가 달라지는 경향을 나타냈다. 사질토 지반에서는 미얀마 지역의 fs=0.096N, 국내에서의 fs=0.106N으로 유사한 결과를 나타냈으나, 점성토 지반조건에서는는 미얀마 지역의 fs=0.315N, 국내에서의 fs=0.062N으로 미얀마 지역의 주면마찰력이 약 5배 정도 높은 값이 얻어졌다. 본 연구의 비교분석자료는 국내·외의 제한된 Data를 통하여 분석한 결과이므로 향후 보다 많은 하중전이시험 결과가 축적된다면, 현장 토질 특성이 반영된 N치에 따른 주면마찰력 산정식을 제안할 수 있을 것이며, 금회 분석한 결과는 이에 대한 선행연구로서 중요한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제18권2호
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• pp.47-51
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• 2017

본 논문에서는 공사현장의 지반 변형을 계측한 값을 바탕으로 지반의 물성 값을 재산정하는 "적응형 관리 기법"의 핵심인 역해석을 통한 물성 값의 최적화 알고리즘을 구현하였다. 적응형 관리 기법은 공사 중 모니터링을 통해 설계와 시공을 업데이트하는 프레임워크를 일컫는다. 최적화 알고리즘의 성능을 검증하기 위해 실내시험과 가상의 굴착현장 두 경우에 대해 Hardening Soil 모델을 사용하여 전산해석을 실시하였다. 최적화 알고리즘을 적용할 구성모델의 입력변수는 복합민감도 값이 큰 입력변수를 선정하여 효율성을 고려하였다. 실내시험의 전산 해석은 비배수상태에서의 삼축압축시험과 삼축인장시험에 대해 시료의 파괴까지 수행하였다. 실제 시카고 연약 점성토로 수행한 삼축시험 결과인 전단응력-변형률과 과잉간극수압-변형률 관계를 관측 값으로 사용하였다. Hardening Soil 모델에 대하여, 관측 값을 가장 잘 모사할 수 있는 물성 값을 산정하기 위해 최적화 알고리즘을 적용하였다. 알고리즘을 적용한 결과, 관측 값을 잘 모사할 수 있는 물성 값을 성공적으로 찾을 수 있었다. 가상의 굴착현장에서는 삼축시험으로부터 산정한 지반의 물성 값을 현장의 대표 물성 값으로 가정하였고, 이때의 굴착 지지벽체의 수평 변위를 주요 관측 값으로 사용하였다. 다양한 초기 물성 값을 사용하여 전산해석을 수행하였고, 이 결과에 최적화 알고리즘을 적용하면 전산해석 결과가 현장 계측 값으로 수렴하는지 평가하였다. 최적화 알고리즘을 적용한 결과, 현장 계측 값으로 전산해석 결과 값이 거의 동일하게 일치함을 확인할 수 있었다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제17권1호
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• pp.127-137
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• 2018

쇄석다짐말뚝(Gravel Compaction Pile, 이하 GCP)는 느슨한 사질토지반이나 연약한 점토지반에 쇄석을 다지고 압입하여 원지반에 말뚝을 조성함으로써 지반을 개량하는 공법이다. 국내 GCP공법은 많은 연구자들이 실내실험, 현장실험 등을 이용해 GCP 복합지반의 응력거동을 분석하였으나, GCP 복합지반의 상부에 재하되는 매트기초의 강성 차이에 따른 거동분석은 다소 미미한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 수치해석을 통해 기초의 강성 차이에 따라 응력분담비를 규명하고자 하였다. 이를 위해 유한요소 해석프로그램인 ABAQUS를 이용하여 치환율을 변화시켜 모델링하고, 강성 차이에 따라 복합지반의 응력분담비와, 침하량 및 최대 수평변위량을 분석하였다. 분석 결과, 강성기초의 하중재하시 응력분담비는 연성기초의 하중재하보다 높게 평가되었으며, 연성하중재하조건에서의 침하량은 강성조건에서 보다 다소 높은 경향이 나타났다. 이는 상부기초의 강성 차이에 대한 응력거동 특성을 명확히 규명해야 할 필요성이 있다고 판단된다. 또한, 최대 수평변위는 강성의 차이에 상관없이 일정한 위치에서 최대 변위가 발생하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제15권6호
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• pp.263-272
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• 1999

사면안정 문제에 널리 이용되는 절편법은 사용이 간편하고 계산시간이 짧다는 장점이 있으나, 각 절편들 사이에 작용하는 힘에 대한 가정에 따라 여러 가지 방법으로 분류되며, 그 결과 또한 다르게 나오는 단점이 있다. 이러한 방법간의 차이는 경우에 따라 매우 심하여 공학적인 결정을 어렵게 하는 경우가 드물지 않다. 본 논문에서는 이러한 문제에 대한 해결방안의 하나로 유한요소법 및 유한차분법을 이용한 사면의 안정성 해석 및 안전율 계산방법을 제시하고자 한다. 이를 위하여 유한차분법을 이용한 지반해석용 프로그램인 FLAC을 이용하여 사면의 안전율을 계산하는 routine을 작성하고, Chen의 한계평형해와 비교하여 검증하였다. Fredlund 와 Krhan이 제시한 문제에 적용하여 그 결과를 흔히 사용되는 몇 가지 절편법에 대한 해석결과와 비교한 결과 균질한 지반의 경우에는 절편법과 0.01 이내의 차이를 보였으며, 연약면이 존재하는 경우에는 절편법에 의한 해와 5% 이내의 차이를 보였다. 대부분의 지반해석용 프로그램들은 복잡한 지반조건은 물론, 지반보강재의 효과도 고려할 수 있으므로 수치해석에 의한 해법이 공학적인 결정에 많은 도움을 줄 수 있을 것으로 생각되며, 개발된 routine은 절편법이 제한적으로만 적용되는 절리암반사면이나 풍화암 사면의 안전율 계산에도 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국환경농학회지
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• 제18권2호
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• pp.179-184
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• 1999

대기오염과 병충해발생과의 관계를 규명하고자 은행나무에 $SO_2$ 가스를 처리한 후, 잎끝마름병균을 접종하여 식물의 생리·생화학적인 변화를 조사하였다. ${\mu}l/l$의 $SO_2$ 가스를 하루 8시간씩 7일간 은행나무에 처리한 결과 Chlorosis등의 가시피해는 나타나지 않았으나, 광합성이 대조구에 비해 40%가량 감소되고, $CO_2$ 이용효율과 수분이용효율이 감소되는 현상을 보였다. 가스처리 후 병원균을 상처접종시키고 42일 뒤 SI와 SFI의 발병도를 조사한 결과 SI가 SFI에 비해 3배 가량 빠르게 병이 진전되어 있었다. 병원균의 먹이가 되는 당의 함량은 대조구, SFI, SI간에 유의성을 보일 만큼의 차이는 보이지 않았으나, 광합성은 SI가 SFI에 비해 11%가량 저하되었다. 광합성이 저하되었음에도 불구하고 당의 함량이 유지되었으므로 탄소 고정관계를 알아본 결과 $CO_2$ 이용효율이 저하되지 않았음을 알 수 있었다. 이와 함께 수분이용효율이 SI에서 SFI에 비해 13.2% 증가되었다. 이상의 결과를 종합해 보면, 이온유출량 등으로 보아 $SO_2$ 가스처리로 인해 식물이 연약해져 병원균에 대한 저항력이 낮아졌고, 수분이용효율의 증가로 인해 탄소 고정이 활발하게 이루어짐으로써 당이 원활히 합성되는 한편 내부적인 변화로 인해 합성된 당의 전류가 억제되어 잎에 당이 축적되었기 때문에 SI의 발병도가 훨씬 높았던 것으로 생각된다.

• 한국광물학회지
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• 제28권2호
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• pp.109-126
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• 2015

단층비지는 단층의 중심부에 분포하면서 연약대를 형성하므로 단층비지의 광물학적 특성과 물성은 암반의 안정성에 크게 영향을 미친다. 본 연구에서는 단열구조도를 참고하여 중, 대규모의 주요 단층을 선정하였으며, 총 16지역의 단층 코어부분에서 51종류의 시료를 채취하였다. XRD, SEM을 이용한 광물학적 분석과 단위중량, 마찰각, 점착력을 측정하였다. 점토광물은 대표적으로 카올리나이트, 일라이트, 스멕타이트로 나눠질 수 있으며, 화산암에는 일라이트 > 스멕타이트 > 카올리나이트와 녹니석의 순으로 함유된다. 퇴적암에는 카올리나이트와 녹니석 > 일라이트 > 스멕타이트의 순으로 풍부하다. 화강암에는 일라이트 > 스멕타이트 > 카올리나이트와 녹니석 순으로 함유된다. 마찰각은 점토함량이 높을수록 감소하며, 점착력은 분산이 심하게 나타났다. 점토광물의 함량이 45% 이하에서는 점토광물의 함량이 증가할수록 점착력이 높아지나 45% 이상에서는 점착력이 낮아지는 추세를 보인다. 이는 단층비지가 불균질하며, 점토광물의 종류와 함량에서도 넓은 범위를 가지기 때문인 것으로 보인다.

• KEPCO Journal on Electric Power and Energy
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• 제5권4호
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• pp.287-293
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• 2019

국내 화력발전소의 석탄회 발생량은 매년 증가하고 있는 상황이다. 특히 Fly Ash보다 상대적으로 생산량이 15 % 정도로 적은 저회의 경우 적은 생산량에도 불구하고 재활용률이 낮아 발전소에 단순 매립되어 있는 실정이다. 하지만, 발전소 마다 매립장이 포화상태에 있고, 새로운 매립장 건설이 어려운 상황이다. 이와 같은 문제를 해결하기 위해서는 매립석탄회를 토목 공사에의 대규모 적용을 촉진하는 방안이 가장 합리적인 방안이라고 할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 산업폐기물인 석탄재와 항만 준설을 하면서 대량으로 매립되고 있는 준설토를 혼합한 혼합토의 표층고화처리공법에 대한 적용성을 검토하기 위해서 유동성 및 일축압축시험을 통한 역학적 거동 특성을 연구하였다. 시험결과, 유동성은 준설토와 석탄회 혼합토의 경우 함수비 91-92%에서 유동성 200 mm를 확보하여 우수했고, 준설토 100 %와 모래와 석탄회의 혼합토는 상대적으로 낮은 유동성을 나타냈다. 일축압축강도 역시 준설토와 석탄회의 혼합토는 28일 강도에서 요구 강도 159 kN/㎡을 만족하면서 우수한 결과를 나타냈으나, 그 외 시료들은 요구 강도를 만족하지 못하는 결과를 나타냈다. 본 연구에서는 시멘트와 양생 기간에 따른 압축강도 거동 예측식을 제시하였다.