• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제21권5호
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• pp.621-640
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• 2019

지하공동에 관한 정량적인 안정성 평가는 전단강도감소기법 기반의 안전율로 제시가 가능하다. 또한 전단강도감소기법은 사면안정해석에서 일반적으로 사용되고 있는 안정성 평가방법 중에 하나이다. 하지만 지중에 발생 가능성이 많은 공동과 사면의 잠재 파괴면과의 관계를 안정성 평가 시 동시에 고려한 연구는 미흡한 형편이다. 본 연구에서는 소규모 지하공동이 사면의 파괴양상에 미치는 영향에 대해서 전단강도감소기법을 사용하여 분석하였다. 빙하학 연구 중에 일부를 고찰해보면, 빙하 내부에 존재하는 공동이 빙하의 슬라이딩 발생 조건 중 하나임을 제시한 사례가 존재한다. 본 연구에서는 전단강도감소기법이 지반공학적으로 사용되고 있는 지하공동의 안정성 및 사면안정해석 분야에 대해서 동시 발생 조건을 고려해서 영향 분석을 수행하였다. 산악도로 하부에 발생 가능성이 있는 지하공동의 형상, 위치 변화에 따른 사면안정해석에 대해서 FLAC3D 프로그램에 내장된 전단강도감소기법을 사용하여 분석하였고, 지하공동이 사면 안전율에 미치는 영향을 확인하였다. 사면의 잠재파괴면 인근에 지하공동이 존재하면 안전율 산정에 영향을 미치므로 이에 대한 사항을 고려해야 할 것으로 판단된다. 본 연구의 결과는 지하공동 발생 가능성이 있는 사면에 대한 안정해석에 관한 기초자료가 될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제31권1호
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• pp.47-52
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• 2015

사면안정분야의 해석과 설계에는 한계평형법(LEM)과 전단강도 감소기법(SSR)이 주로 사용된다. 이 두 방법은 2차원과 3차원 해석을 모두 수행할 수 있지만 많은 연구자들에 의해 전단강도 감소기법이 해석 변수에 대해 더욱 민감하게 반응하고 합리적인 결과를 산출한다고 알려져있다. 그러나 전단강도 감소기법의 모델링의 복잡함과 해석시간의 증가 등의 이유로 현계평형법이 여전히 일반적으로 사용되고 있다. 본 연구에서는 FLAC 3D를 사용하여 전단강도 감소기법을 통한 돌출된 암반사면의 3차원 효과에 대해 연구하였다. 수치해석 변수는 사면의 경사, 높이, 지반강도, 사면의 돌출길이이며 연구 결과 사면의 안전율은 암반의 강도보다 사면의 형상에 더 영향을 받는 것으로 나타났다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제9권2호
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• pp.99-107
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• 2007

지보재의 파괴가 고려된 터널의 안전율을 산정하는 방법으로 숏크리트 내에 발생하는 응력이 허용응력을 초과하면 숏크리트가 파괴된다고 가정하고 전단강도 감소기법을 이용하여 지반과 숏크리트의 파괴를 고려한 안전율을 구하는 방법이 유광호 등(2000)에 의해 제시되 바 있고, 유광호 등(2005)과 한동식 등(2006)에 의해 꾸준히 수정 보완되었다. 본 논문에서는 터널의 안전율을 산정함에 있어 시공단계를 고려할 수 있도록 기존 routine을 수정 보완하였다. 또한, 전단강도 감소기법을 사용하여 연속체요소와 보요소로 숏크리트를 모델링하고, 허용응력설계법에 근거하여 파괴를 판단함으로서 터널의 안전율을 정량적으로 산정하는 기존 연구와의 비교를 통해 적정 숏크리트의 모델링 방법을 제시하고자 한다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권4호
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• pp.65-74
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• 2003

본 논문에서는 사면안정해석에 있어서의 유한요소법과 한계평형법의 결과를 나타내었다 해석의 타당성을 부여하기 위하여 유한요소법과 한계평형법에 의한 안전율을 비교하였으며, 각각의 방법에 의한 안전율이 잘 일치됨을 보여 전단강도감소기법을 사용한 유한요소해석이 사면안정해석에 있어서 효과적으로 사용될 수 있음을 확인하였다. 구성 법칙, 사면의 경사각, 흐름법칙, 그리고 유한요소망의 이산화에 따른 일련의 유한요소해석을 실시한 결과, 전단강도감소기법에 근거한 유한요소해석법은 안전율에 관하여 합리적인 결과를 제공할 수 있음을 확인하였고 유한요소해석결과는 구성법칙과 흐름법칙의 선택에 의해 상당한 영향을 받을 수 있음을 알 수 있다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권6C호
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• pp.295-301
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• 2009

쏘일네일을 이용한 사면 보강 시 그 보강 효과를 검토하는데 있어서 네일의 전단력은 무시하고 인발에 대한 저항력만 고려하여 보수적으로 설계를 하는 것이 일반적이다. 이는 연성거동을 하는 이형철근이 네일의 주된 재료가 되기 때문인데 강성거동을 하는 강관을 네일의 재료로 하였을 경우, 인발에 대한 저항력 외에도 파괴면에서의 전단저항력이 크게 작용할 것이다. 따라서 본 연구에서는 전단강도감소기법을 이용하여 보강재로 보강된 균질한 사면을 대상으로 강관과 이형철근의 네일 적용시 그 보강 효과를 검토하였다. 각 조건에서 수치해석을 실시하여 안전율과 네일 부재에 작용하는 힘을 통하여 네일의 전단력이 안전율에 미치는 영향을 검토하였으며, 네일 개수를 변화시켜가며 여러 경우에 대한 일반적인 경향도 분석하였다. 본 연구 결과 네일의 보강재 거동시, 네일의 전단력이 인발저항력에 비해 상대적으로 미치는 효과는 강관이 이형철근보다 전단저항력이 크게 작용하는 것을 확인하였으며 이에 따라 강관의 안전율이 보다 큰 것으로 나타났다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제20권5호
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• pp.787-807
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• 2018

한국에서 시행중인 특별법에 의한 지하안전영향 평가 수행 시, 필수적으로 지하공동의 발생 유무를 조사하여야 한다. 지하공동 발견 시에는 수치해석을 통해서 지하안전성을 평가하도록 규정하였다. 선행 연구를 통해서 소규모 지하공동의 2차원 형상변화를 통한 안전율 기반의 안정성 평가 가능성을 제시하였다. 본 연구에서는 3차원 형상을 고려하여 소규모 지하공동의 영향을 연속체 해석 프로그램을 사용해서 검토하였고, 선행 연구에서 제시한 2차원 해석결과와 비교하였다. 지하공동의 3차원 형상이 구(sphere)형에 가깝게 발견되면, 공동의 크기, 위치 등에 관계없이 전단강도감소기법으로 안전율을 산정하여 평가하는 방법에 무리가 없을 것으로 판단된다. 지표면으로부터의 깊이 2 m 이상, 장축과 단축의 비(a/b)가 2.0 이상인 장대형 지하공동이 연직방향으로 서있는 형상이라면, 전단강도감소기법을 사용한 안정성 평가에 안전율 이외에 파괴양상 파악에도 주의가 필요할 것으로 판단된다. 본 연구의 결과는 지하안전영향평가에 관한 기초 자료가 될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제5권3호
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• pp.51-60
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• 2004

Soil Nailing 공법은 국내의 경우 1993년 처음으로 적용된 이후 최근에는 가시설용에서 영구용으로 확대되어 적용되고 있다. Soil Nailing 공법에 있어서 강성 전면벽체는 지반의 변형을 억제하는 역할을 하며, 인접한 건물 또는 지하구조물 등의 손상을 최소화 하기 위한 목적으로 사용되고 있다. 국내의 경우 도심지에 적용되고 있는 Soil Nailing 벽체는 지반의 이완을 최소화하기 위해 H-Pile+토류판, 쉬트파일, SCW 및 JSP 등의 흙막이 벽체와 함께 종종 사용되고 있다. 그러나 전면벽체의 강성을 고려하기 위한 적당한 설계방법에 대한 제시가 없는 실정이어서 안전측에서 벽체의 강성에 의한 구속효과를 무시하여 왔다. 본 연구에서는 Soil Nailing 벽체의 전체 안정성에 벽체의 강성이 미치는 영향을 알아보기 위해 다양한 실내모형실험이 수행되었으며, 전단강도감소기법과 같은 수치해석기법을 이용한 매개변수변화연구도 시도되었다. 매개변수변화연구에서는 전면벽체의 강성의 영향을 알아보기 위해 콘크리트 전면벽체의 두께를 변화시켰다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제25권4호
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• pp.19-29
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• 2009

본 연구에서는 실제 붕괴가 발생한 토류벽을 대상으로 해석 기법에 따른 시공단계별 거동특성을 분석하기 위하여, 단계별 굴착에 따른 토류벽의 변위, 휨모멘트, 토압분포, 예상 활동 파괴면을 수치해석을 통해 분석하였다. 특히 수치해석에 사용되는 해석기법으로, 벽계와 지반의 상호작용이 고려되는 전단강도 감소기법과 상호작용을 고려하지 않는 탄소성 해석으로 나누어 해석기법에 따른 벽체의 거동 차이를 비교 하였다. 본 연구결과, 벽체의 휨모멘트와 토압은 해석기법에 따른 차이가 크지 않았지만, 지표 근처에서의 벽체 변위는 큰 차이를 나타냈다. 또한 실측 데이터와의 비교결과 탄소성 해석을 통한 해석 결과가 전단강도 감소기법을 통한 해석 결과보다 전체적으로 변위 및 파괴면 예측에서 과소 평가 되는 것으로 나타났다. 따라서, 전단강도 감소기법을 통한 유한요소 해석은 벽체의 시공 안정성 및 붕괴 후 원인 분석 등의 좀 더 세밀한 검토가 필요한 작업에서 유용하게 사용할 수 있으며, 탄소성 해석기법은 1차적인 설계 정도에 사용하여야 할 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권5호
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• pp.163-173
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• 2003

본 연구에서는 억지말뚝으로 보강된 사면에서 한계평형 해석법과 3차원 해석 결과를 비교 분석하였다. 특히, 유한차분법을 이용한 FLAC 3D를 바탕으로 하는 커플링 해석에 주안점을 두었으며, FLAC을 이용하여 전단강도감소기법에 따른 보강사면의 안전율을 계산하기 위해 FLAC의 내장언어인 FISH를 이용하여 작성하였다. 커플링 해석에서 억지말뚝에 의한 안정화된 사면을 해석하기 위해 말뚝의 거동과 사면안정을 동시에 고려하였다. 따라서 본 연구에서는 이 두 방법을 적용하여 일렬 억지말뚝이 사면선단, 중앙부, 정부에 위치할 경우에 있어서 각각의 활동 파괴면 및 안전율을 비교 분석하였으며 강도정수 감소법을 적용한 해석기법의 적용성과 타당성에 대한 분석을 수행하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제11권4호
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• pp.19-24
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• 2010

사면의 거동에 관한 종래의 해석 기법은 사면거동을 시간과 변위의 2차원 크리프로 해석하는 것이었으나, 이러한 해석 기법은 강우에 의한 응력변화를 고려 않고 시간에 따른 변위만을 고려하여, 강우 시 사면의 거동 및 붕괴를 설명하지 못한다. 또한 강우에 의한 이력현상으로 인해 파괴면내의 전단에너지가 감소한다. 크리프 해석은 응력항을, 이력현상 해석은 시간항을 무시한 해석이므로, 두 가지 해석을 결합하여, 사면의 거동을 해석한다면, 응력변화, 변위 및 시간을 모두 고려한 실제 사면의 거동해석이 됨을 알 수 있다. 그러나 응력변화에 관한 항은, 강우로 인한 실제 사면의 침투 및 배수 시, 전단응력의 변화 및 전단강도의 변화를 동시에 유발하므로, 이 두 항을 동시에 고려할 수 있는 안전계수항으로 바꾸어야 한다. 본 논문은 강우의 지반침투 및 배수로 인하여 사면의 단위중량이 변하는 과정에 대한 크리프와 이력현상을 고려할 수 있는 결합해석으로 고찰하고 이에 따른 사면붕괴에 관한 전단응력과 전단강도의 변화 및 안전계수변화를 3차원으로 나타내고자 수행한 결과이다.