• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2003년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.867-874
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• 2003

섬유보강재를 이용한 성토제체의 설계에서 기존의 방법은 보강재의 변형을 무시하고 흙의 변형만을 중요시하고 있다. 보강재에 의해 보강된 성토제체의 파괴면에서 보강재와 흙의 거동은 초기응력단계에서는 일체거동현상을 나타내지만 응력의 증가에 따라 변형량에서 차이를 보인다. 이러한 문제는 토공구조물의 보강재를 설계하는데 있어서 중요한 요소로서 보강효과에 큰 영향을 미칠 수 있다. 본 연구에서는 연약지반 위에 PET Mat로 보강하여 축조한 성토제체에서 보강재와 흙의 응력 - 변형거동을 수치해석을 통하여 분석하였다. 연구결과, 파괴면에서 보강재의 변형은 보강재의 인장강도 크기에 따라 큰 차이를 보이고 있다. 외부하중에 의해 보강재에 발생하는 최대응력은 보강재의 항복인장강도를 초과하지 않으며, 보강재에 발생하는 응력이 성토체에서 발생하는 응력이상일 때 이상적인 것으로 나타났다. 또한 제체의 전단파괴에 대한 안전율은 보강재의 항복인장강도가 증가할수록 증가하는데 보강재와 흙의 변형이 일치되는 이후부터는 안전율의 증가율은 거의 미미한 것으로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권4호
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• pp.1377-1387
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• 2013

현재 국내 저수지의 대부분(99.1 %)은 흙댐으로 이러한 형식은 건설비용이 저렴하고 다른 시공보다 시공성이 용이하여 많은 저수지 건설에 채택되었다. 그러나 흙댐은 월류 침투 현상에 취약하여 설계 홍수량을 초과한 홍수 발생 시 붕괴가능성이 높은 단점이 있다. 본 연구에서는 수리실험을 통해 이러한 흙댐 제체에 월류 붕괴가 발생할 경우에 대하여 제체 사면에 설치한 L형 T형 $L^*$형의 보강재 형태에 따른 붕괴 양상 변화를 분석하고, 무보강 제체에 비하여 보강재 설치 제체에서 붕괴지연으로 인한 피해감소 효과를 분석하였다. 그 결과 붕괴부에서 발생하는 흐름이 보강재와 충돌하여 분산됨으로 인해 에너지 감세효과를 갖게 되어 토사의 침식속도가 감소하고 이에 따른 붕괴발달 속도가 지연되는 현상이 관찰되었다. 이러한 연구결과에 따라 보강재의 붕괴지연효과를 무보강 제체와 비교할 경우, 붕괴 발생에서 붕괴종료까지 약 1.73~2.29 배의 시간지연이 발생하였으며 첨두 유출량의 감소효과가 나타났다. 저수지 제체 붕괴는 붕괴부의 급속한 발달로 인해 이를 긴급히 보수하는 시간이 부족하여 큰 피해로 이어지게 된다. 사면에 보강재를 설치한 경우 제체 붕괴 지연효과로 인하여 긴급보수시간 및 인명구조시간의 확보가 가능하며, 첨두유출량 감소로 댐 하류부의 피해를 감소시키는 효과가 있어 저수지 붕괴에 대한 비상대처계획 수립시 기초자료로 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권6호
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• pp.379-385
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• 2003

기존의 섬유보강성토제체의 설계에서 보강재의 변형을 고려하지 않고 연직응력을 보강재의 인장강도로 사용함으로써, 흙구조물의 파괴응력에 대응하는 보강재의 한계응력산정과 그에 따른 보강재의 규격결정이 불가능했다. 보강재에 의해 보강된 성토제체의 파괴면에서 보강재와 흙의 거동은 초기응력단계에서는 일체로서 거동하지만 응력의 증가에 따라 변형량의 차이가 증가한다. 이러한 문제는 흙구조물의 보강재설계에서 중요한 요소로서 보강효과에 큰 영향을 미칠 수 있다. 본 연구에서는 연약지반위에 PET Mat로 보강한 성토제체의 보강재 설계 시 파괴면상의 보강재 설치위치에서 흙과 보강재의 변형량을 고려한 설계방법을 제시하였다. 연구결과에 의하면, 허용안전율을 확보하는 범위내에서 예상파괴면상의 보강재 설치위치에서의 보강재의 인장강도는 흙의 응력 이상이어야 하며, 흙의 변형링${\Delta S}$과 보강재의 변형량${\Delta G}$이 일체로 거동하는 보강재의 소요인장강도를 보강재의 설계인장강도로서 결정하는 것이 합리적이고 경제적인 것으로 평가되었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제2권2호
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• pp.51-58
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• 2001

본 연구에서는 보강제체와 무보강제체의 침투거동을 평가하기 위하여 실내모형실험을 실시하였다. 제체침투시험은 사면경사가 1:1.5, 1:2.0이고 수위상승속도가 1.25cm/min, 2.5cm/min, 수위는 15cm, 25cm, 35cm인 조건에서 실시하였다. 모형실험결과 보강재를 사용한 제체의 경우 지하수의 흐름과 상승 때문에 어느 정도의 침하와 수평방향변위가 발생하였으나, 무보강제체에서 나타난 커다란 활동파괴는 발생되지 않았다. 그리고 수위상승속도 변화에 따른 제체의 침투거동분석결과 Geotextile로 보강된 제체가 무보강제체보다 최종침하량이 감소하는 것으로 나타나 Geotextile을 설치한 제체가 비교적 물의 침투력에 대해 안정한 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제9권2호
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• pp.55-64
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• 1993

연약지반상에 댐이나 제방과 같은 토질구조물을 성토할 경우에는 구조물 뿐만아니라 기초지반에도 상당히 큰 변형이 일어나게 된다. 그러므로 성토에 의하여 최종적으로 형성된 토공단면은 연약기초지반에 놓여있는 형태가 아니라 제체의 일부가 연약점토지반 내로 치환된 형태가 된다. 본 연구에서는 축조재의 Dumping에 의하여 발생하는 치환깊이와 축조후 토공단면의 변형형태를 추정하고자 하였으며 제시된 이론과 수치해석 결과를 검증하고자 모형실험을 수행하였다. 또한 보강재 부설에 따른 보강효과도 관찰하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제25권6호
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• pp.5-12
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• 2024

현재 저수지 제체의 차수성 및 안전성 확보를 위해 약액을 저압으로 주입하여 제체 손상을 최소화하는 그라우팅 공법이 보편적으로 사용되고 있으나, 내구성 확보와 체계적인 고화재의 배합비 결정방법이 정립되어 있지 않은 문제들이 있다. 본 연구에서는 원지반과 고화재를 다양한 중량비율로 교반·혼합하였을 경우 혼합체의 투수계수와 강도를 실내시험을 통해 확인하였으며, 시험결과들의 분석을 통해 최적 배합비를 제안하였다. 실내실험을 위한 공시체는 고화재의 배합량을 고려하여 제작하였다. 투수시험용 공시체는 사질토와 점성토 별 고화재 배합량 1.5kN/m³에 대해 제작하였으며, 투수시험 결과 차수 성능이 확보되어 각종 설계기준을 만족하는 것을 확인하였다. 강도시험을 위한 공시체는 점성토의 경우 5가지, 사질토는 3가지 배합비로 각각 3개 총 24개의 시편을 제작하였으며, 시험 결과 사질토와 점성토 모두 배합량 2.0kN/m³ 이하에서는 일축압축강도가 재령일이 증가함에 따라 선형적으로 증가하는 경향을 나타냈다. 따라서 현장에 적용되는 최적의 배합비는 고화재 배합량을 1.5kN/m³ 및 2.0kN/m³으로 결정하였다. 또한 현재 운영 중인 노후 저수지 개보수사업 설계사례를 대상으로 실험성과를 반영한 수치해석을 실시한 결과 저수지 제체의 차수 및 안전성 증대 효과를 확인하였다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제9권4호
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• pp.27-37
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• 2010

직포 보강재는 연약지반 성토시 장비주행성, 지지력 및 활동안정성 개선 등을 목적으로 활발하게 적용되고 있다. 이 논문에서는 연약지반 위에 고강도의 직포를 2층 보강하여 철도제방을 성공적으로 구축한 사례를 소개하였다. 한계평형해석에 근거한 비탈면 활동안정분석결과 연약지반 위에 고강도의 직포를 2층 보강하고 흙쌓기를 수행하였을 때 제체의 활동에 대한 안전율은 0.91에서 1.14로 약 25%증가하고, 2개월 이상의 공기단축효과가 있는 것으로 나타났다. 따라서, 공기가 촉박하거나, 안전율이 다소 부족한 현장의 경우 고강도 직포보강에 의한 연약지반처리공법은 유용한 것으로 판단된다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제14권2호
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• pp.95-103
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• 2015

본 연구에서는 차수가 요구되는 해안제방 축조공사 중 해수유입 발생에 대한 원인과 보강사례를 분석하였다. 전기 비저항탐사를 실시한 결과 대체적으로 해저면 원지반과 제체가 명확히 구분되었으나, 상당 부분에서 저 비저항 이상대가 분포함이 확인되었다. 그로부터 누수의 원인은 체절과정에서 강도가 부족한 원지반의 3차원적 전단변형 거동과 그로 인한 불규칙한 강제치환, 그리고 조류와 유속에 의한 차수시트 시공 상 품질확보 문제 등으로 판단된다. 빠른 유속 및 해수조건에서의 시공성과 내구성, 유사한 시공사례, 경제성 등을 종합적으로 고려하여 저유동성 몰탈, 슬러리 및 약액주입공법의 조합을 최적의 보강공법으로 선정하고 확인시추 및 시험시공을 통하여 배합비와 보강패턴을 결정하였다. 일반 및 집중 누수구간으로 구분하여 각 패턴에 따라 시공하고 보강효과를 확인하였다. 보강된 지반의 현장투수시험, 추적자시험, 코아채취 및 일축압축강도 측정 등을 통하여 보강효과를 확인한 결과 모든 시험에서 설정된 기준치를 만족하는 것으로 나타났다. 결론적으로 조위차가 큰 서해안 지역에서 차수가 요구되는 제방시공에 있어서는 특히 체절공사 시 빠른 유속과 그로 인한 조류력이 차수재 품질확보를 저해하는 요인일 뿐 아니라 해저면 연약층의 3차원적 전단변형 거동으로 강제치환 범위와 차수재 포설길이를 예측하는데 상당한 어려움이 있으므로 설계 및 시공 시 이에 대한 고려가 필요할 것으로 판단된다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제16권3호
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• pp.21-30
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• 2017

노후저수지 제체 보강을 목적으로 시멘트 그라우팅공법이 일반적으로 적용되고 있으나, 주입재의 재료적 한계로 인해 여러 문제점이 제기되어 왔다. 이를 극복하기 위하여 국내에서도 다양한 그라우트 재료들을 개발하고 현장에 적용하고 있으나 실제 현장에서 침투주입시 원지반 교란으로 인한 문제가 야기되는 경우가 많다. 본 연구에서는 이와 같은 문제점을 개선하기 위하여 원지반에의 이상적인 침투주입이 가능하도록 고분말, 고점도의 특성을 가지며 실트질 모래층까지 침투주입을 확장시키고 복합조건의 지반에서도 적용할 수 있는 하이브리드형 그라우트재의 물리적 특성을 분석하였으며, 최적의 팽창제를 선정하여 그라우트재와 혼합한 후 부피팽창에 따른 압력과 다짐효과를 검토하여 실효성을 검증하고자 하였다. 팽창율, 일축압축강도, 팽창압력 및 다짐효과확인시험 결과, HI-E(2%) 시료는 팽창제에 의한 개선효과가 탁월한 것으로 나타나 이를 혼합한 하이브리드형 그라우트재는 노후저수지, 방조제 등의 차수 및 보강공법에 효과적으로 적용이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제20권2호
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• pp.23-33
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• 2021

우리나라는 식량부족문제를 해결하고, 농업용수의 공급을 목적으로 많은 저수지의 건설이 이루어졌으나, 현재 75.6%에 달하는 저수지가 준공년도로부터 50년 이상 경과되어 노후화가 심각한 상태이다. 이러한 노후 저수지의 경우, 제체 내부에서의 세굴과 침식으로 인한 안정성이 매우 감소한 상태이며, 최근 이상기후로 인한 집중강우가 발생할 경우 노후 저수지가 붕괴되어 많은 재산 및 인명피해로 이어질 수 있다. 이에 따라 노후 저수지를 관리하는 각 기관에서는 보통 포틀랜드 시멘트를 주입재로 사용하여 그라우팅 공법을 적용하고 있다. 그러나 보통 포틀랜드 시멘트의 경우, 시간이 경과함에 따라 열화가 발생하여 누수가 다시 발생할 수 있고, 환경적으로도 천연자원의 소비 및 온실가스의 발생과 같은 문제가 있어 보통 포틀랜드 시멘트를 대체할 수 있는 새로운 재료 및 공법의 개발이 요구되고 있다. 이에 따라 본 연구에서는 국내 산업기준을 만족하지 못해 재활용에 어려움을 겪고 있는 발전부산물을 활용하여 보통 포틀랜드 시멘트와 유사한 경화반응을 유도할 수 있도록 개발된 고화재를 노후 저수지의 그라우트재로 사용하였다. 이를 위해 실내시험을 통한 기본적인 성능 분석과 현장에서의 시험시공 후, 전기비저항탐사, 표준관입시험, 현장투수시험을 실시하고, 보강효과를 분석하였다. 연구결과, 발전부산물을 재활용한 그라우트재의 경우 압축강도는 2.9~3.2배, 변형계수는 2.3~3.3배 큰 값을 나타내어 강도적으로 우수하여 보통 포틀랜드 시멘트를 대체하여 사용이 가능한 것으로 분석되었다. 또한 현장에서의 표준관입시험 및 투수시험 결과, 제체의 N값은 1~2 상승하고, 투수계수는 8.9~42.5% 수준으로 감소하여 차수 측면에서도 충분한 보강효과를 나타내어 보통 포틀랜드 시멘트의 대체가 가능할 것으로 분석되었다.