• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제19권5호
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• pp.733-747
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• 2017

터널을 굴착하면 터널주변과 상부의 지반이 느슨해지고 변형되며, 이로 인해 터널주변지반의 응력이 변화된다. Terzaghi는 터널굴착으로 인한 천단 상부지반의 이완형태를 Trapdoor 실험을 통해 규명하였다. 그러나 Terzaghi는 터널천단부가 등변위 되는 조건만 생각하였으며, 터널천단부가 오목곡선이나 볼록곡선 등의 형태로 변형될 경우에 대해서는 생각하지 않았다. 따라서 본 과제에서 지반이완 형태와 터널천단부 변위형태의 상관관계에 대하여 실험적으로 연구하였다. 이를 위하여 터널천단부의 이완형태를 등변위, 오목곡선, 볼록곡선의 세가지 형태로 모사하여 실험을 수행하고 그 결과를 비교 하였다. 실험결과 이완지반의 하중전이는 지반변형특성에 따라 다양한 형태로 발생될 수 있음을 확인하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권9호
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• pp.17-28
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• 2007

도심지 지하 터널은 주변 구조물의 존재 하에서 미고결성 저토피고 지반에 건설되는 경우가 많기 때문에 일반 산악 터널이나 대심도 암반층에 건설되는 지하공동과는 달리 터널 주변의 지반 변위, 지표면 침하와 기울기가 터널 설계의 주요인자가 된다. 본 논문은 도심지 NATM 터널의 변형거동에 대한 합리적 해석 방법의 확립을 위한 연구로서 변형률 연화 모델을 이용한 수치해석적인 방법을 통하여 굴착에 따른 지반 평가와 거동 예측을 수행하였다. 적용되어진 변형률 연화모델은 지반이 항복후 전단변형률의 증가에 따른 전단강성와 강도정수의 저하를 고려한 것이다. 현장 계측 결과는 시공중 설계물성치의 재설정에 이용되어졌다. 연화모델의 결과와 현장 계측값과의 비교에서 적용되어진 모델이 지표 침하, 기울기, 지중 침하 및 지중 수평변위의 변형 양상을 어느 정도 재현될 수 있음을 알 수 있었다. 본 논문에서 제안된 모델을 토대로 시공조건이 엄밀한 도심지 터널의 변형거동에 정량적인 평가 및 예측이 가능할 것으로 기대된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제24권8호
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• pp.35-41
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• 2008

1-g 진동대 또는 지오센트리퓨지를 사용한 지반지진모사에 대한 동적모형실험을 수행할 때 층 분할된 연성전단상자가 자주 이용되고 있다. 본 연구는 3차원 수치해석기법을 이용하여 자유장, 강성토조와 층 분할된 연성전단상자내 모형지반을 각각 모델링하고 거동을 비교 분석하였다. 분석결과 강성토조의 거동과 자유장의 그것은 상당한 차이를 보이는 반면에 층 분할된 연성전단상자의 거동은 자유장과 유사한 거동을 하였다. 그러나 층 분할된 연성전단상자는 자유장에 비해 가속도가 과소평가되는 경향을 보였고, 특히 모형 중심부에서 가장자리로 갈수록 자유장의 것과 큰 차이를 보였다. 또한 층 분할된 연성전단상자는 자유장에 비해 장주기 특성을 가진 거동을 하여 지반가속도가 자유장의 그것보다 감소하는 경향을 보이는데, 이는 층 분할된 연성전단상자에서 주변지반의 강성과 관성효과가 제대로 반영되지 못해 발생하는 현상으로 판단된다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제17권4호
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• pp.141-155
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• 2018

최근 국내외적으로 지하공동과 더불어 지반함몰발생 빈도수가 높아지고 있다. 따라서 지하 공동 주변부 응력이완영역의 복구에 대한 관심도 높아지고 있다. 이완영역은 지반 내에서 빈공간이 발생함에 따라 빈 공간 주변부의 지반이 원지반의 강성 및 다짐도를 잃고 느슨해진 상태로 추가적인 공동 확장 및 붕괴를 유발 할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 공동 주변부 지반 이완영역을 보강하기 위해 팽창성 재료를 활용한 지반함몰 복구공법을 적용하고 이를 검증하고자 한다. 우선적으로 팽창성 재료의 기본 물리적 특성 및 팽창 특성을 파악하였고, 이완영역 모사 실험 장비를 제작하여 팽창성 재료의 팽창 시 이완영역에 미치는 영향을 파악하였다. 이완영역은 수치해석상 스프링계수로 모사하였다. 수치해석 변수로는 공동 체적에 대한 투입된 팽창성 재료의 부피비, 이완영역의 이완정도, 공동의 형상을 설정하였고, 이에 따른 이완영역의 전반적인 거동을 수치해석적으로 분석하였다. 해석 결과 해석 변수들은 서로 영향을 주는 인자들이였으며, 팽창성 재료가 지하공동에 삽입되었을 경우 지하공동 채움 및 이완영역 복구 정도를 확인하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제37권11호
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• pp.51-60
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• 2021

하천의 세굴은 교각 주변의 흙을 침식시켜 교각의 횡방향 지지력을 저감시키고 구조물의 건전도를 저하시키게 된다. 본 연구에서는 세굴이 구조물의 건전도에 미치는 영향을 살펴보고자 주변지반의 굴착에 따른 교각의 고유진동수 측정실험을 수행하였다. 폐교예정인 만경강교의 우물통기초 교각에서 충격진동시험을 수행하였다. 교각의 상단, 중앙, 하단에 가속도계를 부착하고 세 지점을 타격하여 가속도를 계측하였다. 실험 결과, 타격위치에 따른 가속도 측정값 중 상단타격이 일관되고 합리적인 가속도 결과를 보여주었다. 계측된 가속도는 고속 푸리에 변환(FFT)을 통하여 주파수 영역으로 변환되었고, 이를 이용하여 고유진동수를 측정하였다. 또한, 세굴이 교각의 고유진동수 변화에 미치는 영향을 분석하기 위하여 교각 주변 지반을 굴착하면서 고유진동수의 변화를 측정하였다. 그 결과, 굴착 깊이에 따라 고유 진동수가 감소하는 경향을 보여주었지만, 우물통 기초형식이 큰 강성을 가지고 있어 그 감소폭은 작은 것으로 나타났다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제6권3호
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• pp.227-235
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• 2004

터널의 시공은 터널주변 지반에 구조적인 손상과 시공상의 손상을 불러일으킨다. 여기서의 구조적인 손상이란 터널굴착으로 인한 원지반응력의 교란으로 인하여 발생하는 것을 의미하며, 시공상의 손상이란 시공방법에 따른 주변지반의 손상을 의미한다. 본 논문에서는 원지반의 특성과 시공 중 손상을 고려할 수 있는 Hoek과 Brown 2002년도 공식을 이용하여 터널주변 탄 소성 영역에 작용하는 접선 및 반경방향의 응력 산정을 위한 식과 터널 주변 소성영역의 산정방법이 제시되었다. 또한, 매개변수분석을 통하여 암반의 등급, 무결암의 일축압축강도, 그리고 터널의 크기와 소성영역간의 상관관계를 조사하였으며, 기존의 연구에서 제안된 방법과의 비교를 통하여 본 연구에서 제안된 방법의 정확도를 검증하였다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2010년도 정기 학술대회
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• pp.674-677
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• 2010

본 논문에서는 지반에 매립된 파이프에서 전파되는 유도초음파의 종파 모드 특성을 분석하였다. 지상 배관과는 달리 매립 배관에서는 주변 매질로 유도초음파의 누설이 발생할 수 있으며, 이로 인하여 유도초음파의 감쇠가 상대적으로 커질 수 있다. 따라서 본 연구에서는 유도초음파의 여러 특성들 중 종파 모드의 감쇠 특성을 중점적으로 분석하였다. 감쇠에 영향을 미치는 지반의 파동 특성(밀도, 체적종파속도, 체적횡파속도)을 결정하기 위하여 포화도와 다짐을 고려하였다. 포화도가 증가할수록 지반의 체적종파속도와 체적횡파속도는 감소하며, 다짐된 지반은 밀도와 체적종파속도, 체적횡파속도를 증가시킨다. 이와 같은 조건으로 결정된 지반의 파동 특성치와 배관의 물성치를 바탕으로 유도초음파 종파 모드의 감쇠 곡선을 계산하고, 특성을 분석하였다. 결과적으로 포화도가 증가할수록 종파 모드의 감쇠는 감소하는 경향을 나타내었고, 다짐이 증가할 경우 감쇠는 전반적으로 증가하는 경향을 나타냄을 알 수 있었다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2010년도 정기 학술대회
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• pp.114-117
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• 2010

에너지자원(석유, 천연가스, 전기) 이송과 정보전달(해저광케이블)을 위한 다양한 형태의 해저 매설관이 해저면에 설치되어 운영이 되고 있다. 이들 매설관은 지진 또는 해저사면의 유실과 같은 자연재해로 인해 파괴되는 일들이 빈번하게 발생되고 있다. 그 외 태풍 등에 의해 발생되는 파랑하중에 의해서도 이들 매설관이 종종 파괴되는 일이 발생되기도 한다. 태풍 등에 의한 파랑하중은 해저지반에 과다한 과잉간극수압을 발생시켜 지반 액상화를 유발 세굴을 발생시키는데 이로 인해 매설관 하부에는 과도한 인장응력이 유발되어 매설관의 파괴 문제가 야기된다. 만약 석유수송 해저매설관이 파괴되면 경제적?산업적 측면에서 직접적인 피해 이외에도 해양환경에 미치는 영향은 매우 크다고 볼 수 있다. 따라서 파랑하중에 의한 해저매설관 주변 지반의 거동 분석 및 안정성 평가에 관한 연구가 요구된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제16권5호
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• pp.129-140
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• 2000

최근들어 핵폐기물 지하처분장을 중심으로 터널굴착에 의한 주변 암반의 손상상태와 암반특성의 변화를 정량적으로 평가하기 위한 시도가 이루어지고 있다. 이는 암반의 지지력을 적극적으로 이용하는 NATM개념에 의해 터널을 시공할 셩우 안정성 해석과 최적 보강설계를 위해 필수적인 사항으로 고려된다. 그러나 현재까지 암반 손상영역을 평가하기 위해 제시된 여러 방법들은 아직까지 그 적용성과 타당성이 충분히 검증되지 못한 실정이다. 이 연구에서는 코어시추, 실험실시험, 발파진동측정, 보어홀 카메라 등의 여러 방법에 의해 손상영역을 정량적으로 평가하고자 하였으며 가 방법의 적용성을 검토하였다. 암반상태 및 발파조건을 달리하여 시험발파를 수행하였으며 발파 후에 터널벽면에 수직하게 시추를 하여 암석코어를 채취한 뒤 손상정도에 따른 암석의 물리적, 역학적 특성들？ 변화를 정량적으로 나타내고자 하였다. 코어 채취후 시축공에 보어홀 카메라를 사용하여 손상영역을 시각적으로 판별하고자 하였으며 발파진동 측정결과로부터 손상영역을 예측하고 채취한 암석시표에 대한 실험실시험 결과와 비교하여 적용성을 검토하였다.

• 한국환경복원기술학회지
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• 제5권5호
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• pp.11-21
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• 2002

A series of model tests is performed to evaluate the relationship between soil and a buried pipe in soil undergoing lateral movement. As the result of the model tests, a wedge zone and plastic flow zones could be observed in front of the pipe. And also an arc failure of cylindrical cavity could be observed at both upper and lower zones. Failure shapes in both cohesionless and cohesive soils are nearly same, which was investigated failure angle of $45^{\circ}+{\phi}/2$. In the cohesionless soil, the higher relative density produces the larger arc of cylindrical cavity. On the basis of failure mode observed from model tests, the lateral earth pressure acting on a buried pipe in soil undergoing lateral movement could be applying the cylindrical cavity extension mode. The deformation behavior of soils was typically appeared in three divisions, which are elastic zones, plastic zones and pressure behavior zones.