• 한국지반공학회논문집
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• 제35권10호
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• pp.5-15
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• 2019

본 연구에서는 에너지 파일의 장기적인 운용이 지반의 온도변화에 미치는 영향을 확인하기 위해, 에너지 파일이 설치된 지반을 모사하고 유한요소해석을 수행하였다. 해석은 간헐적 냉방조건(8시간 운용, 16시간 정지)에서 에너지 파일 내부에 설치된 열순환 파이프의 외경에서부터 파일 표면까지의 이격거리를 변화시켜가면서 수행하였다. 해석결과, 에너지 파일의 간헐적 냉방운용 조건에서의 장기적인 열교환은 지반 내부의 열적 회복력을 감소시키고, 잔류열에너지를 유발하여 주변지반의 온도를 증가시키는 것으로 나타났다. 또한 주변지반의 온도는 에너지 파일에 가까워질수록 더 높은 온도를 갖는 것으로 나타나며, 열순환 파이프 외측 콘크리트 말뚝의 표면간의 거리가 줄어들수록 온도는 더욱 증가하는 것으로 나타났다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제16권4호
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• pp.177-190
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• 2017

본 연구에서는 운영 중인 교량하부에 근접 시공되는 지하철 터널의 형식에 대한 비교분석 내용을 다루었다. 이를 위해 먼저 실제현장에 대해 상사비를 적용하여 각각의 터널 형식에 대한 터널 구조물 및 교량에 대해 축소 모형을 제작하고 시공과정을 모사하는 실험을 수행하였다. 실험결과는 사진 이미지 분석법인 PIV 기법과 LVDT에 의한 지반 거동 및 터널구조물의 변형률 등을 이용한 분석을 통해 각각의 터널 구조물 시공이 교량 말뚝 및 터널 주변 지반의 거동에 미치는 영향을 고찰하였다. 실험결과 파이프 추진 공법이 2-Arch 터널 시공법에 비해 주변지반에 미치는 영향 및 교량의 침하에 미치는 영향을 최소화할 수 있는 것으로 검토되었다. 아울러 PIV 기법은 터널시공 모사 실험과 같이 시공과정이 주변지반의 거동에 절대적인 영향을 미치는 조건에 대한 실험결과 분석에 매우 유용하게 적용될 수 있는 것으로 검토되었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제18권4호
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• pp.365-376
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• 2016

도심지 인구는 빠르게 증가하고 있으며, 지상공간은 점차 부족해지고 있다. 이러한 현상에 대한 대책으로 지하공간 개발이 지속적으로 이루어져왔으며, 지하공간에 대한 연구도 더불어 증가하고 있다. 하지만 터널굴착과 같은 지하공간에 대한 연구는 터널 굴착방법, 터널 및 상부구조물의 형상, 주변지반의 조건에 따라 다양한 결과를 가져오며, 기존 지하공간에 대한 연구는 수치해석으로 터널굴착과 주변 구조물의 상관관계를 예측하거나 실내모형시험을 통해 구조물의 거동 및 지표침하를 관측하는 정도에 초점을 맞춰 연구가 진행된 것이 많은 비중을 차지하고 있는 실정이다. 따라서 본 연구는 지반 주변 구조물뿐만 아니라 지반의 거동 및 구조물과의 상호관계를 실내모형시험을 통해 모사하였다. 또한 터널굴착에 따라 변화하는 지반의 거동을 근거리사진계측 및 이미지프로세싱 기법을 통해 관측하고, 유한요소 수치해석을 이용한 역해석을 통해 다양한 지반의 상태를 예측해보았다.

• 터널과지하공간
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• 제33권4호
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• pp.265-280
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• 2023

터널누수는 주변지반의 응력 및 간극수압을 변화시켜 터널 안정성 및 지반변형에 영향을 미칠 수 있는 결함요소이다. 장기간 또는 큰 규모의 누수발생은 터널 라이닝의 불안정성 및 지표침하와 같은 터널 구조물 및 주변지반 환경에 손상을 일으킬 수 있다. 본 연구에서는 누수발생 시 터널의 구조 안정성 및 지반거동에 미치는 영향을 수치해석적으로 분석하였다. 고려된 터널은 내부로 주변 지하수의 유입을 허용하지 않는 비배수 조건으로 가정하였고 터널 완공 후 라이닝에서 누수가 발생하는 것으로 설정하였다. 누수로 인한 터널 구조물 및 지반의 거동을 모사하기 위해 수리역학 연계해석이 수행되었으며 파이썬으로 개발된 TOUGH-FLAC 시뮬레이터가 사용되었다. 누수 발생량과 누수위치를 변화시켜 수치모사가 수행되었으며 수리역학 해석을 위한 연계항들이 복합거동 결과에 미치는 영향을 조사하였다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제3권1호
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• pp.39-52
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• 1987

말뚝에 작용하는 부주변마찰력의 양상과 감소방법을 일련의 모형실험을 통하여 평가하였다. 감소 방법으로는 역청재와 확대선단부를 사용하였다. 실험은 점성토로 이루어진 모형지반에서 지름이 3.2cm인 모형강관말뚝을 사용하여 수행하였으며 부주변마찰력으로 인한 하향력을 압력계로 측정하였다. 특히 여러가지 경우에 대한 확대선단부의 감소효과는 인발실험을 통하여 알아보았다. 보통말뚝인 경우에 부주변마찰력은 깊이에 따라 0.25(유효상재압)로 나타나며 말뚝과 주변 흙과의 상대변위가 아주 작아도 부주변마찰력은 충분히 발휘된다. 말뚝에 역청재를 도포하여 부주변마찰력을 50%이상 감소시킬 수 있다. 확대선단부의 사용도 ㅂ주 변마찰력의 감소에 효과적이었으며, 말뚝의 지름에 대한 착러설단부의 지름인 커지거나 주변의 강도가 커질수록 그 효과는 커진다. 역청재와 확대선단부를 종시에 사용하던 약 90%의 감소효과가 있다.

• 지질공학
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• 제25권2호
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• pp.237-250
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• 2015

지진 시에 지하구조물은 지상구조물보다 더욱 안전한 것으로 간주되어 왔으나, 1995년 고베지진 시 발생한 지하철터널의 피해 이후 지하구조물의 피해 사례가 점점 증가하고 있다. 본 논문에서는 풍화토로 되메움한 개착식 터널과 주변 지반의 지진 시 거동을 Mohr-Coulomb모델을 이용하여 수치해석을 수행하였다. 지반의 측면 경계조건, 인장강도, 최대지진가속도에 따른 개착식 터널과 주변 지반의 변위 및 터널 라이닝에 작용하는 응력을 예측하였다. 지반의 측면 경계조건(자유장 경계조건과 일반 경계조건)과 주변 지반의 인장강도의 변화에 따라 계산된 변위와 응력은 상당한 차이를 나타냈다. 좌우경계조건이 자유장 조건인 경우에는 지반의 잔류변형이 거의 발생하지 않았으나, 구속된 일반 조건인 경우에는 지진으로 인한 주변 및 기초 지반의 융기로 인한 잔류변형이 크게 발생하였다. 하지만 주변 및 기초 지반의 인장강도를 점착력의 100%로 가정하였을 경우 개착식 터널은 측면 경계조건이나 입력된 최대가속도에 관계없이 잔류변위는 1 cm 이내로 무시할 수준이다. 뿐만 아니라, 최대변위 발생 시 및 최종 단계에서 터널 라이닝에서 발생하는 응력은 모두 허용응력 이내이므로 안전한 것으로 판단된다. 동적 수치해석에서는 주변 지리적 조건을 고려하여 적절한 경계조건을 설정하고 인장강도와 같은 지반의 물성치를 정확하게 구하는 것이 매우 중요한 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권3호
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• pp.141-147
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• 2007

말뚝의 동적 응답 해석을 위한 다양한 방법들이 개발되어 있으며, 이 중에서 비선형 스프링, p-y 곡선을 이용하여 지반-말뚝 상호작용을 고려하는 방법이 널리 사용되고 있다. 그러나, 현재 사용되는 동적 p-y 곡선은 정적 또는 주기 하중에 의한 횡방향 재하 시험에 의해 개발되었다. 또한, p-y 곡선에 scaling factor를 도입하여 액상화에 의한 지반-말뚝 상호작용의 영향을 모사하고자 하는 시도가 이루어져 왔으나, 지금까지 정확한 scaling factor를 산정하지 못하고 있는 실정이다. 이에 본 연구에서는 Ig 진동대 실험으로부터 구한 말뚝 주변 지반의 과잉간극수압과 지반-말뚝 시스템의 고유진동수 관계 및 수치해석으로부터 구한 말뚝 주변 지반의 탄성계수의 변화와 지반-말뚝 시스템의 고유진동수 관계로부터, 말뚝 주변 지반의 탄성계수의 변화로 표현되는 p-y 곡선의 scaling factor를 구하였다. 그 결과, scaling factor는 과잉간극수압비에 따른 지수 함수의 형태로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제39권12호
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• pp.7-22
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• 2023

본 연구에서는 입력가속도의 한계 범위를 흙의 상대밀도, 지하수위, 지반 조건을 고려하여 시간이력해석과 응답스펙트럼해석으로 분석하였다. 시간이력해석은 FLAC3D로 응답스펙트럼해석은 FB-Multipier를 이용하여 여러 지반 조건에 대한 수치해석을 실시하였다. 말뚝 주변 지반은 탄소성 물질로 가정하였다. FLAC3D 해석의 주변 지반은 Mohr-Coulomb과 Finn 모델로 설정하였고, FB-Multiplier 해석은 비선형 p-y 곡선을 이용하여 해석하였다. 비선형 지반 거동을 갖는 가속도의 한계범위는 주변 지반의 상대밀도에 비례함을 보였다. 해석 결과 SP soil이 SM soil보다 지반의 가속도의 한계범위가 훨씬 크고 지하수위는 지반조건에 관계없이 입력가속도의 한계범위를 감소시키는 경향이 있음을 알 수 있다. 또한 가속도의 한계 범위는 주로 전단탄성계수의 영향을 받는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제1권2호
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• pp.41-54
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• 1985

비교적 얕은 깊이에서 터널을 착굴하거나 개착을 하늘 경우, 열변지반에 침하 및 수평이동 등의 변위가 발생하게 된다. 이러한 변위는 주변 구조물의 안정에 큰 영향을 미치며, 심한 경우 주변 구조물이 파괴되는 상태에 까지 이른다. 인구가 밀집된 대도시에 지하철을 시공할 경우, 주변 문화재, 고층건물, 상하수도관, 가스관 등의 안정을 지하철 설계시 고려하여야 하므로 터널굴착에 따른 지반변위의 예측과 자세한 침하의 원인이 규명되어야 할 필요가 있다. 본 연구에서는 지반 침하량 및 침하발생 영역을 예상하거나 침하요인을 파악하기 위하여 부산지하철 NATM회간의 지표면 침하, 지표면 수평변위, 지중침하, 천단침하 들에 관한 측정 분석이 이루어졌다. 그 결과, 횡방향 지표면 침하는 Gaussian normal probability curve, 종방향 지표면 심하하는 cumulative Gaussian probability curve로서 해석이 가능하다는 것과 가인버어트의 조기폐합이 침하량 감소에 큰 영향을 미친다는 것을 알 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제15권5호
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• pp.281-290
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• 1999

서해안과 남해안의 해안지역은 해성점토로 매립하여 부족한 용지를 확보하는 공사가 자주 시행되고 있다. 이렇게 새로이 생성된 연약지반을 개량하는 공법들은 아주 다양하다. 이중 외국에서 자주 사용되어온 생석회 말뚝공법은 국내에서는 거의 사용되고 있지 않다. 따라서 본 연구에서는 생석회 말뚝을 이용한 연약 지반개량공법을 국내 현장에 적용할 수 있도록 하기 위해 생석회 말뚝과 주변지반의 공학적인 현상을 규명하는데 초점을 맞추었다. 실내 모형시험과 유한요소해석을 실시하여 생석회 말뚝 주위의 압밀 현상을 파악하였다. 유한요소 해석 및 Chen 과 Law의 이론식에 의한 결과는 실제 발생하는 간극수압과는 일치하지 않았으나 전체적인 경향은 비슷하였다. 본 연구로부터 생석회 말뚝의 팽창압이 주위 지반의 압밀특성에 막대한 영향을 미치는 것으로 나타났다.