• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제17권3호
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• pp.333-339
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• 2015

본 연구는 도심지 천층터널에서 현재까지 해석에서 무시되던 막장면 진동이 주위 구조물에 가장 큰 영향을 미치는 지표 침하에 대하여 3차원 수치해석을 이용하여 모델링하였다. 풍화토와 풍화암이 각각 50%의 비율로 구성된 복합지반을 고려하여 TBM 커터헤드에 발생하는 굴착시 토크를 산정하여 이를 시간에 따라 막장면에 재하함으로서 그 영향을 수치해석적으로 관찰하였다. 3차원 유한차분해석법을 이용하여 역학-동역학 연계해석을 통하여 지표침하 발생이력 및 분포도를 산정하였다. 연구결과, 3차원 수치해석을 통하여 막장면 진동하중에 의한 지표침하 발생경향을 성공적으로 모델링할 수 있었으며 최대 침하는 막장면에서 2.5D 후방에서 발생함을 확인하였고, 막장면 진동이 실제 지표침하에 영향을 미침을 확인하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제20권1호
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• pp.121-129
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• 2004

본 연구에서는 균질 단순사면의 안정검토 시 간편하게 이용할 수 있는 사면안정도표를 제안하였다. 기존의 사면안정도표는 대부분 한계평형해석에 근거하고 있으나 잘 알려진 바와 같이 한계평형해석은 역학적으로 엄밀한 해석기법이 아니다. 반면 가상일방정식과 소성이론의 경계정리를 이용한 한계해석은 계산이 간단하면서도 역학적 엄밀성이 보장되어 사면과 같은 지반구조물의 안정해석에 적합한 해석기 법이다. 특히 유한요소와 최적화기법을 적용한 수치한계해석은 다양한 사면조건을 반영할 수 있을 뿐 만 아니라 안정해의 최적값을 효율적으로 산정할 수 있는 장점이 있다. 본 연구에서는 유효응력 개념의 수치한계해석기법을 개발하고 다양한 사면조건에 대한 해석을 수행하여 역학적으로 엄밀한 사면안정도표를 제안하였다. 유효응력해석을 위한 간극수압의 영향은 기존의 사면안정도표와 같이 간극 수압비를 적용하여 고려하였다. 제안된 안정도표와 Spencer 안정도표를 비교한 결과 Spence. 안정도표를 적용하여 사면설계를 수행할 경우 안전측 설계가 됨을 알 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제38권9호
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• pp.45-52
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• 2022

암반내 불연속면이나 지반-구조물의 접촉면은 열-수리-역학적으로 연계된 거동 특성을 보이므로, 온전한 지배방정식에 근거한 경계면 요소의 개발이 필요하다. 본 논문은 경계면 요소에 대한 힘평형 방정식, 유체의 연속방정식 그리고 에너지 평형 방정식을 유도하였다. 그리고 경계면 요소에 대한 탄소성 역학 모델의 강성행렬을 제시하였다. 개발된 유한요소는 2차원 조건에서 변위는 6절점, 수압과 온도는 4절점을 사용한다. 단층내 유체 주입에 대한 완전연계된 THM 해석은 단층내의 유효응력 감소와 주위 암반의 온도 수축에 의한 주입압의 복합적인 변화을 모델링 할수 있었다. 하지만, 열적 현상을 무시한 HM해석은 수리-역학적 변수를 과다하게 산정하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2001년도 사면안정 설계 및 시공 특별강연회
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• pp.31-42
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• 2001

다양한 방식으로 제작된 유리섬유 강화 플라스틱관(FRP pipe)의 인장 및 휨강도 시험 결과로부터 제작방식에 따른 FRP관의 강도 특성을 비교 검토하였다. 또한, 사면보강대책으로서 FRP 그라우팅 공법의 현장 적용성을 평가하기 위하여, FRP 그라우팅에 따른 지반강도의 증진효과 및 보강재의 인발저항력을 산정하였다. 이를 위하여, 지반의 상대밀도 및 구속압에 따른 보강재 인발저항력의 변화 및 압력주입에 의한 확공효과 평가를 위하여 실내모형실험이 이루어졌다. 또한, FRP 그라우팅이 시공된 현장에서 공내재하시험, 투수시험, 그리고 시추공전단시험 등을 실시하여 FRP 그라우팅에 의한 지반보강 효과 및 차수효과를 정량적으로 산정하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제13권2호
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• pp.19-26
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• 2012

본 연구에서는 연약지반 중 선행하중재하 공법을 적용한 6개 지역과 연직배수 공법을 적용한 6개 지역을 대상으로 압밀침하 특성을 비교하였다. Asaoka방법, 쌍곡선방법, Hoshino방법의 장래 예측 침하량 기법을 이용하여 압밀침하량을 예측하고, 실제 계측 침하량과 비교하였으며, 종합적으로 Asaoka방법에 의해 예측된 장래침하량이 쌍곡선방법이나 Hoshino방법에 비해 예측 정확도가 높게 평가되었다. 연직배수공법을 적용한 지역에서는 Asaoka방법이 침하량 예측 정확도가 다른 방법에 비해 높게 평가된다고 알려진 것과는 다르게 세 방법 모두 비슷한 정확도를 나타내었다. 또한 연구대상지역의 지반개량 전후의 확인조사를 통해 N치의 변화, 토층의 물리적, 역학적 특성을 조사하였으며, 개량 후 물성치는 개선되고, 침하량 크기와 관계되는 역학적 특성들은 개선되었다. 또한, 토질의 강도는 증가한 것을 확인하였으며, 침하량과 관계되는 물성치의 변화가 큰 것으로 나타났다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제17권11호
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• pp.23-33
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• 2016

본 연구에서는 해저에 퇴적된 오염 침전물질을 제올라이트와 모래로 피복하여 중금속 및 오염물질을 격리하는 피복 공법을 적용한 지역의 해저지반의 역학적 안정성 및 변형 예측을 하였다. 문헌조사와 현장조사를 바탕으로 분석해 본 결과, 이 현장에 맞는 피복재는 중금속 흡착효과가 뛰어난 제올라이트가 적합한 것으로 결정되었다. 정밀지반조사 결과를 바탕으로 오염 침전물질을 제올라이트와 모래로 피복한 후 주변 지반에 대한 안정성 평가와 압밀로 인한 장기지반거동을 예측하였다. 역학적 안정해석 결과, 지면이 해수에 포화되는지 여부에 따라 최저 안전율은 약 11.2와 30.1로 계산되어 충분히 안전한 것으로 판단되었다. 압밀량 해석을 진행한 결과 상단면 기준으로 1차 최대압밀량이 209.2mm 정도 발생하고 2차 압밀량은 1.2mm로 아주 적게 예측되었다. 시간에 따른 압밀도를 계산하여 시간에 따른 1차압밀량도 예측하였다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제15권3호
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• pp.57-66
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• 2016

본 연구에서는 강관압입 공법 적용 시 굴착 선단부에서 수리학적 또는 역학적 불안정으로 인해 발생 가능한 붕괴를 방지하는 목적으로 액체질소를 주입하여 굴착선단부를 안정화하는 공법에 관하여 연구하였다. 강관압입 공법 적용 시 오거 내 중공(中空)에 액체질소 주입관(호스)를 넣어 오거 선단부에 액체질소를 분사하는 방식을 고안하였다. 실내 실험을 위해 직경이 1,000 mm인 강관압입관을 기준으로 1/5축소 모형오거 및 토조를 제작하였다. 화강풍화토로 지반을 조성하여 함수비를 변화시켜가며 액체질소를 주입한 결과 오거 선단부에 동결 구근이 형성되어 강관압입공법 시공 시 발생 가능한 붕괴를 막을 수 있는 것으로 확인되었다. 액체질소를 이용한 동결공법은 지반이 모래일 때 보다는 소성이 있는 화강풍화토일 경우 더 효과적이었으며, 화강풍화토 지반의 경우 함수비가 최적함수비 이상일 경우 동결효율이 증가하는 것을 확인하였다. 액체질소 분사시간이 길어질수록 동결범위가 더 커졌으며 인위적으로 함수비를 급격히 증가시켜 수리학적 불안정을 유발해 보았더니 강관과 오거 전면의 지반이 약 120~300초 이내에 동결 되어 관으로 흙이 유입되지 않았으며, 차수효과가 있는 것으로 분석되었다. 이번 연구에서는 강관압입공법 안정화에 미치는 주요 인자에 대하여 액체질소를 이용하여 강관압입공법 시공 시 역학적 수리학적인 불안정이 발생할 경우, 화강풍화토 지반의 경우 붕괴를 막을 수 있는 효율적인 방법이 될 수 있다는 것을 확인하는데 큰 의의를 둔다.

• 지질공학
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• 제26권3호
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• pp.383-392
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• 2016

본 연구는 무등산국립공원 주상절리대 중 입석대 주상절리대를 대상으로 물리역학적 특성을 살펴보았다. 이를 위하여 무등산응회암에 대한 물리적 및 역학적 성질과 불연속면 특성, 주상절리대 주변의 진동 및 국지 기상 측정, 그리고 주상절리대 자체하중에 의한 지반변형을 살펴보았다. 물리적 성질의 경우 평균 공극률은 0.65%, 평균 비중은 2.69, 평균 밀도는 2.68 g/cm³, 평균 종파속도는 2411 m/s로 나타났다. 역학적 성질의 경우 평균 일축압축강도는 323MPa, 평균 탄성계수는 81 GPa, 그리고 평균 포아송비는 0.25로 나타났다. 절리면 전단시험의 경우 평균 수직강성은 3.15 GPa/m, 평균 전단강성은 0.38 GPa/m, 평균 점착력은 0.50 MPa, 그리고 평균 내부마찰각은 35°로 나타났다. 절리면 거칠기를 측정한 결과 거칠기 상수(JRC) 표준도에 따르면 4~6 범위, JRC 차트에 따르면 1~1.5 범위가 우세하게 나타나 약간 거침 상태를 보였다. 또한 주상절리 표면에 대한 실버슈미트해머 반발경도 Q값을 측정한 결과 평균 57(약 90MPa)로 나타났으며, 이는 원래 일축압축강도의 약 28% 수준이다. 입석대 주상절리대 주변의 진동을 측정한 결과 최대 진동값은 0.57 PPV (mm/s)~2.35 PPV (mm/s) 범위를 보여 주상절리대 주변의 탐방객들에 의해 발생되는 진동은 미약한 것으로 나타났다. 주상절리의 표면 및 부근에서 온도, 습도, 풍속 등 국지기상을 측정한 결과 측정 당일의 날씨 영향을 크게 받은 것으로 나타났다. 입석대 주상절리대 자체하중에 의한 지반변형 상태를 수치해석한 결과, 오른쪽 지반에서 최대 변위는 지반거리가 약 2.5m일 때 최대값을 보이며, 6m까지 급격하게 감소하다가 그 이후부터는 미미하게 증가했다. 중간 지반에서 최대 변위는 지반거리가 0~2 m에서 최대값을 보이며, 3 m에서 급격하게 감소하다가 12m에서 미미하게 증가하는 경향을 나타냈다. 그리고 왼쪽 지반에서 최대 변위는 지반거리가 5~6 m일 때 최대값을 보이며, 6~10 m까지 급격하게 감소하다가 그 이후부터는 미미하게 증가하는 것으로 나타났다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제16권2호
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• pp.159-164
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• 2017

본 논문에서는 화강풍화토 조건에서 온도변화에 따른 지반의 하중지지 특성의 변화를 관찰하기 위해 실험을 진행하였다. 지반의 온도변화의 시간의 흐름에 의한 각 지층의 온도 및 체적함수율(V.W.C)를 지속하여 측정하여 온도변화가 보강토에 미치는 영향을 확인하였다. 또한 온도상승 후 지반에 수직으로 Loading-Unloading 작용을 통해 열에 의한 지반의 열-수리-역학적 관점에서의 하중지지력을 검토하였으며 비보강 지반과 실제 보강토 옹벽에서처럼 보강재와 배수층을 설치한 지반내 온도작용에 의한 배수작용과 보강재의 영향에 관하여 분석하였다. 그 결과 열교환 장치를 설치한 경우 수직하중의 강도가 더 크게 나타나 지반의 강도가 증가한 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제17권1호
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• pp.109-118
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• 2001

대구지역은 광범위한 층리가 균일한 형태로 발견되는 지역으로 역학적인 이방성을 나타내고 있다. 이러한 이방성을 가진 지반은 지하 구조물의 거동이 등방과 다른 양상을 보이므로 이방성해석이 수행되어야 한다. 이에 본 연구에서 대구지역 셰일에 대해 암판정상 경암과 보통암에 대해 동일한 시료에서 등방과 이방상태의 탄성정수를 층리각도($\beta$)별로 산출하였고 이것을 바탕으로 하여 유한 요소법을 사용한 이방성 해석을 수행하였다. 해석결과 이방상태의 응력과 변위의 결과는 등방과 다름을 알 수 있었다. 변위는 층리각에 따라 등방에 비해 지표면에서 약 3배까지 증가하며, 록볼트는 최대 2.04배, 숏크리트는 2.93배 증가하게 나타난다. 또한, 측압계수(K$_{0}$)가 이방성 암반과 터널구조물에 미치는 영향을 알 수 있었다. 따라서, 본 지역과 같은 층리가 존재하는 지반의 구조물 건설에서 이방성해석이 필수적임을 알 수 있다.