• 한국지반공학회논문집
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• 제30권10호
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• pp.33-44
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• 2014

본 연구에서는 국내 서남해 해상지역 시범사업의 부유식 콘크리트 해상구조물 계류를 위한 기초시스템으로서 석션파일을 적용하기 위한 예비설계를 수행하였다. 설계에 앞서 시범사업 대상지역인 서남해안에 대한 지반 및 수리 조건, 재현주기 100년의 환경외력 등 현장 조건을 면밀히 검토하였다. 석션파일은 설계하중에 대한 수평방향 지지력을 만족해야하고, 뿐만 아니라 지반종류 및 강도정수, 유효응력, 침투압 등의 조건에 따른 관입성 검토가 수행되어야 한다. 본 설계에서는 석션파일 직경에 따라 설계외력에 대해 수평방향 안정성을 확보할 수 있는 목표 침설깊이를 설정하고, 침설단계별로 상한석션압 이내에서 관입력과 관입저항력 비교를 통해 설계석션압을 산정하였다. 검토결과 직경 3.0~5.0m 석션파일의 경우 목표 깊이까지 침설이 불가능하였고, 직경 6.0m와 7.0m 석션파일은 각각 침설깊이 8.5m와 8.0m에서 수평방향 안정성 및 설계석션압에 의한 침설을 모두 만족함을 확인하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제10권3호
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• pp.13-20
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• 2009

최근까지 사면, 제방, 댐 등의 안정해석에는 흙의 포화도를 고려하지 않고 포화상태의 시료에서 얻어진 강도정수를 사용하여 왔다. 이는 포화지반의 개념으로 구조물을 설계하는 것이 이론적 접근이 용이하고 안전측 설계가 가능하기 때문이었으며, 불포화토를 연구하기 위해 소요되는 실험적 비용과 시간 등의 어려움이 많았기 때문이다. 하지만 고전적인 포화토질역학의 개념과 원리로는 실제의 불포화 지반에서 발생하는 현상과 거동이 합리적으로 해석되지 않는 많은 공학적 문제들이 인식되면서 최근 들어 지반의 공학 연구 분야에 불포화토에 대한 관심이 증가하고 있다. 최근 들어 많은 연구자들은 흙 구조물을 보다 합리적으로 해석하기 위하여 구조체의 포화도를 고려하는 해석의 필요성을 제기하고 있다. 불포화토의 역학적 성질을 규명하기 위한 가장 기본적인 요소중의 하나가 바로 '함수특성곡선(SWCC)'이다. 흙은 불포화상태로 갈수록, 즉 함수비가 감소할수록, 흙 내부에 음의 간극수압이 작용되는데 이 음의 간극수압인 모관흡수력(suction)과 체적 함수비(volumetric water content)간의 상관관계를 나타내는 곡선이 함수특성곡선이다. 본 연구에서는 실무에 편리하게 쓰일 수 있도록 국내 화강풍화토에 대한 지역별 자료를 제시하며, 이에 대한 검증을 위하여 이론적 고찰과 검증, 실험적 검증을 하였다. 함수특성곡선의 추정에는 Soil Vision Ltd.의 Soil Vision이 사용되었으며, 추정된 함수특성곡선과 실험적인 방법과 이론적인 방법로 얻어진 함수특성곡선을 비교, 검증하였다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제10권4호
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• pp.71-79
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• 2011

본 연구에서는 새만금지역의 방수제 제방단면을 대상으로 강우지속시간에 따른 침투깊이와 지하수위 변화를 예측하고 이를 토대로 사면안정해석을 수행하였다. 준설토로 구성된 제방의 불포화 지반정수를 산정하기 위하여 실험으로 구한 흡입응력과 직접전단시험으로 구한 점착력 및 내부마찰각을 이용하였다. 강우에 따른 침투깊이와 지하수위 변화를 예측한 결과 강우초기와 지속시간 1시간 경과 후 제방 상부에 강우의 침투로 인하여 습윤전선이 하강하며, 이후 강우 지속시간이 길어짐에 따라 지하수위는 지속적으로 상승하였다. 강우 발생이후 에는 지하수위가 일정한 깊이로 분포되고 있으며, 시간이 경과할수록 지하수위는 점차 하강하였다. 강우에 따른 침투깊이와 지하수위 변화를 고려하여 사면안정해석을 수행한 결과 강우로 인한 침투가 발생됨에 따라 사면안전율은 급격히 감소하며, 강우지속시간이 24시간일 때 사면안전율이 가장 낮게 나타났다. 강우 발생이후에는 지반내 모관흡수력이 회복됨에 따라 사면안전율이 증가함을 알 수 있다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제9권1호
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• pp.37-47
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• 2007

환경훼손 및 주거 과밀지역의 민원을 최소화할 목적으로 도심지 공사에서 쉴드터널공법의 적용이 날로 증대되고 있다. 쉴드터널의 주 구조체인 라이닝 세그멘트는 연속체가 아닌 이음부를 가지는 구조로 되어져 있다. 지금까지 설계실무에서는 라이닝 세그멘트의 구조해석 모델이나 설계하중 및 지반정수의 영향 등에 대한 별다른 검증 평가없이 과거의 국내 외 설계자료를 관행적으로 적용하고 있다. 본 연구에서는 국 내외에서 현재 사용하고 있는 쉴드터널의 세그멘트 해석 및 설계 모델들에 대해 이론해와 수치해의 비교를 통하여 적정성을 평가하였다. 그 결과, 사용의 편이성과 현장조건 의 적용성, 해석결과의 적용성 측면에서 전주면빔이음스프링 모델(1R-S0)을 제안하였다. 그리고, 제안된 모델을 이용하여 이음부 강성과 지반강성, 이음부 분할 분포 및 분할 개수 등에 대한 매개변수 해석을 수행하였다. 그 결과, 이음부를 갖는 라이닝 세그멘트에 발생하는 휨모멘트는 일정한 크기 이상의 지반강성에서 이음부가 없는 연속체의 라이닝 세그멘트에 발생하는 휨모멘트의 크기에 일정한 비율로 수렴함을 알 수 있었다. 또한, 이음부의 강성이 작을수록 측벽부에 비하여 천정부와 바닥부의 휨모멘트가, 수평변위에 비하여 수직변위가 이음부 분할 분포에 따라 큰 영향을 받는 것을 알 수 있었다.

• 한국측량학회지
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• 제21권2호
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• pp.109-121
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• 2003

지하에는 수많은 각종 시설물이 매설되어 있으며, 이러한 지하매설물의 효율적인 관리는 도시의 원활한 운영을 위한 중요과제가 되어가고 있다. 지하에 매설된 각종 시설물의 위치 및 깊이를 조사하기 위한 지하측량법으로 GPR(Ground Penetrating Radar)탐사 등이 주로 적용되고 있으나, 가탐심도가 매우 낮으며, 지하매질이 불균질하거나 점토, 염분, 자갈 등의 지반 및 전자기적 잡음이 심한 곳에서는 조사가 안 되는 경우가 많다. 본 연구에서는 지반조건 및 고심도 때문에 지하매설물을 측량을 할 수 없는 지역에서 지하매설물의 지하측량을 효과적으로 수행할 수 있는 비파괴적인 전자탐사기법으로서 '고주파수대역 전자탐사법'을 개발하였으며, 광역상수관이 천부 및 심부에 다수 매설되어 있으나 열악한 지반환경 때문에, 그 어느 지하측량법으로도 지하매설물을 측량할 수 없는 지역에 고주파수대역 전자탐사법의 효용성 확인을 위해 적용하였다. 연구결과 기존의 지하측량방법으로는 위치확인을 할 수 없었던 지하매설관에 대해서 고주파수대역 전자탐사법의 적용은 매우 성공적이었으며, 지반정수를 함께 유추할 수 있었다. 따라서 본 지하측량법은 지하매설물의 정밀 지하측량에 효과적으로 적용할 수 있으며, 문화재유물 등의 조사에도 적용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제38권4호
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• pp.21-32
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• 2022

강재형 말뚝기초는 안정적인 지지력 확보와 높은 시공성으로 해양구조물 기초로 널리 활용되고 있다. 일반적으로 설계수명에 도달한 해양구조물은 해체수순을 밟게 되는데 말뚝기초는 높은 인발하중과 경제적인 이유로 예외적으로 현장에 존치되는 경우가 많다. 현장에 존치된 기초는 환경오염뿐만 아니라 신규구조물을 건설하는데 장애요인이 될 수 있으므로 말뚝기초 완전해체를 위한 연구가 필요한 실정이다. 본 연구에서는 인발하중을 획기적으로 저감시킬 수 있는 신형식 이중벽 말뚝기초를 제안하고 축소모형실험을 통해 인발하중 저감성능을 실험적으로 평가하였다. 이를 위해 축소된 이중벽 말뚝기초를 제작하고 건조된 모래지반에서 말뚝 설치 및 인발 거동을 모사하였으며, 측정된 인발하중을 동등한 단면의 일반말뚝과 비교하였다. 그 결과, 조밀한 모래지반에서 이중벽 말뚝의 최대 인발력이 일반말뚝에 비해 45% 감소되는 것을 확인하였다. 본 연구를 통해 이중벽 말뚝의 인발하중 저감 성능과 메커니즘을 검증하였으며, 설계수명에 도달한 기초를 완전히 회수할 수 있는 가능성을 확인하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권10호
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• pp.97-107
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• 2007

대규모 암반비탈면은 소규모 암반비탈면과 달리 파괴블록의 크기를 사면전체로 가정했을 경우 비합리적인 안정성 평가가 이루어질 가능성이 매우 크다. 즉, 파괴블록의 크기에 따라서 안전율, 절리면 강도정수 등이 변하기 때문에 대규모 비탈면의 경우에는 공학적인 방법으로 파괴 가능 블록크기 평가가 필요하다. 따라서 본 연구에서는 연구대상 부지의 절리조사자료를 이용하여 절리의 방향성(joint orientation) 및 절리간격(joint spacing) 통계분석, 3차원 절리발생 강도(joint intensity)분석 등의 과정을 거쳐 3차원 절리계를 생성한 후, 이를 이용하여 파괴가능 블록(failure block) 크기를 분석하였다. 분석결과 파괴유발이 우려되는 블록은 33개가 관찰되었으며, 최소크기 1.4m, 최대크기 38.7m, 평균크기 15.2m로 나타났다. 또한, 3차원 절리계 생성과정에서 발생되는 절리자료를 활용하여 확률론적해석, 2, 3차원 불연속체해석 등에 직접적으로 활용할 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권2C호
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• pp.85-93
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• 2010

전단 강성은 지반 거동을 이해하기 위한 필수적인 요소로 인식되고 있으며, 특히 탄성계수 및 간극비는 구조물의 기본적인 설계 정수로서 그 중요성이 점차 증가하고 있다. 본 연구의 목적은 전단파와 압축파 같은 탄성파 및 전기비저항 측정이 가능한 현장 탄성파 및 전기비저항 측정 장비(FVRP)를 개발하고, 이를 이용하여 대상지반의 탄성계수 및 간극비를 산정하는 것이다. 압축파 및 전단파는 각각 피에조 디스크 엘리먼트와 벤더 엘리먼트를 이용하여 측정하였다. 그리고 전기비저항은 소형 전기비저항 측정 프로브를 제작하여FVRP 선단에 설치하여 측정하였다. 개발된 장비는 실내의 대형토조와 현장에 적용되었다. 대형 토조실험의 경우, 모래와 점토를 슬러리 상태에서 혼합하여 지반을 조성한 후 상재하중을 가하여 조성된 지반을 압밀 시킨 후 진행되었으며, 탄성파 및 전기비저항의 측정은 매 심도 1cm 간격으로 수행되었다. 현장 실험은 남해안 지역에서 수행되었으며, 탄성파 및 전기비저항 측정은 관입심도 6m부터 20m까지 10cm 간격으로 수행하였다. 토조 및 현장 실험을 통해 측정된 탄성파와 전기비저항은 이론적인 관계식을 이용하여 탄성계수 및 간극비로 환산되었다. 탄성파와 전기비저항을 이용한 간극비는 부피를 이용하여 산정한 간극비와 유사한 값을 나타내었다. 본 연구에서 개발된 탄성파와 전기비저항을 동시에 측정할 수 있는 FVRP는 연약지반의 탄성계수 및 간극비 산정에 유용한 장비가 될 수 있음을 보여준다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제23권2호
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• pp.1-7
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• 2024

대절토사면 안정성 확보를 위한 보강공법에 대한 다양한 신기술, 신공법이 적용되고 있지만 현장 지반정수 고려에 대한 설계적 한계가 존재하여 실제 시공 시 설계와 현장 지반 조건이 상이한 결과가 발생하고 있다. 본 연구대상지역인 여수시 일원에 있는 옹벽의 경우 5단계 옹벽 시공예정중이나, 현재 2단계 시공완료 시점에서 옹벽 상부의 균열, 옹벽전면의 침하 및 우수 유출등이 확인되었다. 1, 2단계 옹벽 시공 완료후, 발생된 옹벽 상부의 균열 및 침하와 옹벽 전면의 우수 유출에 대한 문제점을 발견하고 기존 안정성 검토의 결과를 재검토하고자 하였다. 기존 설계단계에서 붕적층에 대한 명확한 검토가 이루어지지 않아 지하수 유출로 인한 문제임을 확인하였으며, 이에 지하수위 조건을 보수적으로 반영하고자 옹벽 최상부에 지하수위선을 위치시켜 사면에 대한 안정성검토를 수행하였다. 검토결과, 우기시 안전율은 1.31로 기준안전율 1.3을 상회하는 결과를 확인하였으나, 지진시 안전율이 1.12로 기준안전율 1.3을 만족하지 못하는 것으로 확인되었다. 이에 기존 1, 2단 시공된 옹벽은 그라우팅을 이용한 마이크로 파일과 같은 보강공법을 적용하고, 붕적층에 대한 명확한 검토 수행수 추가 공사가 이루어져야할 것으로 사료된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제5권5호
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• pp.471-479
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• 2004

본 연구에서는 점성토에 있어서 범용으로 적용 가능한 시간의존적 구성방정식을 유도하였다. 데미지 법칙을 유도된 구성방정식에 포함하였으며 이를 활용하여 비배수 크리프거동을 예측하였다. 구성방정식의 수학적 물리적 유도는 가능한 적은 모델정수를 포함시키는 원칙에서 수행되었다. 유도된 구성방정식을 활용하여 예측한 크리프 거동은 점성토의 중요한 시간 의존적 거동인 비배수 크리프파괴를 포함하는 실험결과와 잘 부합하였다. 유도된 구성모델은 단순함에 비해 크리프 예측 능력이 뛰어난 것으로 평가된다.