• 대한토목학회논문집
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• 제30권4A호
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• pp.361-373
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• 2010

일체식 교대 교량은 신축이음장치 및 교좌장치가 없이 하부구조와 상부구조를 일체화한 구조형식으로, 상부구조의 온도변화 등에 의해 발생하는 변형을 교대하부에 배치한 파일의 휨 변형을 통하여 해소하는 교량형식이다. 본 연구에서는 지반-파일 상호관계 모형화 방법에 따른 일체식 교대 교량의 거동비교를 통하여 합리적인 모형화 방법을 제시하고, 매개변수 해석을 통하여 일체식 교대 교량의 상부구조 및 파일의 거동특성을 평가하였다. 매개변수 해석을 위해 파일 관입부 지반조건, 교대 높이, 파일 길이를 매개변수로 선정하였고, 지반-파일 및 온도변화-교대배면토압 상호관계를 고려하여 구조해석을 수행하였다. 지반-파일 상호관계 모형화에 따른 일체식 교대 교량의 거동을 비교한 결과 탄성지반스프링 방법이 일체식 교대 교량의 거동을 평가하는데 보다 합리적인 것으로 판단된다. 일체식 교대 교량의 매개변수 해석 결과 파일 관입부 지반강성이 증가할수록 상부구조에 작용하는 모멘트가 증가하고 파일의 변위가 감소하는 경향을 보였다. 또한, 교대의 높이가 증가할수록 교대배면토압이 증가하고 이것이 상부구조 및 파일의 거동에 영향을 주었음을 확인하였으며, 파일의 길이가 증가할수록 일체식 교대 교량이 유연한 거동을 보임을 확인하였다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제17권4호
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• pp.225-238
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• 2018

본 연구에서는 토목섬유 보강재의 시공중 손상 정도를 규명하기 위하여 국내에서 많이 사용되고 있는 주요 토목섬유 보강재 제품(7개 사의 15 종류)을 대상으로 다양한 입도의 성토재료를 적용한 현장내시공성시험을 수행하였다. 현장내시공성시험은 FHWA(2009) 지침을 참조하여 수행하였으며, 다짐시공 후 추출된 토목섬유 보강재 시료에서 인장강도 시편(크기 $0.2m{\times}1.4m$)을 최대 20개 이상 균등하게 샘플링하여 인장강도시험을 수행함으로써 시공에 따른 인장강도 감소 정도를 분석하였다. 분석 결과, 성토재료의 다짐시공으로 인한 토목섬유 보강재의 인장강도 감소 정도는 토목섬유 보강재의 종류와 성토재료의 최대입경에 크게 영향을 받으며, 비교적 강성이 작은 PET 결합형 지오그리드(PVC 코팅)의 인장강도 감소율이 가장 크게 나타났고, 전반적으로 성토재료의 최대입경이 클수록 인장강도 감소율은 더욱 크게 나타남을 알 수 있었다. 또한, 이 시험결과와 함께 기 수행된 현장내시공성시험 결과들을 분석하여 토목섬유 보강재의 시공성 감소계수를 보다 합리적으로 평가할 수 있는 방안을 제시하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제16권7호
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• pp.23-33
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• 2015

본 연구는 차수가 요구되는 현장에 Sheet Pile을 적용하려고 하나 풍화암 등의 지반조건으로 인해 항타관입성의 제한이 있을 때 H-Pile로 보강된 Sheet Pile 흙막이 벽체를 적용하기 위한 수치해석 연구이다. Sheet Pile을 H-Pile로 보강한 S/H 복합파일의 거동을 규명하기 위하여 Sheet Pile의 규격 2종류와 H-Pile 3종류의 부재조건 변화, Sheet Pile과 H-Pile의 설치 근입심도 변화, H-Pile의 설치간격, 굴착조건 등을 변화시킨 101개의 경우에 대해 광범위한 수치해석을 실시하였다. 수치해석 결과, Sheet Pile SP-IIIA와 H-Pile H250, Sheet Pile SP-IV와 H-Pile H350의 조합에서 두 부재가 동시에 허용응력에 도달하거나 같은 응력비를 갖는 것으로 나타나 이 기성제품 조합이 효율적임을 알 수 있었으며, S/H 복합파일의 강성이 증가할수록 벽체의 수평변위가 감소하였고 S/H 복합파일 중 Sheet Pile의 근입심도가 안정성에 미치는 영향은 작은 것으로 나타나 Sheet Pile은 지지층 내 관입이 가능한 위치까지만 설치하여도 차수 및 벽체강성 증가의 목적을 달성할 수 있을 것으로 분석되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제20권3호
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• pp.107-117
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• 2004

본 연구에서는 폐타이어를 활용하여 새롭게 고안한 타이어셀 매트의 모래지반 보강효과를 알아보기 위하여 다양한 조건의 평판재하시험을 수행하였다. 계하시험조건은 셀 간의 연결을 위한 볼트 수, 상대밀도, 복토두께, 보강층수, 타이어셀 매트 폭을 변수로 보강효과를 조사하였다. 재하시험 결과 연결용 볼트의 수는 지지력에 큰 영향을 미치지 않는 것으로 나타났으며 1개의 볼트로 주어진 하중을 충분히 견딜 수 있었다. 보강토의 극한지지력과 무보강토의 극한지지력의 비로 정의되는 지지력비(BCR)는 낮은 밀도에서 최대값을 나타내었다. 또한 극한상태에서의 침하감소효과도 낮은 밀도에서 큰 것으로 나타났다. 복토에 따른 보강효과는 복토두께가 1.0B이내에서 보강효과를 얻을 수 있었으나 그 이상에서는 보강효과가 나타나지 않았다. 보강층의 간격이 재하판폭의 0.4내지 0.5배일 경우 보강효과는 보강층이 2층일 때까지는 보강효과가 있으나 3층 이상에서는 효과가 없는 것으로 나타났다. 특히 보강층이 1개층일 때 지지력 증가 효과가 크며 2개층으로 증가함에 따라 증가율은 저하되는 것으로 나타났다. 타이어셀 매트폭이 2.0B에서 최대지지력을 보였으나 매트폭의 영향은 타이어셀의 강성이 크기 때문에 미소하였다. 타이어셀 매트의 지반보강효과는 문헌상의 상업용 지오웹과 비교하여 뛰어난 것으로 나타났다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제13권7호
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• pp.5-12
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• 2012

최근 국내에서 기존 RC옹벽보다 시공실적이 증가하고 있는 보강토 옹벽은 보강자재, 시공방법, 전면블럭의 형태에 따라 다양하지만 공법에 대한 안전성이 충분히 검증되지 않아 설계와 시공관리에 어려움이 많으며, 보강토 옹벽에 사용되는 보강재 등은 제조사별로 규격과 형상이 다양하고 영세한 업체에서 제작하였거나 일부 값이 싼 품질이 낮은 제품이 수입되고 있지만 이를 설계에 적용할 수 있는 적절한 기준이 제시되지 못하고 있는 실정이다. 이에 본 연구는 보강토 옹벽의 보강재인 옹벽용 그리드에 대하여 현장 내시공성 시험을 통해 다양한 형태의 옹벽용 그리드의 내시공성 감소계수를 제안하고, 국내외 연구결과 분석과 국내 시판되고 있는 제조사별로 제시한 옹벽용 그리드의 물성치를 조사 분석하였다. 결론적으로, 뒤채움재의 입경과 모난 정도의 차이, 입도 분포에 따라 감소계수에 미치는 영향이 크므로 일정규모 이상의 현장에서는 현장내시공성 시험을 거쳐 뒤채움재 별로 차별화된 감소계수를 적용하고, 보강벽체의 활용성에 따라 연성과 강성그리드를 잘 선정하여 적용함으로서 효과적으로 보강토 옹벽의 안전성을 높일 수 있음을 확인하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제10권5호
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• pp.19-26
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• 2009

짧은 쇄석다짐말뚝 공법(RAP)은 깊은 기초와 얕은 기초의 중간개념으로 1989년 미국에서 시작하여 세계적으로 활용성을 넓혀가고 있다. 국내의 경우, 체계적인 조사 및 연구가 이루어지지 않아 실제 현장에 적용하기 위한 설계시방이나 지지력 산정방법 등의 확보가 시급한 실정이다. 본 연구는 RAP공법의 구조물 기초로서의 배치형태에 따른 지지력 측정을 통해 사용성 확보를 위한 기초연구로써, 지지력 측면에서 최적의 배치에 대한 적용방안을 검증하기 위해서 이루어졌다. RAP공법이 적용된 지반의 지지력을 실내모형토조시험을 통하여 검토하였다. 연구방법은 사질토로 조성된 모형지반에 RAP의 배치형태별(정방형, 육각형, 십자형, 마름모형), 직경별(20mm, 30mm, 40mm)로 변위제어시험을 수행하여 RAP의 지지력을 검토하였다. 실험결과, 중심간 간격이 좁아짐에 따라 인접한 말뚝에 의한 구속효과 및 변형억제 등의 상호작용 효과가 증대되어 지지력이 증가하였으며, 직경이 커질수록 강성이 커져서 지지력이 증가하였다. 또한, 말뚝의 중심간격이 좁아짐에 따라 주변지반이 조밀해지면서 침하량도 감소하였다. 향후 다양한 현장계측자료의 축적을 통한 지속적인 검증작업과 침하량 및 지지력 측면에서 RAP의 최적 배치형태에 대한 연구가 요망된다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제14권4호
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• pp.61-76
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• 1998

보강토공법의 효시일 테일알메(Terre Armee)공법이 개발된 이래로 다양한 종류의 보강토공법이 그 경제적 이점에 주목되어 개발되었다. 보강토공법 중 특히 보강토벽공법의 기본 메카니즘은 보강재를 각 중에 다수 배치하여 인장에 약한 각의 특성을 보완하고자 하는 것이다. 띠상의 금속보강재를 이용하는 테일알메공법 등 대부분의 보강토공법에서 흙과 보강재 사이의 마찰력에 의해 흙의 변형을 구속하게 되므로 충분한 마찰력을 확보하기 위하여 양질의 사질토를 성토제로 사용하도록 제한하고 있다. 즉 점성토와 같은 배수성이 불량한 토질재료를 금속성의 보강재로 보강할 경우 과잉간극수압의 발생에 따른 유효음력의 감소로 인한 흙과 보강재간의 마찰력이 크게 감소하여 보강 효과를 기대하기 어렵기 때문이다. 그러나 양질의 사질토를 건설현장 인근에서 구할 수 없을 경우 운반비의 과대로 보강토공법의 경제적 이점을 최대한으로 살릴 수 없다. 본 연구에서는 현장발생 점성토를 배수성이 양호한 부직포(nonwoven geotextile)로 보강하였을 때의 보강효과를 조사하기 위하여 일련의 직접전단시험을 실시하였다. 그 결과 함수비가 높은 점성토를 이용하여 성토체를 구 축할 경우 상대적으로 인장강성이 작더라도 배수성이 좋은 면상의 부직포를 보강재로 이용하면 소 요의 보강효과를 기대할 수 있는 것으로 분석되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제20권3호
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• pp.129-139
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• 2004

내원형지하매설관의 경우 관의 하단부의 다짐이 매우 어렵고, 또한 다짐효율이 떨어져서 지하매설물의 안정을 저감시키고, 이로 인해 각종 파손이 발생하는 문제점을 가지고 있다. 이러한 문제점을 해결할 수 있는 하나의 대안으로 저강도 콘크리트 개념을 지반공학에 적용하여 만들어진 유동성 채움재를 이용하는 것이다. 본 연구에서는 같은 조건에서 뒤채움재(일반모래, 방식사 CLSM, 현장발생토사 CLSM)의 종류를 변화시킨 3가지 사례에 대한 실내모형실험과 PENTAGON-3D 유한요소 프로그램을 이용하여 수치해석을 실시하였다. 실내모형실험과 수치해석을 실시한 결과 뒤채움재로 유동성 채움재를 사용하는 경우에 일반모래를 사용한 경우보다 관의 수직ㆍ수평변위 및 지표면변위를 감소시키는 것으로 평가되었다. 이는 유동성 채움재의 특징 중 초기 유동성과 자기강도발현특성에 의해 양생이 진행됨에 따라 파형강관 주변의 유동성 채움계가 굳어 강성화되고, 이것이 파형강관과의 일체화를 통한, 파형강관의 단면강도를 증진시켜준 효과로 해석할 수 있다. 그리고 뒤채움재의 종류에 따른 파형강관의 토압특성은 뒤채움재로 일반 모래를 대체하여 유동성 채움재를 사용한 경우에 관에 작용하는 수직ㆍ수평토압이 거의 0에 가까운 값으로 현저히 작아짐을 알 수 있었다. 이는 실내모형실험과 수치해석결과로부터 뒤채움재로 유동성 채움재를 사용하는 것이 지하매설관에 발생하는 각종 파손을 감소시키고, 안정성을 높이는 최선의 대안으로 판단된다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제5권3호
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• pp.1-7
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• 2006

1960년대 초 오스트리아에서 개발된 그린월(green wall) 공법은 독립식 콘크리트 보형식의 옹벽으로, 전, 후면 가로보와 세로방향으로 버팀보를 연속적으로 쌓아 올려 내부에 다짐성토를 시행, 구조체가 일체 거동하도록 강성벽체(rigid body)를 형성시키는 옹벽 구조물이다. 국내의 경우, 옹벽 전면 가로보 사이의 공간에 식생이 가능한 친환경적 장점이 있어, 1999년 이후 국내실정을 고려 원지반의 토공량을 최소화할 수 있도록, 쏘일네일 등으로 보강하여 절토 공사현장에 다양하게 적용되고 있는 추세이다. 그러나 그린월 옹벽과 배면에 보강된 쏘일네일이 합벽시공될 경우, 네일에서의 토압분담효과 등에 대한 영향을 고려하지 않고 일반적인 Rankine 토압으로 설계, 시공하여 이중으로 보강공사비용이 투입되고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 G$\ddot{a}$ssler(1988)가 제안한 'Two-Body Translation Mechanism(TBTM)'을 이용한 안정해석기법을 수정하여, 네일의 토압 분담효과를 반영할 수 있는 설계기법을 제시하였으며, 본 연구에서 제안한 설계기법을 적용하여 그린월의 보수, 보강공사 비용을 상당부분 감소한 현장설계 사례를 소개하고자 한다. 아울러 본 연구에서 제시한 설계기법을 토대로 계산된 토압을 수치해석 결과와 비교, 검토해 보았다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제36권1호
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• pp.29-38
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• 2020

최근 환기구, 비상탈출용 수직구, 취수탑 가시설 등 지중 가물막이 또는 차수벽체로 원형 가물막이가 많이 적용되고 있다. 원형단면의 경우 벽체에 작용하는 토압이 원형가물막이 형상에 따라 아칭효과(arching effect)로 인하여 작용토압에 대한 구조체의 부재력이 감소하는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 원형 가물막이에 대한 2D 유한요소해석(FEM)을 활용하여 원형띠장(ring beam) 강성을 산출 후 탄소성해석에 적용하여 부재의 단면력을 검토하였다. 더불어 3D 유한요소해석(FEM)을 통하여 원형단면의 가물막이가 다각형 형태의 가물막이보다 전단력, 휨모멘트, 그리고 발생변위가 최소값을 갖는 것으로 나타났으며, 이로써 원형단면 가물막이가 구조적으로 보다 효율적인 단면 형태임을 확인하였다