• 터널과지하공간
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• 제12권4호
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• pp.259-267
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• 2002

연약 지반에 건설되는 지하철, 철도, 도로 등의 터널은 터널자체의 안정성을 향상시키고 지표침하로 인한 인접구조물의 안정성을 확보하기 위하여 UAM(Umbrella Arch Method)이 많이 적용되고 있다. 그러나 이 공법은 현장 시공사례를 통한 경험적인 방법에 의해 설계와 시공이 이루어지고 있어 체계적인 설계.시공방법과 보강효과를 정량적으로 판단할 수 있는 방안이 요구된다. 본 연구에서는 유한요소법을 이용하여 지반의 탄성계수와 지층두께에 대한 매개변수 연구를 수행하였으며, UAM의 보강효과를 변위에 대해 정량적으로 분석하였다. 그 결과, UAM 적용시 토사지반의 터널은 9%~27%, 풍화암지반의 터널은 4%~24% 그리고 연암지반의 터널은4%~17%의 지표침하량이 감소하였다. 또한, 지반의 탄성계수와 지층두께에 대해 회귀분석을 실시하여 최대 지표침하량(S$_{max}$)과 미지계수 i, k로 표현되는 지수함수 형태의 횡방향 지표침하량 예측식을 제안하였다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제13권2호
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• pp.101-124
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• 1997

풍화토 및 모래질 충적토가 암반위에 쌓인 형태로 구성된 국내 수도권 도심 지역에서, 깊은 굴착 공사로 인하여 발생하는 인접 지표의 침하에 대해 현장 측정을 중심으로 연구를 수행하였다. 먼저, 토류벽 설치, 중간 말뚝 설치 등 본격적인 굴토 공사가 진행되기 이전의 공정으로 인한 인접 지표침하량, 침하 영향거리 등을 측정, 분석하였으며 다음으로, 본격적인 굴토로 인하여 발생하는 인접 지표의 침하에 대해 침하량, 침하 영향거리 등을 측정, 분석하고 균질한 사질토 지반이나 단단한 점토 지반에 대해 기존에 제시된 연구 결과와 비교하였다. 또한 굴착 공사시 과도한 변형으로 인하여 인접 지표 및 구조물에 균열 등의 피해가 발생한 7개 현장 사례를 통하여 굴착 공사로 인한 인접 지표의 균열 발생 범위에 대하여 분석하였다.

• 터널과지하공간
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• 제23권5호
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• pp.337-346
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• 2013

풍화암반에 저심도 터널을 굴착하였을 때 발생하는 지표침하의 특성을 분석하였다. 터널은 아파트 등 건물하부를 지나고 터널까지의 최저심도는 약 11 m, 터널 폭도 약 11 m이다. 건물에 인접한 터널 180 m 구간에 지표침하핀을 23개 설치하고 약 2년의 공사기간 동안 지표침하를 계측하였다. 이와 같이 계측한 지표침하량을 최적화하여 3차원 지표침하면을 모사하였고 지표침하폭 매개변수(K)와 터널단위길이당 횡단면침하체적(Vs)의 변화를 분석하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제32권11호
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• pp.83-96
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• 2016

흙막이 벽체 배후지반의 지표 침하는 인접구조물의 안전성에 많은 영향을 미친다. 그러나 지반굴착에 따른 주변 지반의 침하는 예측하기가 쉽지 않고 굴착면으로부터 이격거리에 따른 침하량을 정량적으로 구하는 것은 더욱 어려운 일이다. 흙막이 벽체의 변형에 의한 지표침하는 수치해석(FEM)이나, 경험적 방법 Peck(1969)등으로 추정하고 있으나 주로 토사층을 대상으로 하고 있다. 본 연구에서는 토사층 하부에 암반층이 위치하는 복합지반을 굴착 할 때 암반층의 깊이와 절리경사에 따른 흙막이 벽체 배후지반의 지표침하를 대형모형실험(규격: $3m{\times}3m{\times}0.5m$)을 수행하여 측정하였다. 모형실험은 축척 1/14.5로 하고 10단계로 굴착을 하였다. 암반층 비율은 35%와 50%로 하였고 암반층의 절리경사를 $0^{\circ}$, $30^{\circ}$, $45^{\circ}$, $60^{\circ}$로 하여 단계굴착하면서 흙막이 벽체 버팀대에 작용하는 토압(Lee 2014)과 흙막이 벽체 배후지반의 지표 침하량을 측정하였다. 암반층비율과 암반층 절리경사가 증가하면 배후지반의 지표침하량도 증가하며 암반층 절리경사 $60^{\circ}$(J60)에서는 수평지반 굴착시에 비해 최대 17배 크게 발생하였다. 흙막이벽체 배후지반에서 최대 지표침하는 경험적 방법과 달리 흙막이 벽체로부터 굴착깊이의 17%~33%만큼 이격된 위치에서 가장 크게 발생하였다. 복합지반의 지표침하는 전반적으로 경험적 추정방법에 의한 지표침하량에 비해 작게 나타났다.

• 터널과지하공간
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• 제18권6호
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• pp.436-446
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• 2008

지반침하 지역의 지표침하량은 지하 채굴적의 높이보다 작은 것으로 분석되고 있다. 이러한 원인은 암반의 부피팽창률이며 아직까지 이에 대한 연구는 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 부피팽창률 산정을 위해 3차원 입체 모델을 이용하여 지표침하량과 침하영향범위를 고려한 이론식을 유도하였다. 또한 수치해석 시 부피 팽창률의 적용성 검토를 위하여 개별요소 프로그램인 UDEC(Universal Distinct Element Code)을 이용하여 측압계수의 변화에 따른 지표침하의 변화 양상과 점착력의 변화에 따른 부피팽창률의 변화 양상을 분석하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제22권7호
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• pp.13-20
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• 2021

2015년 4월 개통한 호남고속철도 근처 노반의 침하 문제가 지속적으로 제기되고 있으며 이에 따라 호남고속철도 인근지역의 지반 안정성 또한 문제가 있을 수 있다. 위험지도를 제작하는데 있어서 지표 및 지표를 결정하는 인자를 선정하는 것은 매우 중요하다. 기존의 위험지표는 관측된 기간 중 가장 마지막 관측날을 기준으로한 최종 변위량으로 산정하는데 침하 원인과 지표의 거동을 분석하기 위해서는 시계열적인 지표변위를 확인해야한다. 또한 광범위한 지역의 경우 직접 수준측량을 실시하기에 경제적으로 비효율적이므로 SAR 영상을 이용해 지표변위를 관측하고자 하였다. 본 논문에서는 PS-InSAR기법을 이용해 시계열 지표변위를 관측하였으며 위험지표를 결정하기 위한 인자로 최종지표변위량, 누적지표변위량, 최소변위량과 최대변위량의 차를 이용해 각 인자로 위험도를 등급화하여 비교하였다. 그 결과 최종변위량의 위험도 등급과 각 인자 간 위험도 등급이 상이하였으며 위험지표를 결정하는데 있어 다양한 관점의 인자를 추가하는 것을 제안하였다. 이는 지반침하의 원인을 찾고 해결방안을 모색하는데 있어 중요한 연구가 될 것으로 기대한다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제15권3호
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• pp.271-287
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• 2013

본 연구는 쉴드 TBM을 적용한 국내 지하철 현장의 계측 자료를 분석하고 기존 이론식에 의한 모델 및 수치해석 결과와의 비교를 통해 보다 간편한 지표침하 예측 S-모델을 개발하였다. 이를 위해 전체 굴착 구간 중, 대표 station을 선정하여 횡방향 지표침하 특성과 굴착 진행에 따른 종방향 지표침하 특성을 분석하였다. 분석 결과를 바탕으로 횡방향 지표침하 형태는 이완영역과 탄성영역으로 구성된다고 가정하고 실제 계측 자료와의 비교를 통해 최대 지표침하량과 침하 영향 범위를 산정할 수 있는 모델을 제안하였다. 이에 의하면 굴착 진행에 따른 종방향 지표침하 형태는 3차 함수 특성과 유사하였으며 각각의 계수를 터널 직경 및 토피고의 함수로 하여 S-모델을 제안하였고, 실제 계측 값 및 수치해석 결과와 상당히 유사한 형태의 지표침하를 얻을 수 있었다. 따라서 본 연구결과를 통해 다소 연약한 풍화토, 풍화암 지층을 통과하는 쉴드 TBM 굴착 시공 시, 간편 S-모델을 이용하여 굴착에 따른 지표침하의 예측이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제23권8호
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• pp.17-22
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• 2022

공용 중에 연약지반의 침하로 발생된 교량 접속부의 단차 개선을 위해 도로관리기관에서는 지속적으로 덧씌우기를 실시하고 있다. 본 연구에서는 연약지반 내에 건설된 교량 9개소에 대해 접속부의 침하량을 추정하고자 1GHz 안테나를 차량에 탑재한 지표투과레이더 장비를 이용하였다. 포장 내부 조사가 가능한 지표투과레이더 기술로 아스팔트 도로에서 깊이 1m 수준까지 효과적으로 포장두께의 측정이 가능하였다. 노면 변형 조사결과와는 다르게, 9개 교량 접속부에서 측정된 포장두께 변화량은 최소 50mm에서 최대 600mm로 상당하였으며, 공동(空洞)의 발생 가능성도 높았다. 또한 각 교량 접속부의 부위별로는 증가된 포장두께의 차이가 50~250mm로 나타나 부등침하 위험이 존재하였다. 본 연구에서 지표투과레이더 결과에 근거하여 주행성 개선 및 침하부 유지관리 방안을 제시하였다.

• 한국재난정보학회:학술대회논문집
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• 한국재난정보학회 2017년 정기학술대회
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• pp.369-371
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• 2017

지반침하는 열차 탈선과 같은 대형재난을 야기할 수 있다. 그러므로 지반침하를 사전에 파악하기 위한 다양한 연구가 진행 중이다. 최근 광범위한 지역의 지표변위를 경제적으로 분석할 수 있는 InSAR(nterferometric SAR)기법을 이용한 연구가 활발히 진행되고 있다. InSAR 기법 중 PS-InSAR(Permanent Scatterer Interferometric SAR)기법이란 SAR영상에서 긴밀도가 높은 고정산란체(PS:Permanent scatterer)를 이용하여 지반침하를 분석하는 기법으로 다른 InSAR 기법에 비해 대기에 의해 발생하는 오차가 적으며, 보다 정확한 지표변위량을 도출할 수 있다. 또한 장기간에 걸친 시계열적 지표 변위 분석에 용이하다. 본 논문에서는 독일의 Terra SAR-X 위성 영상을 이용하여, 광주광산구의 지표변위를 분석하였다. 연구지역인 광주 광산구는 대표적인 연약지반인 평야지역에 위치해 있으며, 실제로 2015년 한국시설안전공단의 발표에 의하면 6곳의 지반탐사 필요 의심지역이 존재할 만큼 지반이 불안정한 지역이다. 연구 결과 광주 광산구 8mm/year로 지반이 침하되고 있음을 알 수 있었다. 이에 광주 광산구 일대의 지반침하 대비를 위해 다양한 노력들이 필요할 것으로 사료된다.

• 대한원격탐사학회:학술대회논문집
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• 대한원격탐사학회 2007년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.301-304
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• 2007

본 연구에서는 폐탄광 지역에서 발생하는 지반침하에 영향을 주는 주요 요인들을 추출하기 위하여 다변량 통계분석 방법의 하나인 주성분분석(Principle Component Analysis : PCA)기법과 지리정보시스템 (Geographic Information System : GIS)을 이용하였다. 이를 위해 연구지역에서 수행한 지표지질조사， 정밀조사, 실내암석시험 등으로부터 취득된 자료를 데이터베이스로 구축하고, 지반침하 위험지역 분포를 공간적으로 해석할 수 있는 지질, 토지이용, 경사도， 지표로부터 지하 갱도까지의 심도, 갱도의 지표상 위치로부터의 수평거리, 지하수심도, 투수계수, RMR(Rock Mass Rating) 값을 분석대상으로 선정하였다. 각 요인들이 연구지역 전체에 걸쳐 분포하도록 GIS의 공간분석 기법의 하나인 표면분석(Surface Analysis), 버퍼링기법(Buffering) 및 내삽법(Interpolation)을 이용하여 래스터 데이터베이스로 구축하고 이로부터 추출된 자료들을 입력값으로 하는 주성분분석을 수행하였다. 주성분분석 결과 폐탄광 지역의 지반침하에 영향을 주는 주요인을 추출하는 것이 가능하였으며, 연구지역은 지질 및 지반강도 관련 요인이 침하발생의 가장 큰 요인인 것으로 분석되었다.