• 한국지반공학회논문집
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• 제15권5호
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• pp.81-98
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• 1999

도심지 터널 건설에 있어서 중요한 고려 사항중 하나가 지상 건물에 대한 터널 굴착의 영향을 평가하는 문제이다. 일반적으로 터널 굴착에 의한 지표침하로 인접구조물이 영향을 받기도 하지만 기존 인접구조물이 터널 굴착에 따른 지표침하에 영향을 미치기도 한다. 이러한 터널 굴착에 의한 기존 인접구조물의 침하억제 효과와 구조물 손상 평가인자의 감소효과를 규명하기 위해서 3차원 탄소성 유한요소해석을 수행하였다. 또한, 본 연구에서는 터널 굴착에 기인한 지반침하가 인접구조물에 미치는 영향과 인접구조물이 지표침하에 미치는 영향을 규명하기 위해서 총 162개의 2차원 탄소성 유한요소 모델을 설정하고, 매개변수 변환연구를 수행하였다. 본 연구에서는 구조물의 폭과 구조물의 축강성 및 휨강성, 구조물의 위치, 터널 심도 등을 고려하였다. 그리고, 구조물과 지반침하의 상호작용을 표현하기 위해서 구조물의 손상평가 인자인 뒤틈각(angular distortion), 처짐비(deflection ratio), 건물의 최대침하량, 부등침하량 및 수평변형률 등의 변화를 관찰하였다. 한편, 지반의 강성과 구조물의 축, 휨강성을 대표할 수 있는 상대 강성비를 도입함으로써 터널 설계자가 활용할 수 있는 도표를 제시하였고, 구조물을 고려하지 않은 상태에서의 greenfield 지표침하 트라프를 수정할 수 있는 보정계수(modification factor) 개념을 도입하였다. 본 연구에서는 구조물과 지표침하와의 상호 간섭효과에 의한 지표침하의 억제와 인접구조물 손상평가 인자들의 감소효과를 고려할 수 있도록 하기 위해서 설계 단계에서 보정계수를 활용한 인접구조물의 합리적인 손상평가방법을 제안하였다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제18권4호
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• pp.706-712
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• 2022

연구목적: 본 연구에서는 우리나라 중부 내륙지역의 연약지반 침하특성을 분석하여 실무에 활용할 수 있도록 하기 위하여 현장실험연구를 실시하였다. 연구방법: 현장실험에서 실측한 10개의 침하계측 자료를 이용하여 설계예측값과 비교분석을 실시하였다. 설계예측값은 Terzaghi의 일차원 압밀침하량분석을 사용하였다. 실험에서 현장계측은 지표침하판을 이용하였다. 연구결과: 예측값과 실제값의 침하거동은 대체로 유사하였으나 침하량 값에서는 실제 침하량 값이 예측 침하량 값에 비하여 30%이하의 침하거동을 보였다. 본 연구지역의 압밀침하율은 9.6%~27.0% 범위를 나타내었으며 평균값은 18.21% 로서 우리나라 중부지역 내륙의 평야지대에 분포된 실트질 연약지반의 침하량 예측은 비교적 매우 과다하게 예측될 수 있는 것으로 분석되었다. 결론: 우리나라 중부지역 내륙의 평야지대에 분포된 실트질 연약지반의 침하량 예측 설계에서는 과다설계 가능성이 있으므로 정밀한 지반조사와 세밀한 예측이 필요한 것으로 판단된다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제22권1호
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• pp.87-96
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• 2023

상부에 준설매립점토층이 존재하고 점토층이 두껍게 분포되어 있는 부산항 신항만에서 측정된 지표침하 값과 층별침하 값은 많은 차이가 있다. 이런 결과의 원인과 해결방안을 찾기 위하여 연약지반 개량에 사용된 층별침하계의 실태, 층별침하계 형식별 특성, 설치방법, 계측 빈도, 계측데이터 관리방안, 결과의 정리 및 분석 등에 대해 고찰해 보았다. 대변형이 발생하는 대심도 연약지반 개량공사에서 스크류타입의 층별침하계의 경우 휨 변형이 다른 형식의 계측기에 비해 적어 망실의 우려도 적고 각 지층별로 천공하여 계측기를 설치하므로 데이터의 신뢰도도 상대적으로 높다. 정도 높은 침하계측 자료의 양이 많을수록 침하분석 정밀도는 높아지므로 표준시방서에서 제시한 계측빈도보다 기준을 강화하여 관리가 필요하다. 층별침하계 계측데이터의 관리는 측점별 지표침하량, 층별침하량, 간극수압계 침하량과 같이 해당 구간의 침하량과 성토고의 경시 그래프 작성하여 관리하는 것이 바람직하다. 침하분석은 압축특성이 다른 다층지반일 경우 층별침하 데이터를 이용하여 각 지층별 압밀특성을 각각 산정하여 침하분석이 이루어지는 게 더 타당하다.

• 터널과지하공간
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• 제18권5호
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• pp.355-365
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• 2008

터널의 굴진에 따른 변위량은 터널 주변지반의 지질상태, 굴착방법, 보조공법 등에 따라 다양한 값을 보여 값을 예측하기 어렵다. 본 연구에서는 선행변위량을 파악하여 터널굴진 시 주변지반의 지표침하 및 상부구조물의 침하량을 예측하고, 상부구조물의 사용성에 영향을 미치지 않도록 보완대책 공법의 대책방안을 수립하기 위하여 수평경사계를 이용하여 굴착이전 막장 전반부에서 발생하는 침하량과 굴착직후 발생하는 침하량을 계측 하였다. 현장계측 결과를 토대로 역해석을 실시하여 최종 지반 물성치를 도출하였다. 도출된 지반 물성치를 이용하여 터널의 굴진이 터널 직상부에 인접한 구조물 기초의 침하거동에 미치는 영향을 분석 하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제19권5호
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• pp.799-812
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• 2017

쉴드 TBM 터널에 대한 2차원 수치해석 시 기존 연구에서는 뒤채움재 및 실제적인 내공변위 분포를 적절히 고려하지 않았다. 따라서 본 연구에서는 이를 보완하고자 gap parameter 적용 시 굴착면에서 발생하는 실제적인 내공변위분포를 고려하고, 적정한 뒤채움재 물성치를 적용한 모델링 방법을 제시하였다. 이를 위해 단일층 풍화토 지반을 대상으로 gap parameter와 토피고가 굴착면의 지반손실량과 지표손실량으로 구성되는 체적손실량에 미치는 영향을 분석하였다. 그 결과 대부분의 지표침하가 굴착 직후에 발생하였으며, 토피고 및 gap parameter가 증가할수록 수치해석을 통해 얻은 지표침하곡선의 영향범위가 제안된 이론식보다 넓게 나타났다. 따라서 2차원 수치해석 시 쉴드 TBM 터널의 거동을 정확히 평가하기 위해서는 하중분담률을 이용하여 gap parameter를 적용하고, 뒤채움재의 물성치도 적절히 고려해야 한다고 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권1B호
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• pp.63-71
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• 2009

교각 세굴 방지를 위해 사석보호공을 설치하는 경우 하상의 유사이탈로 인한 보호공의 침하현상이 발생할 수 있으며 따라서 사석층과 하상 사이에 필터층의 설치가 반드시 필요하다. 하지만 국내의 명확하지 않은 필터설치 기준과 설치를 위한 기술적 어려움 그리고 고가의 공사비와 같은 문제점으로 인해 현장에서는 필터 없는 사석보호공을 주로 시공하고 있다. 이에 본 연구는 다양한 조건의 사석 포설두께, 접근 유속, 사석과 하상토의 입경을 갖는 수리실험을 통해 필터층이 없는 사석보호공의 침하량을 정량적으로 측정 및 분석하였으며 실험 결과, 접근유속이 증가할수록, 하상토의 입경이나 포설두께가 감소 할수록 최대침하량은 증가하는 양상을 보였고 일정 시간 후에는 침하량이 최대값에 도달하여 유사이탈이 더 이상 발생하지 않음을 알 수 있었다. 또한 본 논문에서 수행된 실험결과 자료들을 최종적으로 종합하여 하상토 입경 계수가 포함된 필터층 없는 사석보호공의 무차원 침하량 산정식을 제안하였으며 이러한 연구 결과들은 추후 필터층 없이 시공되는 사석 보호공의 침하 안정성 평가를 위한 지표로 활용될 수 있을 것이다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제20권6호
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• pp.1105-1123
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• 2018

도심지 터널굴착 시 지반침하는 지반조건, 굴착방법, 지하수 상태, 터널 지보방법 등 다양한 조건이 복합적으로 작용하여 발생할 수 있으며 대표적인 위험요인은 크게 터널굴착에 의한 지반침하와 지표면함몰로 나눌 수 있다. 터널굴착에 의한 지반침하를 예측하기 위해서는 대상구간의 현황 및 시공조건 등을 반영하고 응력 및 변위를 고려한 수치해석을 수행하여야 한다. 그러므로 터널 전체 노선 및 인근 지장물 현황을 포함하는 영역에 대해, 터널 심도가 변하는 다양한 조건을 고려해야 하는 수치해석의 복잡한 과정을 단순화하여 터널굴착으로 인한 지표면 및 심도별 지반침하를 간편하게 예측하고 평가할 수 있는 기법이 필요하다. 본 연구에서는 지하안전영향평가 수행 시 주요 평가항목인 터널굴착으로 인한 지반침하를 연구대상으로 선정하고, 지층조건, 지반특성, 토피고(터널심도) 및 터널 중심선으로부터 횡방향 이격거리와 같은 지반침하 영향요소를 고려한 매개변수해석을 수행하여 심도별 지반침하 특성 및 침하 발생경향을 분석하고, 터널굴착으로 인한 지반침하를 간편하게 예측할 수 있는 침하량 평가도표를 도출하였다. 도출된 침하량 평가도표는 수치해석 결과와 비교 분석을 통해 적정성이 검증되었으며 침하량 평가도표를 이용하여 터널굴착 시 지표침하뿐만 아니라 지중 매설물의 위치와 심도에 따른 침하량을 간편하게 예측하고 평가할 수 있다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제18권4호
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• pp.287-297
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• 2019

본 연구에서는 공동 발생 지반에 대한 안정성 분석을 목적으로 포장층 두께와 교통하중 크기를 고려한 일련의 유한요소 수치해석을 수행하였다. 본 수치해석 방법의 타당성 검증을 위해 선행된 수치해석 연구를 활용하여 공동 발생 지반의 역학적 거동을 모사하였으며, 기존의 현장계측 결과와 비교·분석하였다. 또한, 수치해석 결과로부터 지반의 간극비, 지표침하, 전단응력의 변화를 확인함으로써 전반적인 지반의 역학 거동을 확인할 수 있었으며, 본 연구에서 산정한 응력비 및 비파괴심도와 지표침하량의 관계를 이용하여 공동 발생 지반의 안전성을 분석하였다. 그 결과, 포장층 두께가 감소하고 교통하중 크기가 증가할수록 지표침하량의 증가와 함께 비파괴심도 및 지반의 전반적인 안정성은 감소함을 알 수 있었다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제9권4호
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• pp.9-15
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• 2010

국내 지하횡단공법 중 강관추진공법에서 구조물상부의 강관 roof 구조체 건설시 원형관 및 사각관이 가장 많이 사용되고 있다. 본 논문에서는 강관추진시 관형태에 따른 특징을 규명하고자, 관이 지반에 관입될 때 상부에 작용하는 마찰로 인한 지반의 거동특성을 축소모형실험을 실시하였다. 관입관의 형태에 따라 강관추진시 관의 주변 마찰저항력에 의한 지표변위를 파악하였으며, 융기 및 침하실험 결과 동일한 토피고에서 사각관이 원형관보다 관직경의 5~10%정도 융기 및 침하가 많이 일어났다. 그러나, 토피고에 의한 변위량의 차이가 관의 형태에 의한 변위량의 차이보다 크게 측정되었다. 굴착단계별 침하량과 융기량을 모사하기 위해 마찰조건과 지표변위를 일반화된 조건들에 바탕을 둔 변수로 실험을 수행하였고, 그 결과를 관입관의 형태에 따라 비교 분석하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제16권12호
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• pp.13-22
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• 2015

노후된 하수관의 누수로 인해 발달된 지하공동은 지표침하를 발생시키고 그로 인한 포장재의 취성파괴를 유발시킨다. 이러한 도심지 지반함몰 현상은 최근 5년간 그 빈도수가 꾸준히 증가하고 있는 추세이다. 도심지 지표면은 대부분 아스팔트 또는 콘크리트로 포장이 되어 있어 지하공동의 발생에 따른 지반침하 또는 함몰을 예측하기 어려운 실정이다. 따라서 이 연구는 파손된 하수관의 누수로 인해 발생되는 지하공동의 진행에 따른 지표침하량, 지표면의 영향범위 등 지반거동 및 하수관의 침하를 유한요소해석을 이용하여 분석하였다. 또한 침하 또는 함몰이 발생된 지반을 보강하기 위한 보강재로 가소성유동화토를 사용하였을 때의 보강효과를 수치해석 프로그램을 이용하여 비교 분석하였으며 강도정수 산정을 위해 가소성유동화토의 직접전단시험을 수행하였다.