• 한국지반공학회논문집
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• 제30권3호
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• pp.5-16
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• 2014

쏘일네일링은 지반과 그라우팅 사이의 주면마찰력과 보강재의 인장력을 통해서 저항하는 공법이다. 인발시험을 할 때는 이 두 요소를 모두 고려한 하중-변위 곡선을 얻게 된다. 따라서 본 논문에서는 지반과 그라우팅 사이의 순 하중-변위 곡선을 산정하여 지반과 그라우팅 사이의 전단거동을 규명하는 것이 목적이다. 주면마찰력 산정 이론을 통해서 이론적으로 지반과 그라우팅 사이의 하중-변위 곡선을 산정하였다. 또한 이론 검증을 위해서 지반조건과 시공조건을 변화해 가며 다량의 현장인발시험을 실시하였다. 인발시험을 통해 산정된 하중-변위 곡선에서 철근의 하중-변위 곡선을 빼내게 되면 지반과 그라우팅 사이의 순 하중-변위 곡선을 산정할 수 있으며, 이를 이론식과 비교해 보았을 때 유사한 결과를 얻었다. 이러한 결과를 통해서 지반 및 시공 조건이 주어질 때, 지반과 쏘일네일링 사이에서 발생하는 변위를 예측할 수 있다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제18권7호
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• pp.13-20
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• 2017

쏘일 네일링은 원지반의 전단강도와 네일의 인발 전단 저항력을 이용한 지반 보강 공법이다. 쏘일 네일링 공법은 주로 절취사면, 흙막이 구조물 및 옹벽 보강 등에 사용된다. 흙막이 구조물과 옹벽의 경우 네일의 인발저항만을 고려하여 설계하여도 무방하나, 비탈면의 경우 인발은 물론 전단 및 휨 저항까지 고려하여 설계하여야 한다. 하지만 인발저항만 고려한 보수적인 설계가 이루어지고 있으며, 대부분이 네일의 재료, 형상, 시공방법 등의 개선을 통한 인발저항 증대에 관한 연구이다. 실제 쏘일네일로 보강된 지반은 활동면을 중심으로 전단 휨 변형이 발생하게 된다. 상대적으로 강도가 취약한 그라우트는 파괴되고 보강재와 분리되어 지반은 마찰저항력이 급감하면서 붕괴된다. 따라서 네일과 그라우트체의 분리를 억제하면서 전단저항력을 증가시킬 수 있는 공법개발이 필요한 실정이다. 본 연구에서는 이형철근 외측에 패커를 설치한 후 가압식 그라우팅을 통해 돌기를 형성함으로써 전단저항력을 증대시킬 수 있는 새로운 쏘일 네일링 공법에 대하여 실험적 연구를 수행하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제33권7호
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• pp.5-16
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• 2017

쏘일 네일링 공법은 비탈면 안정을 위해 네일의 인발 및 전단저항력을 이용하여 비탈면을 보강하는 가장 일반적인 공법이다. 국내의 쏘일 네일링 설계법은 인발저항만을 고려하고 전단저항에 대한 고려가 충분히 이루어지고 있지 않다. 네일의 경우 인장응력에 의한 효과가 지배적이나 원호파괴가 일어나는 비탈면의 경우 전단응력까지 고려하여 설계하는 것이 바람직하다. 최근 지반분야에서 네일의 전단저항 효과에 관한 연구들도 진행되고 있다. 하지만 아직까지는 쏘일 네일링의 전단보강 효과에 관한 연구는 많이 이루어지고 있지 않은 실정이다. 대부분이 네일의 재료, 형상, 시공방법 등의 개선을 통한 인발저항 증대에 관한 연구이다. 따라서 쏘일 네일링의 전단저항에 대한 연구 및 전단력을 증대시킬 수 있는 새로운 공법개발이 필요한 실정이다. 본 연구에서는 이형철근 외측에 패커를 설치한 후 가압식 그라우팅을 통해 돌기를 형성함으로써 전단저항력을 증대시킬 수 있는 새로운 쏘일 네일링 공법에 대하여 대형전단시험 및 한계평형해석을 수행하였다. 연구결과 돌기네일의 전단저항력은 일반네일에 비해 향상되였으며, 강도정수가 큰 지반에 적용하였을 때 효과적임을 확인할 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권5A호
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• pp.729-735
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• 2008

건전하게 설계 시공된 콘크리트는 충분한 내구성 및 장기수명을 갖는 것으로 알려졌다. 그러나 저자의 기존 연구에 의하면 콘크리트 표면에 존재하는 균열은 염소이온의 침투에 대한 빠른 침투 통로가 되어 내구성능을 저하시킬 수 있는 것으로 나타났다. 균열을 제어하기 위하여 설계적 측면에서 높은 철근비로 균열폭을 감소시킬수는 있으나, 이러한 균열이 실질적으로 내구성을 저하시키는데에 따른 검토 및 내구성 향상을 유도할 수 있는 방법이 필요하다. 표면도장공법은 균열폭이 작은 경우에 균열을 실링하여 염소이온 침투를 차단하는데 가장 간단한 방법중의 하나로 간주될 수 있다. 그래서 본 연구는 표면도장공법으로 미세균열의 개구를 통한 염소이온 침투를 제어할 수 있는지를 고찰하였다. 실험변수로 침투재와 도포재의 단일 적용과 복합적용이 실험변수로 고려되었으며, 급속 염소이온 침투 실험을 통하여 균열대비 염소이온 침투깊이를 검토하였다. 실험결과에 의하면 침투재는 균열 실링효과를 기대할 수 없었으나, 도막재는 0.06 mm, 침투재와 도막재를 혼합사용하면 0.08 mm이내의 균열폭에서 염소이온 침투를 제어할 수 있었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제24권4호
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• pp.10-17
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• 2020

최근 국내에 발생한 지진으로 인해 많은 학교 건물들에 크고 작은 피해가 발생하였다. 학교 건축물은 재난 발생시 대피소로 사용되는 중요 건물로서 비내진 건축물일 경우 여러 방법으로 내진 보강이 진행 중이다. 내진보강 공법 중 내부 철골가새골조형 공법은 비교적 시공이 용이하고 성능이 우수하여 많이 사용되고 있다. 본 연구에서는 기존 철근콘크리트 학교 건물에 철골 가새 골조를 적용하여 수평반복가력해석을 수행하여 최대전단력 및 변위를 비교검토 하였다. 그 결과로 해석 모델의 적정성을 확인하였고, 기존 학교 건축물의 1경간에 대한 가새- 높이비에 따른 효과를 비교 검토하였다. 가새- 높이비 0.3의 모델에서 최대 전단내력과 변위관계에서의 적정성을 확인할 수 있었다. 또한, 실제 비 내진 철근콘크리트 학교 건축물에 철골가새를 적용시켜 가새- 높이비에 따른 비선형정적해석을 수행하여 내진 성능을 검토하였다. 그 결과, 가새- 높이비 0.3에서 부재의 붕괴가 없는 적절한 내진효과를 보이고 있다. 가새 높이의 증가는 최대전단력과 인명안전 수준의 성능점에서 최대 하중을 증가시키는 효과를 나타내고 있으나, 횡강성의 증가로 인한 가새 골조 주변 부재의 붕괴가 발생하므로, 적정한 가새 높이에 따른 내진 보강이 필요하다는 것을 알 수 있었다. 따라서, 기존 학교건축물의 가새 골조의 내진보강 설계에 있어서 가새 높이에 따른 보강해석을 고려한 후 가새 높이를 선정하고 적절한 보강 개수와 보강위치를 정하는 것이 필요한 것으로 사료된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제29권3호
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• pp.51-60
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• 2013

말뚝 시공 시 선단 부분에 쌓이는 슬라임은 현장타설말뚝의 선단지지력을 감소시켜 구조물의 안정성에 큰 영향을 미친다. 슬라임의 존재 유무는 주로 다짐추 혹은 철근을 낙하시켜 판정하고 있으며, 이와 같은 방법은 주관적인 판단결과로 신뢰성에 한계가 있다. 본 논문에서는 물리탐사기법 중 하나인 전기비저항 특성을 활용하여 슬라임층의 존재 여부와 두께를 과학적이고 객관적으로 평가하는 방법을 제시하고자 한다. 슬라임층의 전기비저항 특성을 평가하기 위하여 기존에 개발된 온도보상형 전기비저항 프로브(TRP)를 활용하였으며, TRP의 형상은 원뿔형태로 직경은 표준콘 관입실험 장비와 동일하게 35.7mm이다. 현장타설말뚝 공법 중 P.R.D(Percusion Rotary Drill) 방법을 적용하고 있는 현장에서 실험을 수행하였으며 전기비저항의 결과를 이용하여 슬라임층의 두께를 평가하였다. 신뢰성 높은 분석을 도모하고자 현장 슬라임층을 이용하여 케이싱 효과, 시간경과 그리고 상대밀도에 따른 실내 실험도 추가적으로 수행하였다. 본 연구에서는 전기비저항을 이용하여 슬라임층 두께를 산정하는 방법이 합리적임을 보여주며, 추후 다양한 지층과 말뚝 시공 공법에 적용성이 기대된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제17권1호
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• pp.39-48
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• 2016

본 연구에서는 세계적인 연구 추세인 2차 콘크리트 라이닝을 타설하지 않는 싱글쉘 터널을 도입함으로써 터널 시공 공기를 단축할 수 있으며, 라이닝 타설에 따른 공사비의 절감과 장기적인 터널의 안전성을 확보할 수 있는 다양한 장점을 지닌 싱글쉘 터널 공법에 대하여 연구하고자 하였다. 먼저 국내의 라이닝 삭제와 관련된 설계 및 시공 사례를 분석하였으며, 설계 및 시공 사례와 안정성 검토 결과를 종합적으로 분석한 결과 암반상태가 양호한 구간(1~3등급)에서는 라이닝을 미설치하는 것으로 제안하였다. 국내의 경우 지층의 변화가 매우 심한 지반조건이 많으므로 싱글쉘에 의한 터널링 방법은 가능한 지반조건이 양호하고 용수개소가 적은 지반에서 적용하는 것이 바람직 하나, 일반적인 터널 구조물의 후보지의 경우에는 여러 가지 암종 및 암반상태가 교차하여 장기적으로 안정성 확보가 곤란한 경우에는 싱글쉘보다는 철근콘크리트 개념을 적용한 NATM 방법이 합리적일 것으로 판단된다. 즉 지반조건이 불량한 구간(4~5등급)에 대하여는 콘크리트 라이닝을 반영하는 것이 합리적일 것으로 판단된다. 최근의 설계기준 개정 방향과 세계적으로 라이닝 삭제에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있는 상황이므로 시공성 및 경제성 개선 등을 고려한 라이닝 삭제 방안이 점차 대두되고 있으므로 합리적이고 공학적인 설계 기준을 구축하기 위한 지속적인 연구가 이루어져 할 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권3호
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• pp.535-541
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• 2018

노후된 철근콘크리트 항만 구조물을 보수보강하기 위한 대부분의 공법들은 항만 구조물 슬래브나 보 하부를 섬유복 합체나, 섬유복합체 패널로 벽지 바르듯 빈틈없이 밀폐시키는 공정으로 이루어져 있다. 하지만 이런 공법들은 보수보강용 섬유제품의 밀폐성 때문에 슬래브나 보 상부에서 유입되는 빗물 등의 수분을 외부로 배출시키지 못하고 구조체 하부에 고이도록 하여 장기적으로 슬래브나 보 하부의 피복콘크리트를 전체적으로 탈락시키는 문제를 발생케 한다. 이런 현상을 방지하기 위해서는 항만 구조체로 스며든 물은 신속하게 배출시키면서 바닷물로부터 구조체로 스며드는 염기는 막을 수 있는 공법개발이 필요하다. 본 연구는 현재 항만 구조물 보수보강에 사용하고 있는 앵커볼트를 개조하여 이 문제를 해결하고자 하였다. 즉, 앵커볼트 몸체에 홀을 천공하고 앵커볼트의 캡을 개조하여 화장실 트랩처럼 물을 흐르게 하는 구조를 만듦으로써, 구조체 내부의 수분은 배출시키고 항상 캡 부분에 약간의 물이 차 있도록 하여 바닷물로부터 상승하는 염기의 침투를 막을 수 있도록 하였다. 개발된 물배출 앵커 및 트랩볼트를 시험시공하여 6개월간 관찰한 결과 73%(200개중 145개)의 앵커에서 물이 배출되었고, 설치 주변의 코어를 채취한 결과 습기가 거의 없는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제21권6호
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• pp.31-40
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• 2005

본 연구에서는, 남부지방에서 자라나는 풍부한 자연재료인 대나무를 쏘일네일링공법의 보강재로 활용하는, 이른바 대나무 쏘일네일링공법의 적용 가능성을 제시하였다. 이를 위하여 본 연구에서는, 쏘일네일링의 보강재로서 기존의 재료인 철근, 강봉, FRP(Fiberglass Reinforced Plastic) 등을 대체하여 대나무의 활용 가능성을 확인하기 위한 실험 및 해석연구를 수행하였다. 실험연구로는 대나무 재료에 대한 강도특성을 분석하였으며, 현장인발시험을 수행하여 대나무 쏘일네일링의 인발저항특성 및 그 적용성을 분석하였다. 한계평형해석 및 변위해석을 통하여 대나무 쏘일네일 링공법의 적용성을 분석하였다. 본 연구결과, 대나무는 비교적 우수한 강도특성과 인발저항특성을 지닌 것으로 나타났으며, 설계인장력을 만족하는 직경의 대나무를 선택적으로 사용하거나 혹은 대나무스트립의 개수를 조절하여 소요의 인장력을 만족하는 보강재로서의 사용이 가능할 것으로 예상되었다. 따라서, 추후 대나무재료는 굴착벽체 및 사면보강 등 지반보강용 쏘일네일링의 보강재로서 적용이 가능한 대체 재료로 판단되었으며, 향후 적극적인 적용을 위한 시험시공 등의 연구가 뒤따라야 할 것으로 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제25권6호
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• pp.60-67
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• 2021

최근 기존 재래식 거푸집 시스템의 다양한 문제를 해결하기 위하여, 데크플레이트를 거푸집으로 활용하는 방법이 개발되어 사용되고 있다. 이러한 데크플레이트 거푸집 시스템은 대부분 데크플레이트를 부재에 매립하여 영구 존치 시키는 방법으로 기존 거푸집 시스템에 비해 경제적이며 시공성이 높다. 그러나 매립형 데크플레이트 거푸집 시스템의 경우 폭이 좁고 철근 배근이 복잡한 보와 같은 부재에 대해서는 콘크리트의 충진을 확인하기 어렵고 데크플레이트의 부식 등 시공 및 유지관리 측면에서 다양한 문제점이 있음이 보고되고 있다. 이에 본 연구에서는 보 부재 제작 시 콘크리트 양생 후 데크플레이트를 제거할 수 있는 탈형 보-데크 거푸집 시스템을 개발하고자 하였다. 본 시스템은 거푸집 역할을 수행할 수 있는 데크플레이트 모듈과 콘크리트 측압에 의한 변형을 막아주는 프레임과 선 배근되는 철망 그리고 이를 결합하는 접합부로 구성되어 있다. 연구결과 개발 시스템의 경우 시공성이 우수하고 콘크리트의 측압에 의한 변형을 효율적으로 막아주며, 손쉽게 제거가 가능함을 확인하였다.