• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제13권3호
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• pp.53-58
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• 2012

일반적으로 연약지반인 점성토 지반이나 느슨한 사질토 지반을 개량하기 위하여 모래다짐말뚝(SCP)공법 또는 쇄석다짐말뚝(GCP)공법이 쓰여지고 있다. 하지만 모래다짐공법은 모래의 수급부족과 모래채취로 인한 환경파괴와 같은 문제점이 있으며, 쇄석다짐공법은 쇄석다짐재료의 클로깅으로 인하여 배수재의 투수계수가 저하되는 문제점이 있다. 최근, 모래와 공학적 성질이 유사한 화력발전소 부산물인 저회를 모래의 대체 재료로 활용하기 위한 연구가 이루어지고 있다. 본 연구에서는 저회혼합다짐말뚝에 대한 기초적 연구로써 조립재료 및 치환율에 따른 조립재료 혼합다짐말뚝의 거동특성을 수치해석적으로 규명하였다. 특히, 말뚝중심부로부터 거리에 따른 침하저감비(SRR)를 산정하였다. 연구 결과는 다음과 같았다. 조립재료에 따른 혼합다짐말뚝의 침하저감비 변화값은 유사한 형태를 보였으며 치환율에 따라 복합지반의 강성이 증대하여 침하저감비는 감소하는 형태를 보였다. 특히, 치환율 20~40%의 범위에서는 일반적으로 침하저감비의 증가가 큰 것으로 나타났고, 치환율 40% 이상에서는 증가치가 서서히 감소하는것으로 나타났다. 본 연구에서 적용한 연약지반과 유사한 지반에 혼합다짐말뚝 적용 시 경제성을 고려하였을 때, 30~40%의 치환율이 적절할 것으로 사료된다.

• 한국농공학회:학술대회논문집
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• 한국농공학회 2005년도 학술발표논문집
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• pp.336-342
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• 2005

본 연구에서는 조립토 다짐말뚝의 적용범위를 보다 연약한 지반에까지 폭넓게 활용하고자 하는 목적의 일환으로 등입도 콘크리트로 보강한 조립토 다짐말뚝공법의 적용가능성을 확인하였으며, 연구결과를 요약하면 다음과 같다. (1) 등입도 콘크리트에 대한 배합설계를 실시하고, 압축강도시험을 통한 강성 및 강도 특성의 규명과 변수위 투수시험을 통해 빈배합 콘크리트 공시체의 배수기능이 유지될 수 있음을 확인하였다. (2) 등입도 콘크리트에 대한 실내시험으로부터 도출된 강성 및 강도특성을 고려하고, 보강심도 및 치환율을 다향하게 가정한 조건하에서의 유한요소해석을 수행하여 각각의 조건에 따른 침하저감효과를 확인한 결과, 보강심도가 깊어지고 치환율이 커질수록 기존 조립도 다짐말뚝에 대한 침하억제효과가 커짐을 알 수 있었다. (3) 본 연구를 통해 등입도 콘크리트로 보강한 조립토 다짐말뚝의 적용가능성과 아울러 침하감소 효과를 파악하였으며, 기존 조립토 다짐말뚝의 침하량에 비해 보강심도, 치환율 등을 고려한 등입도 콘크리트로 보강된 조립토 다짐말뚝의 침하량이 억제되는 효과를 확인하였다. 향후에는 현장여건을 감안한 등입도 콘크리트의 다양한 배합비별 침하감소효과에 대한 규명과 함께 본 연구에서 제안된 공법의 현장적용성을 파악하기 위한 실물모형시험 또는 시험시공 등이 필요할 것으로 판단된다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제16권3호
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• pp.63-74
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• 2017

쇄석다짐말뚝(GCP)은 수십 년 동안 사용되어 왔지만, 팽창, 전단파괴와 기타 현상과 같은 파괴가 여전히 발생하여 보다 정교한 연구가 필요한 실정이다. 본 연구에서는 선행연구 분석과 수치해석을 통해 치환율과 지반강도에 따른 응력 및 침하거동을 분석하고자 하였다. 이를 위해 유한요소해석 프로그램 ABAQUS를 사용하여 GCP로 개량된 복합지반을 모델링하여 지반강도와 치환율에 따라 복합지반의 응력과 침하를 분석하였다. GCP로 개량된 복합지반에 대하여 유한요소법을 이용한 수치해석을 실시하였으며, 치환율과 지반강도에 따른 복합지반의 응력관련계수와 침하저감계수의 관계를 분석하였다. 분석결과, 지반강도와 치환율이 증가할수록 깊이 별 평균 응력관련계수와 응력분담비는 증가하는 경향이 나타났다. 상부에서의 응력관련계수는 동일하게 증가하는 경향이 나타났지만, 응력분담비는 감소하였다. 따라서 상부층에서의 값은 다른 깊이에서의 값들과 다른 경향이 나타나므로 상부층에서의 측정된 값으로 복합지반 설계 시 과오를 범할 수 있으니 주의가 필요하다. 또한 기존 침하저 감계수식과 수치해석을 통한 침하저감계수와 비교 분석하였는데, 기존 식과 수치해석을 통하여 구한 값은 유사하게 나타났다.

• 한국재난정보학회:학술대회논문집
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• 한국재난정보학회 2017년 정기학술대회
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• pp.257-259
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• 2017

최근에 국내에서 입법된 "지하안전관리에 관한 특별법"의 지하안전영향평가 등에서 지하매설물 및 굴착공사 관리의 중요성을 강조하고 있지만, 아직까지는 지하를 개발함에 있어 지반의 안전과 관련된 사항은 미흡한 실정으로 도심지 지반침하( Sinkhole) 현상이 매년 증가하고 있다. 그리고 지반침하(Sinkhole)는 발생이 될 경우 인명피해는 물론 도로나 주변 건물들에 막대한 피해를 줄 수 있는 소지가 충분한 대상으로 사료됨에도 불구하고 이러한 현상을 건설현장에서 심각하게 받아들이는 분위기는 어느 곳에서도 감지되지 않는다. 다만 정부부처나 공공기관에서 국회차원의 지대한 관심에 부응하여 이에 대해 광범위한 연구와 조사에 막대한 예산을 투입하여 다방면에서 진행되고 있는 것으로 파악되고 있다. 또한 이러한 연구결과의 자료를 근거로 하여 지반침하 사고의 주요 원인을 조사해본 결과 상하수도관 손상과 무리한 인접굴착공사 및 대부분의 대형건축공사 현장에 채택되고 있는 부력방지 대책의 일환인 영구배수공법의 무분별한 적용을 들 수 있었다. 이러한 상황에서 그 중 비용과 난이도를 고려현장에서 용이하게 저감할 수 있는 방법인 영구배수공법을 선정하여 영구배수공법의 이론적 고찰과 공학적 타당성(구조체 부상방지 안전성 검토기준)을 연구하여 무분별한 영구배수공법 적용으로 지반침하(Sinkhole)가 발생하는 것을 막아 인명피해와 도로나 구조물의 안전성을 확보하고 나아가 영구배수공법 적용으로 항구적 발생하는 천문학적인 유지관리비의 절감이 목적이다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제16권2호
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• pp.1-10
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• 2017

본 연구에서는 지오그리드로 보강된 사각형 복합 인공어초의 침하 및 세굴 특성을 알아보기 위해 대형 수조 침하 실험, 2차원 흐름 수조 실험 등 다양한 실내 실험을 수행하였다. 또한 인공어초의 각 배치 형태(배치도 A; 나란히 배치된 형태, 배치도 B; 지그재그로 배치된 형태)에 따른 세굴 특성을 알아보기 위해 수치해석을 수행하였다. 실내 실험 결과 무보강된 인공어초에 비해 지오그리드가 보강된 인공어초의 침하 및 세굴 깊이가 크게 저감되었다. 인공어초 배치 형태에 따른 세굴 특성을 알아보기 위한 흐름 수조 실험과 수치해석을 수행한 결과 배치도 A의 세굴 깊이와 유속 벡터는 배치도 B보다 더 감소하는 경향을 보였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제14권1호
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• pp.43-51
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• 2013

현재 연약지반 처리에 있어 장기침하 및 부등침하, 지지력 부족으로 인한 지반 전단파괴 및 허용 침하량 초과 등과 같은 지반공학적 문제점들을 보완하고자 연약지반의 침하 저감 및 지지력 증대, 압밀촉진을 목적으로 SCP 공법과 GCP 공법이 대표적으로 적용되고 있다. 그러나 압밀촉진효과 즉, 두 다짐말뚝의 배수능 차이에 대해서는 아직 충분히 규명되지 않을 뿐 아니라 특히 실무에서는 GCP 공법의 간극막힘 현상을 최소화시키기 위한 노력으로 소정 비율의 모래를 혼입하여 다짐말뚝을 적용하고 있지만, 이 또한 정량적으로 명확하게 규명되어 있지 않고 경험적인 방법으로 수행되고 있는 실정에 있다. 따라서 본 연구에서는 SCP와 GCP, GCP에 소정의 모래를 혼합한 형태의 공법에 대한 압밀촉진효과를 비교 평가하기 위하여 각각의 다짐말뚝이 적용된 복합지반에 먼저 대형직접전단시험을 수행하여 큰 지지력을 나타낼 것으로 기대되는 배합비를 산정하여, PFC3D를 활용한 개별요소법과 MIDAS GTS를 활용한 유한요소해석을 수행하여 간극막힘 현상을 저감할 수 있는 방안을 제시하고자 한다. 대형직접전단시험 결과, 배합비쇄석:모래가 70:30에서 가장 큰 지지력이 기대되는 것으로 추정되며 수치해석을 수행한 결과, 기존 쇄석다짐말뚝에 소정의 모래를 혼입함으로써 지지력 확보와 간극막힘 현상 저감 및 간극수를 더 빨리 배출하여 연약지반을 더 빨리 안정화할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권1호
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• pp.1-7
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• 2017

RAR(Reinforced Abutment for Railways)은 뒤채움을 선 시공하고, 교대를 후 시공하여 접속부의 침하와 교대 수평토압 및 변위를 저감할 수 있는 교대 구조로 교대 구체 및 저판의 사이즈와 말뚝의 설치 수를 줄인 경제적인 교대 구조이다. 본 논문에서는 말뚝 설치 수에 따른 RAR의 성능을 수치 해석을 이용하여 평가하였다. 말뚝의 설치 수를 1~4열을 적용한 RAR을 지반 변형계수를 달리한 조건에 대하여 수치 해석을 수행하고, 그 결과를 동일한 지반 조건에서 기존 교대의 수치해석결과와 비교, 분석하였다. 해석결과 말뚝 설치 수를 증가시키는 경우 접속부 침하저감 효과는 비교적 크지 않았고, 교대수평변위 및 토압 저감에 더 효과적인 것으로 나타났다. 말뚝 설치 열 수가 1~4열로 변할 때 RAR의 수평변위는 기존교대의 26~37%, 수평토압은 59~83%수준으로 말뚝 설치수가 증가할수록 기존교대(말뚝5열)에 비해 수평변위와 토압을 크게 저감할 수 있는 것으로 나타났다. 또한 RAR의 수평 토압은 보강재, 말뚝, 기초저판, 원지반 강성 등의 영향을 복합적으로 받는 것으로 평가되었다.

• 한국철도학회논문집
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• 제19권4호
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• pp.498-505
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• 2016

간선철도 고속화에 대비하여 유지보수를 고려한 최적 자갈도상 궤도구조 정립을 위한 기초연구로 국내 자갈도상 궤도 구성품들을 조합한 실대형 시험을 실시하여 궤도 침하 특성을 분석하였다. 실대형 시험 결과 유지보수 저감을 위해서는 패드만을 고탄성화 하였을 경우의 효과는 미비하였으며, 패드의 고탄성화와 더불어 침목 중량화 또는 침목 중량화 및 도상두께를 증가 하였을 경우에 그 효과가 크게 나타났다. 간선철도 고속화에 따른 최적의 자갈도상 궤도구조는 초기 건설비와 본 논문에서 제시한 궤도 침하 특성에 따른 유지보수비를 고려한 경제성 분석을 통해 최종 정립되어야 할 것이다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제15권1호
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• pp.25-34
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• 2014

본 연구의 목적은 개량체 구조형상변화에 따른 복합지반에서의 역학 및 침하특성을 분석하는 것에 있다. 본 연구의 실험은 원형토조에 강도 및 치환율별로 격자형 개량체를 만들어 복합지반을 조성한 후 응력을 재하하는 방식으로 총 9 케이스를 수행하였다. 또한 심도별 응력분포 및 응력분담비 등을 분석하기 위해 유한요소해석을 실내 모형실험과 동일조건으로 모델링하여 해석하였다. 연구결과, 격자형 개량체로 구성된 복합지반은 원형 개량체에 비해 저치환율을 제외한 중간 및 고치환율에서 응력분담비가 증가하며 그 결과, 침하량은 감소하는 경향을 보였다. 본 연구는 구조형상 변화에 따른 형상효과비 및 침하저감계수 제시를 통해 부족한 복합지반의 개량체 구조형상에 대한 연구 참고자료 및 향후 추가 연구에 도움이 될 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제32권7호
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• pp.47-56
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• 2016

연약지반을 매립한 지반에 굴착을 시행할 경우 흙막이 벽체를 설치하더라도 굴착에 따른 굴착배면 지반의 지하수 유출로 배면지반에 지반파괴가 발생한다. 이를 최소화하기 위해 지반파괴 저감 대책으로 억지말뚝을 적용한 실내모형 실험을 시행하여 무보강일 경우와 억지말뚝 보강시를 비교하여 침하량이 약 3배 정도 차이가 발생하는 보강효과를 확인하였다(Kim, 2014). 금번 연구에서는 이런 억지말뚝의 보강효과 확인에 따른 적정한 억지말뚝 간격비의 평가를 시행하였다. 말뚝 간격비를 0.66(억지말뚝 5개)과 0.76(억지말뚝 3개)로 구분하여 실험한 결과 억지말뚝 적용이 굴착시 지반파괴 저감에 대하여 효과는 있으나 일정간격 이상 좁은 경우 오히려 하중으로 작용할 수 있어 설계시 적절한 간격비의 조정이 필요함을 알 수 있었으며, 본 연구에서는 지반파괴의 저감효과가 있으면서 굴착배면의 하중으로도 작용하지 않는 적정 간격비는 0.7~0.8 정도가 적합하다고 판단되었다.