• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제20권6호
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• pp.5-13
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• 2019

쏘일네일링 벽체의 설계기법은 허용응력설계법에서 한계상태설계법으로 변화하고 있으며, 현재 대부분의 국가에서는 한계상태설계법을 적용하나 한국과 홍콩 등에서는 아직까지 허용응력설계법을 주로 사용하고 있다. 본 연구에서는 네 가지 대표적인 쏘일네일링 벽체의 설계기법인 미국의 FHWA(2015), 프랑스의 Clouterre(1991), 영국의 CIRIA(2005), 홍콩의 Geoguide 7(2008)과 국내기준인 비탈면 보강공법 설계기준(KDS 11 70 15 : 2016)의 비교를 수행하여, 현재 실무에 적용되고 있는 설계지침의 적정성을 고찰하였다. 각 기준들에 의한 설계결과의 비교를 위해 영국 CIRIA에 제시된 표준단면 및 현장재하시험이 수행된 쏘일네일링 벽체단면을 대상으로 분석을 시행하였으며, 각 설계기법의 보수적인 정도를 알 수 있는 지표인 CDR(Capacity-to-Demand Ratio)을 이용하여 국외 설계기준들과 국내기준의 차이를 비교하였다. 분석 결과, CIRIA 표준단면의 경우 국내기준에 의한 안정성 검토 방법이 가장 보수적(CDR=0.78)이며, 프랑스의 Clouterre(CDR=0.99, 1.09), 홍콩의 Geoguide 7(CDR=1.13, 0.97), 미국의 FHWA(CDR=1.09, 1.07) 및 영국의 CIRIA(CDR=1.40, 1.16)의 순서인 것으로 분석되었다. 한편, 현장재하시험이 시행된 쏘일네일링 벽체에 대한 검토결과는 홍콩의 Geoguide 7(CDR=0.66, 0.72)와 미국의 FHWA(CDR=0.73, 0.72) 순서가 바뀌었을 뿐 나머지는 동일한 결과를 보였다. 또한, 두 가지 case 동일하게 미국의 FHWA, 프랑스의 Clouterre와 홍콩의 Geoguide 7는 차이가 미미하나, 국내기준은 안정측설계의 경향이 크고 영국의 CIRIA는 경우에 따라 불안정측 설계의 경향이 큰 것으로 분석되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제25권9호
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• pp.29-43
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• 2009

전산기술의 발달과 더불어 좀 더 복잡하고 반복적인 계산을 쉽게 수행할 수 있게 됨으로써 하중전이곡선을 이용한 하중전이해석법이 널리 이루어지고 있다. 현재 국내에서도 하중전이해석법을 많이 사용하고 있다. 그러나 이러한 하중전이해석법에서 사용되는 곡선들은 대부분 외국에서 개발된 곡선들로서 국내지반에서의 적용성 여부는 확실치 않다. 본 연구에서는 타입강관말뚝의 하중전이곡선을 도출하기 위하여 국내 9곳의 현장재하시험 데이터를 수집하였다. 이들을 분석하여 사질토와 점성토에 대하여 각각 $f/f_{max}$-w/D 곡선의 평균선을 구하였으며 각 곡선을 쌍곡선함수로 나타내었다. 그리고 이 곡선의 적용성을 알아보기 위하여 이 곡선을 이용한 결과와 말뚝해석 프로그램인 TZPILE 2.0을 이용한 결과를 국내 3현장의 재하시험결과와 비교분석하였다. 그 결과 일반적으로 본 연구의 결과를 적용하여 얻은 하중-침하량 관계가 기존의 TZPILE 2.0으로 얻은 관계보다 비교적 실측값에 가까운 경향을 보였으며 보수적으로 나타났다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제13권7호
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• pp.13-17
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• 2012

근래 기존의 항만 중심에 초점이 맞추어져 있던 해양 개발에서 녹색 성장 기술 확보 및 서비스 산업을 창출할 수 있는 해양 공간을 마련하기 위하여 해상 폐기물매립장을 자원순환기술 및 지반개량공법을 적용하여 추후 친환경 인공섬의 기반으로 삼고자 한다. 따라서, 본 연구에서는 해상 폐기물매립장의 지반 개량과 오염물질 정화를 동시에 진행할 수 있는 반응성연직배수공법의 현장 적용성을 판별하기 위하여 공법 적용 대상 지반의 역학적 특성과 공법의 시공성에 대한 연구를 수행하였다. 본 논문에서는 반응성연직배수파일의 충분한 이격거리를 확보하면서 지반의 조기 안정을 위해 연직 배수거리를 단축할 수 있는 배수중간층의 적용을 제안하였다. 또한, 반응성연직배수공법을 적용하여 해상 폐기물 매립장의 경제적인 운영을 도모하고자, 배수중간층을 적용한 경우의 역학적인 거동을 파악하였다. 직경 250mm의 원형 토조를 제작 후 모형시험과 표준압밀시험을 통하여 압밀 방식에 따른 침하특성을 판별하였다. 그 결과 추후 인공섬의 기반으로 사용할 해양 폐기물 매립장에 준설토를 투기할 경우 배수중간층을 적용한 반응성연직배수파일을 사용하여 조기 지반안정과 토양 정화가 가능할 것으로 판단된다. 또한, 지반 개량 후 구조물에 의한 응력증가로 발생하는 침하량은 진공압밀공법으로 개량한 경우가 연직재하공법을 적용한 경우보다 지반공학적으로 유리한 압밀특성을 가지는 것으로 나타났다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제18권4호
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• pp.273-286
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• 2019

신라의 수도인 경주에 서기 760년에 건설된 것으로 알려진 월정교에 대한 복원공사가 최근 완료되었다. 고문헌에 따르면, 월정교는 축조 이후 고려시대인 서기 1280년까지 약 520년 동안 사용된 것으로 보인다. 월정교지에서는 양측 교대와 4개의 교각기초 및 한두단의 교각석이 발견되었다. 발견된 교각기초 중 하나는 상당한 부등침하가 일어난 상태였다. 따라서 월정교의 안전한 복원을 위해서는 부등침하의 원인을 밝히는 것이 매우 중요하다. 이에 본 연구에서는 월정교 복원공사에 앞서, 지층상태 파악을 위한 시추조사, 2차원 지반강성 평가를 위한 표면파시험, 지지력 평가를 위한 대형평판재하시험 등 광범위한 현장조사를 수행하였다. 지반조사 결과를 바탕으로 기초안정성 평가를 위한 3차원 유한요소해석을 실시하였다. 연구결과, 월정교 교각기초의 하부지반은 월정교 복원에 따른 하중에 대해 지지력 및 침하에 충분한 안전율을 가진 것으로 평가되었다. 따라서 교각기초 하부지반에 대한 추가적인 보강은 필요하지 않은 것으로 판단되며, 복원에 앞서 부등침하가 발생한 교각기초 하부에 자갈을 이용한 평탄화 작업은 실시할 필요가 있다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제18권1호
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• pp.5-16
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• 2002

본 연구에서는 직경 1,000mm의 시험말뚝에 대한 압축정재하시험 수행시 반력말뚝으로 사용된 직경 2,500mm의 대구경 경사반력소켓말뚝의 인발거동을 분석하였다. 경사반력말뚝은 풍화암층과 연암층 10m에 걸쳐서 현장타설말뚝으로 소켓되어졌으며, 강관부는 강관과 속채움콘크리트로, 그리고 소켓부는 콘크리트와 철근으로 구성되었다. 각 구성부재에 작용하는 변형율을 측정하기 위해 센서를 설치하였으며, 반력말뚝두부의 인발량을 측정하기 위하여 LVDT를 설치하였다. 정재하시험중 재하된 최대인발하중은 10MN이었으며 최대인발변위는 7m, 잔류인발변위는 최대 1mm 정도 발생하였다. 인발하중의 83%를 풍화암층에서 그리고 12%를 연암층에서 지지하는 것으로 나타났으며 풍화암에 소켓된 철근콘크리트부와 연암에 소켓된 털근콘크리트부에서 각각 125.3kPa와 61.8kPa의 인발응력이 발생하였다. 따라서, 풍화암층에서도 인발하중을 충분하게 지지하고 있으므로 풍화암층은 마찰력을 크게 발휘하는 지지층으로 사용되었다.

• 한국도로학회논문집
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• 제8권4호
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• pp.115-124
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• 2006

본 논문의 목적은 Falling Weight Deflectometer 처짐값을 이용하여 아스팔트 포장체의 구조적 상태 평가기법을 개발하고, 이를 이용하여 포장체 각 층의 구조적 상태 평가기준을 제시함에 있다. 유한요소해석 아스팔트 포장체 구조해석 프로그램을 이용하여 가상적 데이터베이스를 구축하여 포장체의 표면처짐값과 포장체 내부반응과의 상관관계를 도출하였다. FWD 처짐값과 포장체 두께를 이용하여 직접적으로 포장체 내부반응을 계산할 수 있는 아스팔트 포장체의 내부반응 모델을 통계적 회귀분석을 통하여 개발하였다. 개발된 반응모델을 토대로 아스팔트 포장체 각 층의 구조적 상태를 평가하기 위한 절차를 제시하였다. 본 연구에서 제시한 평가 절차를 검증하기 위하여 국도 11개와 지방도 8개 노선에서 FWD와 동적관입시험을 수행하였으며, 현장에서 채취한 코어는 아스팔트 시편의 삼축압축반복재하시험을 수행하였다. 연구결과, 아스팔트층의 경우 아스팔트층 하부의 인장변형률값과 회복탄성계수값이 아스팔트 층의 강성 특성을 평가하는 중요한 인자로 판단되었다. 보조기층에서는 BDI값과 보조기층 상부의 압축변형률이 보조기층의 지지력 평가에 적합하였으며, 하부층의 경우 BCI값과 하부층 상부의 압축변형률값이 노상토의 지지력 및 상태를 판단하는데 적절한 인자로 선정되었다. 아스팔트층과 보조기층은 3단계, 하부층은 2단계로 구분하여 아스팔트 포장체의 구조적 상태를 평가 할 수 있는 기준을 제시하였다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제11권3호
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• pp.219-228
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• 2011

본 연구에서는 철재형 이안제를 설계하기 위한 하부기초의 설계과정을 제시하고, 시험시공 현장에 대한 실시설계를 실시하였다. 본 구조물이 시험시공될 예정지인 경상북도 울진군 오산항 인근 해역에 대한 지반조사를 실시하였다. 대상기초는 압축력이 아닌 파력에 의한 수평력과 인발력에 의존한다. 상부 구조물이 해저면에서 약 9.0 m 돌출되어 있으므로 말뚝두부에 파력에 의한 수평하중이 재하되며 휨강성에 대한 저항력이 중요하다. 검토 결과 철재형 이안제의 기초로 강관말뚝(${\varphi}711$-12t)으로 결정하였다. 외부하중에 대한 말뚝기초의 안정성을 평가한 결과, 연직지지력, 인발저항력 및 수평저항력은 기준 안전율보다 크게 나타났다. 상용하중 작용시 발생되는 기초의 변위는 허용량 이내인 것으로 평가되었다. 지반반력법을 통하여 지층의 횡방향 및 축방향 지반반력과 변위관계를 산정할 수 있었다. 이를 토대로 상부구조의 해석을 수행하고 결과를 정량적으로 비교하였다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제18권3호
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• pp.45-53
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• 2019

본 연구에서는 건축기초에 적용된 매입 PHC말뚝의 설계사례를 분석하였다. 전반적인 말뚝길이는 최대 35m 이내에서 다양하나, 지지층 조건에 따른 평균 길이는 17.0~18.9m로 큰 차이가 없었다. 지지층 소켓길이는 전체의 약 58%가 시방기준 최소길이인 1m에 따라 설계되었고, 최대 5m까지 설계되었다. 설계효율은 그 편차가 매우 크나 평균 약 70%로서 통상 알려진 범위와 일치하였다. 설계효율이 낮은 용도는 주로 설계하중이 적은 저층건물이나 놀이기구 기초 등으로 나타났다. 풍화암 지지층에서 설계하중은 설계를 지배하는 지반 허용지지력의 65~97%, 허용지지력에 대한 말뚝 허용축하중의 비는 36~115%로 광범위하게 분포하므로 설계효율과 함께 최적화 노력이 요구된다. 반면, 연 경암 지지층의 허용지지력은 대부분 말뚝 허용축하중의 90% 내외로 매우 균등했다. 설계 허용지지력은 선단지지력이 평균 75% 이상을 차지하였으나, 현장재하시험 연구결과를 보면 초기항타 조건에서는 선단지지력이 지배적이며, 재항타 조건에서는 선단지지력이 최소 25%에 불과한 경우도 있었다. 따라서, 설계시 산정된 허용지지력은 시공 초기조건만을 반영하는 것이며, 시간이 경과할수록 말뚝 주면부로의 하중전이가 증가하고, 일부는 시험시 타격에너지 부족으로 선단지지력의 확인이 이루어지지 못한다고 볼 수 있다. 균질한 지반으로 가정했을 때 근입비가 증가할수록 허용축하중이 감소하는 경향이 있었고, 이와 유사하게 지반의 허용지지력도 감소하는 경향을 보여, 큰 설계하중으로 초고강도 말뚝을 적용할 경우 지반의 지지력을 최대한 활용할 수 있음을 알 수 있었다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제39권4호
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• pp.318-325
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• 2011

현장에서 시공성이 용이함과 동시에 강도 성능이 뛰어난 steel bar를 이용한 리기다소나무 옹벽을 제작하여 내력평가를 실시하였다. Steel bar를 이용한 목재옹벽은 횡목 4단과 종목 3단으로 적층하였으며, 높이 770 mm, 길이 2,890 mm, 폭 782 mm로 제작하였다. 적층 방법은 18 mm로 선공한 최상단과 최하단 횡목을 Steel bar에 삽입하며, 깊이 64 mm, 폭 18 mm의 슬릿을 낸 나머지 횡목과 종목을 Steel bar에 끼워 넣어 적층하였다. 완성 된 옹벽은 수평 재하 시험을 통한 내력 평가와 화상처리(AlCON 3D OPA-PRO system)를 통하여 구조물의 변형을 측정하였다. Steel bar옹벽에는 1개의 긴 횡목과 2개의 종목으로 구성된 접합부(Type-A)와 반턱으로 이음된 2개의 짧은 횡목이 2개의 종목으로 구성된 접합부(Type-B)가 공존하며, 이들을 각각 3개씩 제작하여 접합부의 압축형 전단내력 평가를 실시하였다. Steel bar옹벽의 수평 재하 시험결과 정각재 목재옹벽(박준철 등, 2010)보다 1.6배 이상의 강도를 나타냈으며, 이때 목재와 접합부의 파단은 발생하지 않았다. 접합부의 압축형 전단 내력 실험결과 Type-A의 평균 최대 하중은 130.13 kN, Type-B의 평균 최대 하중은 130.6 kN으로 측정되었다. 실험 결과 Steel bar를 이용한 목재옹벽은 정각재 목재옹벽보다 시공성이 우수하며 강도 또한 높게 측정되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제18권4호
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• pp.319-327
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• 2002

본 연구에서는 국내 최근 SIP(Soil-Cement Injected Precast Pile) 공법의 문제점과 그 개선책에 대하여 현장재하시험 결과로부터 하중-침하량곡선과 지지력 특성을 이용하여 고찰하였다. 재하시험결과 전체침하량에 대한 탄성 및 소성침하량은 일정한 경향성을 갖으며, 이러한 경향성과 재하시험으로부터 결정한 지지력을 이용한 경험적인 차트가 SIP 설계에서 이용될 수 있다. 지지층의 지질조건이 화강암류를 갖는 국내 지역에서 N값을 이용한 SIP 설계는 매우 보수적인 결과를 보이고 있다. 반면 지지층의 지질학적 조건이 불리한 경우 불안정한 결과를 보일 수 있다. 또한, 말뚝선단에서 N값을 수정한 Meyerhof의 지지력식이 N값이 50으로 한정되고 선단지지력을 20NA$_p$으로 간주한 최근의 설계보다 적절하다는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 결과들은 수정된 설계법이 말뚝의 지지력을 말뚝재료의 허용하중까지 이용하기 때문에 과거보다 경제적임을 시사한다.