• 한국지반공학회논문집
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• 제31권10호
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• pp.49-60
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• 2015

기존 3차원 토압연구는 벽체에 작용하는 주동토압을 단일파괴체로 가정하고 벽체의 안정성에 초점을 맞춰 3차원 토압의 크기를 구하는데 역점을 두었고, 토압의 주변지반 전이에 대한 연구는 미진하였다. 따라서 본 연구에서는 벽체의 폭과 높이의 비 즉, 종횡비를 달리하여 3차원 모형실험을 수행하고, 주변지반으로 전이되는 토압의 크기와 영향범위를 파악하였다. 주변지반으로 전이되는 토압은 종횡비에 따라 3차원 주동토압의 감소량보다 17.9~30.6% 작게 나타났으며, 연직방향 토압의 전이보다 수평방향 토압의 전이가 크게 나타났다. 토압의 전이범위는 수평방향으로 주동벽체 폭 w 기준으로 0.67~1.29w, 연직방향으로 주동벽체 높이 ${\Delta}h$기준으로 약 1.0~3.0h인 것으로 나타났다. 수평방향으로 전이되는 토압은 종횡비가 같을 때 수평방향 모두 동일한 높이에서 최대치를 나타내며, 종횡비가 증가함에 따라 토압의 최대 전이 지점이 벽체 하부에서 상부로 변화하였다. 수평방향 토압의 전이는 주동벽체 폭 w 기준으로 0.25w에서 56%~79%인 것으로 나타났으며, 연직방향 토압의 전이는 주동벽체 ${\Delta}h$기준으로 1.0~1.5h에서 50%~58%인 것으로 나타났다. 종횡비에 따라 전이되는 토압의 크기와 영향범위를 분석하고 주동변위 벽체 주변으로 전달되는 3차원 하중전이 분포도를 제시하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2008년도 춘계 학술발표회 초청강연 및 논문집
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• pp.505-510
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• 2008

FBG Sensor, which is smaller than strain gauge and has better durability and does not have a noise from electromagnetic waves, was adapted to develope a smart anchor. A series of pullout tests were performed to verify the feasibility of smart anchor and find out the load transfer mechanism around the steel wire fixed to rock with grout. Distribution of shear stresses at steel wire-grout interface is assessed from the measured strain distribution by the optical fiber sensors and compared with stress distributions predicted by Farmer's and Aydan's formulas. It was found that present theoretical formulas may underestimate the failure depth and magnitude of shear stresses when the pullout loads increase.

• Geomechanics and Engineering
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• 제10권6호
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• pp.737-755
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• 2016

The load transfer depth of a ground anchor is the minimum length required to transfer the initial prestressing to the grout column through the bonded part. A thorough understanding of the mechanism of load transfer as well as accurate prediction of the load transfer depth are essential for designing an anchorage that has an adequate factor of safety and satisfies implicit economic criteria. In the current research, experimental and numerical studies were conducted to investigate the load transfer mechanism of ground anchors based on a series of laboratory and field load tests. Optical FBG sensors embedded in the central king cable of a seven-wire strand were successfully employed to monitor the changes in tensile force and its distribution along the tendons. Moreover, results from laboratory and in-situ pullout tests were compared with those from equivalent case studies simulated using the finite difference method in the FLAC 3D program. All the results obtained from the two proposed methods were remarkably consistent with respect to the load increments. They were similar not only in trend but also in magnitude and showed more consistency at higher pullout loading stages, especially the final loading stage. Furthermore, the estimated load transfer depth demonstrated a pronounced dependency on the surrounding ground condition, being shorter in hard ground conditions and longer in weaker ones. Finally, considering the safety factor and cost-effective design, the required bonded length of a ground anchor was formulated in terms of the load transfer depth.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제19권6호
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• pp.887-903
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• 2017

터널이 시공되는 환경은 다양하여 지형이 평탄하지 않거나 지표가 경사가 진 경우가 많으며, 이런 경우에는 지반내 응력의 분포가 일정하지 않다. 그러므로 이와 같은 환경에서는 얕은 터널 굴착에 따라 종방향 하중전이 특성이 달라서 그 영향이 불명확하다. 또한, 시공방법이나 지반조건 및 굴진면의 변위형태 등이 종방향 하중전이 발생경향에 영향 줄 것이므로, 이를 종합적으로 고려한 연구가 필요하다. 따라서 본 연구에서는 지반의 경사를 $0^{\circ}$, $10^{\circ}$, $20^{\circ}$, $30^{\circ}$로 모사하고, 굴진면의 변위형태(상부 큰 변위, 등변위, 하부 큰 변위)에 따른 굴진면의 토압과 터널 천단상부의 종방향 하중전이 특성을 실험적으로 규명하였다. 연구결과 굴진면에서 변위가 발생하면 굴진면 토압이 감소하고 터널의 천단 하중이 증가하며, 굴진면의 토압변화량에 따라 터널 천단상부의 하중전이의 크기와 발생경향이 변화되었다. 따라서 굴진면의 토압변화가 터널 종방향 하중전이에 직접적인 영향을 주는 것을 알 수 있었다. 지표경사가 작으면 하중전이 영역이 넓어지며 지표경사가 커질수록 종방향으로 전이되는 경향이 감소하고 굴진면 부근에서 집중되었다. 또한, 굴진면의 변위형태에 따라 종방향으로 전이되는 하중의 분포경향도 달라지므로 종방향 지반의 응력조건과 굴진면의 변위형태는 터널 종방향 하중전이의 형태와 크기에 영향을 주는 것으로 분석되었다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.197-200
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• 2008

철근콘크리트 코벨은 전단지간대 유효깊이의 비가 1보다 작은 부재로서, 주로 보의 하중을 기둥으로 전달하기 위해 사용된다. 이러한 철근콘크리트 코벨의 극한강도 및 거동은 전단지간대 유효깊이의 비, 콘크리트의 압축강도, 철근의 배근형태와 배근량, 그리고 부재의 형상 등 다양한 변수들의 영향을 받는다. 본 연구에서는 이러한 철근콘크리트 코벨의 강도 및 거동 특성을 모두 반영하여 설계를 수행할 수 있는 부정정 스트럿-타이 모델을 제안하였다. 또한 현행 설계기준의 스트럿-타이 모델방법을 부정정 스트럿-타이 모델을 이용한 철근콘크리트 코벨의 설계에 합리적으로 적용하기 위해 수평 트러스 메커니즘에 의해 전달되는 하중의 크기 즉 부정정 스트럿-타이 모델의 하중분배율을 제안하였다. 제안한 하중분배율을 ACI 318-05 스트럿-타이 모델 설계규정에 적용하여 파괴실험이 수행된 30개 철근콘크리트 코벨에 대한 극한강도 평가를 수행하였으며, 그 결과를 실험결과 및 ACI 318-05 설계기준에 의한 극한강도 평가결과와 비교하였다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제9권5호
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• pp.79-86
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• 2009

최근 도심 구조물의 규모가 급격히 대형화됨에 따라 인접구조물이 존재하는 상태에서 대규모의 기초구조물의 설치를 위한 넓고 깊은 범위의 굴착이 빈번히 시행되고 있어 안전관리의 중요성이 크게 부각되고 있다. 시공 및 사용 중에 토류구조물의 안전성을 확보하기 위해서는 쏘일앵커, 쏘일네일 및 락앵커 등의 지반보강재에 작용하는 프리스트레스 하중(prestress force) 및 변형을 지속적이고 효과적으로 관측할 수 있는 방법이 필요하다. 그러나 현재 현장에서 주로 사용되는 전기저항식 로드셀과 스트레인게이지, 바이브레이팅 타입의 변형율계를 이용한 변형 및 장력의 측정은 센서 자체의 자기열화 특성 때문에 장기적인 모니터링에는 효과적이지 않을뿐더러 시험체 내부에서 다수의 측정점을 측정하기 위해서는 많은 스트레인게이지를 설치하기 위해 리드선의 공간이 크게 필요한 단점이 있다. FBG(Fiber Bragg Grating)센서는 스트레인게이지와 비교해서 매우 작은 직경을 가지며 전자기파에 의한 노이즈가 없고 내구성이 커서 장기적인 모니터링이 필요한 구조물에 매우 유용하게 사용될 수 있다. 본 연구에서는 7연 강연선의 센터 킹케이블에 FBG 센서를 내장한 스마트 텐던을 이용하여 토류구조물의 보강에 활용되고 있는 앵커와 주변 그라우트면의 하중전이 특성에 대한 일련의 실내실험 결과를 기술하였다. 연구결과 스마트 텐던은 기존의 스트레인 게이지 변형율계로는 마땅히 측정할 수 없던 7연 강연선과 그라우트면의 변형률을 매우 효과적으로 측정할 수 있을 뿐 아니라 하나의 선으로 여러 위치의 변형을 효과적으로 측정할 수 있어 지반보강재의 장력모니터링 뿐만 아니라 그라우트로 부착된 부분의 하중전이 특성을 효과적으로 파악할 수 있는 것으로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권1C호
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• pp.27-35
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• 2010

사질토지반에 진동타입되는 강널말뚝의 거동을 파악하고자 계측기를 부착한 강널말뚝을 각각 1본씩 단독시공 및 연결시공하여 현장시험을 수행하였다. 깊이측정장치를 통해 구한 깊이에 따른 관입속도결과에 따르면 연결부 마찰의 영향이 강널말뚝의 관입속도에 큰 영향을 미친다는 사실을 알 수 있었다. 연결시공시 연결부 마찰은 관입깊이에 대해 불규칙한 양상을 보여주었으며, 그 크기는 19.1kN/m이었다. 진동타입시 강널말뚝은 거의 강체로 거동함이 계측결과를 통해 확인되었다. 단독시공시의 효율계수는 0.42이었으며 연결시공시의 효율계수는 0.71이었다. 계측자료로부터 유도한 하중전이곡선의 양상은 Dierssen이 제안한 그것과 가장 유사하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제22권8호
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• pp.77-88
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• 2006

본 연구에서는 말뚝-지반의 상호작용을 고려한 Pile-Bent 구조물의 수평하중 해석기법을 제안하였다. 특히, 수평하중이 작용하는 Pile-Bent 구조물의 특성을 고려한 재료의 항복거동과 기하학적 비선형 거동인 $P-{\Delta}$ 효과를 해석기법에 도입하였다. 개발한 해석기법상의 현장타설 말뚝은 보-기둥 모델을 적용하였으며 지반은 비선형 하중전이 함수를 이용하였다. 본 연구결과, 강하부 일체형인 Pile-Bent 구조물의 경우 해석방법(재료의 탄성 또는 비탄성)에 따라 수평변위의 차가 크게 발생하였다. 재료의 항복거동만 고려할 경우 최대 휨 모멘트($M_{max}$)는 지표 아래의 약 3.5D(D는 말뚝직경) 깊이에서 발생되었으며, 재료의 항복거동과 $P-{\Delta}$ 효과를 모두 고려할 경우 $M_{max}$의 지점이 다소 상승하여 지표 아래 약 1.5D 깊이에서 발생하였다. 세장비에 따른 재료의 항복 및 $P-{\Delta}$ 효과는 단주일 경우에는 재료의 항복거동이, 장주일 경우에는 $P-{\Delta}$ 효과에 의한 기하학적 비선형 거동이 수평변위의 주요 영향인자임을 확인하였다.