• 한국지반공학회지:지반
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• 제7권4호
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• pp.35-48
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• 1991

본 논문에서는 원심모형실험 결과를 바탕으로 대상의 상재하중하의 보강토옹벽의 파괴 메카니즘에 관하여 연구를 실시하였다. 모형실험은 보강재의 재질, 길이, 배열을 변화시키면서 실시하였으며 보강재에 유발되는 인장력 을 측정하기 위하여 strain gauge를 부착하였다. 실험 결과를 분석하여 현재 사용되고 있는 설계 및 해석방법들과 비교함으로서 그들의 타당성 에 대한 검증을 실시하였다. 결론적으로 원심모형실험은 보강토옹벽의 거동을 연구하기 위한 매우 효과적인 방법이었다. 상 재하중하의 보강토옹벽의 극한 지지력을 산정하기 위한 2:1응력 분포법은 실험결과와 일치하였다. 뒷채움재의 자중과 상재하중에 의하여 보강재에 유발되는 인장력을 산정하기 위한 중첩법이 유효하다는 결론을 얻었다. 탄성이론을 사용하여 상재하중에 의해 보강재에 유발되는 최대 인장력을 산정한 결과 Boussinesq와 Westergaar해는 실험결과 보다 작게 산정된 반면에 Frohlich해는 실험결과와 일치하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제31권2C호
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• pp.75-82
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• 2011

최근 콘크리트 블록을 전면판으로 주로 사용하고 있는 기존의 블록식 보강토 옹벽과는 달리 경량의 강재를 지주로 이용하여 전면판의 자중을 감소시켜 안정성을 높이고 시공이 쉬운 보강토 공법이 개발되었다. 이 연구에서는 새로 개발된 보강토 옹벽의 안정성을 확인하기 위해 실제 크기의 현장시험을 수행하여 전면판에 발생하는 수평변위, 수평토압, 그리고 옹벽의 침하량 등을 계측기를 이용하여 측정하였다. 또한, 3차원 수치해석을 수행하여 현장시험결과와 수치해석결과를 비교 분석하였다. 현장계측결과 전면판 최대수평변위는 46mm(0.009H), 최대침하량은 21.5mm로 나타나 FHWA 기준을 만족하는 것으로 나타났다. 또한 현장계측결과를 수치해석결과와 비교 분석한 결과 새로운 보강토 공법은 충분한 안정성을 확보하는 것으로 나타났다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제18권4호
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• pp.139-149
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• 2019

옹벽 설계에서는 차량하중에 의해 유발되는 수평토압을 등가상재하중 높이를 토대로 계산한다. 미국 AASHTO의 LRFD 설계 기준은 미국 표준트럭을 대상으로 선정되었기 때문에 국내의 표준트럭과 부합하는 새로운 등가상재하중 높이를 산정 할 필요가 있다. 본 연구에서는 미국 표준트럭과 다른 국내 표준트럭의 특성을 반영하고 차량주행방향, 포장층의 포아송비, 옹벽높이를 고려하여 Boussinesq 이론에 근거한 국내 등가상재하중 높이를 제안하였다. 국내 표준트럭의 축하중과 하중 밀도가 미국 표준트럭보다 높기 때문에, 본 연구에서는 제안한 등가상재하중 높이는 미국 설계 기준에 제안된 등가상재하중 높이 보다 큰 것을 확인하였다. 가장 높은 등가상재하중 높이는 차량주행방향이 옹벽길이방향과 직교할 때로 확인되었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제35권4호
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• pp.197-205
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• 2022

본 논문에서는 BIM을 활용한 흙막이 시스템을 개발하고 소개한다. 선행 연구 분석을 통해서 흙막이 BIM 시스템을 이루는 기술들에 대한 조사를 바탕으로 요소 기술들을 개발하였다. 첫 번째 요소 기술로, 선행 연구 및 표준 등을 활용해 BIM라이브러리를 구축하여 범용성과 재사용성을 확보하였다. 두 번째로, 토공 2D 기반의 토공 물량 산출법들을 분석하고 흙막이 BIM 시스템으로 활용하되 추가로 IDW 보간법을 활용하여 지형 생성 및 토공량 산출 시스템을 구축하였다. 세 번째로, 물량 산출을 위한 4가지 수식을 제안하여 객체 마다 각각 다르게 물량 산출법을 적용하여 개발하였다. 이후, 시스템에서 산출되는 물량산출서와 2D 기반 물량산출서와의 비교와 검증을 통해서 시스템이 앞으로 나아가야할 방향과 한계에 대해 알아보았다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제4권1호
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• pp.19-28
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• 2003

통상 콘크리트 옹벽에 작용하는 수평토압 산정에는 Rankine이나 Coulomb의 토압이론을 사용하고 있으나 문헌연구결과, 실제 옹벽 벽체에 발생하는 변위인자에 의한 영향으로 벽체 중단부 이상에서는 주동토압 상태를 나타내고 있으나 벽체 중단부 하단에서는 주동토압보다 큰 토압을 가지고 있다. 본 연구에서는 이와 같은 수평토압을 저감하기 위한 방안의 하나로 압축성 재료인 EPS를 벽체 배면에 설치하여 배면토체의 변위를 인위적으로 유발함으로서 수평토압의 크기를 저감시킬 수 있는 방안을 제시하였다. EPS에 의한 수평토압 저감효과, 최적의 EPS 포설두께 및 밀도를 알아보기 위한 실내모형토조시험을 실시하였으며 그 효과가 검증되었다. 실내모형토조시험에서 도출된 결과를 이용한 현장 시험시공결과, EPS 포설에 의해 약 20%의 수평토압저감효과를 가질 수 있는 것으로 평가되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제36권12호
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• pp.57-68
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• 2020

흙막이 벽체의 해석 시 일반적으로 적용되는 2차원 해석의 경우 굴착 폭이 작으면 토압에 의한 상호간섭이 발생하며, 그 영향으로 굴착 폭이 작은 구간에서는 2차원 해석 시 흙막이 벽체의 수평변위에 대한 신뢰성 확보가 어렵다. 따라서 본 연구에서는 2차원 해석 시 토압에 의한 상호간섭 발생의 범위가 되는 굴착 폭의 경계를 확인하기 위하여 H-pile 토류벽체에 대하여 점성토, 사질토, 사질토 및 풍화암의 지층조건에서 다양한 조건의 굴착 깊이(H)와 굴착 폭(B)에 대하여 2차원 및 3차원 유한요소해석을 수행하여 각 조건에 따른 굴착 폭과 수평변위의 관계를 연구하였다. 연구결과 수평 변위가 비교적 크게 발생하는 점성토에서만 굴착 폭에 따른 해석적 경계를 뚜렷하게 구분할 수 있었고, 그 내용은 굴착규모(B/H) 2.0 이하, 굴착 깊이 10m 이하에서 굴착 폭이 12m보다 작은 경우와 굴착 깊이 10m 이상에서 굴착 폭이 24m보다 작은 경우는 실제 거동과 유사한 3차원 유한요소해석을 하는 것이 합리적이며, 굴착규모(B/H) 2.0 이상, 굴착 깊이 10m 이하에서 굴착 폭이 12m보다 큰 경우와 굴착 깊이 10m 이상에서 굴착 폭이 24m보다 큰 경우는 2차원 유한요소해석을 하여도 무방하다는 결론을 얻었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제39권11호
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• pp.7-22
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• 2023

최근 지하안전에 관한 특별법이 시행(2022년 1월)되었으며, 지하안전영향평가를 통해 계획단계부터 지하안전에 관한 사전검토가 실시되고 있다. 지하굴착을 위해서는 가설 흙막이의 구조 안전성을 확보하는 것이 중요하므로 지하안전 검토는 더욱 강화되고 있다. 본 연구에서는 토사지반에서 Soil-Cement 흙막이의 벽체 두께를 확대하고 H-pile의 선택과 설치간격을 자유롭게 할 수 있는 MFS(Multi-axis Flat Continuous Soil Cement Earth Retaining Wall) 흙막이 벽체 공법의 거동 특성을 분석하였다. 실내모형실험을 통해 MFS 공법의 H-pile 설치간격에 따른 벽체에 작용하는 하중-변위 거동을 확인하였으며, MFS 흙막이 벽체의 두께별 H-pile 설치간격 및 크기 변화에 따른 하중-변위를 3차원 수치해석으로 분석하여 벽체에 작용하는 아칭효과 높이를 산정하였다. MFS 공법에서 산정한 최대 아칭높이를 기존의 부재력 검토 방법에 적용하여 벽체에 작용하는 축력, 전단력을 정량적으로 분석하는 설계방법을 제시하였다. 그 결과 MFS 흙막이 벽체에 적용되는 H-pile 설치 간격 및 크기에 따른 축력 및 전단력이 24.6~62.9%가 저감하는 것을 확인하였다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제14권4호
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• pp.23-33
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• 2015

소단은 굴착 후 지지구조물이 설치되기 전 벽체의 강성과 더불어 가설벽체의 안정성을 좌우하는 역할을 한다. 특히 굴착지반이 느슨하거나 연약한 경우 소단의 역할은 매우 중요하다. 본 연구에서는 소단을 이용한 도심지 버팀굴착현장의 계측결과와 수치해석을 사용하여 가설벽체의 최대수평변위에 미치는 소단의 규모(폭과 경사) 및 굴착깊이, 지반물성의 영향을 분석하였다. 계측결과 소단 폭이 짧아질수록 벽체의 수평변위는 증가하는 경향을 보였다. 수치해석 결과 소단의 경사가 급해질수록, 소단폭이 짧아질수록 최대수평변위량은 크게 나타나 소단이 벽체의 변위를 억제하는데 효과가 있음을 알 수 있었다. 또한 굴착심도가 깊어질수록 소단폭과 경사의 영향을 크게 받는 것으로 나타났다. 동일한 소단 조건에서 지반물성이 높을수록 벽체의 최대수평변위를 억제하는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제18권6호
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• pp.141-152
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• 2002

본 논문은 급경사의 강성사면에 인접한 역 T형 옹벽에 작용하는 상재하중에 의한 연직 토압분포에 관한 실험적 수치해석적 연구결과이다. 강성사면의 조도, 사면과 옹벽 사이의 거리, 중력수준을 변화시킨 원심모형실험을 실시하고 옹벽 뒷채움재에 토압계를 매설하여 연직토압을 측정하였다. 상재하중에 의한 연직토압 분포에 관한 실험 결과를 기존의 두가지의 한계평형 해석이론 및 수치해석 결과와 각각 비교 분석하였다. 정성교(1993, 1997)에 의하여 제시된 보완 사이로이론과 흙쐐기이론을 사용한 한계 평형 해석법을 사용하였으며 그 이론을 확장하여 옹벽 배면 뒷채움재에 작용하는 상재하중에 의한 연직토압분포에 대한 특별해를 구하였다. 수치해석에서는 쌍곡선모델의 흙의 구성관계식이 적용된 FLAC 프로그램을 사용하였다. 수치해석에 의한 토압분포 산정 결과 원심모형실험 결과와 대부분의 경우에서 서로 일치하는 반면에 흙쐐기이론에서는 사면과 옹벽의 거리가 가까운 경우에 한하여 비교적 일치하는 경향을 보였다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제14권5호
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• pp.17-28
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• 1998

사질토 지반에 시공된 앵커토류벽의 설 설계하중을 결정함으로서 토류벽의 설계에 있어 가장 기본적이고 필수적인 요소택에 있다. 앵커토류벽에 작용하는 토압분포는 배성, 흙의 아칭 효과 등에 따라 크게 변하 토류벽에 작용하는 토압분포의 가정은 크 한 직사각형 분포의 겉보기토압이 적용되 본 연구에서는 실물크기의 앵커토류 Function을 이용하여 토류벽에 작용하는 토압분포를 시공단계별로 산정하여 설계에 이용되는 토압 분포와 비교하였다. 또한 앵커 토류벽의 설계에 적용되는 Rankine 토압분포를 이용하는 Canadian Geotechnical Society 방법과 TerBaghi와 Peck이 제안한 겉보기토압을 이용한 설계방법을 현장시험 결과와 비교하여 분석하였다. 본 연구의 결론으로는 앵커 설계하중, 최대 휨모멘트의 산정 방법에 있어 30% 정도의 안전율을 고려할 때 Tereaghi 와 Peck 토압을 이용한 단순보 힌지법이 Rankine의 주동토압보다 적합하다는 사실을 입증하였다.