• 지질공학
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• 제5권1호
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• pp.1-20
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• 1995

1993년 3월 부산 북구 경부선 복선 철도 구간에서 지반 침하로 인한 대형 기차전복 참화는 많은 인명 피해는 물론 막대한 재산 손실을 초래하였다. 여기서 관심의 초점이 된 지반함몰 원인은 우선 다양한 재래 지질조사법에 의해 조사되었으며 그 결과 $\circled1$ 선로 하부 약 39m 지점에서 NATA 터널굴착을 위한 화약 발파, $\circled2$ 기반암 경계면의 급격한 변화가 무엇보다 지반 침하에 대한 직접적인 동기가 된 것으로 추정되었다. 그런데 기존 조사기법은 거의 시추 데이터에 의존하기 때문에 현실적으로 주어진 불리한 탐사 여건(예: 선로면 위에서는 빈번한 열차 주행으로 인하여 시추가 불가능함)은 바로 초점이 되고 있는 선로 하부 지반상태 파악을 불가능하게 하였다. 따라서 상기 결여된 지질정보는 우선 함몰 경위에 대한 두사지 가정을 낳게 하였으며 이러한 불확실성은 시공 과실에 대한 판단을 흐리게 하는 계기를 부여한 것이다. 본 논문은 우선 상기 불리한 탐사 여건을 극복하면서 동시에 각 암층 경계면을 고분해능으로 재현할 수 있는 하나의 첨단 물리탐사법 즉, 탄성파 토모그래피 기법을 소개하고 있으며 나아가서 그의 응용 결과는 바로 토목설계 내지 시공설계를 위한 귀중한 기초 자료(예: 탄성파 속도, 탄성율)로 반영될 수 있음을 보여주고 있다.

• 지질공학
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• 제15권1호
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• pp.41-55
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• 2005

이 연구는 물리탐사를 이용하여 청주 화강암을 기반으로 한 지역의 지반특성을 파악하는데 목적이 있으며, 시험지역으로서 충북대학교 건물동을 선정하였다. 또한 시험지역의 동쪽에 위치한 노두에서 관찰되는 소규모의 단층과 관입암의 발달 양상을 물리탐사를 통해 확인하고, 이에 따른 풍화정도를 탐사에서 얻어진 각종 물성자료들과 비교, 파악하였다. 조사지역의 지반은 표준 암반분류표를 이용하여 탄성파 속도 800 m/s를 기준으로 크게 풍화토층과 풍화암층으로 구분되며 이층들은 표준관입시험결과 각각 중-고밀도와 고밀도의 값을 갖는다. 풍화토층은 탄성파속도 500 m/s와 전기비저항 200 ohm-m를 기준으로 불포화/포화 풍화토층으로 세분되며 불포화 층은 지하투과레이다탐사 자료와의 상관해석 결과 건조층과 습윤층으로 더욱 세분할 수 있다. 불포화/포화 풍화토층의 경계는 지하수면의 경계에 해당하는 것으로 지하투과레이다탐사 결과 대략 5～6.2 m에 발달하는 것으로 보이며 이는 시추조사 결과와 잘 일치한다. 그러나 건물 기초의 지지면이 되는 기반암 경계는 파악하기 어려웠다. 신축부지 동편의 노두에서 확인되는 단층 및 관입암은 지하투과레이다탐사 결과에서 신축부지까지 연장되지 않는 것으로 확인된다. 저비저항와 저속도대로 특징되는 노두구간의 풍화등급은 지질공학 조사결과 "완전풍화"에 해당된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제27권8호
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• pp.63-71
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• 2011

대부분 비정형 구조물인 토목분야에서 BIM(Building Information Modeling) 기법을 적용할 경우 현재 BIM 기법이 도입되기 시작한 건축분야와 비교해 상대적으로 건설 생산성 향상의 기대효과가 높을 것으로 인식되고 있다. 본 연구에서는 NATM공법 터널을 대상으로 BIM기반 3D 모벨링을 통한 물량산출을 실시하여 기존의 2D기반의 물량산출과 비교, 오차분석을 수행하였다. 그 결과 구조물공에 있어서는 오차범위가 0.00%~-1.45%로 아주 작게 나타났으나, 토공에 있어서는 오차범위가 -19.78%~35.30%로 대단히 크게 나타났다. 이를 통해 기존 2D기반 구조물공 물량산출의 경우 0.00%~5.00%의 할증률을 감안하여 본다면 BIM기반 물량산출과의 오차가 무시할 정도로 나타남에 따라 BIM기반 3D 모델링을 통한 자동 물량산출의 신뢰성을 확인하였다. 또한 토공의 경우는 토공전제의 물량산출 오차는 구조물공과 동일하게 오차가 무시할 정도이지만, 암별 물량산출 오차가 크게 나타남으로서 2D 기반 물량산출의 신뢰성에 문제가 있음을 알 수 있었다. 따라서 토공은 반드시 BIM기반 3D 모델링을 통한 물량산출을 수행하여 물량산출의 신뢰성을 확보해야하는 사항이라 판단되며, BIM의 설계, 시공, 유지관리 단계의 정보통합의 장점을 고려하여 토목분야에서의 BIM 설계기법 도입에 대한 효용성 및 적용 가능성을 확인하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제33권10호
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• pp.15-24
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• 2017

기존 흙막이 공법을 개선함으로, 자립이 가능하게 IER공법이 개발되었다. IER 공법의 안정성은 실내모형실험과 현장실험을 통해서 확인되었다. 특히, 점토지반에서의 실내모형실험의 결과 상당한 변위 감소효과를 확인할 수 있었다. 본 연구에서는 IER을 점토지반에 실제 적용하여 계측데이터를 수집하였으며, 이것을 이용하여 연약점토지반에서의 적용성에 대해 분석하였다. 그리고 수치해석을 통해 동일한 개수의 H-pile이 적용된 일열 H-pile 흙막이에 비해서 IER 공법의 수평변위가 70.9% 감소하는 것을 확인하였다. 그러므로 IER 공법을 연약점토지반에 적용하면 높은 수평변위억제효과로 인해 지반의 안정성은 상당히 많이 증대될 것으로 판단된다. 또, 점토지반에서의 수평변위억제방법으로 전면지주의 근입부에 DCM보강을 제안하여, 수치해석을 통해 DCM 최적의 보강위치를 분석하였다. 그 결과, 굴착저면에서 전면지주의 근입부의 중간지점까지 DCM 보강하는 것을 제안하였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제19권4호
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• pp.187-199
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• 2016

연약지반의 층서 파악을 위해 대상 지역 전체에서 취득되는 다중채널 표면파 탐사(Multichannel Analysis of Surface Wave; MASW)와 지반에 대한 직접적인 정보를 제공하는 피에조콘 관입시험(Piezo Cone Penetration Test; CPTu) 자료를 지구통계학적으로 복합 분석하였다. MASW 자료는 지반 강성도와 밀접한 관계를 갖는 것으로 알려져 있는데, 2개의 측선에 대해 자료를 취득하고 연구 지역 시료의 실내시험을 통해 이를 확인하였다. CPTu는 대상지역 내 6개 지점에서 취득하였고 선단저항($q_c$) 및 간극수압(u) 자료에 지구통계학적 복합 분석을 적용하여 3차원 물성 분포를 확보하였다. 복합 분석은 MASW 자료와 선단저항 및 간극수압의 공간적 상관성에 따라 시뮬레이션 할 수 있는 순차 가우시안 공동 위치 시뮬레이션(Sequential Gaussian Co-Simulation; COSGSIM) 기술을 적용하였다. 분석 결과의 검증을 위해 CPTu 자료 취득 위치와 다른 2개 지점에서 시추가 이루어졌으며, 이 지점에서 SPT N 값과 시추 주상도를 확보할 수 있었고 이 자료를 복합 분석 결과의 지반 공학적 정확도 분석을 위해 사용하였다. 복합 분석을 통해 확보한 3차원 선단저항 및 간극수압 분포도의 신뢰성 검증을 위해 2개의 시추 지역에서 획득한 지반 조사 자료와 비교한 결과, 매우 상관성이 좋은 결과를 확인할 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제22권4호
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• pp.41-49
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• 2006

이 논문에서는 S파 탄성파 반사법의 토목공학용 지반조사에의 적합성을 검토하기 위한 연구를 다룬다. 높이 약 20m 미만의 암반사면에 대한 S파 탄성파 반사법 탐사를 시행하였다. 탄성파 자료취득에는 표준적인 공심점 기법이 사용되었으며 24채널의 탄성파탐사기와 SH파의 진원으로 해머가 사용되었다. 수진기 전개는 양측전개가 채택되었고 진원점 및 수진점 간격은 각각 2m 이었다. 취득된 자료는 전산처리 과정을 거친 결과 신호대 잡음비가 향상되고 단면의 해상도가 향상되었으며 기반암의 속도정보가 얻어졌다. 최종 S파 반사단면은 1m 미만의 얕은 심도까지 반사파를 보여 주며 해상도는 1m 미만의 초고해상도를 보인다. 구조보정된 단면에서는 야외의 사면노두에서 확인된 층리면 및 단층에 잘 대비되는 뚜렷한 반사파 신호를 보여준다. 이와 같이 S파 탄성파 반사법을 이용하여 천부 지반 지질구조의 정밀한 반사 단면의 작성이 가능하므로 토목공학용 최적 시추공 위치의 결정에 이 방법이 유용하게 쓰일 수 있을 것이다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제26권7호
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• pp.147-159
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• 2010

연약지반 개량을 위한 선행재하 공법에서 현장 시공 조건에 따른 연약지반의 침하 거동을 예측하는 것은 매우 중요하다. 하지만 실제 지층의 구성이나 물성치를 정확히 평가하는 것은 매우 어렵기 때문에, 대부분은 침하 계측 데이터에 기반을 둔 침하량 추세 분석 방법을 통하여 최종 침하량 및 지반 물성치를 추정한다. 현재 다양한 침하량 추세 분석 방법이 제안되었으며, 국내 시공 현장에서는 쌍곡선법이 가장 널리 사용되고 있다. 하지만 동일한 현장에 대하여 쌍곡선법을 사용하더라도 계측 침하 자료의 회귀 방법, 그리고 분석 대상 구간을 선정함에 따라 침하랑 결과는 상이하게 나타난다. 본 연구에서는 쌍곡선법을 이용하여 부산 $\bigcirc\bigcirc$ 현장의 현장 계측 데이터로부터 침하 곡선을 추정하였다. 이때 쌍곡선법의 적용 조건을 다양하게 적용하였으며, 그에 따른 결과들을 비교, 분석하여 최적의 적용 방법을 제안하였다. 회귀 방법과 계측 데이터의 분석 구간에 따른 추정 치 변화를 평가하였으며, 이후 검증 시험을 통하여 적용 방법의 타당성을 검증하였다. 해석 결과 성토에 따른 지하수위 상승이 안정화된 시점 이후 해석하는 것이 안정적이며, 해석 방법에 대해서는 현장 데이터를 직접 회귀하는 것이 더 정확하게 침하 곡선을 추정할 수 있었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제25권2호
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• pp.5-14
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• 2024

철근 콘크리트 교량 바닥판은 차량 하중과 우수침투 등으로 가장 먼저 손상이 발생하며 제설염화물 등으로 인한 철근 및 기타 금속 부재가 부식되면서 콘크리트 열화가 주로 발생한다. 교량 바닥판의 시공 상태 및 포장 내부 바닥판의 열화는 지표투과레이더(ground-penetrating radar, GPR) 탐사 자료를 이용하여 평가하고 있다. 교량의 콘크리트 열화 상태를 평가하기 위해서는 철근의 위치 및 열화 지점을 정확하게 파악하기 위한 GPR 자료 해석 기술 개발이 필요하다. GPR 탐사에서는 지반 매질의 레이더파 전파 속도 차이에 의한 반사 및 회절파 신호를 취득한다. 그러므로 이 연구에서는 GPR 탐사 자료를 이용해서 지반 매질의 레이더파 전파 속도를 추정하고 교량 바닥판의 열화를 평가하기 위한 완전파형역산(full-waveform inversion, FWI) 기술을 개발하였다. 개발된 FWI 기술의 적용성은 콘크리트 박리 및 철근 부식과 같은 교량 바닥판 열화현상을 보여주는 GPR 속도 모델을 만들어서 수치 실험을 수행하여 검증하였다. 합성 GPR 자료로 역산한 결과 교량 바닥판의 철근 위치와 열화 지점을 역산으로 계산된 속도 영상으로 확인할 수 있었다.

• 지질공학
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• 제10권3호
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• pp.205-216
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• 2000

이 연구는 집중호우 시에 심한 지표균열이 발생하여 주민의 안전이 우려되는 달성군 다사읍 이천리 배후 산록의 지반활동 원인을 조사하고 대책을 강구하는데 그 목적이 있다. 활동원인을 조사하기 위하여 지표 지질조사, GPR 탐사, 시추조사 및 시험, 강수자료 검토 등이 수행되었으며, 조사결과를 종합하여 활동면은 지하 6~8m 심도에 위치하는 사암과 셰일의 경계를 이루는 경사각 20~25$^{\circ}$의 층리면이 약선대로 작용한 것으로 확인되었다. 활동면의 전단강도는 한계평형해석법에 의한 역해석을 수행하여 지하수위가 상승한 경우에 안전율이 1.0 이하가 되는 값으로 내부마찰각 18$^{\circ}$, 점착력 0 kgf/$\textrm{cm}^2$으로 결정하였다. 이를 바탕으로 도해적 분석, 한계평형해석 및 수치해석 등 일련의 해석을 수행하였으며, 특히, 다양한 조건 하에서 한계평형해석을 수행하여 그 결과로부터 지반활동 방지를 위한 사면보강방안을 제시하였다. 적절한 표면 배수시설과 함께 지반 그라우팅 혹은 앵커공법의 적용이 사면의 장기적인 안전에 적절할 것이다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제8권1호
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• pp.81-92
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• 2012

본 연구에서는 말뚝기초의 설계 및 시공과 관련하여 국내 103 개소 대형교량건설현장에 대한 실태를 조사 분석하였다. 그 결과, 지반조사 단계에서 지지층에 대한 심도확인과 조사위치 배치기준 적용이 미흡한 것으로 나타났다. 설계단계에서는 말뚝시험시공 없이 지지력을 산정하는 경우가 많았으며, 말뚝재하시험 시 재하용량 적용기준이 불명확하여 극한(또는 항복)지지력을 확인할 수 없었다. 재하시험을 수행하더라도 시험결과의 반영이 미흡하여 경제성을 검토하지 않는 등의 문제점이 나타났다. 말뚝기초 설계기준이 현장여건을 제대로 반영하지 못하여 과다설계가 될 경우 경제성을 기할 수 없다. 따라서, 말뚝기초의 지지력과 관련된 기존문헌을 고찰하고, 교량기초 설계 및 시공사례 분석을 통하여 시방서의 일부 내용을 개선하도록 제안하였다.