• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제24권5호
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• pp.355-374
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• 2022

쏘일 컨디셔닝(soil conditioning)은 굴착토의 전단강도를 감소시키고 작업성(workability)을 확보하여, EPB 쉴드 TBM의 굴진면 전방을 지지하며 TBM의 굴진 성능을 향상시키는 기술이다. 다양한 지반 조건에 대한 최적의 첨가제 주입 조건을 결정하기 위해서는 첨가제를 혼합한 굴착토의 역학적 유동학적 거동을 평가해야 한다. 따라서, 본 연구에서는 TBM 챔버 내 압력 상태를 모사하고 시료의 유동학적 특성을 평가할 수 있는 실내 가압 베인시험 장비를 개발하였다. 인공 사질토 시료에 대하여 폼(foam)과 폴리머(polymer)의 주입변수인 FIR (foam injection ratio)과 PIR (polymer injection ratio)을 변화시켜가며 일련의 실내 가압 베인시험을 수행하였다. 또한, 슬럼프 시험을 통해 컨디셔닝된 흙의 작업성을 평가하였다. 실내 가압 베인시험 장비를 통해 베인 전단시험을 수행함으로써 측정된 토크 데이터로부터 컨디셔닝된 흙의 유동곡선(rheogram)을 도출하여 주입변수에 따른 첨두응력과 항복응력의 경향을 분석하였다. 시험 결과, FIR이 커지거나 PIR이 작아질수록 작업성이 증가하는 경향을 나타냈으며, 최대 토크, 첨두응력과 항복응력은 모두 감소하였다. 실내 가압 베인시험으로 측정된 시료의 첨두응력과 항복응력이 슬럼프 시험을 통해 측정된 작업성과 상응하는 결과는 제안된 시험이 굴착토 물성 평가에 활용될 수 있음을 보여준다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제21권3호
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• pp.41-48
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• 2022

수처리 지중구조물의 내진설계에서 내진설계 시보다 일반설계의 경우에 부재력 값이 더 크다고 알려져 있다. 그러나 이는 수처리 지중구조물의 종류 즉, 정수지 구조물, 침전지 구조물, 공동구 구조물에 따라서 다르다. 또한 최근 국내에서 발생한 지진의 규모를 보면 대형지진이 빈번하므로 설계지진력의 크기가 커질 때 수처리 지중구조물의 내진거동의 규명 및 대처방안이 필요하다. 본 연구에서는 수처리 지중구조물의 종류별로 하중계수 즉, 설계지진가속도를 일정 비율로 증가시키면서 지중구조물의 지진응답을 분석하고 변화를 나타내는 식을 제안하여 향후 설계기준 개정시에 참조하도록 하였다. 해석은 등가 정적해석법과 응답 변위해석법을 적용하고, 지하수 유무, 토피고에 따라서 다양하게 분석하였다. 본 연구에서 제안된 식은 향후 수처리 지중구조물의 설계기준 개정시에 유용할 것으로 판단된다.

• 보존과학회지
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• 제37권6호
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• pp.748-766
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• 2021

익산 쌍릉은 대왕릉과 소왕릉을 포함하는 명칭으로 백제 사비기(538~660 AD)의 횡혈식석실묘이다. 소왕릉의 발굴과정에서 노출된 봉분 동측 토층은 하부로부터 기반층, 정지층, 백제시대 판축층, 도굴층 및 일제강점기 복토층으로 나눌 수 있다. 이 연구를 위해 층준을 세분하여 시료를 확보하고 재료학적 특성을 분석하였다. 토층의 입도분석 결과, 대체로 사양토의 토성을 보이며, 백제시대 판축토층에서는 양질사토가 성토되어 있고 그 위로 사양토가 판축의주를 이룬다. 백제층의 중앙부와 최상부에는 점토 함량이 많고 일정한 입도를 가진 양토를 사용하였다. 모든 토층은 층위에 따라 약간의 차이가 있지만, 유사한 지구화학적 거동특성을 보여 토양의 모재와 성인은 거의 같은 것으로 나타났다. X-선 회절분석으로 모든 층위에서 카올리나이트를 동정하였으며, 주사전자현미경으로 카올리나이트와 할로이사이트를 확인하였다. 따라서 소왕릉 봉분의 백제시대 판축토층은 유적 일대에서 조달한 고령토가 함유된 사양토로 성토하였으며, 중상부에 점성이 강한 양토를 사용하여 불투수층을 조성하고 봉분 최상부를 밀실하게 마감한 것으로 해석된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제38권12호
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• pp.45-65
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• 2022

본 논문에서는 유한차분해석 프로그램인 FLAC을 이용하여 사질토 지반을 지지하는 지하연속벽을 모델링 하고, 내진해석을 수행하였다. 그리고 수치해석 결과를 동일한 조건에서 수행된 원심모형실험 결과와 비교하여, 흙막이 구조물의 내진해석을 위한 수치 모델링의 적정성을 검증하였다. 전반적으로 벽체에 발생한 모멘트 분포도가 매우 유사하였고, 지하연속벽의 상단과 배면지반에서 산정한 가속도의 최대값이 약 5%이내의 차이를 보이는 것으로 나타났다. 검증된 모델을 활용하여 다양한 지반조건과 굴착조건, 그리고 입력하중 조건에서 동적 수치해석 변수연구를 수행하였다. 지진 중 가시설 벽체와 지보재에 발생한 최대 응력을 굴착 중 발생한 최대 응력과 비교하여, 내진설계가 필요한 흙막이 가시설 조건을 개략적으로 선정하였다. 토사지반을 지지하는 흙막이 벽체는 재현주기 100년의 지진하중에 의해 벽체 모멘트가 최대 17%까지 증가하였고, 특히 느슨한 토사층에 위치한 지보재는 최대 32%까지 축력이 증가하여 구조설계를 위한 내진해석이 필요할 것으로 판단된다.

• 한국응용곤충학회지
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• 제61권1호
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• pp.255-266
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• 2022

본 연구에서는 감귤원에서 초생재배 유무(초생재배 W, 제초제 살포 NW)와 합성피레스로이드계 살포유무(살포 P, 무살포 NP)에 따른 귤응애의 개체군 동태를 구명하고자 수행되었다. 두 가지 기본적인 가설로 1) 초생재배는 천적의 서식처를 제공하여 천적의 정착을 높이므로 귤응애의 발생을 감소시키는 요인으로 작용하며, 2) 합성피레스로이드계는 천적을 제거하여 귤응애의 밀도를 증가시키는 요인으로 가정하였다. 관측된 천적 개체군(주로 이리응애류와 마름응애류)의 발생은 가정에 근거한 기대치와 크게 다르지 않았다. 2011년의 경우 NW+NP 처리구와 W+NP 처리구에서 차이가 있었으나, 2012년 실험에서는 기대치와 관측치가 거의 일치하였다. 전체적으로 약제효과가 뚜렷하게 나타나서 합성피레스로이드계 살포시 천적이 유의하게 감소하였다. 잡초효과는 엇갈리는 결과를 보였는데, 봄-유래 여름 개체군 대비 가을 개체군의 증가 등을 고려할 때 초생재배를 하는 경우 천적의 발생이 증가하였다. 다만, 합성피레스로이드계 살포구에서 귤응애가 감소하는 비이상적인 결과는 귤응애의 합성피레스로이드계에 대한 강한 기피성을 전제로 해석할 수 있었다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제21권2호
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• pp.49-56
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• 2022

본 연구는 말뚝으로 보강된 풍력발전기초의 수평저항력을 실내모형실험을 통해 구하였다. 특히 말뚝과 풍력발전기초 및 암반지반을 일체화시켜 기존의 중력식 풍력발전기초와의 수평저항력을 비교하였다. 또한 말뚝의 근입깊이를 달리하여 말뚝의 수평저항력 및 휨모멘트의 변화를 분석하였다. 그 결과 말뚝의 근입깊이가 깊어짐에 따라 수평저항력이 커짐을 알 수 있었다. 특히 암석층까지 말뚝이 근입된 경우가 사석층까지 근입된 경우보다 말뚝의 저항력 증가비가 2.11배 크게 나타났다. 말뚝이 암반지반까지 근입될 경우 최대 휨모멘트의 발생위치는 풍력발전기초와 사석층의 경계면에서 나타남을 알 수 있었다. 이를 통해 기존 중력식 풍력발전 기초보다 말뚝으로 보강된 풍력발전 기초의 수평저항력이 크게 나타남에 따라 안전성 측면에서 더 유리한 시공방법이 될 수 있을 것으로 파악된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제25권1호
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• pp.27-41
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• 2023

수중터널은 내륙 간 연결을 위해 지반에 접속되어야 한다. 지반 접속부에 연결된 지중터널과 수중터널이 보이는 변위 불균형은 응력 집중을 야기할 수 있으며, 이를 해결하기 위한 방법으로 탄성 조인트를 활용할 경우에는 정적 하중 조건에서 지반 접속부의 응력 집중은 해소시킬 수 있음이 선행 연구에서 확인되었다. 그러나, 지속적으로 거동하는 수중터널의 구속조건을 고려했을 때 지반 접속부의 동적 거동과 안정성에 탄성 조인트의 활용이 미치는 영향이 검토되어야 한다. 본 연구에서는 동적 하중 조건의 수중터널 및 지반 접속부를 수치해석적 방법을 통해 모사하였으며, 동일 상황을 모사한 축소 모형시험을 통해 수치해석 모델을 검증하였다. 다양한 물성의 탄성 조인트가 설치될 경우에 대한 수치해석적 모사를 통해 탄성 조인트 강성에 따른 수중터널의 고유진동수 변화와 공진 거동을 분석하였다. 그 결과, 조인트의 강성과 고유진동수가 멱함수 관계를 가짐이 확인되었다. 낮은 강성의 조인트로 지반 접속부가 설계될 경우, 수중터널의 고유진동수는 감소하여 낮은 진동수의 동하중이 가해지는 해양 환경에서 공진의 위험이 증가할 뿐만 아니라 공진 발생 시 최대 속도가 크게 증가하였다. 그러므로, 수중터널 지반 접속부의 응력 집중 해소와 공진 방지를 동시에 고려하여 지반 접속부를 설계해야 할 것으로 판단된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제24권1호
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• pp.5-14
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• 2023

본 연구에서는 설계 대상인 현장타설말뚝기초에 대하여 상사율을 고려한 하중전이 대형토조 모형시험과 3차원 수치해석을 수행함으로써 현장타설말뚝 선단부와 주면부의 하중전이 특성을 분석하고 하중분담율을 산정하였다. 대형토조 모형시험 및 3차원 수치해석 결과에서 나타난 현장타설말뚝의 선형적 거동으로부터, 본 연구의 설계 조건에 대한 주면하중전이곡선은 Baquelin 등의 제안식, 선단하중전이곡선은 Baquelin 등의 제안식, 수평하중전이곡선은 Reese 등의 제안식이 적정한 것으로 확인되었다. 암반근입부에서 축하중은 시험값이 수치해석값보다 약간 크게 측정되었지만 암반 근입부에서 하중분담율은 연직하중이 증가함에 따라 평균적으로 약 27.8%의 분담율을 나타내었다. 연직재하 시에 말뚝두부의 침하량은 해석값이 시험값보다 약간 작게 평가되었으며, 모형시험 및 해석 최대 연직하중에서 말뚝두부의 최대 침하량은 시험치 10.6mm, 해석치 10.0mm 이고, 말뚝선단에서 최대 침하량은 시험치 2.0mm, 해석치 1.9mm로 나타났다. 수평재하 시에 기둥 두부(지표)와 말뚝 두부에서 수평변위는 시험값과 해석값이 비교적 잘 일치하는 것으로 나타났고, 모형토조시험 결과 최대 수평변위 38.0mm에서 측정된 수평하중은 24,713kN, 수치해석에서의 수평하중은 26,073kN으로 평가되었다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제22권1호
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• pp.53-66
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• 2023

본 연구에서는 대규모 지반굴착 조건에서 흙막이 벽체로 적용된 벽강관말뚝의 탄소성보 해석, 유한요소 해석 및 최적화 설계 등의 결과를 제시하였다. 본 연구를 통해 고강도 내해수강 벽강관의 경우 부식에도 유리하고 허용응력이 커 구조적으로 우수하여 흙막이 벽체로써 활용성이 높고, C-Y형 이음부의 경우 기존 P-P형 대비 인장강도와 강성이 크게 개선되었음을 알 수 있었다. 또한, 시공 중 벽체 누수나 결함이 발생하더라도 용접, 덧댐 시공 등으로 확실한 보수가 가능한 장점이 있는 것으로 조사되었다. 벽강관 연속벽의 경우 CIP나 Slurry wall 대비 변위 순응 구조임과 동시에 동일 수평변위에 대하여 허용 휨응력이 매우 커 대심도 흙막이 측면에서 가장 우수한 것으로 평가되었다. 대규모 편토압 조건에서의 지반굴착임을 고려하여 탄소성보해석 및 유한요소 해석을 실시하고, 그 결과를 상호 비교한 결과, 굴착 시 전체적인 거동, 벽체의 변위나 부재력 등 각 항목별 발생 최대값에 대해서도 두 방법간에는 정량적 수치가 유사한 것으로 나타나 추후 설계 시 두 해석방법 모두 적용가능한 것으로 나타났다. 마지막으로, 동일 직경에서 가장 두꺼운 두께의 중공형보다는 가장 얇은 두께에 콘크리트로 속채움하는 방법, 그리고 변위와 부재력의 급격한 변화가 없는 깊이 즉, 정상성 검토를 통한 근입길이 결정 시 경제적인 설계가 가능함을 알 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제22권11호
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• pp.89-99
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• 2006

프리캐스트 콘크리트 옹벽은 현장타설 콘크리트 옹벽에 비해 공기 단축효과, 품질의 우수성, 교통 및 인접구조물과의 간섭 최소화 등 많은 장점을 가지고 있다. 하지만 지반조건이 비교적 양호한 직접기초형태의 경우에는 별도의 보강조치를 고려하지 않으면 자중만으로 저항하게 됨에 따라 옹벽의 단면이 증가하게 되고 그에 따른 운반상의 어려움 및 공사비 증가 등의 단점이 있다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 보완하기 위한 방법으로 마이크로파일공법의 적용성을 평가해 보았다. 마이크로파일공법은 소형장비로 시공이 가능하므로 작업공간의 제약이 없고, 저비용 및 고효율의 장점을 가지고 있으나 보강효과를 높이기 위해 설치한 마이크로파일의 역학적 거동특성이 명확히 규명되지 않은 상태이며, 마이크로파일의 길이, 직경, 설치각도 및 설치위치 등에 대한 설치기준이 없고 경험에 의존하고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 프리캐스트 콘크리트 옹벽에 보강된 마이크로파일의 최적보강형태 및 보강효과를 규명 제시하기 위하여 활동 및 전도거동에 대한 실내모형실험을 각각 시행하였다. 또한 실내모형실험 결과를 토대로 제시된 마이크로파일의 최적보강형태를 검증하기 위한 목적으로 유한요소해석 및 한계평형해석 등의 수치해석을 수행하여 마이크로파일의 최적 보강형태를 제시하였다. 실내모형실험과 수치해석으로 프리캐스트 콘크리트 옹벽에 보강되는 마이크로파일의 최적보강형태를 평가한 결과, 마이크로파일은 옹벽높이의 0.4배 저판길이의 0.04배 일 때가, 최적의 보강효율을 보이는 것으로 평가되었다.