• Structural Monitoring and Maintenance
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• 제1권1호
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• pp.131-157
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• 2014

Special track systems used to divert a train to other directions or other tracks are generally called 'railway turnout'. A traditional turnout system consists of steel rails, switches, crossings, steel plates, fasteners, screw spikes, timber bearers, ballast and formation. The wheel rail contact over the crossing transfer zone has a dip-like shape and can often cause detrimental impact loads on the railway track and its components. The large impact also emits disturbing noises (either impact or ground-borne noise) to railway neighbors. In a brown-field railway track where an existing aged infrastructure requires renewal or maintenance, some physical constraints and construction complexities may dominate the choice of track forms or certain components. With the difficulty to seek for high-quality timbers with dimensional stability, a methodology to replace aged timber bearers in harsh dynamic environments is to adopt an alternative material that could mimic responses and characteristics of timber in both static and dynamic loading conditions. A critical review has suggested an application of an alternative material called fibre-reinforced foamed urethane (FFU). The full-scale capacity design makes use of its comparable engineering characteristics to timber, high-impact attenuation, high damping property, and a longer service life. A field trial to investigate in-situ behaviours of a turnout grillage system using an alternative material, 'fibre-reinforced foamed urethane (FFU)' bearers, has been carried out at a complex turnout junction under heavy mixed traffics at Hornsby, New South Wales, Australia. The turnout junction was renewed using the FFU bearers altogether with new special track components. Influences of the FFU bearers on track geometry (recorded by track inspection vehicle 'AK Car'), track settlement (based on survey data), track dynamics, and acoustic characteristics have been measured. Operational train pass-by measurements have been analysed to evaluate the effectiveness of the replacement methodology. Comparative studies show that the use of FFU bearers generates higher rail and sleeper accelerations but the damping capacity of the FFU help suppress vibration transferring onto other track components. The survey data analysis suggests a small vertical settlement and negligible lateral movement of the turnout system. The static and dynamic behaviours of FFU bearers appear to equate that of natural timber but its service life is superior.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제2권3호
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• pp.57-69
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• 2001

샌드파일 공법은 연약지반 개량을 위해 널리 사용되는 방법중의 하나이다. 샌드파일 설치에 의해 얻고자 하는 주된 목적은 압밀촉진에 있으나 이와 더불어 복합지반효과를 지니게 된다. 본 연구에서는 상대적으로 면적 치환비가 작은 연직배수재로서 적용된 샌드파일 설치지반에서의 복합지반효과를 파악하고자 하였다. 이를 위하여 원지반과 샌드파일의 지내력 확인을 위한 평판재하시험을 실시하였으며, 성토체와 지반과의 상호거동을 확인하기 위하여 토압계를 설치하여 계측관리를 실시하였다. 분석결과 면적치환비가 작은 샌드파일 설치지반에서 복합지반을 고려한 지지력은 원지반의 지지력과 비교하여 매우 작은 증가효과를 보였다. 그러나 원지반과 비교한 샌드파일 설치위치에서의 지지력 증가는 약 60% 로 나타났다. 이와 같이 샌드파일의 강성증대에 의한 파일설치 위치에서의 지지력 증대는 재하하중 작용에 의한 압밀진행 과정중 압밀특성 변화의 요인으로 작용하게 될 것이다. 따라서 샌드파일 강성증대에 따른 복합지반효과는 샌드파일 설치지반에서 압밀침하량이 감소하는 요인으로 평가될 수 있는 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2002년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.613-620
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• 2002

Sand Compaction Pile(SCP) is a soil improvement method that a sand charge is introduced into the pipe, and the pipe is withdrawn part away while the sand pile is compacted and its diameter is enlarged. The sand used in this method should be of good quality. In Korea, crushed stone and washed sea sand are used frequently in SCP. However, use of these materials is restricted because of environmental problem and deficiency of supply. In the copper smelting process, about 0.7 million tons of copper slag are produced in Korea. The range of particle size distribution of copper slag is from 0.15mm to 5mm, so it can be a substitute for sand, and the relatively high specific gravity compared with the sand, is its characteristic. Copper slag is hyaline and so stable environmentally that in foreign country, such as Japan, Germany etc., it is widely used in harbor, revetment and offshore structure construction works. Therefore, in this study, the several laboratory tests were peformed to evaluate the applicability of copper slag as a substitute for sand of SCP. From the mechanical property test, the characteristics of sand and copper slag were compared and analyzed, and from laboratory model test, the strength of composite ground was compared and analyzed by monitoring the stress and ground settlement of clay, SCP and copper slag compaction pile. Specially, this study focused on the application of copper slag as sand substitute in SCP pilot tests based on laboratory tests results.

• 한국지반공학회논문집
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• 제21권3호
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• pp.43-54
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• 2005

본 연구에서는3개소의 지중연속벽(D) 시험시공에 의해 유발된 지반의 변위에 대한 분석을 실시하였다. DW의 시공은 최근에 실시된 매립에 의해 압밀이 진행중인 압측성이 높은 해성점토층 및 풍화잔적토 지반에서 실시되었다. 수평변위의 계측결과는 DW시공에 의해 최대 293mm의 매우 큰 변위가 발생함을 보여주고 있는데, 이는 약 0.8$\%$ D(D=최대굴착고)에 해당되는 값이다. DW의 시공 도중 굴착면을 의도적으로 방치하는 경우, 지반 변위가 약 50-225$\%$ 증가하였다. DW 시공 이전에 해성점토층을 제트 그라우트로 보강하게 되면 지반변위가 매우 효과적으로 감소된 것으로 관측되었다. 본 연구에서 관측된 지표침하를 유사한 조건에서 실시된 DW 시공사례에서 측정된 지표침하의 양상과 간접 비교한 결과에 따르면, 해성짐토층에 DW을 시공하는 경우 최대 0.225$\%$ D의 지표침하가 발생하는 것으로 분석되었다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제30권2호
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• pp.161-172
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• 2014

녹산국가산업단지가 설립된 부산 낙동강 하류는 국내에서 연약지반이 가장 깊이 분포하고 있는 지역 중에 하나이다. 연약지반의 깊이가 깊은 해안 매립지의 경우, 장기간에 걸쳐 상당히 큰 잔류침하가 발생하게 된다. 본 연구는 RADARSAT-1과 Envisat의 다중시기 SAR 영상을 이용한 차분간섭기법과 SBAS 시계열 기법을 통해, 녹산산업국가단지에서 2002년 9월부터 2007년 4월 동안에 발생된 지반침하를 관측하였다. 그 결과 연구지역의 동쪽 중앙, 서쪽 중앙, 서쪽, 해안가와 닿아있는 남단에서 최대 10 cm/yr, 평균 6 cm/yr의 속도로 지반침하가 발생되고 있음을 확인하였다. 또한 RADARSAT-1 SAR 영상을 이용한 평균지표변위도는 2001년부터 2002년까지 침하계로 관측된 현장관측자료와 비교 분석되었다. 시간에 따른 지표변위 양상이 거의 선형에 가깝게 나타나므로, 연구지역의 지반침하가 안정권에 접어들 때까지 지속적인 모니터링이 필요할 것으로 사료된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제23권6호
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• pp.559-575
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• 2021

최근지반굴착 공사의 증가로 인해 지반침하사고 발생 가능성은 점점 높아지고 있지만, 지하안전관리에 관한 특별법 제정 등 제도적인 강화에도 불구하고 지반침하사고를 근본적으로 예방하는 것은 매우 어려운 실정이다. 도심지 지반굴착의 여러 사례를 살펴보면, 굴착 전에 다양한 정보를 활용해 예측했던 지반침하 거동특성은 시공 중에 확인된 결과와 무시할 수 없을 정도의 차이를 보이고 있다. 이러한 원인은 지반조건의 변화, 지반침하 예측방법의 한계, 설계와 착공 시기의 계절적인 차이, 현장여건을 고려한 공법의 변경 및 기타 다양한 사유에 의한 장기간의 공사 중지 등의 현장 여건 변경이 주요 원인으로 고려될 수 있다. 이에 대응하기 위한 방안으로, 다양한 시공정보를 통한 안전관리시스템 도입을 예를 들 수 있으나 아직까지는 굴착으로 인한 영향 및 위험도를 예측할 수 있는 시스템은 부재한 실정이다. 본 연구에서는 도심지 굴착사업의 설계·시공에 있어서 지반침하와 주변 구조물에 미치는 굴착 영향도를 사전에 예측하고 위험도 평가를 할 수 있는 시스템을 개발하였으며, 과거에 획득된 현장계측 데이터를 통해 현재 및 장래 지하수위와 침하량 등을 예측할 수 있는 시계열 분석기법과 지반공학 데이터 시각화(Geotechnical Data Visualization, GDV) 기술을 적용하였다. 본 연구에서 개발된 웹기반 평가시스템을 통해 과거에 획득된 데이터를 이용하여 현재 및 장래 지하수위 변화 및 침하량 예측 등 굴착으로 인한 위험도 예측 및 관리가 가능할 것으로 기대된다.

• 지질공학
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• 제30권4호
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• pp.673-682
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• 2020

비탈면의 안정성 측면에서 파괴형태에 따라 예상 파괴면에서의 지반 전단력과 앵커보강에 의한 저항력은 중요한 요소로 작용할 수 있다. 또한, 앵커가 보강된 비탈면에서는 지압판이 설치된 지반의 풍화, 침하 및 불완전하게 방청 처리된 강연선의 부식 등으로 인하여 앵커축력이 변할 수 있다. 그러나 앵커 축력의 변화로 인해 국부적으로 앵커의 저항력을 상실한 경우에는 앵커가 저항력을 발휘하지 못하게 되어 주변 앵커로 외력이 전가되는 경향이 있으며, 이에 따라 주변앵커의 긴장력을 증가시키게 된다. 이로 인해 전체 비탈면의 안정성에 문제가 발생하게 되므로 주의가 요구된다. 따라서 본 연구에서는 비탈면에 설치되어 있는 앵커의 긴장력 변화경향을 모니터링하고 이를 고려한 비탈면 전체의 외적 안정성을 유추하는 방법을 제안하고자 하였다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제23권5호
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• pp.455-466
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• 2020

This paper presents analysis of the interaction between tunnel and Qanat with a particular interest for the optimization of Qanat shape using the discrete element code, PFC2D, and the results will be compared with the FEM results of PLAXIS2D. For these concerns, using software PFC2D based on Discrete Element Method (DEM), a model with dimension of 100m ^⁎ 100 m was prepared. A circular tunnel with dimension of 9 m was situated 20 m below the ground surface. Also one Qanat was situated perpendicularly above the tunnel roof. Distance between Qanat center and ground surface was 8 m. Five different shapes for Qanat were selected i.e., square, semi-circular, vertical ellipse, circular and horizontal ellipse. Confining pressure of 5 MPa was applied to the model. The vertical displacement of balls situated in ground surface was picked up to measure the ground subsidence. Also two measuring circles were situated at the tunnel roof and at the Qanat roof to check the vertical displacements. The properties of the alluvial soil of Tehran city are: γ_dry=19 (KN/㎥), E= 750 (kg/㎠), ν=0.35, c=0.3(kg/㎠), φ=34°. In order to validate the DEM results, a comparison between the numerical results (obtained in this study) and analytical and field monitoring have been done. The PFC2D results are compared with the FEM results. The results shows that when Qanat has rectangular shape, the tensile stress concentration at the Qanat corners has maximum value while it has minimum value for vertical ellipse shape. The ground subsidence for Qanat rectangular shape has maximum value while it has minimum value for ellipse shape of Qanat. The vertical displacements at the tunnel roof for Qanat rectangular shape has maximum value while it has minimum value for ellipse shape of Qanat. Historical shape of Qante approved the finding of this research.

• Geomechanics and Engineering
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• 제28권5호
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• pp.531-546
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• 2022

Ground displacements caused by the construction of overlapping twin shield tunnels with small turning radius are complex, especially under special geological conditions of construction. To investigate the ground displacements caused due to shield machines in the unique calcareous sand layers in Israel for the first time and determine the main factors affecting the ground displacements, field monitoring, laboratory geological analysis, theoretical calculations, and parameter studies were adopted. By using rod extensometers, inclinometers, total stations, and automatic segment-displacement monitors, subsurface tunneling-induced displacement, surface settlement, and displacement of the down-track tunnel segments caused by the construction of an up-track tunnel were analyzed. The up-track tunnel and the down-track tunnel pass through different stratum, resulting in different construction parameters and ground displacements. The laws of variation of thrust and torque, soil pressure in the chamber, excavated soil quantity, synchronous grouting pressure, and grout volume of the two tunnels from parallel to fully overlapping orientations were compared. The thrust and torque of the shield in the fine sand are larger than those in the Kurkar layer, and the grouting amount in fine sand is unstable. According to fuzzy statistics and Gaussian curve fitting of the shield tunneling speed, the tunneling speed in the Kurkar stratum is twice that in the fine-sand stratum.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제19권1호
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• pp.11-23
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• 2020

본 본문에서는 도심지 지하굴착 및 터널현장의 예비설계 및 지반침하를 예측이 가능한 인공신경망 개발에 대한 내용을 다루었다. 인공신경망의 개발을 위해 먼저 다양한 도심지 터널 및 지하굴착 현장 계측자료를 수집하여 데이터베이스를 구축하고 이를 인공신경망 학습에 필용한 학습데이터를 구축하는데 활용하였다. 개발된 인공신경망은 학습에 활용되지 않은 검증 데이터 세트를 및 현장계측자료를 활용하여 결정계수(R²), 평균제곱근오차(Root Mean Square Error; RMSE), 절대평균오차(Mean Absolute Error; MAE) 등 통계적 파라메타를 근거로 하여 신뢰도를 검증하였다. 개발된 인공신경망은 도심지 굴착현장의 예비 설계 및 이에 따른 주변침하를 예측하는데 효율적으로 활용될 수 있는 것으로 평가되었다.