• 대한토목학회논문집
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• 제33권2호
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• pp.397-407
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• 2013

교량 건설에 있어서 사용 재료의 개발과 새로운 형식을 개발하는 기술이 발달하였다. 그러나 대부분의 기술 개발은 현장 타설 및 재료비 절감을 위한 공법에 치중하고 있다. 이러한 현장 타설의 경우 주변 환경 피해와 주변 민원을 야기할 뿐만 아니라 날씨에 큰 영향을 받는 단점을 가지고 있다. 이러한 단점을 극복하기 위해서 공기 단축을 위한 공법 개발이 증대되고 있는 실정이다. 이 방법이 조립식 공법이다. 대부분의 조립식 건설공법은 상부구조에 위주이며, 이에 반해서 하부구조는 매우 미미하다. 선행 연구자들은 내부 구속 중공 CFT 기둥을 이용하여 조립식 기둥을 제시하였으며, 상세 요소로 기둥 세그먼트 접합부, 기초접합부, 기둥-코핑 접합부, 조립식 코핑부가 개발되어졌다. 본 연구에서는 기존에 개발된 방법을 적용하여 조립식 ICH CFT 모델의 실험체를 제작하여 내진성능을 분석하였다. 실험체는 기둥 접합방법에 따라서 몰탈주입법과 보강재 보강법으로 2개가 제작되었으며, 실험 모델이 지진 하중을 받을 경우의 파괴 및 거동 특성을 다양한 방법으로 분석하였다.

• 터널과지하공간
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• 제21권5호
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• pp.341-348
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• 2011

터널설계를 위해 상세지반조사를 실시한 결과 터널 주요통과구간에 지질이상대로서 암종경계부 및 단층대 구간이 예측되었다. 특히 지질이상대에서 황철석이 분포하는 것을 확인하였으며 대심도 구간 시추조사과정에서 단층파쇄대(F3)에서 피압에 의한 지하수 용출현상이 나타났다. 이에 따라 지질이상대 구간에서의 보강대책을 수립하기 위해 황철석 함유구간에 대한 시설물 보강대책을 검토하였으며, 피압수 다량 구간에서는 침투류 해석 및 차수대책 등 별도의 지보패턴을 계획하였다. 또한 한반도 인근 대지진이 주로 단층대에서 발생하고 있기 때문에 단층대 통과구간에 대해 지반-구조물 상호작호(SSI) 내진해석과 구조물 보강대책을 수립하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제20권3호
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• pp.625-639
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• 2018

본 연구는 터널 갱구부의 복잡하고 다양한 지형조건과 공학적인 강도특성이 불량한 토사 및 풍화암이 깊은 심도로 분포하는 조건에 대하여 터널 굴착 중 안정성확보를 위하여 보강되는 보조공법의 보강방법에 관한 논문이다. 기존 터널 갱구부 보조공법(강관보강 그라우팅, Ø60.5 mm, Ø114.3 mm)은 장심도 수평시공이 곤란하여 중첩보강 조건으로 시공되고 있다. 근래, 고강성의 대구경 강관 및 수평방향 장심도(L = 30.0~50.0 m) 시공기술이 개발됨에 따라, 터널 갱구부의 지층 및 지반조건에서 보조공법의 보강방법에 대한 공학적인 검토를 수행하여 효과적인 보강방법의 평가가 필요한 상황이다. 따라서 터널 보조공법 무보강 조건, 기존 중첩보강 조건 및 수평보강 조건과 터널 갱구부의 지반조건을 매개변수로 하여 3차원 연속체 수치해석(Midas GTS NX 3D)을 수행하여 보강효과를 검토한 결과, 보조공법 수평보강조건이 변위(천단침하 및 내공변위) 및 지보재 응력이 가장 작게 발생됨에 따라, 보강효과가 가장 큰 것으로 검토되었다. 본 연구 결과를 토대로, 터널 갱구부 현장에 장심도 대구경 강관 수평보강 그라우팅을 설계 및 시공한 결과, 터널 갱구부 변위 및 지보재 응력은 허용값 이내에서 발생되어 충분한 안정성이 확보되는 것으로 검토되었다. 또한, 터널 갱구부의 지반굴착을 최소화함에 따라, 친환경적인 터널 갱구부 형성이 가능한 것으로 파악되었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제8권1호
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• pp.3-12
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• 2006

본 연구의 목적은 록볼트의 건전도를 평가하기 위하여 록볼트의 비파피시험을 기술하고 바파괴시험의 적용성을 조사하는 것이다. 록볼트 자체와 그라우팅제를 포함한 록볼트의 건전도를 평가하기 위하여, 수치해석 및 실험적 방법을 이용한 두가지 방법이 적용되었다. 수치해석 방법에서는 분석은 DISPERSE 프로그램을 이용하여 록볼트의 분산선도를 해석하였다. 분산선도 곡선은 지중근입되어 있는 록볼트에 대한 그라우팅제의 두께와 강성에 대한 영향을 보여준다. 이로 부터 록볼트의 건전도 시험을 위한 최적의 주파수를 추정할 수 있으며, 그 결과 L(1, 0) 모드에서 20~120kHz가 최적의 주파수로 산정되었다. 실험적 방법에서는 실험실에서 사료를 제작하여 파괴 및 비파괴시험을 실시하였다. 비파괴 실험에서는 타격을 이용한 저주파수 모드와 초음파 트랜스듀서를 이용한 고주파수 모드를 통하여 록볼트의 상태를 조사할 수 있다. 실험실에서 수행된 비파괴실험으로부터, 유도파는 주변의 그라우팅제의 강도가 증가하거나 (또는 증가하고) 결함부 영역이 증가할 때 감쇠가 커짐을 알 수 있었다. 그리고 인발시험으로부터 록볼트의 극한지지력을 추정하였다. 본 연구는 록볼트의 건전도 평가에 비파괴시험이 매우 유용한 방법임을 보여준다.

• 터널과지하공간
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• 제18권2호
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• pp.98-106
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• 2008

암질이 불량한 암반에 터널이 굴착되는 경우 터널의 주변 암반은 그라우팅, 록볼트 설치 등의 보강법을 활용하여 일정 깊이까지 보강이 이루어진다. 터널보강의 효과를 수치해석적으로 계산하기 위해서는 보강재를 직접 요소로 표현하거나 보강영역의 등가물성을 활용하는 방법이 적용될 수 있다. 이 연구에서는 후자의 목적에 이용될 수 있는 원형터널의 탄소성 해석을 위한 간단한 수치해석 기법을 개발하였다. 정수압조건의 초기응력이 작용하는 Mohr-Coulomb 암반에 굴착된 원형터널이 고리형태로 일정 깊이까지 보강된다면 보강대는 원 암반과 물성의 차이를 보인다고 가정할 수 있다. 보강대와 보강대를 제외한 가상의 터널에 대해 각각 Lee & Pietruszczak (2007)가 제안한 탄소성 해석법을 적용하고 적합조건을 만족하도록 두 영역의 해석결과를 연결시키는 방법으로 보강대 효과를 계산할 수 있는 탄소성 수치해석법을 개발하였다. 상업코드인 FLAC을 활용한 해석결과와 비교를 통하여 개발된 방법의 정확성을 검증하였다. 해석결과 보강대의 변형계수와 강도정수의 변화를 고려한 응력 및 변위 분포는 균질한 암반을 가정한 해석결과와 큰 차이를 보여주었다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제20권2호
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• pp.23-33
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• 2021

우리나라는 식량부족문제를 해결하고, 농업용수의 공급을 목적으로 많은 저수지의 건설이 이루어졌으나, 현재 75.6%에 달하는 저수지가 준공년도로부터 50년 이상 경과되어 노후화가 심각한 상태이다. 이러한 노후 저수지의 경우, 제체 내부에서의 세굴과 침식으로 인한 안정성이 매우 감소한 상태이며, 최근 이상기후로 인한 집중강우가 발생할 경우 노후 저수지가 붕괴되어 많은 재산 및 인명피해로 이어질 수 있다. 이에 따라 노후 저수지를 관리하는 각 기관에서는 보통 포틀랜드 시멘트를 주입재로 사용하여 그라우팅 공법을 적용하고 있다. 그러나 보통 포틀랜드 시멘트의 경우, 시간이 경과함에 따라 열화가 발생하여 누수가 다시 발생할 수 있고, 환경적으로도 천연자원의 소비 및 온실가스의 발생과 같은 문제가 있어 보통 포틀랜드 시멘트를 대체할 수 있는 새로운 재료 및 공법의 개발이 요구되고 있다. 이에 따라 본 연구에서는 국내 산업기준을 만족하지 못해 재활용에 어려움을 겪고 있는 발전부산물을 활용하여 보통 포틀랜드 시멘트와 유사한 경화반응을 유도할 수 있도록 개발된 고화재를 노후 저수지의 그라우트재로 사용하였다. 이를 위해 실내시험을 통한 기본적인 성능 분석과 현장에서의 시험시공 후, 전기비저항탐사, 표준관입시험, 현장투수시험을 실시하고, 보강효과를 분석하였다. 연구결과, 발전부산물을 재활용한 그라우트재의 경우 압축강도는 2.9~3.2배, 변형계수는 2.3~3.3배 큰 값을 나타내어 강도적으로 우수하여 보통 포틀랜드 시멘트를 대체하여 사용이 가능한 것으로 분석되었다. 또한 현장에서의 표준관입시험 및 투수시험 결과, 제체의 N값은 1~2 상승하고, 투수계수는 8.9~42.5% 수준으로 감소하여 차수 측면에서도 충분한 보강효과를 나타내어 보통 포틀랜드 시멘트의 대체가 가능할 것으로 분석되었다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2010년도 춘계 학술발표회
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• pp.523-534
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• 2010

A hybrid system of soil-nailing and compression anchor is proposed in this paper; the system is composed of an anchor bar (installed at the tip) with two PC strands and a steel bar. After drilling a hole, installing proposed hybrid systems, and filling the hole with grouting material, prestress is applied to the anchor bar to restrict the deformation at the head and/or to prevent shallow slope failures. However, since the elongation rate of PC strand is much larger than that of steel bar, yield at the steel bar will occur much earlier than the PC strand. It means that the yield load of the hybrid system will be overestimated if we simply add yield loads of the two - anchor bar and PC strands. It might be needed to try to match the yielding time of the two materials by applying the prestress to the anchor bar. It means that the main purpose of applying prestress to the anchor bar should be two-fold: to restrict the deformation at the nail head; and more importantly, to maximize the design load of the hybrid system by utilizing load transfer mechanism that transfers the prestress applied at the tip to the head through anchor bar. In order to study the load transfer mechanism in a systematic way, in-situ pullout tests were performed with the following conditions: soil-nailing only; hybrid system with the variation of prestress stresses from 0kN to 196kN. It was found that the prestress applied to the anchor system will induce the compressive stress to the steel bar; it will result in decrease in the slope of load-displacement curve of the steel bar. Then, the elongation at which the steel bar will reach yield stress might become similar to that of PC strands. By taking advantage of prestress to match elongations at yield, the pullout design load of the hybrid system can be increased up to twice that of the soil-nailing system.

• 한국지반공학회논문집
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• 제31권5호
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• pp.23-33
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• 2015

본 연구에서는 인천국제공항 3단계 건설 사업에 포함된 지중열시스템에 대한 적정 지중열교환기 선정을 위해 현장 부지내 시스템의 열원(지중열원, 지하수), 채움재(벤토나이트, 콩자갈), 열교환 파이프 형태(U, D-U)별로 지중열교환기를 설치하여 지중열전도도, 시공성, 경제성을 평가하였다. 이를 위해 벤토나이트 그라우트에 single U형의 열교환파이프가 삽입된 일반수직밀폐형-I, 열교환 파이프의 접촉면적을 늘려 열교환율을 높이기 위해 single U형 열교환파이프를 두 개 삽입한 Double U형 일반수직밀폐형-II, 일반수직밀폐형-I의 채움재를 벤토나이트 대신 콩자갈로 적용한 개량수직밀폐형 및 SCW(standing column well)에 채움재를 넣은 함몰방지개방형(geohil)을 시험시공하였다. 초기비용에 대한 비용 비교분석결과 일반수직밀폐형-I 대비 개량수직밀폐형, 일반수직밀폐형-II의 경우 초기비용이 절감되었지만 시공성(채움재 주입, 열교환 파이프 삽입) 및 시공일수를 고려할 때 높은 경제성을 기대하기 어려우리라 판단된다. 또한 Geohil의 경우 초기 비용이 더 늘어났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권6호
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• pp.307-323
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• 2003

본 연구에서는 침하가 발생한 연약지반에 대하여 저유동성 몰탈에 의한 주입공법인 C.G.S공법의 적용성과 침하억제 효과를 확인하기 위하여 시험시공을 실시하였으며, 그 결과를 이용하여 지반조건에 적합한 설치직경, 간격, 심도, 주입재, 주입압 등 다양한 조건을 고려한 시공관리기준을 정하여 본 시공을 실시하였다. 본 시공과정 중에는 지반개량 효과를 파악하기 위하여 C.G.S개량 전, 후 현장지반조사 및 이에 따른 실내토질시험, 계측관리 등을 수행하였다. 현장 조사시험에 의한 강도특성 확인결과 C.G.S주입 주변지반은 개량전과 비교하여 전반적으로 지반강도가 증가되었음을 확인할 수 있었다. 또한, 계측관리 및 압밀특성을 분석한 결과 주변지반의 압밀특성이 개선되었음을 확인할 수 있었으며, 특히 C.G.S주입재의 압축강도시험 결과 주변지반에 비해 강성이 매우 큰 C.G.S주입에 따른 복합지반효과를 통해 지지력 증대효과 및 응력분담으로 장래침하량을 억제할 수 있는 것으로 나타났다. 이와 같이 연약점성토 지반에서 C.G.S주입시공에 의한 침하억제효과로부터 공법의 적용성이 매우 양호한 것을 확인할 수 있었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제17권12호
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• pp.45-54
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• 2016

본 연구에서는 벤토나이트로 굴착 트렌치의 안정성을 유지하면서 시멘트와 벤토나이트 혼합물을 불투수벽체의 재료로 사용하여 지중차수벽체를 구성하는 새로운 시공방법에 대해 고찰하였다. 강화벤토나이트 차수벽체공법은 굴착된 구역을 균질하게 차수재료로 치환하므로 일반적인 그라우팅공법에 비해 차수효과의 예측과 시공성과의 검증이 보다 용이한 장점을 지닌다. 또한 강화벤토나이트 차수벽체공법은 시공 장비가 단순하고 시공 순서가 간단하므로 경제적인 측면에서도 큰 장점을 가지고 있다. 본 연구에서는 다양한 실내실험을 통해 배합재료와 배합방법의 변화에 따른 강화벤토나이트 차수벽체의 공학적 특성을 고찰하였으며, 본 공법의 실무 적용 시 시공비용 결정과 벽체의 설계를 위해 가장 중요한 표준 배합비와 배합방법을 제시하였다. 마지막으로 차수벽체를 구성하는 재료들의 결합재로 사용되는 일반포틀랜드 시멘트와 고로슬레그 시멘트의 효과를 비교하였다.