• 한국지반공학회논문집
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• 제28권12호
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• pp.99-110
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• 2012

지반굴착을 위해서 적용되는 흙막이공법은 앵커, 네일, 버팀보 등과 같은 지보재를 사용하게 되며, 지보재 설치에 시간적, 경제적 문제와 건설되는 구조물에도 결함을 야기하는 등의 문제를 안고 있다. 본 연구에서 제안된 지주식 흙막이 공법은 전면지주와 배면지주를 경사로 설치하여 일체화시킨 가시설 공법으로, 배면지주의 설치로 인해 전면지주에 작용하는 토압을 효과적으로 분산시켜 가시설의 구조적인 안정성을 증대시켰다. 본 연구에서는 실내모형실험을 통해 전면지주와 배면지주의 설치각도, 재료강성 등을 달리하여 지주식 흙막이 공법의 안정성을 확인하였으며, 실내 모형실험 결과를 이용하여 배면지주 설치로 인한 전면지주에 작용되는 토압감소효과를 분석하였다. 실험결과 배면지주의 설치로 인해 전면지주에 작용되는 토압감소 및 변위억제 효과는 상당히 큰 것으로 평가되었으며, 본 실험을 통해 지주식 흙막이 공법의 안정성이 증명되었다. 또한 랜킨토압이론을 이용하여 토압감소율을 정량적으로 분석하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제29권6호
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• pp.63-75
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• 2013

기존의 흙막이 공법의 문제점을 보완하고 개선하기 위해서 새로이 고안한 공법이 지주식 흙막이공법이다. 지주식 흙막이 공법은 전면지주와 배면지주를 사항으로 설치하여 일체화시킨 가시설 공법으로, 배면지주의 설치로 인해 전면지주에 작용하는 토압을 효과적으로 분산시켜 가시설의 구조적인 안정성을 증대시킨 공법이다. 본 연구에서는 점토지반의 실내모형실험을 통해 배면지주의 설치 여부와 지주 하부의 고정 조건 등을 달리하여 지주식 흙막이 공법의 역학적 특성을 확인하였다. 실내모형실험결과 배면지주의 설치로 인해 IER 벽체의 수평변위가 효과적으로 감소하는 것으로 분석되었으며, 배면지주의 간격 및 고정 조건에 따른 효과가 분석되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제32권12호
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• pp.45-57
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• 2016

IER은 굴착 중에 안정성을 증가시키기 위해서 전면지주에 배면지주를 기울어지게 설치하고 강결시킨 구조이다. IER은 배면지주가 억지말뚝의 역할을 함으로써 전면지주에 발생하는 수평변위를 억제하는 효과가 있고, 전면지주에 작용하는 토압을 분산 시켜 구조적으로 안정한 가시설 공법이다. 본 연구에서는 사질토 지반에서 수치해석과 실내모형실험을 통해 IER의 두부를 강결과 힌지로 조건을 다르게 연결하여 IER의 역학적 특성을 확인하였다. 수치해석 결과, 최대수평변위는 두부의 연결 방법이 강결일 때 힌지일 때의 88%가 발생하고 실내모형실험 결과, 수평변위는 두부 연결 방법이 강결일 때 힌지일 때의 단지 7%만 발생하는 것으로 분석되었다. 또한, 지반의 전단변형 해석 결과 토압은 두부의 연결 방법이 강결일 때 힌지일 때의 67%만 작용하는 것으로 분석되었다.

• 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.

• 한국지반공학회논문집
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• 제33권10호
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• pp.33-47
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• 2017

지주식 흙막이 공법(Inclined Earth Retaining Wall; 이하 IER)은 지반 조건과 상재하중 등의 영향에 따라 다르지만 일반적으로 6.0~7.0m의 굴착 심도에서 자립이 가능하다. 하지만 더 깊은 심도의 굴착과 이에 따른 안정성을 확보하기 위해서 다른 공법과 병행하여 적용 할 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 IER에 소일네일링 공법을 적용한 복합형 IER의 안정성을 확인하고 효율적인 설치방법을 제안하고자 실내모형실험과 3차원 유한요소해석을 실시하였다. 실내 모형실험 결과 소일네일을 설치하였을 때가 설치하지 않았을 때와 비교하여 수평변위가 약 92% 감소하는 것으로 분석되었고, 3차원 유한요소해석 결과 소일네일 간격은 수평방향${\times}$수직방향 간격이 $1.5m{\times}0.75m$이고, 길이는 굴착 심도의 86%일 때 경제성과 안정성이 최적인 결과가 나타나는 것으로 분석되었다. 또한, IER의 변위가 크게 증가하는 굴착 심도 이전의 굴착 단계에 소일네일을 설치하였을 때 최대 1.71배 더 굴착이 가능한 것으로 분석되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제30권4호
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• pp.47-63
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• 2014

육상 및 항만 구조물 설계시 적용되고 있는 토압 이론(Rankine, Coulomb, 시행쐐기법, 개량시행쐐기법)을 정리하였고, 구조물 형태에 따라 가상배면(Vitural back, wall, plane)과 구조물 벽면에 작용하는 토압 특성 등을 제시하였다. 토압 특성을 검토하기 위해 육상구조물의 경우 배면토 경사에 따른 캔틸레버식 옹벽과 벽경사에 따른 중력식 옹벽, 해상구조물은 케이슨식 안벽과 블록식 안벽을 적용하였다. 여러 가지 토압이론을 적용하여 뒷굽 길이에 따른 토압, 작용각(벽면마찰각), 벽면측으로의 활동각 등을 분석한 결과 뒷굽이 긴 경우 가상배면에서의 작용토압은 Rankine 토압과 작용각은 지표경사각, 뒷굽이 짧은 경우 Coulomb 방법과 작용각은 벽마찰각으로 산정하는 것이 가장 합리적임을 알 수 있었다. 벽면측으로의 활동각은 Rankine 이론에 의한 활동각보다 큰 것으로 나타났다. 또한, 본 논문에서는 현재 적용되고 있는 여러 가지 토압 산정법 및 작용각 중에서 항만 구조물 설계시 적용할 수 있는 적정 토압 산정방법을 제안하였다. 제안방법은 뒷굽장단 결정과 이에 따른 적정 토압산정법을 결정하고 벽면 측으로의 활동각에 따른 옹벽자중 고려 방법을 설정하도록 하였다.

• 터널과지하공간
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• 제17권5호
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• pp.350-359
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• 2007

노천광산이나 도로 철도의 대절토사면 등은 급경사를 형성하며 대부분이 토양층을 포함하지 않는 암반층으로 구성되어 있다. 그러나 암반 비탈면은 풍화와 파쇄가 발달해 있으며 경사가 심하여 표면침식에 의한 탈락과 붕괴가 빈번히 발생되고 있다. 이러한 암반 비탈면의 붕괴억제 등 토압의 지지를 위해 가장 널리 쓰이는 토류 구조물로는 현장 타설식 콘크리트 옹벽이나 석축 등이 있으며, 기존의 옹벽이 가지고 있는 문제점을 극복하기 위해 개발되고 있는 구조물로 기성 부재를 결합하여 시공하는 조립식 격자옹벽이 사용되고 있다. 본 연구에서는 조립식격자옹벽의 변형거동을 평가하기 위해 배면 strecher의 형상과 벽체의 높이와 경사에 따른 실내모형 실험을 수행하였다. 모형실험을 통해 옹벽경사의 변화에 따른 상대적인 변위를 측정하고 위치별 변위 특성을 분석하였다. 또한 옹벽을 구성하는 header와 strecher 중 상부하중 전달의 역할을 수행하는 rear strecher의 유 무와 rear strecher의 형태에 따른 옹벽의 거동특성, 옹벽 배면채움재의 변위 특성 및 작용점의 위치를 측정하고 조립식 격자 옹벽의 하중-변위 특성을 관찰하였다. 실험결과 조립식 격자 옹벽의 파괴는 옹벽의 높이가 감소함에 따라 파괴하중이 급격히 증가하고 최대변형률의 크기가 크게 감소하였다. 또한 동일한 경사와 높이에서 rear strecher의 형태는 최대수평변위 발생위치와 변형의 크기에 크게 영향을 주지 않으며 벽체의 경사에 더 큰 영향을 받고 있는 것으로 나타났다.