• 터널과지하공간
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• 제28권5호
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• pp.493-511
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• 2018

본 논문에서는 그라운드 앵커의 긴장력 손실에 대응하고자 긴장력 상시확인을 위한 앵커 긴장력 상시 육안확인장치에 대한 내용을 다루었다. 그라운드 앵커는 사회적 인프라 시설의 안정성을 확보하기 위해 시공되었지만 지속적인 긴장력 손실로 인해 시설물에 대한 안전이 심각하게 우려되고 있는 실정이다. 이에 앵커의 유지관리가 요구되지만 현재 잔존긴장력의 계측은 경제적인 측면을 고려하여 표본조사로 이루어지고 있어 정밀도에 대한 한계점을 지니고 있다. 따라서 본 논문에서는 앵커의 긴장력을 육안으로 확인할 수 있는 앵커 긴장력 상시 육안확인장치의 개발을 목적으로 개념설계, 실내 인장실험을 통한 규격화를 수행하였으며, 현장시험을 통해 성능을 확인하였다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2011년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.1502-1508
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• 2011

Ground anchor expands the hollow wall of settled part and has the structure which resists the designed tensile load by the bearing pressure generated by the wedge of the anchor body pressing in the expanded part. Such ground anchor has been recognized for stability and economicality since 1960s in technologically advanced nations such as Japan and Europe, and in 1970s, the Japan Society of Soil Engineering has established and announced the anchor concept map. The ground anchor introduced in Korea, however, has the structural problem where the tensile strength is comes only from the ground frictional force due to expansion of the wedge body. In an interval where the ground strength is locally reduced due to fault, discontinuation or such, this is pointed out as a critical weakness where the anchor body of around 1.0m must resist the tensile load. Also, in the installation of concrete block, the concentrated stress of concrete block constructed on the uneven rock surface causes damage, and many such issues in the anchor head have been reported. Thus, in this study, by using the expanded bit for precise expansion of settled part, the ground anchor system was completed so that the bearing pressure of ground anchor can be expressed as much as possible, and the bearing plate was inserted into the ground to resolve the existing issues of concrete block. Through numerical analysis and pullout test executed for verification of site applicability, the pullout-behavior characteristics of anchor was analyzed.

• 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.

• Smart Structures and Systems
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• 제7권4호
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• pp.303-317
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• 2011

A specially designed tendon, which is proposed by embedding an FBG sensor into the center king cable of a 7-wire strand tendon, was applied to monitor the prestress force and load transfer of ground anchor. A series of tensile tests and a model pullout test were performed to verify the feasibility of the proposed smart tendon as a measuring sensor of tension force and load transfer along the tendon. The smart tendon has proven to be very effective for monitoring prestress force and load transfer by measuring the strain change of the tendon at the free part and the fixed part of ground anchor, respectively. Two 11.5 m long proto-type ground anchors were made simply by replacing a tendon with the proposed smart tendon and prestress forces of each anchor were monitored during the loading-unloading step using both FBG sensor embedded in the smart tendon and the conventional load cell. By comparing the prestress forces measured by the smart tendon and load cell, it was found that the prestress force monitored from the FBG sensor located at the free part is comparable to that measured from the conventional load cell. Furthermore, the load transfer of prestressing force at the tendon-grout interface was clearly measured from the FBGs distributed along the fixed part. From these pullout tests, the proposed smart tendon is not only expected to be an alternative monitoring tool for measuring prestress force from the introducing stage to the long-term period for health monitoring of the ground anchor but also can be used to improve design practice through determining the economic fixed length by practically measuring the load transfer depth.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제16권10호
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• pp.15-22
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• 2015

본 연구에서는 앵커의 장기 거동특성과 인장력 손실을 평가하기 위하여 실제 시공된 인장형 앵커를 대상으로 장기 계측을 실시하고 이를 기존 예측결과와 비교 분석하였다. 영구앵커는 비탈면 안정 혹은 구조물의 부상방지 등을 목적으로 사용되는 보강재로써 가설 앵커와 달리 구조물의 공용기간 동안 기능을 유지해야 한다. 그러나 시간 경과에 따라 앵커의 릴렉세이션 및 크리프가 지속적으로 발생되기 때문에 안정적인 기능발휘를 위해서는 인장력 손실에 대한 관리가 필수적이다. 지금까지 인장력 손실은 탄성론을 이용한 프리스트레스 감소와 인장재 종류에 따른 릴렉세이션을 값을 이용하여 산정하여 왔으며 장기적인 계측결과를 이용한 검증은 제한적인 실정이다. 이에 본 연구에서는 실제 시공된 인장형 앵커를 대상으로 현장조건과 상세 지반조사를 실시하였으며 하중계, 경사계 및 지하수위계를 설치하여 최대 500일 이상의 장기 계측결과를 분석하였다. 또한 측정된 벽체의 변위 및 앵커의 인장력 손실을 기존 해석결과와 비교함으로써 앵커의 장기 거동특성을 평가하였다. 평가결과 대부분의 앵커력 손실은 90일 이내에 발생되며, 앵커력 손실은 예측된 값보다 작게 측정되는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제34권4호
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• pp.13-25
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• 2018

앵커가 보강된 비탈면에 활동이 발생한 경우에는 활동면을 따라 전단면에 전단응력과 휨 응력이 작용하게 되고, 전단변형의 증가는 앵커의 긴장력 변화를 야기한다. 본 연구에서는 전단에 따른 앵커의 긴장력 변화를 확인하기 위해 앵커의 수직방향으로 전단변형을 유발하여 앵커의 긴장력을 측정하는 방법으로 대형 직접전단시험기를 통해 전단시험을 수행하였다. 전단시험은 앵커 설치 유무, 정착부에서 전단면까지의 이격거리(1D, 2D, 4D) 및 측압(0.1MPa, 0.2MPa)을 변수로 총 8가지 조건에 대해 시험을 실시하였다. 전단시험 결과, 이격거리와 주변지반의 측압은 앵커가 설치된 모형 지반의 전단력 및 앵커의 긴장력에 영향을 미치는 것으로 나타났으며, 전단력 변화는 앵커 두부 및 선단부의 축력변화와 관련이 있음을 규명하였다. 따라서 앵커 두부에서의 긴장력 변화 경향을 분석함으로써, 간접적으로 앵커 정착부에서의 전단변형에 따른 거동을 예측할 수 있음을 확인하였다.

• Smart Structures and Systems
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• 제19권3호
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• pp.269-277
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• 2017

Recently, there has been significant interest in structural health monitoring for civil engineering applications. In this research, a specially designed tendon, proposed by embedding FBG sensors into the center king cable of a 7-wire strand tendon, was applied for long-term health monitoring of tensile forces on a ground anchor. To make temperature independent sensors, the effective temperature compensation of FBG sensors must be considered. The temperature sensitivity coefficient ${\beta}^{\prime}$ of the FBG sensors embedded tendon was successfully determined to be $2.0{\times}10^{-5}^{\circ}C^{-1}$ through calibrated tests in both a model rock body and a laboratory heat chamber. Furthermore, the obtained result for ${\beta}^{\prime}$ was formally verified through the ground temperature measurement test, expectedly. As a result, the ground temperature measured by a thermometer showed good agreement compared to that measured by the proposed FBG sensor, which was calibrated considering to the temperature sensitivity coefficient ${\beta}^{\prime}$. Finally, four prototype ground anchors including two tension ground anchors and two compression ground anchors made by replacing a tendon with the proposed smart tendon were installed into an actual slope at the Yeosu site. Tensile forces, after temperature compensation was taken into account using the verified temperature sensitivity coefficient ${\beta}^{\prime}$ and ground temperature obtained from the Korean Meteorological Administration (KMA) have been monitored for over one year, and the results were very consistent to those measured from the load cell, interestingly.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제24권11호
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• pp.19-24
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• 2023

그라운드 앵커 공법은 최근 깎기 비탈면과 교대 등의 보강을 목적으로 사용이 증가하고 있다. 그라운드 앵커는 구조물의 사용연한 이상의 내구성을 확보하여야 하지만 국내 고속도로에 시공된 대부분의 앵커에서 장기적인 긴장력 손실이 발생하여 안정성이 문제가 있는 것으로 나타났다. 본 연구에서는 실규모 모형실험을 통하여 긴장력 감소원인에 대한 분석을 수행하였다. 실험결과 물-결합재 비가 55%가 되는 시점부터 부착력의 감소현상이 나타났으며, 인장쐐기의 영향으로 강연선 파단강도의 14%의 감소현상이 나타났다. 지반강도, 앵커형식, 지하수의 유무에 따라 극한인발력이 차이를 보였으며, 특히 지하수의 유무는 그라우트의 강도 및 품질에 관여하여 앵커의 거동특성에 미치는 영향이 가장 높은 것으로 나타났다. 장기거동에서는 초기 정착이 안정되는 시점까지 급격하게 하중이 감소하다가 이후에는 일정하게 긴장력이 감소하는 것으로 나타났다.

• 터널과지하공간
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• 제28권6호
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• pp.635-650
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• 2018

최근 국내에 발생된 지진으로 인해 더 이상 한반도가 지진으로부터 안전지대가 아니라는 것이 많은 사람들에게 각인되었다. 경주와 포항에서 발생된 지진은 그 동안 국내에서 내진설계에 기준으로 고려한 지진의 특성과 상이하게 나타났고, 그에 따른 내진설계 방법에 대한 연구 또한 많은 연구자들에 의해 수행되어 지고 있다. 이러한 지진하중에 대한 고려는 주로 기존 상부 구조물에 초점이 맞춰져 있으며, 그에 따른 연구 또한 활발히 이루어지고 있는 실정이다. 하지만, 지반의 구조적 안정성을 확보하기 위해 시공된 네일, 록볼트, 그라운드 앵커 등과 같은 지중구조물에 대한 지진하중으로부터의 구조적 안정성에 대한 고려는 많이 이루어지지 않고 있는 실정이다. 본 연구에서는 풍화암에 정착된 그라운드 앵커에 대해 정하중이 작용할 때와 지진하중이 앵커에 미치는 영향을 분석하였다. 정하중에 의한 영향은 현장 인장시험 결과로, 지진하중 영향은 수치해석을 통해 파악하였다. 그 결과, 앵커에 긴장력 도입으로 인한 반력판의 침하가 발생하는 것으로 나타났으며, 그로 인한 앵커의 축력 감소가 발생하였다. 또한 지진하중에 의해 앵커 정착부의 변위가 증가하였으며, 정착부 길이가 길수록 장주기 지진에 의한 영향이 큰 것으로 나타났다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제14권8호
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• pp.37-44
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• 2013

지압형 앵커는 일본, 유럽 등에서 1950년대부터 안정성 및 경제성의 우수함이 인식되어 왔다. 하지만 국내에서 적용하고 있는 지압형 앵커는 쐐기체의 확장에 의한 지반의 마찰력만으로 설계 인장력을 발휘하는 구조적인 문제점을 지니고 있으며 공벽에 밀착시키는 방법이 마땅치 않아 지압력을 확인하기가 어려운 실정이다. 본 연구에서는 지압력을 최대한 발휘할 수 있도록 확공지압형 앵커시스템을 개발하였다. 또한, 확공지압형 앵커의 인발특성을 평가하고 지압력에 의한 정착장 감소효과를 검증하기 위하여 현장시험을 수행하였다. 확공지압형 앵커에 대한 현장시험은 그라우팅 이전 가인장 상태와 그라우팅 후 본인장 상태에 대한 인발시험을 각각 수행하여 인발저항력을 확인하였으며 이를 마찰형 앵커의 인발시험 결과와 비교 분석하였고, 범용 유한요소해석 프로그램인 PLAXIS-2D를 이용한 정착부 상세 모델링을 통하여 가인장 시 정착부에서의 지압효과에 대한 검증을 수행하였다.