• Geomechanics and Engineering
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• 제37권1호
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• pp.31-48
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• 2024

To stabilize the excavations in urban area, soil anchorage is among the very common methods in geotechnical engineering. A more efficient deformation analysis can potentially lead to cost-effective and safer designs. To this end, a total of 116 three-dimensional (3D) finite element (FE) models of a deep excavation supported by tie-back wall system were analyzed in this study. An initial validation was conducted through examination of the results against the Texas A&M excavation cases. After the validation step, an extensive parametric study was carried out to cover significant design parameters of tie-back wall system in deep excavations. The numerical results indicated that the maximum horizontal displacement values of the wall (δ_hm) and maximum surface settlement (δ_vm) increase by an increase in the value of ground anchors inclination relative to the horizon. Additionally, a change in the wall embedment depth was found to be contributing more to δ_vm than to δ_hm. Based on the 3D FE analysis results, two simple equations are proposed to estimate excavation deformations for different scenarios in which the geometric configuration parameters are taken into account. The model proposed in this study can help the engineers to have a better understanding of the behavior of such systems.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권6호
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• pp.614-627
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• 2018

국내 도시철도 노선은 이용자의 접근을 편리하게 하기 위하여 주거단지 및 도심지 인근 지역에 시공되는 사례가 많다. 도시 인구 증가로 인하여 교통망 확충과 재건축 등이 지속적으로 이루어짐에 따라 도시철도 인접 지역 굴착이 불가피하며 굴착 시 발생하는 지반 응력 및 지하수위 변화는 도시철도 궤도틀림을 유발한다. 이에 본 논문에서는 삼차원 유한차분 해석 상용프로그램 FLAC3D를 이용하여 도시철도 인접지반 대규모 굴착 시 지하수위에 따른 굴착 부 벽체 수평변위 및 배면지반의 침하와 궤도틀림량 산정 후 이들의 상관관계를 분석하고 궤도틀림 및 지하 박스구조물 안정성 평가를 실시하였다. 그 결과 깊은 굴착 시 지하수위에 따른 궤간틀림은 매우 미소하게 발생하였으나 줄틀림 72.5%, 수평틀림 83.3%, 면틀림 61.9%, 평면성틀림 43.3%로서 상대적으로 큰 차이가 발생하는 것으로 나타났다. 또한, 흙막이 벽체의 최대 수평 변위 및 벽체 배면 침하 차는 각각 65.1%, 21.4%가 발생하는 것으로 나타났으며 지하수위가 지표면에 위치한 경우 지하 박스구조물의 인장 응력이 허용 기준을 초과하는 것으로 나타났다. 그러므로 도시철도 구조물에 인접하여 깊은 굴착이 시공된 경우 궤도틀림으로 인한 사고를 미연에 방지하기 위해 본 연구에서 수행한 삼차원 수치해석과 실시간 모니터링을 실시하는 것이 바람직하다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2006년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.276-285
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• 2006

Application of anchored or strutted wall system for the earth retention of excavation works in a populated urban area or a poor soil deposit can be limited due to various restrictions. Since the strut becomes longer in a wide excavation site, the stability of an earth retaining wall is decreased, the wall deformation is increased, and the ground settlement is also increased due to an increased buckling or bending deformation of struts. Especially, in a populated urban area, the installation of anchors can be problematic due to the property line of adjacent structures or facilities. Thus, a new concept of earth retaining system like Self-Supported diaphragm Wall can solve several problems expected to occur during excavation in the urban area. In this study, Numerical analyses of counterfort diaphragm wall was introduced and the monitored data from the site was compared with the original results of numerical analyses. Also, in the case of the deep excavation applied the counterfort diaphragm wall, numerical analyses was performed to predict the wall deformation and the reinforcement to reduce the wall deformation was suggested.

• 한국지반공학회논문집
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• 제37권9호
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• pp.37-50
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• 2021

최근 도심지구간에서 지하공간을 활용한 도시 기반시설 구축으로 인하여 시설물 상호 간의 인접한 근접 시공이 많이 이루어지고 있으며, 근접시공으로 인한 기존 시설물의 안정성과 관련된 민원이 상당한 이슈가 되고 있다. 본 연구에서는 대심도 도심지 구간에 신설되는 도시철도 터널의 근접시공으로 인한 기존 지하철의 터널구조물의 거동특성을 파악하기 위해 동북도시철도 터널이 계획된 노선 상부의 지하철 6호선 터널구조물을 대상으로 연구를 수행하였다. 기존 지하철 터널구조물의 안전영역 평가 및 굴착방법에 대한 개략적인 검토와 수치해석을 통한 상세검토를 수행하였으며, 건물 손상도 평가, 궤도틀림 및 구조물 안정성 검토결과 근접시공에 따른 지하철 터널 구조물 및 주변 건물의 안정성은 확보되는 것으로 평가되었다. 본 연구는 대심도 도심지 터널 건설에 따른 기존 터널 구조물 및 주변 건물의 안정성에 미치는 영향을 평가할 수 있는 실용적인 참고 자료뿐만 아니라 터널 지하안전영향평가에 대한 실무 적용사례로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2009년도 세계 도시지반공학 심포지엄
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• pp.1307-1316
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• 2009

In this case, powerfulness quorum of destruction side which we have expected are supposed general limit value for rock floor when retaining of earth on the section of rock floor in the urban area. For digging in the urban area, there are a lot of dislocations to be disadvantage for safety of digging ants. The displacement of the pondside didn't converged with the phase of the excavation. Also, the speed of displacement got higher than the percentages of risk in the construction. So, we put into operation Face mapping for checking special quality of dislocations which appear on the digging ants. This results were used to decide a destruction in the case of the final excavation by analyzing with other results. It was possible to know the unstable distribution of a fault line in Face Mapping and to get powerful lens of a surface of discontinuity by tests indoors and outdoors. The results were also used to make a solution. Therefore, It's a successful example using the Partial TopDown for stable digging. And it is important that Face Mapping have to be practiced for solving the uncertainty of ground organization when digging design in the urban city.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제13권2호
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• pp.101-124
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• 1997

풍화토 및 모래질 충적토가 암반위에 쌓인 형태로 구성된 국내 수도권 도심 지역에서, 깊은 굴착 공사로 인하여 발생하는 인접 지표의 침하에 대해 현장 측정을 중심으로 연구를 수행하였다. 먼저, 토류벽 설치, 중간 말뚝 설치 등 본격적인 굴토 공사가 진행되기 이전의 공정으로 인한 인접 지표침하량, 침하 영향거리 등을 측정, 분석하였으며 다음으로, 본격적인 굴토로 인하여 발생하는 인접 지표의 침하에 대해 침하량, 침하 영향거리 등을 측정, 분석하고 균질한 사질토 지반이나 단단한 점토 지반에 대해 기존에 제시된 연구 결과와 비교하였다. 또한 굴착 공사시 과도한 변형으로 인하여 인접 지표 및 구조물에 균열 등의 피해가 발생한 7개 현장 사례를 통하여 굴착 공사로 인한 인접 지표의 균열 발생 범위에 대하여 분석하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2006년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.257-267
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• 2006

The earth retaining wall systems for excavation works in a populated urban area or a poor soil deposit can be limited due to various restriction. Thus there are various methods to be applied for them such as the soldier pile method, the diaphragm wall with counterfort and so on. In this study, the self-supported earth retaining wall using the DCM(Deep Cement Mixing) method, including its merits, demerits and some important characteristics occured in the design and the construction stage, was introduced. It might be reference for the other design and construction procedures using the DCM method.

• 터널과지하공간
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• 제31권4호
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• pp.211-220
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• 2021

한국의 대심도 (>40m 깊이) 터널 공사 시에 터널 붕괴 사고가 종종 일어나고 있으며, 도심지 지하공간의 얕은 심도에 인공적으로 조성된 지반에는 자연 공동뿐만 아니라 상수도관, 하수도관, 전력구 및 지하철 건설로 인한 인위적인 공동들이 복잡하게 분포되어 있다. 대심도 터널 굴착을 위해서는 이러한 다공질의 특성을 보이는 다양한 지반의 특성 및 지질구조가 지반의 안전에 미치는 영향을 이해하여야 한다. 본 연구는 국내외 사례를 바탕으로 한국의 대심도 굴착에서 암반의 위험 산정을 위한 위험 인자를 분석하였다. 연구결과, 대심도 터널 굴착시 지반의 안정성에 영향을 주는 총 7개의 카테고리들과 총 38개의 인자들이 도출되었다. 가중치가 상대적으로 높은 인자들은 단층 및 단층점토, 차응력, 암종, 지하수 및 머드 유입, 암석의 일축압축강도, 터널 단면의 크기, 터널 상부 암반의 두께, 카르스트 및 계곡지형, 습곡, 석회암의 협재, 지하수위 변동, 터널 심도, 암맥, RQD, 절리 특성, 이방성, 암반파열(rockburst) 등으로 나타났다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2004년도 춘계학술발표회
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• pp.285-292
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• 2004

Earth Anchor method as a supporting system is widely used in the large scale deep excavation of urban areas or slope excavation project. Considering the application frequency of that method and catastrophe of that method under unproper construction management, we can find out many problems relevant to the domestic design and construction management of earth anchor method. When we encounter the cases of rapid increments and various decrements in earth anchor axial forces, considering the characteristic of earth anchor method, it is an essential point to catch the reasons and to prepare countermeasures. This article introduces two actual monitoring examples based on the close analyses of measured data in a typical large scale deep excavation project and slope excavation project. One is a rapidly increasing case of earth anchor axial forces with the continuous advance of incremental deformation in a geological layer interface. And another is a decreasing case of earth anchor axial forces with the construction conditions. The effort of this article aims to improve and develop the technique of design and construction in the coming projects having similar ground condition and supporting method.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제16권2호
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• pp.27-31
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• 2015

도심지 구간에 위치한 지반공학 관련 공사 현장에서는 충분한 안전율 확보와 더불어 사용성도 확보해야 한다. 이를 위해서는 공사 중 인접지반에 발생하는 변형을 제어해야 하므로 지반구조물과 관련된 기술 요구사항도 더욱 높아지고 있다. 사용성 확보를 위해서는 지반의 변형을 예측해야 하므로 지반의 강성을 분석해야 한다. 특히 강성의 비선형성과 이방성은 주요인자라 할 수 있다. 본 연구에서는 깊은 굴착 중 지반이 경험하는 응력경로에 따른 강성의 비선형성과 이방성에 대해 실내시험 결과와 전산 해석 결과를 비교하였다. 강성은 변형률이 작은 미소변형률 구간에서 비선형성이 두드러졌으며, 응력경로에도 큰 영향을 받는 것으로 나타났다. 실내시험 결과 압축은 작은 강성을 인장은 큰 강성을 나타내었으며, 깊은 굴착 시 지지벽체 뒤는 압축이 앞은 인장이 지배적인 응력경로를 나타내었다. 굴착 중 발생하는 지반의 변형을 정확히 예측하기 위해서는 지반이 경험하는 응력경로에 따라 변하는 강성의 변화 특성을 고려해야 한다.