현장 계측 결과와 시공단계를 고려한 역해석기법을 이용한 연약지반의 특성값 재산정에 관한 연구

이규진,윤형석,이상조 한국지반환경공학회 2006 한국지반환경공학회논문집 Vol.7 No.5

A primary factor affecting on the design of soft ground is to determine the soil properties (Compression index, Coefficient of consolidation) and the depth of soft ground. It could be the basic sources to estimate settlement behavior of soft ground. Even though the reliable soil examination equipment was used to examine soil to determine the depth of soft ground, it's very hard to find out the accurate properties of soft ground, because the condition of indoor experiment cannot reproduce the circumstances of ground perfectly. Therefore, this study was re-estimated to find out the most reliable soil properties by using back-analysis with field monitoring data of "Site preparation for Airplane Mooring of Incheon International Airport Phase II Development" for 317days. 연약지반 설계시 영향을 미치는 주요 요인으로는 연약지반의 심도 및 지반의 특성값(압축지수, 압밀계수)을 결정하는 것이다. 이것은 연약지반의 설계시 지반의 침하거동을 예측할 수 있는 기초 자료가 된다. 신뢰성이 높은 지반조사 장비로 연약층의 심도를 결정하였더라도, 연약지반의 역학적 특성을 찾기 위한 실내시험 조건이 실제 지반환경을 완벽하게 재현하지 못하기 때문에 정확한 지반 특성값을 결정하는 것은 상당히 어려운 것이 현실이다. 따라서, 본 연구에서는 가장 신뢰성 있는 지반 특성값을 재산정하기 위해 인천국제공항 2단계 여객계류장 부지조성시의 317일간의 현장 계측데이터를 역해석 기법을 이용하여 지반의 특성값을 재산정하였다.

저유동설 몰탈주입에 의한 연약지반의 침하억제 효과

천병식,여유현,정영교 한국지반공학회 2001 한국지반공학회논문집 Vol.17 No.6

본 연구에서는 침하가 발생한 연약지반에 대하여 저유동성 몰탈에 의한 주입공법인 CGS공법의 적용성과 침하억제 효과를 확인하기 위하여 시험시공을 실시하고 그 결과를 분석하였다. 시험시공 현장은 파일에 의하여 지지된 기 시공 된 아파트의 주변지반으로서 사전에 sand drain공법으로 지반에 대한 처리를 실시하였으나 이후에도 지속적인 침하가 발생하고 있는 연약지반이다. CGS주입 전. 후의 지반개량특성을 파악하기 위하여 현장 및 실내토질시험과, 주입시공 중 거동특성을 파악하기 위하여 계측관리와 FDM해석을 실시하였다. 분석결과 연약지반의 지반침하 방지를 주목적으로 하는 CGS공법은 지반조건에 적합한 설치직경, 간격, 심도, 주입재, 주입압 등 다양한 조건으로부터 시공관리가 가능하며, 따라서 설치된 CGS구체는 파일의 지지효과와 더불어 주변지반을 압축강화시켜 복합적으로 지반을 개량시키므로 N치가 평균 2.1 증가하는 등 지반의 지지력 증대 및 침하억제에 효과가 있었다. 또한 적용성 있는 다양한 현장에 일반적으로 사용하게 될 경우 개량효과와 더불어 경제성이 확보될 수 있을 것으로 기대된다.

국내 지질 및 지반조사 자료 관리 현황에 대한 실용적 고찰

장용구(Yonggu Jang),전흥수(Heungsoo Jeon),채덕호(Deokho Chae),조완제(Wanjei Cho) 한국지반환경공학회 2013 한국지반환경공학회논문집 Vol.14 No.4

최근 들어, 건설 시공의 정보화에 더불어 이를 이용한 원가 및 비용 절감 방안에 대한 연구가 많이 수행되고 있는 실정이다. 이러한 상황에서 구조물의 설계에서 필수적으로 이용되고 있는 지질 및 지반정보의 관리 현황을 파악하여 비교ㆍ분석하여 보다 나은 활용성을 가진 관리 시스템을 만드는 것은 매우 중요하다고 생각된다. 현재 지질 및 지반 정보는 한국 지질자원 연구원의 지질도 및 지질공학도 그 외 여러 가지 주제도, 한국광물공사의 국가광물자원지리정보망, 한국건설기술연구원 국토지반정보 포털시스템의 시추정보, 서울특별시의 지반정보시스템, 해양조사원의 종합해양정보시스템을 통하여 수집 및 관리되고 있다. 이와 더불어 건설 시공과 밀접한 관련이 있는 지하수 정보는 한국수자원공사의 국가지하수정보센터와 한국농어촌공사의 농어촌지하수넷을 통하여 그 정보를 수집·관리하고 있다. 따라서, 본 연구에서는 현재 정부 출연 연구소에서 수집 및 관리되고 있는 지질 및 지반 정보의 종류를 소개하며, 미국, 일본, 유럽에서 사용되고 있는 관리 시스템과의 비교를 통하여 적극적으로 활용될 수 있는 형태의 자료제공 및 관리 시스템의 방향을 제시하였다. Recently, there have been various researches on the cost reduction and savings during the construction activities with the development of automation and computerized information system. Considering the cost savings during the construction, the development of the geological and geotechnical information system with high practical use becomes very important since the geologic and geotechnical data are required for the design of the various structures. Currently, the geological and geotechnical data are collected and distributed as a geological/geotechnical map or engineering geology map and map with other specific purpose through geoinfo system at Korea Institute of Geoscience and Mineral Resources, Korea Mineral Resources GIS at Korea Mineral Resources Corporation, Geotechnical Information Portal System at Korea Institute of Construction Technology, Geotechnical Information System at the City of Seoul and the Ocean Data Integration Material System at Korea Hydrographic and Oceanographic Administration. Furthermore, the information on the groundwater is monitored and collected via Integrated Ground Water Information Service at Korea Water Resources Corporation and Rural Groundwater net at Korea Rural Community Corporation. Therefore, in this study, the contents of the geological and geotechnical data collected from the above mentioned government organization are compared and the DB and distribution system with higher utilization are suggested based on the comparisons with those from other countries such as United States of America, Japan and Germany.

원심모형실험에서 관측된 건조 지반-말뚝 동적 상호작용의 수치 모델링

권선용,김석중,유민택 한국지반공학회 2016 한국지반공학회논문집 Vol.32 No.4

"건조토 지반에 근입된 지반-말뚝 시스템의 동적 거동을 정확히 예측하기 위해 3차원 수치 모델링을 수행하였다. 제안된 모델은 강진 시 지반의 비선형 거동을 적절하게 모사하기 위해 상용 유한 차분 프로그램인 FLAC3D를 이용하여 시간 영역에서 해석이 수행되었다. 모델링 방법론으로써 지반 구성 모델은 Mohr-Coulomb 탄소성 모델을 적용하였으며 지반 전단 탄성 계수의 비선형적인 감소를 모사할 수 있는 이력 감쇠 모델을 적용하였다. 진동 시 지반-말뚝간의 완전 접촉, 미끄러짐, 분리 현상을 모두 모사하는 경계요소 모델을 적용하였으며 경계요소 모델을 구성하는스프링 계수는 탄성이론에 기초하여 결정되어, 내장 함수인 FISH를 통해 깊이에 따라 연속적으로 입력되었다. 경계조건의 경우, 지반-말뚝 상호작용의 영향을 받는 근역 지반만 메쉬를 생성하고 근역 지반의 경계부에 원역 지반의가속도-시간 이력을 입력하는 방식인 단순화 연속체 모델링 기법(Kim et al., 2012)을 적용함으로써 해석 효율을 증가시키고자 하였으며 적절한 최대지반탄성계수와 항복 깊이의 설정으로 지반의 비선형 거동을 더욱 정확히 모사하고자 하였다. 수치 해석의 오차를 최소화하고 모델의 신뢰성을 확보하기 위해, Yoo(2013)이 수행한 원심모형시험 결과와수치 해석 결과와의 비교를 통해 제안된 기법의 캘리브레이션을 수행하였으며, 말뚝 최대 휨 모멘트와 말뚝 횡방향최대 변위의 깊이 별 분포가 다양한 입력 하중 조건에서 실험 결과를 적절히 모사하고 있는 것을 확인하였다. 또한,제안된 수치 모델의 적용성 평가를 위해 다른 실험 결과와의 비교 검증을 수행하였다."

한국지반공학회 논문 투고 규정 외

편집부(편집자) 한국지반공학회 2020 한국지반공학회논문집 Vol.36 No.3

느슨한 모래지반과 보강된 지반의 강도 및 지반응답 특성 연구

전욱,이대원,정종원 한국지반환경공학회 2025 한국지반환경공학회논문집 Vol.26 No.12

국내 주요 도심지의 지표 부근은 느슨한 매립층 및 퇴적층으로 구성되어 있는 지역이 많으며, 상하수도 관로, 가스관, 통신관, 전력구, 배수박스 등의 지중 구조물과 소형 지상 구조물이 직접기초 형식으로 설치되는 경우가 있다. 이러한 느슨한 지반에서 지반의 강도 부족, 공사 중 장비 진동, 지하수 유출, 지진으로 인해 액상화(Liquefaction) 현상이 발생할 경우 땅꺼짐, 지반침하 및 붕괴로 도로 및 구조물에 피해가 발생할 수 있으며, 피해방지를 위한 지반보강이 요구된다. 본 연구에서는 느슨한 모래지반과 보강된 지반에 대하여 일축압축시험과 전단파속도시험, 지반응답해석을 실시하여 강도 특성 및 지반응답 특성을 평가하였다. 본 연구에서 개발된 친환경 보강재(GeoCem)는 시멘트보다 강도는 크고 최대지표면가속도는 작게 나타나 보강효과가 우수한 것으로 검토되었다. 따라서, 지반 보강재료로 시멘트 대신 사용한다면 지반 및 구조물의 안정성을 경제적으로 확보할 수 있고 탄소중립에도 기여가 클 것으로 판단된다. In many major urban areas of Korea, the surface ground is composed of loose reclaimed and alluvial deposits. In such regions, underground structures such as water and sewage pipelines, gas pipes, communication ducts, power conduits, and drainage boxes, as well as small surface structures, are often constructed with shallow foundations. In these loose ground conditions, soil liquefaction may occur due to insufficient soil strength, construction-induced vibrations, groundwater leakage, or earthquakes. Such phenomena can cause ground subsidence, settlement, and collapse, leading to severe damage to roads and structures. Therefore, ground reinforcement is required to prevent these damages. In this study, unconfined compression tests, shear wave velocity tests, and ground response analyses were conducted on loose sand and reinforced sand to evaluate their strength and dynamic response characteristics. The eco-friendly reinforcing material (GeoCem) developed in this study exhibited higher strength and lower maximum surface acceleration compared to cement-treated sand, indicating superior reinforcement performance. Therefore, using GeoCem as a substitute for cement in ground reinforcement is expected to ensure the stability of the ground and structures in a more economical and environmentally sustainable manner, contributing significantly to carbon neutrality.

지중관로 매설 밀집도에 따른 지반함몰 발생 상관 분석

김진영(Jinyoung Kim),강재모(Jaemo Kang),최창호(Changho Choi) 한국지반환경공학회 2021 한국지반환경공학회논문집 Vol.22 No.11

최근 도심지를 중심으로 지반함몰이 꾸준하게 발생되고 있어 시민들의 안전을 위협하고 있다. 도로 하부에는 상수관로, 하수도관로, 통신관로 등 각종 지하 시설물이 매설되어 있다. 이러한 지하시설물의 노후화와 지하 난개발로 인해 지반함몰의 원인으로 작용하고 있다. 기존 관로의 노후도에 따라 지반함몰 발생 위험도를 분석된 결과가 있지만 지반 교란상태를 나타내는 관로의 밀집도를 활용한 지반 함몰 위험도를 분석한 결과는 없는 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 서울시의 대표 지하 관로 6종 데이터를 활용하여 지하공간의 밀집도를 분석하여 지반함몰과 상관성이 있는지에 대한 연구를 수행하였다. 그 결과 지반함몰 발생 지역에서는 지하 시설물의 밀집도가 높은 것으로 나타나 지반함몰에 관로의 밀집도가 영향을 미치는 것을 알 수 있었다. Recently, ground subsidence has been steadily occurring mainly in downtown areas, threatening the safety of citizens. Under the road, various underground facilities such as water supply pipe, sewage pipe, and communication pipe are buried. Due to the aging of these underground facilities and the reckless development of the underground, it is acting as a cause of ground subsidence. Although there is a result of analyzing the risk of ground subsidence according to the deterioration of the existing pipeline, there is no result of analyzing the risk of ground subsidence using the density of pipelines indicating ground disturbance. Therefore, in this study, the density of the underground space was analyzed using the data of six types of representative underground pipelines in Seoul, and a study was conducted on whether there is a correlation with the ground subsidence. As a result, it was found that the density of underground facilities is high in the area where the ground subsidence occurred, indicating that the density of pipelines have an effect on the ground subsidence.

탄소섬유 배합비에 따른 전도성 그라우트 재료의 주입특성평가

최효준,조완제,허형석,방태완,윤찬영 한국지반환경공학회 2023 한국지반환경공학회논문집 Vol.24 No.1

The grouting method is a method of construction for the purpose of waterproofing and reinforcing soft ground. When grout is injected into the ground, there are various types of penetration and diffusion of grout depending on the shape of the ground, the size of soil, the porosity, and the presence or absence of groundwater. the current situation. Therefore, in this study, to investigate the penetration performance of the grouting to conductive material, laboratory tests were performed on the addition of the conductive material. In the injection test, 0%, 3%, and 5% of the mixed water were added as conductive materials to the grout, and the original ground condition was composed of various types of ground composed of gravel and silica sand. Conductive grout is injected by pressure into the model ground using a dedicated injection device, and the injection time (t), pressure (p), flow rate (v) and injection amount (q) are measured, and the hardened body injected in the model ground is collected. Penetration performance was evaluated. In the results of the grout injection experiment, the amount of conductive material used and the grout injection rate showed an inverse relationship, and it was confirmed that the penetration pattern was changed according to the size of the soil particles in the model ground. The grout containing the conductive material has relatively good penetration into the ground and excellent strength and durability of the hardened body, so it was judged that it could be used as an additive for measuring the penetration range of the grout. 그라우팅 공법은 연약지반의 차수 및 보강을 목적으로 시공되는 공법이다. 그라우트가 지반 내에 주입될 때, 지반을 구성하는 지반의 형태, 토립자의 크기, 공극율 및 지하수의 유무에 따라 그라우트가 침투 및 확산하는 형태가 다양하게 나타나고 있으나, 그라우팅 설계 시에는 이러한 요인을 적용하기 어려운 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 전도성 재료를 함유한 그라우트를 지반 내로 주입하는데 있어서 전도성 재료 첨가에 따른 그라우트의 침투 성능을 파악하기 위하여 실내시험을 수행하였다. 주입시험에서는 전도성 재료를 혼합수의 0%, 3% 및 5%를 그라우트에 첨가하고, 원지반 조건을 자갈과 규사로 구성된 다양한 지반으로 조성하였다. 전도성 그라우트는 전용주입장치를 사용하여 모형지반 내로 압력에 의해 주입되면서 주입시간(t), 압력(p), 유속(v) 및 주입량(q)를 계측하고, 모형지반 내 주입된 경화체를 채취하여 침투성능을 평가하였다. 그라우트 주입실험 결과에서는 전도성 재료의 사용량과 그라우트 주입율은 역의 관계를 나타내었으며, 모형지반 토립자 크기에 따라 침투형태가 변화되는 것을 확인하였다. 전도성 재료를 함유한 그라우트는 지반 내 침투가 비교적 양호하고 경화체의 강도 및 내구성이 우수하여 그라우트의 침투범위 측정을 위한 첨가제로 사용하는 것이 가능하다고 판단하였다.

비대칭지반에 설치된 무리말뚝의 동적거동 분석

조경일,강홍식,정구식,안광국 한국지반환경공학회 2023 한국지반환경공학회논문집 Vol.24 No.10

산악지역 및 경사지반과 같은 비대칭지반에 설치된 교각과 같은 구조물은 바람, 온도, 지진등의 다양한 하중을 받게 된다. 비대칭지반에 설치된 교각과 같은 구조물을 안정적으로 지지하기 위해 보편적으로 말뚝기초가 많이 사용되고 있다. 교각을 지지하는 말뚝기초의 거동은 다양한 하중조건에 의해 변화하게 된다. 특히 지진과 같은 동적하중이 작용하는 교각을 지지하는 말뚝기초의 거동을 분석하기 위해서는 지반-말뚝-구조물 상호작용이 검토되어야 한다. 지진이 작용하는 비대칭지반에 설치된 말뚝기초는 지반경사, 진동방향에 따른 지반저항력 차이, 지반 변위 등에 의해 말뚝기초와 지반의 동적 상호작용은 매우 복잡해진다. 본 연구에서는 비대칭지반으로 경사사모래지반의 소단에 설치된 상부구조물을 지지하는 무리말뚝의 동적거동에 경사지반의 기울기가 미치는 영향을 확인하기 위해 1g 진동대 모형실험을 수행하였다. 그 결과, 경사지반의 기울기가 증가함에 따라 말뚝캡, 상부구조물의 가속도는 감소하는 것으로 확인되었으며, 말뚝의 동적 p-y 곡선의 할선기울기는 감소하는 것으로 확인되었다. Structures such as bridge columns installed on the asymmetric ground such as mountain areas and sloping ground are subject to various loads such as wind, temperature, earthquake, and etc. The pile foundation is generally applied to bridge columns on the asymmetric ground in order to stably support structures. The behavior of the pile foundation supporting bridge columns changes due to various load conditions. In particular, ground-pile-structure interactions should be studied to analyze the behavior of the pile foundation that supports bridge columns effected by dynamic loads such as earthquakes. The pile foundation installed on the asymmetric ground effected by the earthquake has the complicated dynamic interaction between the foundation and the ground due to the ground slope, the difference in soil resistance according to the shaking direction, and the ground movements. In this study, the 1g shaking table tests were conducted to confirm the effect of the slope of the sloping ground on the dynamic behavior of group piles supporting the superstructure installed at the berm of the sloping sandy soil which is the asymmetric ground. The result shows that the acceleration of the pile cap and the superstructure decrease as the slope of the sloping ground increase, and the slope of the dynamic p-y curve of the pile decrease.

국내 초연약지반의 비배수전단강도 특성 및 개량표준관입시험기 개발

정혁상(Jung Hyuksang),조창구(Cho Changkoo),천병식(Chun Byungsik) 한국지반환경공학회 2009 한국지반환경공학회논문집 Vol.10 No.6

본 연구에서는 국내 초연약지반의 비배수전단강도 특성파악을 위해 남해안 일대 초연약지반 5개 현장에서 표준관입시험, 베인전단시험, 콘관입시험을 실시하여 분석하였고, 초연약지반상에서 적용 가능한 개량표준관입시험기를 개발한 내용을 다루었다. 연구결과 초연약지반(N값 2미만)의 비배수전단강도는 표준관입시험의 결과를 선행연구자들이 제안한 식으로 비배수전단강도를 환산했을 경우 12.5㎪ 이하, 현장시험에서의 베인전단강도 분석결과 50㎪ 이하, 콘관입시험결과 65㎪ 이하의 범위에 있는 것으로 나타났다. 원위치시험의 결과가 표준관입시험의 결과를 비배수전단강도로 환산한 값보다 높게 나타났고 초연약지반의 비배수 전단강도는 실질적으로 상당히 폭넓은 전단강도의 범위를 가지고 있는 것으로 분석되었다. 또한 개량표준관입시험기에 의한 Nm값과 베인전단시험에 의한 비배수전단강도와의 상관관계는 Su=1.76Nm-10.47, 콘관입시험에 의한 비배수전단강도와의 상관관계는 Su=1.82Nm-9.71로 분석되었다. In this study, SPT, FV, and CPT tests were performed at five very soft grounds in southern coast of Korea to characterize the Su of very soft ground. In addition, a new modified SPT that is applicable to very soft ground was developed. Tests results showed that in very soft ground (N<2), the Su was lower than 12.5 ㎪ using the empirical N-Su correlation, and lower than 50 ㎪ and 65 ㎪ using vane shear test and CPT, respectively. It was shown that the results of in-situ tests were higher than those estimated from the N-Su correlation, and it was also demonstrated that the range of estimated Su was quite wide. New correlations that relate the modified SPT Nm with Su from FV and CPT were developed, which are Su=1.76Nm-10.47 and Su=1.82Nm-9.71, respectively.