현장계측에 의한 압밀도와 토류벽 수평변위에 관한 연구

변요셉(Byun Yoseph),공진영(Kong Jin Young),정혁상(Jung Hyuk Sang),신승진(Shin Seung Jin),천병식(Chun Byung Sik) 대한토목학회 2009 대한토목학회 학술대회 Vol.2009 No.10

압축지수의 불확실성이 압밀침하 거동에 미치는 영향에 대한 수치적 평가

변요셉(Byun, Yoseph),김광윤(편집자),이창기(Lee, Changki),천병식(Chun, Byungsik) 한국지반환경공학회 2012 한국지반환경공학회논문집 Vol.13 No.11

본 연구에서는 국내외 적용 중인 압밀지수의 값을 조사하고 조사된 표준편차 범위를 분석하였으며, 편차에 따른 침하량을 계산하였다. 또한 지반에서 내재한 불확실성 변수인 압축지수가 연약지반 처리공법 하에서 미치는 영향을 분석하였다. 수치해석을 통해 프리로딩 공법, 배수촉진 공법, 치환 공법을 적용하여 성토단계별 침하거동을 분석하였고, 추가적으로 장기적인 침하에 안정적인 Piled Raft 공법을 추가로 분석하여 침하거동을 파악하였다. 그 결과, 최종침하량에 따른 평균분석 결과는 해석 값의 평균, 해석값의 최대 최소의 중간값, 평균 압축지수(Cc=0.35)를 사용할 경우에 발생된 침하량이 상이한 것으로 나타났다. 최종침하량에 따른 변동계수의 비교·분석 결과, 각 공법별로 시간에 따라 변동계수의 차이를 보였다. 그 중 Piled Raft 공법이 시간의 경과와 상관없이 일정한 변동계수 값을 보이며, 다른 공법보다 낮은 값으로 불확실성 지반정수의 압축지수에 영향이 가장 적은 것으로 확인되었다. In this research, the value of consolidation index was investigated. The range of the investigated standard deviation was analyzed and the deviation based settlement was calculated. Also, the compression index, which is the effect of the uncertainty in the ground was analyzed using the flimsy ground construction method. The settlement behavior in each embankment compaction stage was analyzed by applying the precompression load method, drainage expediting method, and displacement method through numerical analysis. In addition to the above, the settlement behavior was studied by analyzing the Piled Raft method which is stable for long term settlement. As a result, the final settlement amount based on average analysis results was that the settlement based on each of the average interpretation value, mean value of the maximum and minimum value and average compression index was different. The result of the comparison shows the difference in variation coefficient by the difference in time. Amongst them, the Piled Raft method shows the most consistent variation coefficient regardless of time and it also was least affected by the compression index of uncertainty.

하천 제방 단면 특성이 동수경사에 미치는 영향에 관한 해석적 연구

변요셉(Byun Yoseph),김종일(Kim Jongil),백승인(Baek Seungin),천병식(Chun Byungsik) 한국지반환경공학회 2012 한국지반환경공학회논문집 Vol.13 No.3

최근 기상이변에 의해 대형 태풍과 집중 호우가 발생하게 되었고, 이로 인한 이상 홍수로 인해 제방 붕괴를 일으켜 인근지역에 직접적인 큰 재산피해와 인명피해를 가져오게 되는 일이 적지 않다. 본 논문에서는 하천제방 단면의 주요 특성치인 제방 둑마루 폭, 비탈면 경사도, 제방 높이의 변화에 따른 수치해석을 실시하였고, 유출부 동수경사를 분석하여 제방에 대한 안정성 검토를 실시하였다. 그 결과 비탈면 경사의 확대가 둑 마루폭 증가보다 유출부 영역에서의 동수경사 감소 효과를 더 크게 나타나는 것으로 평가되었다. 즉, 하천 제방 설계 및 보강 시 비탈면 경사의 확대가 둑 마루폭 증가보다 더 효과적인 것으로 판단된다. Due to recent climate change, big typhoon and heavy rainfall happen frequently not only in Korea but also all over the world. It leads to collapse of levee by extraordinary flood. It lead to collapse of levees by extraordinary flood. These natural disasters give the life and property damages in near region. In this study, it was performed that a stability in levee using seepage analysis. It has been evaluated hydraulic gradient of exit zone according to variations in levee crest width, gradient. As a result, it showed that hydraulic gradient of exit zone was decreased due to increase of levee crest width and gradient, and it was evaluated that vertical hydraulic gradient was decreased than that of the horizontal hydraulic gradient.

병렬터널 필라부 거동에 대한 수치해석 검토

변요셉(Byun Yoseph),김현기(Kim Hyungi),이상수(Lee Sangsu),천병식(Chun Byungsik) 한국지반환경공학회 2010 한국지반환경공학회논문집 Vol.11 No.8

병렬터널의 이격거리가 근접할수록 응력집중으로 인하여 필라(pillar)의 파괴 위험이 큰 만큼 필라의 응력 검토 및 필라의 강도를 고려한 필라의 안정성 평가는 병렬터널의 이격거리 검토 시 매우 중요한 사항이다. 본 연구에서는 필라의 안정성을 구하는 방법 중 하나인 수치해석의 요소크기를 검토하여 필라부 안정성 검토에 대한 체계적인 분석을 제안하였다. 그 결과, 강도응력비는 요소크기에 따른 영향이 크게 없었고, 강도강소법에 의한 안전율은 요소가 작을수록 안전율이 작게 나왔다. 특히 지반이 풍화암인 경우 요소크기에 대한 안전율 값 차이가 크므로 지반이 불량한 경우 요소의 크기를 작게하는 것이 안정적인 결과를 나타냈다. Safety estimation of the pillar between parallel tunnels are very important considering stress concentration in case the piller width is not enough to secure the stability. Pillar width needs to be determined properly because of the progressive failure-risk of pillar due to stress-concentration. In this research, the effect of element size in numerical analysis was evaluated based on that yield pillar’s stability and proposed systematic analysis about pilar’s stability examination. In consequence of it, element size does not give any effect on intensity stress ratio. On the other hand, the analysis using the smaller element size results in lower safety factor in strength reduction technique. In case of the weathered re.k on the main ground layer, the analysis of result was not reliable. In conclusion, the smaller element size is, the more stable factor is.

수치해석 및 현장계측에 의한 대단면 터널 표준지보패턴의 적정성 검증

변요셉(Byun Yoseph),정성래(Chung Sungrae),송시명(Song Simyung),천병식(Chun Byungsik),박두희(Park Duhee) 한국지반환경공학회 2011 한국지반환경공학회논문집 Vol.12 No.7

터널의 지보패턴 선정 시 지표지질조사, 시추조사, 물리탐사 및 실내암석 시험 등의 결과로부터 암질을 파악하고 암반분류법, 국내ㆍ외 시공사례, 수치해석 등을 종합적으로 고려하여 암반등급을 구분하고 등급별 굴착공법 및 표준지보패턴을 설계하게 된다. 개정된 터널설계기준에 의하면 터널 설계를 위한 암반등급은 RMR을 바탕으로 등급별로 구분할 것을 권장하고 있으며, 필요할 경우 보다 세분화된 등급구분과 Q분류법 적용을 허용하는 등 탄력적인 기준을 제시하고 있다. 또한, 터널건설 시 구조물과 지반의 거동에 영향을 미치는 인자는 주로 지반자체의 특성, 지하수, 그리고 구조물 재료의 특성 등 불확실한 요소들이 주요 인자들이므로 터널 설계 시 지보패턴의 적정성 검증은 반드시 수반되어야 하며, 오늘날 이러한 검증방법 역시 다양화되고 전문화 되어가는 실정이다. 본 연구에서는 임하댐 비상여수로 터널에 대해 RMR과 Q값에 의한 지보패턴의 선정의 적정성을 경험적 방법 및 수치해석을 통한 분석과 현장 실측자료와의 비교ㆍ분석을 시행하여 검증하였다. ??When choosing the support pattern of tunnel, the characteristics of rock are identified from the result of the surface geologic survey, boring, and geophysical prospecting and laboratory test. And a rock mass rating is classified and excavation method and standard support pattern are designed considering rock classification, domestic and international construction practices, numerical analysis. According to the revised design standard for tunnel, it was recommended to classify the rock mass rating for the design of tunnel into a rating based on RMR. If necessary, it proposed a flexible standard allowed applying more atomized the rock mass rating and Q-System. Also, the reasonable verification of the support pattern must be accompanied because the factors affecting the structure and behavior of ground during the construction of tunnel are the main factors of uncertainty factors such as the nature of ground, ground water and the characteristics of structural materials. These days, such verification method is getting more specialized and diversified. In this study, the empirical method, numerical analysis and comparative analysis of in situ measurements were used to prove the reasonableness in the support pattern by RMR and Q-value on the Imha Dam emergency spillway.

Top Down 공사현장에 적용되는 현장타설 선기초기둥의 지지력에 관한 연구

변요셉(Byun, Yoseph),정경식(Jung, Kyoungsik),김종호(Kim, Jongho),천병식(Chun, Byungsik) 한국지반환경공학회 2011 한국지반환경공학회논문집 Vol.12 No.12

최근 최첨단 정보통신 산업의 발전과 비약적인 교통수단의 개선으로 인해 도심지의 개념이 점차적으로 확대되고 있으며, 지하공간이 대형화, 대심도화 되고 있어 구조물의 건설을 위한 지하굴착방식 또한 건설환경에 발맞춰 변화되게 되었다. 이 중 Top Down 공법은 건축계획과 연계하여 종래의 지하굴착 방식과는 다른 획기적인 방법이며, 그 중 기둥용 선기초기둥은 공사방식이나 공사기간, 공사비에서 매우 중요한 요소 중 하나이다. 따라서 본 연구에서는 이러한 건물 기둥용 선기초기둥에 대하여 현장 검증용 재하시험 결과를 기준으로 설계단계에서의 지지력 산정결과와 비교, 분석을 통해 각 검토방법별 적용성을 고찰해 보고자 하였다. 그 결과 대부분의 설계식은 재하시험 결과에 못미치는 보수적인 결과를 주는 것으로 나타났다. 또한 구조물기초 설치 후 영구하중 에 대해 현장타설말뚝 두부에 작용하는 압축응력을 평가해 본 결과 전반적으로 기초와의 구속효과로 인해 작용응력이 감소하는 것으로 나타났다. Recently, a concept of the downtown area was progressively extended by improvement of rapid transportation system and development of the most advanced telecommunication industries. And underground has become bigger in addition deeper, Excavation methods which construct a structure were changed according to construction environments. Top Down methods which are continuous with architectural plan differ from existing excavation methods innovatively, pre-founded column is an important factor for construction methods, duration, expenses. Therefore, this study considers application by investigative methods according to comparison, analysis on loading test result of on site inspection and estimated results of bearing capacity for structure pre-founded column. As a result, almost designing eclipse appeared prior value which didn’t arrive result of load test. Also, evaluate permanent load for the compressive stress acting on head of cast-in-place after basic structure was installed. Then, applying stress generally is reduced by confining effect with foundation.

정밀점검 결과를 통한 국내 절토 비탈면 현황조사

변요셉(Yoseph Byun),성주현(Joohyun Seong) 한국지반환경공학회 2014 한국지반환경공학회 학술발표회논문집 Vol.2014 No.9

시공단계를 고려한 비탈면의 안정성 검토를 통한 비탈면 활동원인 연구

변요셉(Byun Yoseph),장현길(Jang Hyeonkil),정경식(Jung Kyoungsik),천병식(Chun Byungsik) 한국지반환경공학회 2011 한국지반환경공학회논문집 Vol.12 No.8

최근 우기 시 집중호우로 인한 보강토 옹벽 및 비탈면의 붕괴는 빈번히 발생하고 있으며 더욱 인명사고로 이어지고 있다. 이에 본 논문에서는 집중호우로 인한 보강토 옹벽의 붕괴된 사례를 통해 보강토 옹벽의 균열 및 비탈면활동의 원인을 분석한 내용을 다루었고, 시공단계를 고려한 유한요소해석을 실시하여 비탈면의 파괴원인 분석 및 거동특성을 파악하였다. 연구결과 집중호우에 의한 보강토 옹벽의 변위는 증가하는 것으로 나타났으며, 그 증가폭도 큰 것으로 나타났다. 이와 같은 결과를 통해 말뚝 항타로 인해 보강토 옹벽의 붕괴에 일부 영향을 미칠 수 있는 것으로 분석되었다. In recent rainy seasons, severe rain storms have caused frequent reinforced retaining wall collapses and slope sliding which have lead to casualties. In this paper, investigating cases of reinforced retaining wall failure, the causes of cracks in reinforced retaining wall and slope sliding have been examined, and a finite element analysis considering the construction phase has been done to analyze the cause and characteristics of slope sliding. As a result, reinforced retaining wall displacement has increased due to heavy rain storms and the increase size has been shown to be large. From these results, it has been analyzed that pile driving can have an effect on the collapse of reinforced retaining walls.

유한요소해석을 통한 되메움재 종류에 따른 지하매설관의 변형 특성 연구

변요셉(Byun Yoseph),안병제(Ahn Byungje),강병주(kwang Byeongjoo),천병식(Chun Byungsik) 한국지반환경공학회 2009 한국지반환경공학회논문집 Vol.10 No.5

지하매설관 설치시 매설관 아래의 베딩면 상부 되메움재는 적절한 다짐이 필요하다. 그러나 원형매설관 설치시 기존 시공법의 경우는 관 하부의 다짐이 어렵고, 또한 다짐효율이 떨어져서 지하매설관의 안정성을 저감시키며, 이로 인하여 매설관의 파손이 발생한다. 이러한 지하매설관 되메움시 발생하는 문제점을 해결할 수 있는 방법 중의 하나가 유동성 채움재(CLSM)를 이용하는 것이다. 유동성 채움재는 저강도 콘크리트 개념을 지반공학에 적용하여 만들어진 것이다. 이의 대표적인 특성은 자기수평화(self-leveling), 자기다짐(self-compacting), 유동성(flowablility), 인위적인 강도조절, 시공단계를 줄여 시공비 절감이 가능하다는 것이다. 따라서, 본 논문에서는 유한요소해석을 수행하여 동일한 조건에서 현장발생토, 일반모래, 유동성채움재를 되메움재로 사용하였을 경우의 거동을 비교?분석하였다. 그 결과 되메움재로 유동성채움재를 사용하는 경우가 현장발생토사나 일반모래를 사용한 경우보다 지표침하 및 매설관의 변위를 감소시키는 것으로 나타났다. When underground pipe is installed, backfill materials need proper compaction. But in case of circular underground pipe, compaction of backfill material is difficult and compaction efficiency is poor at beloe the pipe. It caused the stability of underground pipe is reduced and various damages occurred. One of the solutions to solve this problem for underground pipe is to use controlled low strength material (CLSM). CLSM is made by concept of low strength concrete, which is applied to geotechnical engineering field. The representative characteristics of CLSM are self-leveling, self-compacting and flowability. In addition, its strength can be controlled and its construction method is simple. The behavior of underground pipe was investigated by finite element analysis for various backfill materials under same condition. As a result, in case of using the CLSM as backfill material, surface settlement and displacement of pipe are reduced comparing with those in case of using field soil or sand.

암반 비탈면에서 AE 기법을 이용한 위험도 평가 연구

변요셉(Yoseph Byun),김석천(Sukchun Kim),성주현(Joohyun Seong),천병식(Byungsik Chun),정혁상(Hyuksang Jung) 한국지반환경공학회 2014 한국지반환경공학회논문집 Vol.15 No.11

사면은 건설된 후에도 집중강우나 지진, 풍화 등 외부요인으로 인해 파괴가 발생할 수 있기 때문에, 사면의 안정적 유지관리를 위해서는 사면 붕괴의 가능성을 파악하는 것이 필요하다. 특히 암반사면은 암석의 취성적인 특성으로 인해 변위 계측 등과 같은 일반적인 방법으로는 파괴발생이전에 사전징후를 감지하기 매우 어렵다. 그러나 AE 기법을 사면에 적용한다면 변위가 발생하기 전에 파괴 시 발생된 AE 신호를 분석함으로써 일반적인 계측 방법보다 초기에 상태파악이 가능할 것이다. 본 논문에서는 한국의 암반사면 중 붕괴 이력을 가지고 있는 사면에 AE 기법을 적용하여 사면붕괴 가능성을 파악하였다. 그 결과 붕괴위험이 있는 사면에 AE 기법을 적용하면 사면의 위치별 붕괴 가능성을 가능할 것으로 판단된다. A slope may fail after construction owing to external factors such as localized rainfall, earthquake, and weathering. Therefore, the grasp of failure probability for slope failures is necessary to maintain their stability. In particular, it is very difficult to detect the symptoms of rock slope failure in advance by using traditional methods, such as displacement due to the brittleness of rocks. However, Acoustic Emission (AE) techniques can predict slope failures earlier than the traditional methods. This study grasped failure probability of slope by applying AE techniques to a rock slope with a history of collapse. When applying AE techniques to a slope that has a high probability of failure, the grasp of failure probability of the specific location became possible.