RMR 분류에 의한 암반등급과 제안식에 의한 암반 변형계수 추정기법의 상관관계 분석

도종남(Do, Jongnam),이진규(Lee, Jinkyu),천병식(Chun, Byungsik) 한국지반환경공학회 2012 한국지반환경공학회논문집 Vol.13 No.4

암반으로 이루어진 지반에 지하철, 철도, 도로터널 및 지하 저장소 등 지하공간을 적극 활용하기 위해서는 암반의 특성을 고려한 물성치를 확보하는 것이 중요하다. 모든 현장에서는 직접적으로 암반의 변형계수를 측정하여 설계에 반영하는 것이 바람직하나, 방대한 암반지반에 대한 변형계수 물성치를 확보하기 위해 계측을 실시하는 것은 난해한 실정이다. 따라서, 일반적으로 터널설계 시 RQD, RMR 등을 이용하여 선행연구자들이 제안한 식을 많이 이용하고 있다. 그러나 이들 제안식들의 경우 대부분이 해외사례연구를 통한 경험식이므로 국내 암반의 강도 및 변형특성에 맞는 변형계수를 추정해 내는 데에는 제한이 있을 것으로 판단된다. 따라서, 본 연구에서는 기존에 쓰여지고 있는 경험식의 적용성을 고찰하기 위하여 RMR법에 의해 암반을 분류한 국내현장 7개소를 선정하여 공내재하시험에 의한 실측값과 경험식에 의한 산정된 변형계수를 비교하여 그 상관관계를 규명하고자 하였다. 공내재하시험에 의한 실측값과 선행연구자들에 의해 제안된 식으로 산정된 변형계수의 비교 결과, RMR지수가 50 이상인 경우에는 실측값과 제안식에 의해 산정된 암반의 변형계수가 상관성이 없는 분포를 보였다. 반면 RMR 지수가 50 이하인 경우에는 편마암, 화강암, 화강편마암은 기존의 제안식과 유사한 경향을 나타내었고, 셰일 및 사암 등 일반퇴적암의 경우는 상관성이 없는 것으로 나타나 적용이 난해할 것으로 판단된다. The deformation modulus of rock masses is a very important design factor for the computation of stability of tunnels and their support systems. Several empirical formulas to estimate the deformation modulus using simple rock classification methods such as RQD or RMR are widely used because field tests to evaluate the deformation modulus are very expensive and time consuming work. However, these formulas can be depended on experiences from the characteristics of local sites in each country. So it is possible that there might be limitations to estimate appropriate deformation modulus in South Korea using the empirical formulas. Therefore, in this study, the applicability of empirical formulas was analyzed by comparing estimated value with the measured value from eight sites in South Korea. The results show that the estimated value based on the empirical formulas partially have tendency to overestimate. Especially, in case of sedimentary rocks, it was too difficult to apply to the empirical formulas because there was no relation ship between estimated value and measured value. For these reasons, additional data from many tests and accurate analyses are necessary to evaluate the estimation method for the deformation modulus considering the local characteristics of rock masses.

4차로 광폭터널의 계측결과를 이용한 암반등급에 따른 지보수준 평가

도종남(Do, Jongnam),김연중(Kim,Yeonjoong),이찬복(Lee, Chanbok),천병식(Chun, Byungsik) 한국지반환경공학회 2012 한국지반환경공학회논문집 Vol.13 No.1

본 논문에서는 서울OO고속도로 건설공사 노선에 있는 2곳의 광폭 4차로 터널의 계측항목별 측정결과를 정리한 계측분석 자료를 근거로 하여 터널굴착에 따른 주변지반의 움직임과 각 지보부재의 효과를 파악하고 공사의 안전성 및 경제성을 재평가하고자 하였다. 터널 노선에 대한 사전 지질조사 및 주변 구조물 현황을 조사 분석하여 터널굴착에 따른 주변 지반, 각 동바리 부재의 변위, 응력의 변화를 파악하여 설계, 시공의 안전성과 경제성을 확인하고, 또한 설계 기준값과 계측치를 비교?분석하여 실제 현장조건에 맞는 지보 수준을 평가하였다. 평가 결과 대부분의 구간에서 기준치(30mm)이하의 변형결과를 보였고 암반등급에 따라 시공된지보재의 수준이 과대하게 산정되었음을 알 수 있었다. 따라서 공사의 효율성 및 경제성의 측면에서 고려해볼 때, 향후 지보재의 적정수준에 대한 발전된 연구가 진행되어야할 필요가 있다고 판단된다. Field measurement is a very essential factor for economic aspect and estimation of stability of tunnels. In this paper, various types of support element based on field test data in 4-lane wide road tunnel were evaluated. And stability and economical efficiency were also estimated. The estimated value were compared with design value and the type of support element which is applicable to site condition was evaluated. The results show that most of support elements were modified under the standard value(30mm) and type of support element which is already constructed was overestimated. So, appropriate level of support element have to be presented to save the time and cost during construction.

자동화 그라우팅 기법의 현장적용성에 관한 연구

도종남(Do, Jongnam),박정환(Park, Junghwan),최동찬(Choi, Dongchan),천병식(Chun, Byungsik) 한국지반환경공학회 2012 한국지반환경공학회논문집 Vol.13 No.1

국내에서 그라우팅은 대부분 전문성 있는 지식이나 이론적인 연구에 의한 방법이 아닌 경험적인 방법에 의해 설계되고 있다. 따라서, 본 연구에서는 그라우팅이 적용되는 건설현장에서 자동화 그라우팅 기법의 품질관리기술과 방법에 대한 것을 논의하고자 한다. 연구결과, 제한적인 물주입시험에 의한 최적주입압 결정과 관련된 방법은 그라우팅 전·후에 대한 평가만이 가능한 것으로 나타났으며, 그라우팅재료가 지반내에서 확산하는 동안 주입압력(p)~주입속도(q)~침투시간(t) 차트 분석을 통해 주입압, 주입속도, 침투시간의 특성을 평가할 경우 그라우트 압력에 의한 지반의 파쇄를 방지할 수 있을 것으로 나타났다. 주입압력(p), 주입속도(q)와 침투시간(t) 곡선을 분석하여 적합한 값을 도출하면 효과적인 설계를 수행할 수 있다. 본 차트분석기법은 기존의 종이롤에 기록되어 지는 주입압력(p)과 주입속도(q)를 정리하여 관리할 수 있으며, 통합유량계는 정확한 수량을 기록할 수 있으나 기록된 주입압력은 초기, 중급 및 최종 지점에 따라 다르게 나타나므로, 통합유량계 및 그라우팅 대상 지반의 특성의 상관관계가 규명되는 것이 바람직한 것으로 사료된다, 본 연구에서 제안된 자동화 그라우팅 기법은 주입압력과 그라우팅 대상 지반의 특성간의 신뢰성 있는 상관관계를 설명할 수 있으며, 이를 활용한 그라우팅 품질관리 기술을 발전시킬 것으로 기대된다. In Korea, grouting has been mostly designed and constructed by experiences without expert knowledge and theoretical study. So there are a lot of problems related to the quality and safty of grouting. Therefor, in this paper the quality management skills and method were discussed through out by using the auto-grouting method and field test of grouting for the construction. Through the limit water injection test of the soil, it make the optimum injection pressure and injection speed of grouting, and through the lugeon test of the rock, it make assess the permeability of before and after grouting. In order to prevent the hydraulic fracture of soil and break away from the grouts if it apply four kinds of mode of grouting stop criteria, injection effects can be improved. From the above characteristcs designers evalute the fitness values of injection pressure(p), injection speed(q) and grouting penetration time(t). So far, to record and manage pressure(p) and speed(q) of grouting autographic devices such as intergation flow-meter usually record data in a roll of paper. Intergration flow-meter can record grouting flow quantity exactly, but the recorded pressures differ from the any basis such as intitial, intermediate and final point. Therefore, it has been argued that is a need of reliable method to describe the connection between the pressure recorded by an intergration flow-meter and the special properties of the grouting target ground. auto-grouting method can describe the reliable connection between the grouting pressure and the special properties of the grouting target ground. So, in this paper by using auto-grouting method, it is expected that to secure basis of quality control techniques construction.

도로 제설재의 효과적 사용방안에 관한 실험적 연구

도종남(Do, Jongnam),김태수(Kim, Taesoo),이찬복(Lee, Chanbok),김연중(Kim, Yeonjoong),천병식(Chun, Byungsik) 한국지반환경공학회 2012 한국지반환경공학회논문집 Vol.13 No.2

최근 지구온난화로 인한 기후변화로 제설재의 사용량이 증가될 것으로 예상되어 제설재의 효율적인 관리가 필요하다. 우선 현실적으로 국내의 동절기 기온을 살펴볼 때 빙점강하의 역할을 30%, 염화칼슘 용액의 빙점인 -52℃ 이하까지로 기준을 잡을 필요는 없다. 비용측면에서도 염화칼슘은 소금에 비해 2~3배 가량 가격이 비싸고 수급상황에서는 더 이상 국내에서는 생산이 되지 않고 전량 수입해야 하는 여건이므로 이에 따른 제설재의 활용방안을 다각적인 방향으로 고려해야 하는 상황이다. 따라서, 본 연구에서는 현재 제설작업에서 습염살포방식에서 사용하는 염화칼슘용액을 소금용액으로 대체하기 위한 기초적 연구로 융빙량 시험, 강재부식 시험, 콘크리트 동결융해 시험 등의 제설재의 품질시험을 통하여 기존의 제설효과에 비해 효과가 저하되지 않는 공법을 개발하고자 하였다. The amount of snow due to global warming and climate change has recently increased. The effective management of snow removal materials will be required. First, on the basis of domestic winter temperature, it is not necessary to get a baseline to less than the freezing point of -52℃ for the calcium chloride(CaCl2) of 30%.. In terms of cost comparison between calcium chloride(CaCl2) and sodium chloride(NaCl), the calcium chloride(CaCl2) is 2 to 3 times more expensive, and the supply of the calcium chloride(CaCl2) is not produced in domestic country and is in the conditions that have to imports all needed. Accordingly, the effective use scheme of snow removal materials should be considered to multifaceted ways. Thus, the objective of this study is to develop effective method and to replace from calcium choride(CaCl2) to sodium chloride(Nacl) solution in the current snow removal operating system that uses a pre-wetted salt spreading method. The effective method that equals to the quality of the existing snow removal materials was developed in this study through performance tests for deicing chemicals, corrosion test of steel and freezing and thawing tests of concrete.

지중구조물의 고속도로 교대 근접 시공 시 기존 교대기초의 안정성 검토

도종남(Jongnam Do),남문석(Moonseok Nam),김태수(Taesoo Kim),박창호(Changho Park),박영호(Youngho Park) 한국지반환경공학회 2015 한국지반환경공학회 학술발표회논문집 Vol.2015 No.09

충청지역 지층별 전단파속도와 N값의 상관관계 분석

도종남(Do, Jongnam),황필재(Hwang, Piljae),정성래(Chung, Sungrae),천병식(Chun, Byungsik) 한국지반환경공학회 2011 한국지반환경공학회논문집 Vol.12 No.10

본 연구는 충청 지역에서 측정된 전단파 속도를 지층별로 점성토층, 사질토층, 자갈층, 풍화토층, 풍화암층으로 분류하여 표준관입시험 N값과 전단파 속도의 상관관계식을 제안하였으며, 참고적으로 풍화암층을 제외한 전체토층의 상관관계식을 도출하였다. 제안된 상관관계식은 국내외 기존 제안식을 고려하여 모두 멱함수로 산정하였으며 지반강도의 경우 N값이 50 이상일 경우에는 선형으로 환산하여 적용하였다. 금번 연구에서 제안한 관계식을 국내외 사례와 지층별로 비교 분석한 결과 점성토층, 사질토층, 자갈층, 풍화토층의 경우에는 유사한 특성을 보이고 있음을 알 수 있었다. 다만, 풍화암층에 대한 상관관계식의 경우 국내 관계식과 다소 낮은 결과치를 나타내는 차이가 있음을 확인하였다. 풍화암층의 경우 상관관계식 산정에 있어 N값이 50 이상일 경우는 선형으로 환산하여 적용함에 따라 지반 강도가 높은 지층인 풍화암층에서 차이가 발생한 것으로 파악된다. In this study, features of correlation between S-velocity and N value are derived from 9 suspension PS layers in Chungcheong Buk-do. S-velocity to be measured on Chungcheong Buk-do is classified into 5 as conditions of stratum that are ; cohesive soil layer, sandy soil layer, gravel layer, weathering soil layer, weathered rock layer. Each correlation formulas between N value by SPT and S-velocity is proposed from these classifications. And correlation formula for whole soil body except weathered rock layer also is proposed for reference. Corelation formulas developed this study formed square expression considering existing formulas produced internationally. Strength parameter converted to linear if N value is more than 50. Features of proposed formula which came up with comparative analysis of international result of cohesive soil layer and sandy soil layer and gravel layer show similar to existing ones. But there is deference that result of correlation formula for weathered rock layer is a little smaller than domestic formula’s one. Because correlations of weathered rock layer above the N value of 50 is converted into a linear formation.

토압조건이 교대의 수평변위에 미치는 영향요인 분석

도종남(Jongnam Do),김경석(Kyungseok Kim),이상래(Sangrae Lee),이승준(Seongjoon Lee),박영호(Youngho Park) 한국지반환경공학회 2014 한국지반환경공학회 학술발표회논문집 Vol.2014 No.9

교대 말뚝기초 설계 시 적용되는 횡방향 스프링정수의 신뢰성 평가

도종남(Jongnam Do),김낙영(Nagyoung Kim),이현승(Hyunseong Lee) 한국지반환경공학회 2020 한국지반환경공학회논문집 Vol.21 No.5

본 연구에서는 교대 말뚝기초 설계 시 적용되는 횡방향스프링정수(k1)의 신뢰성에 대한 평가를 실시하였다. 이를 위하여 Chang(1937)이 제안한 변위법으로 설계된 교대 말뚝기초의 횡방향변위 예측관련 인자의 신뢰성을 ○○교와 ○○IC2교의 설계계산서를 기반으로 수계산 및 수치해석(p-y 분석)으로 파악하였다. 그 결과, 변위법 보다 수치해석으로 산정된 k1값이 더 작게 나타났다. 이는 시공 시 발생되는 횡방향 변위가 설계단계에서의 예측값 보다 더 크게 발생할 수 있음을 의미한다. In this study, the reliability of the lateral spring constant (k1) applied during design of pile foundation for bridge abutment was evaluated. To do this, the reliability of the factors related to the prediction of the lateral displacement of the abutment pile foundation, which was designed based on the displacement method proposed by Chang (1937), was analyzed. The data used for analysis were the design statements of ○○ bridge and ○○ IC2 bridge. Then, it was derived by comparing with the numerical analysis (p-y analysis) based on the basic data.

도입 30년 시점에서 고속도로 보강토옹벽의 손상사례 분석

도종남(Jongnam Do),김낙영(Nagyoung Kim),김명일(Myoungil Kim),박두희(Doohee Park) 한국지반환경공학회 2020 한국지반환경공학회논문집 Vol.21 No.12

보강토옹벽은 1970년대 프랑스에서 개발되어 국내에는 1990년대에 본격적으로 적용되기 시작하였다. 그리고, 현재는 1,300여개의 보강토옹벽이 고속도로 성토, 교량 접속부 등을 지탱하고 있다. 보강토옹벽 시공 기술은 나날이 발전하여 최근에는 보강토옹벽 자체를 교대구물화 하는 보강토교대를 개발하고 시범 도입할 정도가 되었다. 하지만, 고속도로 곳곳에 시공된 보강토옹벽에는 다양한 손상이 꾸준히 발생되고 있다. 이에 대한 원인은 설계, 시공, 유지관리 단계에서의 소소한 결함들로 분석이 되었다. 이에 대한 해결 방안은 개별 공정 하나 하나에 대한 중요성 인지하는 인식 변화이지만, 이는 하루아침에 형성되지 않는다. 본 연구에서는 고속도로 보강토옹벽 도입 30년을 맞이하여, 지금까지 보강토옹벽에서 발생된 손상 사례를 분석하여 유형화 하고, 이에 대한 대책을 제시하고자 하였다. 그 결과, 보강토옹벽에 발생하는 손상을 10가지 유형으로 나누었고, 각각에 대한 설계, 시공, 유지관리 단계에서의 원인과 대책을 도출하였다. Reinforced earth retaining walls were developed in France in the 1970s and began to be applied in earnest to Korea in the 1990s. And now, about 1,300 reinforced soil retaining walls support the embankment of highways and bridge connections. The reinforced earth retaining wall construction technology has evolved day by day, and in recent years the reinforced earth retaining wall itself has been developed and introduced as a demonstration. However, various damages are constantly occurring in the reinforced earth retaining walls constructed throughout the highway. The cause of this was analyzed as minor defects in the design, construction, and maintenance stages. The solution for this is a change in perception of the importance of each individual process, but this does not form overnight. In this study, 30 years have passed since the introduction of the reinforced soil retaining wall on the highway, the damage cases were analyzed and categorized that have occurred in the reinforced soil retaining wall so far, and attempted to present a confrontation. As a result, the damage occurring on the reinforced soil retaining wall was divided into 10 types, and the causes and countermeasures in the design, construction, and maintenance stages for each were derived.

흙막이벽에 발생하는 수평변위의 현장계측과 수치해석적 접근

도종남(Do Jongnam),류웅렬(Wrryu Woongryeal),안이환(An Yihwan),천병식(Chun Byungsik) 한국지반환경공학회 2010 한국지반환경공학회논문집 Vol.11 No.2

최근의 우리나라 지하굴착공사는 공법의 발전과 더불어 경제적인 부지활용을 위하여 대규모, 대심도화 되어가고 있는 추세이다. 굴착공사 대상은 자연상태의 지반으로 그 성상이 매우 복잡하며 다양한 특성을 지닌다. 지하굴착공사로 인하여 인접구조물에 변형을 주거나 과도한 토압으로 인한 벽체의 변형으로 흙막이벽 자체의 안정성에 심각한 문제가 생길 수 있다. 이에 흙막이공사가 안정적으로 수행되기 위해서는 대상토질의 공학적 특성 및 지역적 특성을 충분히 고려하여 굴토계획을 수립하고 적절한 공법선정이 이루어져야 한다. 본 연구에서는 흙막이벽의 수평변위 특성을 파악하기 위하여 기 시공된 현장 사례를 통해 굴착이 진행되면서 부터 완료되기까지의 계측자료와 수치해석 결과를 비교?분석하였다. 이를 위하여 기 시공된 6개 현장의 계측데이터를 분석하였고, 탄소성보법 해석 프로그램인 SUNEX를 이용하여 변위특성을 파악하였다. 계측 및 해석결과 얕은 심도에서의 일부 변위가 제안값을 미소하게 초과하는 경향을 보였으나 대체적으로 최대수평변위가 제안값 범위 내에 있으므로 흙막이 벽체가 안정함을 알 수 있었다. Recently, it is a trend of the underground excavation to become larger and deeper for more effective use of available space and with the advent of new excavation technologies. The ground typically has a complex stratigraphy. The excavation can lead to large deformation in the nearby structures and large earth pressure on the wall. This can lead to serious problem in the stability of the wall. For the retaining wall to be safely constructed, it is important that the stratigraphy and engineering properties of the ground be accurately estimated, based on the excavation plan and appropriate excavation method. This study uses the measured field data and numerical results to characterize the characteristics of the lateral deformation of the retaining wall. A touredof six field data were analysed. SUNEX, a numerical program which uses the elasto-plastic model to represent the soil, was used. It was shown that the measured deformations exceeded the proposed values for shallow excavations. Overall, the maximum lateral deformation was within the proposed value and hence, the walls were analyzed as safe.