지반의 진행성 파괴와 기초의 크기 효과를 고려한 지지력 특성에 관한 실험적 연구

임종철,안민홍,홍석우,강정철,여종인 釜山大學校生産技術硏究所 1999 生産技術硏究所論文集 Vol.56 No.-

얕은 기초의 지지력을 산정하는데 있어서 기존 이론의 지지력계수(Nc,Nr,Nq)는 흙의 내부마찰 각 φ만의 함수로 표현되어져 있다. 그리고 조밀한 모래지반에서는 동시파괴(전반전단파괴)가 발생한다고 가정하고 있다. 본 논문에서는 주문지 표준사를 이용하여 중간·조밀한 모래지반을 제작하여, 재하폭 B를 변화시켜 실험하였다. 실험 결과, 조밀한 모래지반에서도 진행성파괴가 발생하며, 지지력계수 Nr의 평가에 있어서 내부마찰각 φ뿐만 아니라, 재하폭 B의 영향이 고려되어져야 함을 알 수 있었다. The bearing capacity factors(Nc,Nr,Nq) of an existing formulae are the function of only internal friction angle(φ) in calculating of ultimate bearing capacity of shallow foundations. And it is assumed that the simultaneous failure(general shear failure) occurs in the dense sand. In this study, the medium to dense sand grounds are formed by Joomunjin standard sand, and the laboratory medel tests are made with the change of load-width(B). By test it is known that the progressive failure is also occurred in the dense sand ground and so the bearing capacity factor(Nr) should be considered for not only internal friction angle(φ) but also the effect of load-width(B).

토사터널에서 지상구조물의 침하억제를 위한 마이크로 파일의 설치영역에 관한 연구

임종철,박이근,펄디난드 이. 바우티스타 釜山大學校生産技術硏究所 2002 生産技術硏究所論文集 Vol.61 No.-

도심지 지하철 공사는 토사 NATM으로 시공되는 것이 대부분이다. 그러나, 토사지반에 NATM으로 터널 시공시 지상구조물의 침하억제대책이 필요하다. 도심지에서는 공간적, 환경적 여러 제약조건으로 인해, 구조물 침하억제대책으로 마이크로 파일 공법을 적용하는 것이 더욱 적절하다고 볼 수 있다. 본 연구에서는 마이크로 파일의 설치위치와 설치길이에 대한 연구를 수행하고, 마이크로 파일의 최적 설치영역을 제안하였다. Most of the urban subway systems are constructed using Soil NATM. But when NATM is used in soft ground tunnelling, remedial measures to prevent the settlement and damage of existing structures are needed. In urban areas, micropile may be considered as the most appropriate method of reinforcing existing structures. In this study, model tests were performed to investigate the variation of the reinforcing effect with the micropile's installation location and length. From the result of these tests, the appropriate installation range was suggested.

앵커테의 탄성계수(Ea)

임종철,홍석우,고호성 釜山大學校生産技術硏究所 1999 生産技術硏究所論文集 Vol.56 No.-

앵커는 흙막이 벽, 사면안정 등에서 사용되는 지반변형 억제공법이다. 앵커가 지중에서 인발하중을 받으면 앵커체의 강성과 지반의 강성에 따라 각각 다른거동을 하게 된다. 본 논문에서는 인장형 및 압축형 앵커의 인발에 따른 표면에서의 응력거동을, 주로 탄성계수비에 따른 전단응력의 변화에 중점을 두고 수치해석 기법을 이용하여 분석하였다. 여기서, 탄성계수비(codfficient ratio of elasticity)란 지반탄성계수(Er)와 앵커체탄성계수(Ea)의 비(Ea/Er)를 말하는데, 이 탄성계수비에 의해 앵커의 진행성 파괴에 대한 영향을 평가할 수 있다. Anchor is used for a restraining of a ground deformation in the retaining wall, slope-stability et ctc. Whe n pullout load is applied to the anchor in the ground, the behavior of the anchor in the ground is differed by the rigdity of anchor body and ground. In this study, the stress-behavior is analyzed by the numerical a nalysis on the suface of an anchor body according to the pullout of an anchor. Mostly, The analysis is foc used on the change of a shear stress according to the coefficient ratio of elasticity. The coefficient ratio of elasticity(Ea/Er) si defined by the ratio between elastic modulus of ground(Er) and that of anchor body (Ea). By using this ratio, the progressive failure of anchor body can be analysed.

앵커의 형식에 따른 인발기구와 설계 프로그램 개발

임종철,홍석우 釜山大學校生産技術硏究所 1998 生産技術硏究所論文集 Vol.55 No.-

앵커는 그 형식에 따라 힘을 받는 기구가 달라진다. 본 연구에서는 인장형과 압축형으로 분류되는 마찰형 앵커의 현장실험의 결과를 통해 저항특성 및 기구를 분석하였고, 또한 압축형 앵커의 내하체 압축시험결과를 이용하여 앵커 설계법을 제안하고, 이 설계법을 사용하여 앵커의 인발저항력을 계산하는 컴퓨터 프로그램을 개발하였다. 압축형과 인장형 앵커의 특성을 비교하여 요약하면 다음과 같다. (1) 압축형 앵커가 인장형 앵커보다 인발시 진행성의 영향이 적은 것으로 밝혀졌다. (2) 압축형 앵커는 인발시 그라우트의 포아송 효과로 인해 주면마찰저항이 증가한다. The resistance mechanism of anchor changes according to the types of anchor. Friction anchor is classified into tension and compression types. In this study, the characteristics and mechanism of pullout are analysed, and the design method of anchor and computer program for design are developed through compression test results of anchor body grout. The characteristics of compression anchor, compared with tension anchor, are summarized mainly as follows : (1) The effect of progressive failure of compression anchor body are much smaller than those of tension anchor during pullout of anchor; (2) The skin friction resistance is increased by possion effect of grout (anchor body) during pullout of compression anchor.

[논문]성토체의 압축량 산정방법에 관한 실험적 연구

임종절,박이근,Ho-Seong Ko 釜山大學校生産技術硏究所 2004 生産技術硏究所論文集 Vol.63 No.-

현장에서 시공시 성토량은 성토체 자체의 압축침하(즉시 및 크리프)와 시공중 및 시공완료 후 발생한 제체하부원지반의 압밀침하, 암버럭 사이의 간극채룹에 의한 토량, 강우시 토사유출에 의한 손실토량 등에 의해 압축량은 영향을 받는다. 이러한 여러 가지 이유로 성토할 흙의 종류에 따른 토량환산계수의 허점을 보완하고자 소정 밀도로 다짐 성토공시체에 일정재하하중을 정적으로 가하여 성토체 압축침하량을 산정하는 식이 있지만 상수값 산정이 다소 불명확하게 표현된다. 본 연구에서는 성토체의 다짐도와 건조밀도를 달리하여 응력 단계별로 즉시변형률과 크리프변형률을 산정하여 자중에 의한 압축량 산정방법을 제안하고자 한다.

실드터널 시공시의 지표 구조물의 침하 억제 대책에 관한 연구

임종철,윤이환,박이근,고호성,홍석우 釜山大學校生産技術硏究所 1999 生産技術硏究所論文集 Vol.56 No.-

연약지반 터널 굴차시 실드공법은 근접 구조물 안전에 유용한 공법이다. 하지만 실드 터널 공법은 터널 주변 지반의 변형을 최소화 할 수 있는 장점을 가지는 반면 테일 보이드(Tail Void)에 그라우트된 주입재가 경화되기 전에 발생하는 지반 변형은 피하기 어렵다. 본 연구에서는 테일 보이드로 인한 인접 구조물의 침하를 억제하는 방법중 하나인 마이크로파일(micropile)의 영향을 모형실험을 통하여 규명하였다. 기초적인 실험 결과로써 마이크로파일 보강시 마이크로파일의 효과적인 설치방향과 침하 억제비를 밝혔다. In soft ground tunneling, shield method is very good for safety of neighboring structures. Although shield tunnel method has the merits to minimize the deformation of ground around tunnel, ground deformations occurred until the material grouted in tail void hardens are inevitable. In this study, the effects of micropile used as one method to restrain the settlement of neighboring structures by the tail void are studied by laboratory model tests. As a basic test result, the effective direction of micropile and the restraint rate of settlement by micropile reinforcement are known.

[논문]연약지반 성토시의 면적비를 활용한 안정관리기법

임종철,엄진현,박이근 釜山大學校生産技術硏究所 2003 生産技術硏究所論文集 Vol.62 No.-

국제 무역시대의 도래로 항만 물동량이 크게 증가함에 따라 항만시설의 확충이 시급한 실정이다. 비교적 양호한 지반에서의 항만공사는 종래에 대부분 행해졌으며, 현재는 아주 연약한 지반에서의 해안매립을 통한 부지조성 등의 대규모 공사가 진행중이다. 연약지반 성토시 하부지반은 압밀침하와 전단변형이 동시에 발생하므로, 양자를 고려한 안정성 판단이 매우 중요하다. 본 연구에서는 현장에서 파괴가 발생한 부산 신항만공사의 서방파제 계측결과를 분석하고 수치해석을 수행하여, 면적비 안정관리기법을 제안하였다.

사질지반 NATM 터널의 강관보강 효과에 대한 모형실험

임종철,장지건,홍석우 釜山大學校生産技術硏究所 1998 生産技術硏究所論文集 Vol.55 No.-

사질지반에서 얕은 터널 굴착시 지표면의 침하억제와 막장의 안정은 필수적이다. 이를 위해 적정한 보조공법을 사용하여 지반을 개량하여야 한다. 그러나 이러한 보조공법에 관한 메터니즘이 아직 명확하게 밝혀지지 않고 있다. 본 연구에서는, 강관을 사용한 보조공법의 메커니즘을 연구하기 위해 모래로 지반을 조성하여 실험을 실시하엿다. 그 결과는 아래와 같다. 1) 주동상태는 건조모래(w=0.28%)에서는 ΔL/D≒0.0025일 때, 함수비 (w)=1.8% 에서는 ΔL/D≒0.005일 때 발생하였다. 여기서, D : 터널의 지름, ΔL : 막장의 후퇴변위 2) 모형지반의 함수비가 1.8%일 때는 보강재의 길이가 0.7D이상이면 충분한 지지력을 얻을 수 있다. 3) 막장전면에 작용하는 주동토압은 무라야마(村山)의 방법에 의한 이론값이 모형실험에서 구한 실측값보다 크게 나타났다. To excavate the shallow tunnel in sandy ground, it is essential to Keep stablity of face and to reduce the settlement of ground surface. For these purpose, we should improve the strength of the ground by using appropirate auxiliary method. But the effect and mechanism of the auxiliary method is not proved clearly yet. In this study, the model tests were preformed on the sandy ground to study the mechanism of auxiliary structure by steel pipe. Test results are as follows; 1) The active state occurred at ΔL/D≒0.0025 on dry sand and ΔL/D≒0.005 on wet sand (w=1.8%). where, D;diameter of tunnel, ΔL:backward displacement of tunnel face. 2) The enough bearing capacity was obtained. when the length of reinforcement is larger than 0.7D in the case of wet sand. 3) The active earth pressure on the face, the value by Murayama's method is larger than the measurement value by the model test.

토사터널 보조공법 중 마이크로파일공법의 적용성에 관한 기초적 연구

임종철,고호성,홍석우 釜山大學校生産技術硏究所 1998 生産技術硏究所論文集 Vol.55 No.-

본 연구에서는 토사지반에 터널을 굴착할 경우 보조공법으로서 사용되는 마이크로파일의 적용성을 검토하기 위해 그 보강효과를 모형실험을 통하여 분석하였다. 특히, 보강방향, 보강형태, 보강범위의 영향에 연구의 초점을 맞추었다. 실험의 결과는 당므과 같다. ① 마이크로파일의 효과적인 설치방향은 dε₃방향이며, 이때의 설치각도는 수평과 60°각도를 이룬다. ② 마이크로 파일설치형태를 볼 때, 개방형보다는 폐쇄형이 더욱 효과적이다. In this study, the reinforcing effect of micro-pile for the soft ground tunnel is analysed by the laboratory model tests. Especially, the effects of diretions, types, and range of reinforcement are focused. The results of tests are as follows: ① The effective installation direction of micro-pile is dε₃ direction, and the most effective installation angle is 60 degree for the horizontal direction ② the closed type is more effective than the opened type of micro-pile installation.

모래지반 내의 터널 굴착시 볼트의 최적 설치위치 및 설치길이에 관한 실험적 연구

임종철,박이근,고호성 釜山大學校生産技術硏究所 1997 生産技術硏究所論文集 Vol.53 No.-

NATM의 보조공법인 락볼트공법은 토사지반에서는 반드시 행해져야 하는 필수적인 보조공법임에도 불구하고 설치위치 및 설치길이에 대한 연구가 별로 없고, 대부분 경험에 의거하여 시공을 행하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 실내모형실험을 통하여 사질지반에 있어서 볼트의 적정한 설치위치 및 경제성 있는 볼트의 설치길이를 연구하였다. 실험결과, 터널 굴착단면의 하부지반에 볼트를 보강한 경우가 상부지반에 보강한 경우보다 더욱 효과적이었으며, 사질지반에서의 볼트의 경제적인 길이는 l/D의 값이 0.5임을 밝혔다. For all that rock-bolt method which is an additional method of NATM is necessarily needed to be constructed in soft ground, the propery installation position and an economic bolt length are not studied from now. The result of experiences is applied to most constructions of tunnel. The purpose of this study is to propose the proper position and economic length of bolt by model test at labotary. As the results of this model test, it was known that the lower part of tunnel is better than the upper part of tunnel in the position of bolt instaltion, and that an economic length of bolt is l/D=0.5.