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상향식 비탈면 보강공법 적용에 따른 지하수위 저감 효과 분석
윤현준 ( Hyeonjun Yoon ),백원진 ( Wonjin Baek ),이성열 ( Sungyeol Lee ),고화빈 ( Hwabin Ko ),임중재 ( Joungjae Lim ),신영수 ( Youngsoo Shin ) 한국농공학회 2022 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2022 No.-
현재 비탈면의 안정성 확보를 위한 대책공법으로는 주로 전단강도를 증가시키는 공법이 적용되고 있으며, 배수를 통한 지하수위 저감 문제는 부수적으로 다루고 있는 실정으로 강재를 비탈면에 보강하는 공법과 수평다발관 등의 배수재를 병행해서 시공하는 공법들이 사용되고 있다. 전단강도의 보강공법과 배수공을 통한 지하수위 저감공법의 병행시공으로 인한 비탈면의 복잡한 구조형성과 보강공법은 비탈면 토질을 단단하게 결속하는 반면 배수공은 비탈면토질의 이완을 유발하는 이중성을 갖고 있는 모순이 발생하기도 한다. 본 연구에서는 기존 경사배수재의 장점인 지하수위 저감효과와 단점으로 인식되는 비탈면내 토사유실을 방지할 수 있는 역경사 시공에 의한 배수기능과 필터기능을 겸비한 보강재를 연구, 개발하였다. 개발된 보강재의 역경사 매설각도에 따른 효율적인 배수효과를 검증하기 위해 현장조건을 반영한 모델지반과 보강재의 매설각도의 변화가 안정성 및 지하수위 저하 특성에 미치는 영향에 대한 수치모델링을 수행하였다. 그 결과 개발된 보강재의 도입으로 무보강에 비해 안전율이 크게 상승된 것으로 나타났다. 보강재의 현장 적용성을 검토하기 위해 성토 비탈면을 조성하여 실시한 현장실험결과, 강우시 보강재 매설에 의해 무보강에 비해 약 11~18%의 지하수위 저감 효과가 나타났으며, 보강재의 매설각도를 비교하였을 때, 40°에서 약 8%의 지하수위 저감 효과가(크게) 발휘되는 것으로 나타났으며, 보강재의 매설각도를 10°~60°까지 적용하여 안전율과 지하수위 저감율, 비탈면 경사(1:1.4, 1:1.5, 1:1.6)의 영향, 대규모 비탈면 조건으로 경사도가 1:1.4인 비탈면을 2단(10m)으로 설정하여 보강재의 효과를 비교했을때 1:1.6의 비탈면 경사에서 가장 높은 지하수위 저감량이 나타났다. 본 연구에서 개발된 보강재와 기술을 실제 용출수가 예상되는 절·성토 비탈면에 적용하였을 경우, 경제성 및 시공 성과 토사유실의 방지를 도모함으로써 표층 유실을 방지할 수 있을 것으로 기대된다.
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이성열(Lee, Sungyeol),백원진(Baek, Wonjin),고화빈(Ko, Hwabin),김대호(Kim, Daeho),임길상(Lim, Gilsang),임중재(Lim, Joungjae) 한국방재학회 2021 한국방재학회논문집 Vol.21 No.5
최근 해안지역을 중심으로 단지조성 및 배후지구 시설에 대한 설계 및 시공이 증가하고 있다. 하지만, 해안지역은 초연약 지반의 특성을 가지며 부지 확보를 위한 지반의 개량이 필수적으로 요구된다. 정확한 지반의 개량을 위해서는 점성토 지반의 불교란 시료를 확보하여 실내실험을 통한 지반공학적 특성을 규명해야한다. 기존의 연구결과에 따르면 국내의 경우 점성토 지반은 퇴적환경에 따라 지역별 지반정수 특성의 차이가 나타날 것으로 판단된다. 본 연구에서는 서해안의 인천 및 남해안의 광양지역의 해성점토에 대한 물리⋅역학적 특성을 비교/분석하여 대표적인 특성을 정리하고자 하였다. 이를 위하여, 설계 및 시공 시 수행된 지반조사 결과를 취합하여 인천지역 445개소, 광양지역 844개소의 data를 이용하여 두 지역의 물리⋅역학적 특성을 비교하고, 액성한계와 자연함수비, 유효상재하중과 선행압밀하중, 압축지수와 액성한계, 압축지수와 자연함수비의 회귀 분석을 통한 상관식을 도출하였다. 그 결과, 광양지역의 점토에서 점토분이 상대적으로 우세한 것으로 나타났으며, 자연함수비, 액성한계, 소성지수, 액성지수, 초기 간극비, 압축지수가 큰 값을 나타냈다. Recently, there has been an increase in the number of projects involving the planning and construction of business complex facilities and land development in coastal regions. However, coastal regions are characterized by very soft clay soil. Consequently, such clay soil needs to be augmented for facilitating land procurement. Furthermore, to realize land improvement, the associated geotechnical characteristics need to be analyzed through laboratory tests by acquiring pristine samples of cohesive soil. According to the results obtained from previous studies, the characteristics of the cohesive soil found in Korea can vary depending on the region and depositional environment. The objective of this study is to examine the representative physical and mechanical characteristics of marine clay found in Namhae coast (Gwangyang) and Seohae coast (Incheon) by comparing and analyzing these characteristics. To this end, land examinations were conducted during planning and construction, and data were gathered from 445 sites in Incheon and 844 sites in Gwangyang for comparing the associated physical and mechanical characteristics. Subsequently, by conducting regression analysis, equations of correlation between liquid limit and natural water content, effective surface load and pre-consolidation load, compression index and liquid limit, and compression index and natural water content were deduced. The obtained results indicate that compared to the soil found in Incheon, the clay fraction, natural water content, liquid limit, plasticity index, liquidity index, initial void ratio, and compression index of the soil found in Gwangyang are higher.
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백원진(Wonjin Baek),이성열(Sungyeol Lee),장용채(Yongchai Chang),윤현준(Hyeonjun Yoon),임중재(Joungjae Lim),신영수(Youngsoo Shin) 한국방재학회 2022 한국방재학회논문집 Vol.22 No.3
연약지반을 목적에 맞게 이용하기 위한 개량 공법은 현장 상황과 그 목적에 따라 다양하게 적용된다. 근래에 지반 하부를 고화제와 교반 혼합하여 균일 강도의 개량체를 조성하는 DCM (Deep Cement Mixing Method)에 대한 관심이 증가하고 있는 추세이다. 이와 관련 다양한 연구가 진행되고 있으나 DCM 개량체의 배치형태에 따른 개량지반의 거동특성에 관한 연구는 미흡한 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 상사비가 적용된 모형 토조를 사용하여, 개량체를 제작하고 말뚝식과 벽식으로 배치하여 복합지반에 대한 거동특성을 파악하고자 실내실험을 수행하였다. 복합지반의 치환율은 46.2%로 설정하고, W/C 40%의 조건에서 개량체를 제작하였으며, 지반 거동을 파악하기 위하여 재하판 중심으로 8, 16 cm 거리에 변위계를 설치한 뒤 전단시험을 실시하였다. 그 결과, 수직으로 작용하는 하중에 대한 힘과 측방유동에 대한 변위 모두에서 벽식 배치형태가 유리한 것으로 나타났다. 또한 유한요소해석 프로그램을 통한 수치해석을 수행한 결과 말뚝식 배치형태에서 지반의 변위가 크게 발생하는 것으로 나타났다. The improvement method for using the soft ground efficiently was applied in various manners depending on the site condition and development purpose. Recently, there has been an increasing interest in the deep cement mixing (DCM) method, in which the lower part of the ground is mixed with a solidifying agent to form an improved body of uniform strength. Although various studies are being conducted on this topic, studies on the behavioral characteristics of the improved ground according to the arrangement of the DCM improved body are insufficient. Therefore, in this study, an improved body was manufactured using a model soil with a similar ratio, and laboratory tests were conducted to understand the behavioral characteristics of the composite ground in pile-type and wall-type arrangements. The replacement rate of the composite ground was set at 46.2%. The improved body was manufactured at W/C = 40%. A shear test was performed after installing displacement gauges at 8 cm and 16 cm from the center of the load plate to clarify the ground behavior. The test results suggested that the wall type arrangement was advantageous in the force for the load acting vertically and the displacement for the lateral flow. Additionally, numerical analysis using the finite element method suggested that significant ground displacement occurred in the pile-type arrangement.
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