경량기포콘크리트를 이용한 piled-raft 공법의 연약지반 적용성에 관한 연구

박양후,정승원,우현준,조국환,Park,Yang Hoo,Jung,Seung Won,Woo,Hyun Jun,Cho,Kook Hwan 한국방재학회 2013 한국방재학회 학술발표대회논문집 Vol.2013 No.1

최근 저탄소 녹색성장이 대두되면서 정시적이고 안정적인 수송체제로서 철도의 관심이 고조되고 고속철도 및 신선철도 등 철도의 건설이 지속적으로 진행되고 있으며 이에 따라 연약지반 위에 철도노반을 건설하는 사례가 증가하고 있다. 본 연구에서는 부전-마산 복선전철사업 중 연약지반 상에 경량기포콘크리트를 이용한 piled-raft 공법의 철도노반 적용성에 관하여 실내실험 및 수치해석을 통하여 검증하였다. 수치해석 결과 압축강도 7MPa, 인장강도 0.35MPa, 휨강도 3.2MPa의 결과를 얻었으며, 말뚝간격 2.5D, 3.5D에 따라서 1.1배 차이가 나타났다. 경량기포콘크리트를 이용한 piled-raft 공법을 철도노반에 적용할 경우 충분한 안정성을 확보할 수 있었고, 말뚝간격은 3.5D로 시공할 경우 충분한 안정성 및 경제성을 확보할 수 있었다.

시공순서에 따른 지하철 Box 구조물 가교형 받침의 하중 분담율에 관한 연구

박양후(Yang-Hoo Park),김진팔(Jin-Pal Kim),이원섭(Won-Sub Lee),조국환(Kook- Hwan Cho) 한국철도학회 2012 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.2012 No.10

지하철 가교형 받침공법을 통하여 지하철 구조물을 통과하는 경우 기존 구조물의 안정성이 중요하게 여겨지고 있으며 이에 따라 설계 및 시공상의 오차에 대한 검증이 필요하다. 본 연구 대상이 된 지역은 서울 지하철 9호선 신설공사 중 서울시에서 유일한 순환노선인 기존 지하철 2호선 구조물 하부통과구간으로 수치해석을 통하여 시공순서에 따른 말뚝에 작용하는 하중을 계측값과 비교하였다. 수치해석 결과 설계값과는 큰 차이가 나며 시공순서가 말뚝에 작용하는 하중에 큰 영향을 미치고 있음을 알 수 있었다. 따라서 이러한 구조물 설계 시 반드시 시공순서를 반영한 해석 및 설계가 이루어져야 함을 알 수 있었다. Stability is one of the most important factors when the construction is performed under existing structure using temporary bridge bearing method. Potential risk factors causing design and construction errors should be evaluated and verified. The new subway line #9 was designed to pass underneath the existing subway line #2 which is the only circulation line in Seoul. The loads acting on the pile due to the construction sequence through the numerical analysis were compared with the measured values. There was a big difference between numerical analysis value and the design value, the construction sequence had a significant impact on the load acting on the pile. Therefore, numerical analysis and design which is reflected in the construction sequence should be done.

경량기포콘크리트를 이용한 piled-raft 공법의 연약지반 적용성에 관한 연구

박양후,정승원,우현준,조국환 한국방재학회 2012 한국방재학회 학술발표대회논문집 Vol.11 No.-

최근 저탄소 녹색성장이 대두되면서 정시적이고 안정적인 수송체제로서 철도의 관심이 고조되고 고속철도 및 신선철도 등 철도의 건설이 지속적으로 진행되고 있으며 이에 따라 연약지반 위에 철도노반을 건설하는 사례가 증가하고 있다. 본 연구에서는 부전-마산 복선전철사업 중 연약지반 상에 경량기포콘크리트를 이용한 piled-raft 공법의 철도노반 적용성에 관하여 실내실험 및 수치해석을 통하여 검증하였다. 수치해석 결과 압축강도 7MPa, 인장강도 0.35MPa, 휨강도 3.2MPa의 결과를 얻었으며, 말뚝간격 2.5D, 3.5D에 따라서 1.1배 차이가 나타났다. 경량기포콘크리트를 이용한 piled-raft 공법을 철도노반에 적용할 경우 충분한 안정성을 확보할 수 있었고, 말뚝간격은 3.5D로 시공할 경우 충분한 안정성 및 경제성을 확보할 수 있었다.

지하철 하부구조물을 통과하는 가교형 받침공법의 공진 안정성 검토

김진팔,박양후,김자연,조국환 한국방재학회 2015 한국방재학회논문집 Vol.15 No.2

서울지하철 9호선 930정거장은 서울시의 유일한 순환노선인 지하철 2호선 하부를 통과하는 시공이 이루어지고 있다. 본 연구에서는가교형받침 공법 시공 중 열차하중으로부터 발생하는 진동과 2호선 박스구조물의 고유진동에 따른 공진현상에 대하여 연구하였다. 현장계측과 수치해석을 이용하여 제안된 공법의 동적 안정성 검토하였고, 공진현상이 일어날 수 있는 임계속도를 확인 하였다. 고유치해석결과 예상된 지하철의 임계속도는 164.4 km/h, ktx는 222.7 km/h로 나타났으며, 현장계측과 수치해석 결과 약 80% 유사한 경향을나타내었다. 수치해석 결과 지하철의 운행속도 범위에서는 공진이 일어나지 않았으며, ktx의 경우는 운행속도 범위인 222.7 km/h에서공진이 일어나는 것을 확인했다. 본 연구에서 검증된 결과를 통해 유사한 현장에 적용이 가능 할 것으로 사료된다. The subway station of 930 that passes underneath Seoul subway line #2 which is the only circulation line in Seoul Metropolitan is constructed in Seoul subway line #9. In this study, the resonance phenomenon which is caused by the natural frequency of the subway line #2 structure and vibration from train operation during construction of temporary bridge is investigated. The dynamic stability of the proposed method is investigated using numerical analysis and field measurement. The results of the eigenvalue analysis evaluated from train operation speed is 164.4 km/h and ktx is 222.7 km/h. The comparisons between field measurements and numerical analysis showed a similar trend which is 80% between two, approximately. The numerical results are that resonance phenomenon of the subway will not happen under the operation speed, and also shows the resonance phenomenon at the same speed of eigenvalue analysis. It should be useful to apply for similar cases.

지하철 하부를 통과하는 가교형 받침공법 안정성

김진팔,박양후,박승환,조국환 한국방재학회 2014 한국방재학회논문집 Vol.14 No.4

서울지하철 9호선 930정거장은 서울시의 유일한 순환노선인 지하철 2호선 하부를 통과하는 시공이 이루어지고 있다. 이 연구에서는기존 지하철 2호선 정거장 하부의 9호선 건설에 사용 되는 가교형 받침 공법의 적용성을 검증하였다. 가교형 받침공법은 FEM 프로그램인 MIDAS CIVIL의 수치 해석을 이용하여 분석하였으며 시공기간 중 계측기를 통한 모니터링을 하여 안정성 평가를 수행하였다. 구조상 하중제거에 따른 상향변위는 미미한 값으로 구조적 안정성을 위한 중요한 요인이 아니기 때문에 일반적으로 설계에서 고려되지 않는다. 선로의 상방향변위는 열차의 주행안정성 측면에서 가장 중요하게 고려되어야 할 사항 중에 하나이다. 따라서 철도의 해석에서는 상방향 변위에 대한 검토가 반드시 필요하다고 할 수 있다. 제안된 공법은 본 연구에서 검증된 안정성 및 시공성을 통해 유사한현장에서 유용한 적용이 가능 할 것으로 사료된다. 930 Subway station in Seoul Subway line #9 is under construction underpassing Seoul Subway line #2 which is the only circulation inSeoul Metropolitan. This study verified the application of the temporary bridge bearing method which is used to station constructionunder existing Subway line #2 of Subway line #9 construction. Temporary bridge bearing method was conducted using an numericalanalysis calculated FEM program MIDAS CIVIL of the verified proposed Method by monitored through heavy instrumentation systemduring construction. The upward movement from removing loads on structure is usually not considered in design. The upwardmovement is not an important factor for the stability of structure due to the small amounts of movement. However, it is not ignoreablefor the safety of railway operation, since the upward movement of rail is considered to be one of the most dangerous factors forsafety in railway. Therefore, the upward movement characteristic should be considered for railway projects. The proposed method canbe used for similar project with stability confidence and cost savings through the verification procedure from this research.

쇄석다짐말뚝의 액상화 저감효과에 관한 연구

조국환,김현정,박양후,배경태,Cho,Kook-Hwan,Kim,Hyun-Jung,Park,Yang-Hoo,Bae,Kyung-Tae 한국방재학회 2011 한국방재학회논문집 Vol.11 No.6

쇄석다짐말뚝(Rammed Aggregate Piers, RAP)은 시공 시 타격에 의한 반복다짐으로 횡방향 응력을 증가시켜 주변지반의 전단저항력을 증가시키고 배수를 용이하게 함으로써 지진발생시 발생되는 간극수압의 소산을 촉진시켜 액상화 가능성을 조기에 저감시킬 수 있는 공법이다. 따라서 본 연구에서는 느슨한 포화 사질토 지반에 쇄석다짐말뚝을 조성하여 진동대 시험(Shaking Table Test)을 통해 액상화 저감효과를 고찰하였다. 이 연구를 수행하기 위해서 지반가속도와 치환율 변화에 따른 쇄석다짐말뚝으로 보강되지 않은 미처리 지반과 쇄석다짐말뚝 보강지반의 침하특성 및 과잉간극수압의 저감효과를 분석하였다. 치환율 증가에 따른 지반의 침하는 크게 감소하는 것으로 나타나 지반가속도 0.1 g인 경우 10배, 0.2 g인 경우 2.5배, 0.4 g인 경우 1.5배 이상 액상화 저감효과가 있음을 알 수 있었다. The Rammed Aggregate Piers(RAP) is the method to reduce the possibility of liquefaction by accelerating drainage and increasing shear resistance, which promotes dissipation of pore pressure occurred by vibration. Thus, this study investigates the reduction effect of liquefaction performing Shaking Table Test on soft ground. The reduction effect of excess pore pressure and characteristics of settlement of untreated and reinforced ground conditions were studied by varying ground acceleration and area replacement ratio. In results, the reduction effect of liquefaction is increased 10, 2.5, and 1.5 times from ground acceleration 0.1, 0.2, and 0.4(g) respectively.

한계체적변형률 계측을 통한 최적발파압력 결정

이원섭,정승원,박양후,조국환,Lee,Won-Sup,Jung,Seung-Won,Park,Yang-Hoo,Cho,Kook-Hwan 한국방재학회 2013 한국방재학회논문집 Vol.13 No.4

The more increase of construction of railways and roads, the more increase of tunneling in Korea. NATM(New Austrian Tunneling Method) is used for most tunneling construction, and excavations by blasting are usually adopted. The most important consideration in blasting excavation is how to minimize damages and overbreaks in the rock, which is brought up interests from many researchers. The damages and overbreaks in the rock directly influence on the stability of the tunnel during construction as well as on maintenance after construction. The dynamic properties of the rock are measured by strain gauges during trial blasting from two different sites. A procedure to evaluate the critical volumetric strain of the rock using measured values during blasting is proposed. Rock damage zone analyses are performed using a FEM analysis program called ABAQUS/Explicit by adopting the evaluated critical volumetric strain. The technique to determine optimum blasting pressure is also proposed using numerical analysis results. 국내에서는 철도 및 도로의 건설이 증가에 비례하여 터널공사가 증가하고 있다. 터널공사의 경우 대부분 NATM 공법에 의한 공사가 진행되고 있으며, 터널의 굴착은 발파에 의한 방법이 주로 사용되고 있다. 발파에 의한 굴착시 가장 중요한 것은 암반손상 및 여굴 최소화이며, 이에 대한 연구의 중요성이 대두되고 있다. 발파 작업시 터널단면 주위에 발생하는 암반의 손상과 여굴은 터널의 안정성에 직접적인 영향을 미칠 뿐만 아니라 완공 후 유지관리에도 큰 영향을 미치게 된다. 본 연구에서는 변형률계를 이용하여 암반의 동적물성치를 2개소의 현장 시험 발파를 통하여 측정하였다. 발파 중 측정된 변형율값으로부터 암반 손상영역의 한계 동적 변형율 산정기법을 제시하였다. 산정된 한계 동적 변형율과 유한요소해석 프로그램인 ABAQUS/Explicit를 이용하여 암반 손상영역 해석을 실시하였으며, 이를 이용하여 최적의 발파압력 산정기법을 제시하였다.

토목섬유튜브를 이용한 교대-토공 접속부 토압저감기법

김자연(Kim Ja Yeon),박양후(Park Yang Hoo),조국환(Cho Kook-Hwan) 한국철도학회 2013 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.2013 No.11

최근 구조물 토공 접속부 시공이 늘어남에 따라 접속부에 대한 관리 규정도 점차 강화되어가는 추세이다. 교대 배면의 뒷채움부를 소요 지지 강성을 얻기 위하여 과도한 다짐을 실시 할 경우 교대에 설계 토압 보다 큰 토압이 작용하여 교대의 손상을 야기할 수 있다. 본 연구에서는 접속부의 소요지지강도를 얻고, 교대에 작용하는 토압을 현저히 줄이기 위하여 토목섬유튜브를 사용하여 뒷채움재에 자립성을 확보하여 교대를 시공하는 방법을 제시하고자 한다. 실 대형실험을 수행한 결과 기존 접속부 보다 지지력은 약 120% 증가하고, 수평토압은 약 75~90%까지 저감되는 것으로 나타났다. 수치해석을 통하여 10 년간의 장기 안정성을 평가한 결과 수평응력이 최대 85%까지 저감되어 교대에 미치는 응력이 줄어듦에 따라 장기 안정성에도 문제가 없는 것으로 나타났다. 토목섬유튜브를 사용하여 접속부를 시공하는 경우 소요 지지강도를 충분히 만족시키고, 기존 접속부에 비해 교대에 미치는 토압의 영향이 현저히 줄어듦을 알 수 있었다. Recently, construction regulation has been tighten up in transitional zone. Excessive compacting on the rear of abutment to get compaction requirement causes higher earth pressure effects on than Design values. in order to reduce earth pressure and to satisfy with tack support stiffness. The use geosynthetics tube was tested, it shows that 120% of support stiffness is increased, however 75~90% of lateral earth pressure are decreased than existing transitional zones. The long term stability was evaluation by using numerical analysis, and the results show that 85% of lateral earth pressure are decreased than existing transitional zones. Fully satisfied support stiffness and decreased effect on earth pressure on abutment than existing transitional zones are remarkably noted when in case of constructing transitional zones by using Geosynthetics Tube.

기후조건 변화에 따른 북한철도 동상기준에 관한 연구

김문수(Mun-Su Kim),박양후(Yang-Hoo Park),조국환(Kook-Hwan Cho) 한국철도학회 2015 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.2015 No.10

유라시아 이니셔티브의 일환으로 남북철도 연결사업을 실시하고 이를 통한 철도물류망을 확보할 경우 대한민국은 또 다른 경쟁력을 확보하고 이를 바탕으로 한 성장의 한 기틀이 마련될 수 있을 것이다. 남북철도 연결사업에서 철도노반분야의 가장 중요한 부분은 북한철도의 개량 또는 건설이다. 북한의 경우 지질학적으로는 대한민국과 큰 차이를 보이고 있지 않으나 특히 동절기 기후는 큰 차이를 보이고 있다. 동절기 기후에서 가장 철도 운행 안전에 피해를 주는 것은 동상이다. 동상은 선로구조물의 융기를 유발하여 철도차량의 운행안정성에 큰 위험요소로 작용한다. 하지만 대한민국은 북한에 비하여 상대적으로 온화한 기후로 인하여 극한의 조건에 대한 연구가 부족하며, 철도설계기준에도 구체적인 방안이 없는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 동상에 대하여 국내 철도설계기준 및 UIC, 중국 철도설계기준과의 비교 · 분석을 통하여 기준 개정의 방안을 제시하였다. As a part of Eurasian initiatives, Korean government is trying to reconnect railways through North Korea to Asian continent. If South Korea could build a network using railway, it could be a chance to robust economical environment and to motivate economical growth. In the railway reconnection project between North and South Korea, the most important part of the railway roadbed sector is the repair or improvement, and then construction of new line through North Korea. There are not much of big differences in geological condition but in weather condition during winter. The most significantly considerable condition is frost-heaving in the safety of railway operation. However, since South Korea has relatively mild climate condition comparing with North Korea, the design and construction specs under the severe weather condition in winter is not prepared. This study proposes a plan for revising the standard through the comparison and analysis of UIC and Chinese railway design standards with South Korea railway design standard for preventing frost-heaving.

Pagani Cone Test을 이용한 철도노반 적용성에 관한 연구

이경석(Kyung-Suk Lee),박양후(Yang- Hoo Park),조국환(Kook-Hwan Cho) 한국철도학회 2015 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.2015 No.10

기존선에 대하여 침하원인 분석, 전철주 및 방음벽 설치 등의 공사를 시행할 경우 반드시 지반조사를 실시해야 한다. 일반적인 지반조사 방법으로는 표준관입시험(SPT), 콘관입시험 등이 가장 대표적이고 정확한 방법이다. 그러나 표준관입시험(SPT)은 장비가 크기 때문에 운행선 주변 전철주 등에 접촉할 위험이 있어 적용이 불가능하다. 일반적인 콘관입시험장비 또한 표준관입시험(SPT) 장비와 같은 이유로 기존선 주변에서 사용이 어렵다. 또한, 휴대가 가능한 장비로 알려진 DCP(Drop Cone Penetrometer)의 경우는 타격에너지 부족과 관입되는 cone-rod의 강성부족 등으로 필요깊이까지 관입이 불가능하여 여러모로 사용에 제한을 받고 있는 실정이다. 이에 본 연구에서는 휴대용 장비이면서 비교적 큰 타격에너지와 강성이 큰 cone 관입기를 사용하는 Pagani cone의 철도노반 적용성을 검증하고 새로운 노반상태 평가기법을 제시하고자 한다. The ground survey should be performed to analysis before constructions of electrical poles, soundproof walls, and so on. SPT(Standard Penetrometer Test) and CPT(Cone Penetrometer Test), and DCP(Dynamic Cone Penetration) are typical methods for ground survey. However, the SPT and standard CPT tests are difficult to apply in service railway lines due to the interruption with power lines. The DCP test can be used around service lines but it has also has limitation with low operation energy, which cannot penetrate required depth for the ground condition investigation. In this study, the application of Pagani cone which is a DCP and has larger driving energy comparing with standard DCP is investigated and suggested the relationship with plate load test results.