도심지 지반굴착으로 인한 주변 지반의 침하예측

임희대(Lim Heui Dae),박수용(Park Soo Yong),고근식(Ko Keun Sig) 대한토목학회 2001 대한토목학회논문집 C Vol.21 No.1

소양강(昭陽江)댐의 거동(擧動)에 대한 유한요소해석(有限要素解析)과 실측치(實測値)와의 비교(比較)

김상규,임희대,Kim, Sang Kyu,Lim, Heui Dae 대한토목학회 1987 대한토목학회논문집 Vol.7 No.1

1973년(年)에 완공(完工)된 소양강댐은 매설계기가 잘 설치되어 그 댐의 응력(應力)과 변형(變形)의 측정결과는 이미 발표된 바 있다. 그러나 이론적(理論的)인 해석은 지금까지 이루어지지 않았다. 본(本)연구(硏究)는 시공시(施工時) 재료의 자중을 받고 또 담수시 물 하중을 받게 되는 댐 본체의 응력(應力)과 변형(變形) 거동을 수치적(數値的)으로 해석하려는데 그 목적(目的)이 있다. 해석(解析)에 사용(使用)된 구성법칙(構成法則)은 Duncan 등(等)이 개발한 hyperbolic 모델이며, 시공단계(施工段階)를 모방한 비선형증가(非線型增加) 유한요소해석(有限要素解析)이 본(本) 연구(硏究)에 적용되었다. hyperbolic 파라미터들은 문헌에서 추정하여 사용(使用)하였다. 이론적(理論的) 해석(解析)으로부터 얻어진 결과는 댐의 임의의 단면에서의 변형특성과 응력벡타를 명확(明確)하게 나타내었다. 해석결과는 최대단면(最大斷面)에서의 변형측정치(變形測定値)와 잘 일치(一致)하였으나 수평변형(水平變形)과 심벽(心壁)에 생긴 응력에 있어서는 약간의 차이를 보였다. 수치해석과 측정치와의 비교(比較)로부터 얻은 본댐의 거동의 특징(特徵)은 심벽에서 비교적(比較的) 큰 시공침하(施工沈下)가 생겼고, 심벽의 토피하중(土被荷重)은 아아칭 효과에 의해 상당히 감소되었고, 또 양안부근(兩岸附近)에서는 수평변위(水平變位)가 커서 인장구역(引張區域)이 생길 수 있다는 것이다. The Soyanggang Dam completed in 1973 was well instrumented during construction period. The measured results for stresses and movements of the embankment have already been published elsewhere, but theoretical analyses have not been made until now. This study intends to analyze the stress and deformation behavior of the embankment numerically which have been subjected to the load of materials during construction and water load during impounding. The constitutive law used for the analyses is hyperbolic model developed by Duncan et al., and a nonlinear incremental finite element analysis simulating its contruction steps is. used in this study. Hyperbolic parameters for each Zone are estimated from literature. The results obtained from the theoretical analyses clearly show deformation characteristics and stress vectors in arbitrary section of the dam. The analytical results ate well agreed with the measured deformations at the maximum cross section, however, there are some discrepancy in horizontal movements and in stresses generated in the core zone. From the numerical analyses and its comparison with the measured values, it is charaterized that relatively large construction settlements occurred in core zone, overburden pressure in the core zone was considerably reduced by arching effect, and tension zones might occur near both abutments because of the large horizontal displacement.

지반침투모형시험에 의한 시멘트그라우트의 주입성능 분석

송영수,임희대,최동남,Song, Young-Su,Lim, Heui-Dae,Choi, Dong-Nam 대한자원환경지질학회 2010 자원환경지질 Vol.43 No.2

시멘트 그라우트가 지반의 차수목적으로 사용될 경우 유동성, 입경 및 블리딩이 중요한 역할을 한다. 이들의 성질을 결정하는 가장 중요한 요소 중의 하나는 그라우트의 물시멘트비이며, 지반침투성능을 개선하기 위해서 보통포틀랜드 시멘트 외에 평균입경이 작은 마이크로 시멘트를 사용하고 있다. 또한, 주입효과는 지반조건뿐만 아니라 배합비 및 시멘트의 입경에 따라 좌우된다. 주입에 의한 침투효과를 평가하는 방법으로서는 실제 지반에서 시험 주입하는 것이 가장 확실한 방법이지만 이와 같은 시험주입은 많은 경비와 시간을 필요로 한다. 때문에 주입의 적합여부나 침투효과를 대략적으로 파악하기 위한 간단하고 실용적인 시험방법이 필요하게 된다. 우리나라의 경우 아직 실내에서 그라우트 주입을 재현할 수 있는 기준 및 장비가 전혀 없는 실정이다. 본 연구에서는 실내에서 여러 가지 그라우트의 주입을 일정하게 재현할 수 있는 가압침투주입장치를 개발하였으며 공시체 제작의 표준을 마련하였다. 가압침투주입시힘을 실시하여 자료를 분석한 결과 침투성능은 물시멘트비가 증가할수록 선형적으로 증가하였으며 재료의 평균입경이 작을수록 침투성능이 개선되었다. 또한 마이크로 시멘트인 마이셈 8000과 초미분말 시멘트인 콜로이드 슈퍼 시멘트의 침투성능을 비교한 결과 평균입경이 상대적으로 작은 콜로이드 슈퍼 시멘트가 침투성능이 좋은 것으로 나타났다. When cement grout is used for waterproofing of grounds, important roles are played by fluidity, particle size and bleeding. The most important element which determines their characteristics is the water/cement ratio of grout. Moreover in order to improve the efficiency of soil permeation, micro cement with a smaller average diameter is used in addition to ordinary portland cement. Besides the mixing ratio and cement diameter, the condition of ground is also of fundamental importance in the efficiency of permeation. In order to evaluate grout in terms of permeation ability into ground, we need a field test of grounting, which is cost and time consuming. In this paper we present a laboratory test method in which the suitability and efficiency of grouts are simply and more practically tested. In Korea neither a test standard nor devices are available to simulate grouting in a laboratory. We devised a grout injection equipment in which grouting was reproduced in the same condition with different materials, and suggested a standard for the production of specimens. Our tests revealed that the efficiency of injection increases with the water/cement ratio. We also found that more efficiently injected is the grout with the order of decreasing size; MS8000, micro cement, and ultra fine cements, and colloidal super cement.

숏크리트의 조기강도에 대한 실험적 연구

송용수,류종현,임희대,Song, Yong-Su,Ryu, Jong-Hyun,Lim, Heui-Dae 한국터널지하공간학회 2010 한국터널지하공간학회논문집 Vol.12 No.4

As there are increasing number of tunneling works these days, shotcrete is used as primary supports in order to secure the stability of tunnels. The quality of shotcrete has a direct influence on tunnels, because it is a primary support which secures the stability of completed tunnels as well as the stability of tunnels under excavation. Especially in case that ordinary shotcrete is used under weak rock conditions or at water gushing sections, more shotcrete is needed and rebound ratio increases. As a result, it is hard to keep economic feasibility. In addition to it, in subway construction, there are cases of separated excavation and it may have a bad influence on construction period or quality. Therefore, in this study, we are going to evaluate the early strength of powder type accelerator. 최근 터널 공사의 급증에 따라 터널의 안정성을 확보하기 위한 주지보재로 숏크리트를 타설하고 있다. 숏크리트는 굴착 중 터널의 안정성 뿐만 아니라 시공완료 후의 터널 안정성에도 중요한 역할을 하므로 숏크리트의 품질이 터널에 직접적인 영향을 미치게 된다. 특히 연약암반조건이나 용수부에서는 일반적인 급결제를 사용할 경우 숏크리트 타설량과 리바운드량이 증가하게 되어 경제성을 확보하기 어렵다. 또한 지하철 공사 시에는 분리굴착으로 시공하는 경우가 있어 공사기간이나 품질에 악영향을 줄 수 있다. 따라서 본 연구에서는 연약암반 터널공사에서 공기 및 공사비를 절감하고, 안정성을 확보할 수 있도록 급결성능을 강화시키고, 초기 압축강도 및 장기 압축강도를 확보할 수 있도록 조강형 및 알카리프리형 분말급결제의 성능을 평가하고자 한다.

퇴적암 파쇄대 사면보강에 적용된 강관네일링 시공사례

최동남(Dong-Nam Choi),임희대(Heui-Dae Lim),송영수(Young-Soo Song),박종호(Jong-Ho Park) 한국지반환경공학회 2006 한국지반환경공학회 학술발표회논문집 Vol.2006 No.-

중앙심벽형 필댐의 칠투량 및 침하량에 관한 연구 : 임하댐을 중심으로

이규탁(Lee Kyu Tak),임희대(Lim Heui Dae) 대한토목학회 2007 대한토목학회논문집 C Vol.27 No.6

본 논문은 중앙심벽형 필댐인 임하댐을 대상으로 침투량과 정상부 침하량의 거동특성을 파악하여 댐의 안전관리에 활용하기 위한 연구이다. 유한요소법에 의한 침투류해석과 응력-변형률 해석을 실시하여 계측자료와 비교분석 하였다. 침투류의 파이핑에 대한 안전성은 한계침투량을 구하여 계측된 누수량과 비교한 결과 안전함을 확인하였고, 누수량 계측체계의 취약점이 분석되어 개선방향을 제안하였다. 각 수위에서 계측된 최대누수량을 기준으로 회귀분석을 실시하여 상관식을 유도하였으며, 이 식에 일정한 신뢰수준을 부여하여 누수량 관리기법을 제시하였다. 정상부 침하율은 0.3%로 댐설계기준에서 정하고 있는 축조높이의 1% 더쌓기 기준내에서 안정적으로 거동하고 있음을 확인하였다. 국내 5개 중앙심벽형 필댐의 정상부 침하량 자료 분석을 통하여 운영기간(T)별 축조높이(H)에 따른 침하량 예측식을 제안하였고, 댐의 운영중 정상부 침하량의 안전구역을 설정하여 제시하였다. The purpose of this study is to utilize the behavioral characteristics of the seepage and the crest settlement of Imha Dam, a central cored rockfill dam in Korea, after identifying the characteristics for the safety management of the dam. The study compares the findings gathered by finite element analysis of seepage and stress-deformation with measured data. The safety of piping to the filtration flow is confirmed as a result of comparing calculated critical seepage with the measured rate of leakage. Also, the study proposes directions to improve the weakness in the leakage measurement system. Through regression analysis, using the maximum leakage measured in each water level, a correlation equation was derived. By giving a fixed level of reliability to this equation, a leakage management technique was suggested. The results show that the crest settlement was 0.30% and behaved in a stable manner within the scope of the guidelines for camber of 1% to the embankment height specified in the dam design standard. The study proposes a settlement rate formula consisting of the height of the dam (H) and the operation term (T) through data analysis of the crest settlement with 5 central cored rockfill dams in Korea, and the safety zone is proposed considering the crest settlement for each operating period.

편토압을 받는 파형강판 구조물의 시공위치별 안전성 평가

이상헌 ( Sang Hyun Lee ),임희대 ( Heui Dae Lim ) 한국안전학회 2008 한국안전학회지 Vol.23 No.1

원심모형시험에 의한 자연지형을 이용한 가물막이 댐의 거동분석

황동현(Hwang Dong Hyun),임희대(Lim Heui Dae) 대한토목학회 2007 대한토목학회논문집 C Vol.27 No.6

기존 댐들은 일반적으로 양호한 지형과 지질위에 건설되었으나, 비상여수로 건설을 위한 가물막이 댐의 경우는 대부분 부적합한 지질조건을 가지고 있다. 특히, D 댐의 경우 자연지형을 최대한 이용하여 가물막이 댐을 설계하였으며 기초 하부에 누수 취약대가 존재한다. 따라서 본 연구에서는 실제 건설중인 D 댐에 대해 1/100 축소모형으로 저수지 수위를 2가지로 변화시켜 원심모형시험을 수행하여 가물막이 댐의 안전성을 사전에 검증하였고, 불확실성이 크고 불리한 기초지질조건을 가진 자연지형 위에 축조되는 가물막이 댐의 안전성 확인을 위한 원심모형시험 방법 및 절차를 제시하였다. 모형체 축조재료는 댐 현장에서 직접 채취하여 실내 및 현장시험을 수행하고 그 결과를 수치해석과 모형제작에 활용하였다. 가장 취약한 단면에 대한 원심모형시험을 통하여 가물막이 댐의 침투와 변위를 분석하였다. 분석결과 풍화암을 통하여 누수가 발생하였으나, 파이핑에 대한 이상증후는 발견되지 않았다. 또한 원심모형시험에 의한 댐 마루 침하량을 수치해석결과와 비교한 결과 시험값이 해석치보다 크게 나타났으나, 댐 설계기준에서 제시하고 있는 댐 높이의 1%이내를 만족하였다. Existing dams are generally located in the site with good topography and geology. But the site of cofferdam for the construction of emergency spillway, in many cases, is inappropriate to fulfill its functions. In the case of D dam, cofferdam is designed using the natural topography and its foundation is composed of the weathered rock in which the week zone for leakage is located. In this paper, the safety of the cofferdam could be verified in advance to construction by conducting centrifuge model tests with 1/100 model dam of the D dam, which is under construction, by changing two water levels of it. Furthermore, Centrifuge test methods and procedures for safety of evaluation Cofferdam, which is constructed on the natural topographic foundation with poor and uncertain ground condition, were recommended. The material used for filling of the modeled dam was collected from the dam construction site. It was used to conduct the laboratory and field tests and the results were utilized for the numerical simulation and the model set-up. A series of a centrifuge model test for the most critical section have been carried out to investigate seepage and deformation of the cofferdam. The results of the centrifuge model tests reveal the leakage was developed through the weathered rock but there is no indication of piping. The crest settlement by centrifuge model tests was compared with the value estimated by the numerical analysis, and the results of comparison explain that the crest settlement measured is greater than the value predicted, but it is satisfied with 0.01H presented in the standard of dam design, 2005.

노후댐 보수보강을 위한 침투그라우팅 효과 분석

이동범 ( Dong-beom Lee ),임희대 ( Heui-dae Lim ),송영수 ( Young-su Song ) 대한지질공학회 2018 지질공학 Vol.28 No.2

10년 전부터 댐 건설에 대한 사회적 비판이 제기됨에 따라 댐 공사를 통해 새로운 수자원을 확보하기가 어려워졌기 때문에 기존 댐에 대한 검토가 필요하게 되었다. 이에 따라, 계획, 시공 및 관리 등의 접근 방식은 댐 보수 및 보강과 관련하여 이미 확보된 기술을 활용하여 실시되었다. 이러한 보수와 보강의 결과로, 다수의 댐에서 침투 그라우팅이 수행되었으나, 현재까지 기술의 정립이 미흡한 실정이고, 국내외적으로 발표된 논문도 극히 드문 편이다. 본 논문에서는 YC댐에 대한 저압 침투그라우팅 보강 기술을 상세하게 분석하였다. 결과적으로 침투그라우팅은 YC댐과 같이 코어형 필댐의 차수성 개선에 효과적으로 적용될 수 있음을 확인하였다. 그리고, 주입기준과 관련하여 경험적으로 증명된 침투그라우팅의 기술적 상세들을 제시하였다. 본 연구를 통한 필댐 침투그라우팅 기술의 구체적인 분석자료들은 향후 필댐 및 저수지 보수보강에 있어 유용한 자료로 활용 가능할 것으로 판단된다. As it has become difficult to secure new water resources through dam construction due to the critical social public opinions on dam construction from 10 years ago, it is necessary to review the existing water resources through the review of existing dams. Accordingly, access methods, such as planning, construction and management, were carried out using technologies already accumulated in relation to the repair and reinforcement of the dam. As a result of the repair and reinforcement, permeation grouting has been performed in many dams, but the establishment of the technology is insufficient so far, and the published paper at home and abroad is extremely rare. In this thesis, low-pressure penetration and grouting reinforcement technologies for the YC dam are analyzed in detail. As a result, penetration grouting has shown that it can be effectively applied to the improvement in the constallability of the core fill-like a YC dam. In addition, the technical details of the experience-proven penetration grouting are given in relation to the injection criteria. It is deemed that the specific analysis data of the Fill Dam penetration grouting technology through this study can be used as useful data for strengthening the repair of Fill Dam and reservoir.

개량 강관네일링 공법을 이용한 사면 보강사례 연구

최동남 ( Dong Nam Choi ),임희대 ( Heui Dae Lim ),송영수 ( Young Su Song ),이규환 ( Kyu Hwan Lee ) 한국안전학회 2007 한국안전학회지 Vol.22 No.1