조인트 부착 강관 케이싱을 이용한 개량형 C.I.P 공법

장서용(Jang, Seoyong),최재순(Choi, Jaesoon),송병웅(Song, Byungwoong),최윤영(Choi, Yoonyoung),윤중산(Yoon, Joongsan) 한국지반환경공학회 2012 한국지반환경공학회논문집 Vol.13 No.2

본 연구에서는 기존 C.I.P 공법의 개선사항을 보완하여 벽체 강성 및 차수성을 증진시킨 개량형 C.I.P 공법을 개발하고 이에 대한 현장 적용성을 검토하였다. 개량형 C.I.P 공법의 특징은 원형케이싱의 내부 양쪽에 삼각형 형태의 조인트를 설치하여 연직연속천공을 위한 가이드로 이용하고 연속천공 이후에는 조인트와 조인트를 소형 H형강으로 연결하여 개별말뚝들이 연결된 벽체를 형성함과 동시에 H형강 외의 내부는 그라우팅으로 충진되어 벽체 전체가 차수성을 확보하도록 고안된 점이다. 이러한 특성에 대한 현장 적용성을 검토하기 위해 모형 토조실험을 수행하여 차수성을 검토하였으며 벽체 강성의 증진에 대한 사항은 케이싱의 두께를 2mm와 3mm로 변화를 둔 실물크기의 시험체를 대상으로 강도실험과 수치해석이 병행되었다. 수치해석의 경우, 강도실험에 대한 시뮬레이션을 통해 사용프로그램의 타당성을 우선 검토한 후, 케이싱의 두께 변화에 따른 영향을 비교분석하였다. 연구결과, 차수성 시험은 정수압 300KPa의 가압상태에서도 이음부의 누수가 발생하지 않았다. 휨강도 실험결과, 개량형 흙막이 벽체의 강성이 기존 C.I.P 벽체의 강성보다 4배 정도 큰 것으로 나타났으며 압축강도 또한 콘크리트의 압축강도보다 큰 것으로 나타났다. 이상의 결과로부터 제안된 개량형 C.I.P 공법은 기존의 C.I.P 공법의 차수공정의 생략뿐만 아니라, 연결부 차수성 확보, 연직연속천공, 그리고 상대적으로 우수한 강성등의 장점을 보유한 것으로 나타나 향후 주열식 흙막이 시공에 일조할 수 있을 것으로 판단된다. In this study, practical verifications for an advanced C.I.P(Cast in Place Pile) construction method were carried out. The structural characteristics of the method is to attach an angular joint in the steel-casing. This joint plays an important role in boring vertically, connected pile to pile, and protects the permeation of the ground water. For verifications, experimental research and numerical analysis were performed. In the experimental research, two model-tests were set up with the real scale steel-casing. One is to examine the leakage in the joint of piles and the other is to compare earth pressures in the front and the joint, respectively. In addition, 3 point bending test and compressive loading test were carried out and numerical analysis was performed to simulate the loading test. As a result of model-tests, the leakage in the pile joints was not shown up to 300 KPa of water pressure and stress concentration in the joint is out of the question. From the results of bending and compressive test, it was found that the new advanced C.I.P method is more convenient and superior than the conventional method.

터널굴착 중 지하수위 강하 및 깊이별 투수계수 변화를 적용한 지하수 유입량 변화 분석

문준식,쩡안치,장서용,Moon, Joon-Shik,Zheng, An-Qi,Jang, Seoyong 한국터널지하공간학회 2017 한국터널지하공간학회논문집 Vol.19 No.2

터널 내 지하수 침투는 터널붕괴와 그에 따른 지반침하의 주요 원인 중 하나이다. 따라서 터널굴착 중 시간에 따른 지하수 침투량과 간극수압 변화를 적절히 예측하는 것이 중요하다. 실무에서는 균질한 지반조건으로 가정하는 Goodman의 산정법을 사용하여 지하수 침투량을 계산하지만, 터널굴착 중 지하수위 강하와 깊이에 따른 투수계수 변화를 고려하지 않아 설계단계에서 지하수 유입량을 과다하게 산정할 우려가 있다. 따라서 본 연구에서는 지하수위 강하 및 깊이별 투수계수의 감소를 적용한 매개변수분석을 통해 지하수 유입량 변화를 분석 비교하였으며, 시간에 따른 지하수 침투량 변화와 지하수위 및 간극수압 분포 변화를 분석하기 위해 비정상류 해석을 수행하였다. Groundwater seepage into a tunnel is one of the main causes triggering tunnel collapse and the consequent ground subsidence. Thus, it is important to estimate adequately the groundwater inflow rate and porewater pressure change during tunneling with time elapse. In current practice, Goodman's analytical solution (or image tunnel method) assuming homogeneous ground condition around a tunnel is commonly used for estimating groundwater inflow rate. However, the generally-used analytical solution for estimating groundwater inflow rate does not consider groundwater level drawdown and permeability change with depth, and the inflow rate can be overestimated in design phase. In this study, parametric study was performed in order to investigate the effect of groundwater level drawdown and permeability reduction with depth, and transient flow analysis was carried out for studying the inflow rate change as well as groundwater level and porewater pressure change around a tunnel with time elapse.

고성토사면에 시공된 교대의 측방유동에 대한 수치해석적 연구

박민철(Park, Min-Cheol),장서용(Jang, Seo-Yong),신백철(Shin, Baek-Chul),한희수(Han, Heui-Soo) 한국지반환경공학회 2012 한국지반환경공학회논문집 Vol.13 No.2

본 연구에서는 고성토사면 위에 시공된 교대가 강우 침투로 측방유동이 발생되었을 경우 이로 인한 교대의 상대변위를 파악하고 적절한 보강대책 및 설계기준을 제안하고자 한다. 먼저 성토사면의 정확한 수치해석을 위해 현장의 성토재인 화강풍화토를 채취하여 비배수 직접전단시험을 통해 함수비(포화도)변화에 따른 강도정수의 변화를 파악하고 표준관입시험 결과를 토대로 탄성계수와 포아송비 등의 지반정수를 산정하였다. 이후 유한요소법을 이용하여 강우 시 교대 교좌부의 측방유동, 말뚝기초의 부재력을 산정하였다. 산정 결과, 교대 교좌부의 측방변위는 8.98cm로 허용변위량 3.0cm보다 약 3배 정도 크게 산정되었다. 측방유동의 보강대책으로 보강토옹벽, 압성토, 말뚝 기초 자체보강(길이 5m 연장보강, 3열 보강, 3열 5m 연장보강) 등에 대해 검토하였다. 그 결과, 말뚝기초를 보강 (3열 5m 연장보강) 하였을 경우 측방유동으로 인한 교대 교좌부의 상대변위는 2.26cm로 허용변위량보다 적었다. This research is to propose the reinforcing method and design code for the lateral behaviors of the abutment displacement induced from the rainfall infiltration on high landfill slope. First, to make the proper numerical analysis, in-situ soil (weathered granite soil) was taken, and the variance of strength parameters according to water content variance was examined by undrained direct shear test, furthermore, other soil parameters were calculated from the standard penetration test such as elastic modulus and Poisson’s ratio etc,. Those parameters were used to calculate the lateral behavior of abutment by finite element method and the member force of pile in high landfill slope according to rainfall infiltration . From the results, the shoe displacement on abutment was calculated as 8.98cm, which is 3 times bigger than the allowable displacement, 3cm. To reinforce it, several reinforcing methods were selected and analyzed such as reinforced retaining wall, soil surcharge, pile reinforcing (5m enlargement, 3-line arrangement, 5m enlargement and 3-line arrangement). In case of 5m enlarged and 3-line arrangement piles, the lateral behavior of shoe showed lower value(2.26 cm) than allowable displacement.

내부수압이 작용하는 여수로터널의 안정성 검토

박인준,박무종,김성인,곽창원,장서용,Park, Inn-Joon,Park, Moo-Jong,Kim, Sung-In,Kwak, Chang-Won,Jang, Seo-Yong 한국터널지하공간학회 2005 터널기술 Vol.7 No.1

본 논문에서는 국내 ${\bigcirc}{\bigcirc}$ 댐 여수로 터널에서 가능최대홍수량 (PMF) 발생시 내부수압이 터널 구조물에 미치는 영향을 3차원 유한차분해석을 통하여 검토하였다. 내부수압을 합리적으로 결정하기 위하여 도수터널에서의 1차원 수치모형을 적용한 HEC-RAS 프로그램을 이용하여 가능최대홍수량 발생시 터널측벽에 발생하는 최대하중을 산정하고, 이를 터널 내부에 하중으로 재하하였다. 여수로 터널은 쌍굴터널로서, 단계별 굴착 및 지보재 시공순서를 고려하였고, 왼쪽 터널에만 수압이 작용하는 경우 (CASE-1), 오른쪽 터널에만 수압이 작용하는 경우 (CASE-2) 및 동시에 수압이 작용하는 경우 (CASE-3)으로 나누어 각각 해석을 수행하였다. 해석결과, 각 터널에서 발생하는 최대인장응력 및 최대부재력을 허용치와 비교하여 구조물의 안정성을 평가하고 응력집중구간 및 취약부를 파악하였다. The influence of internal water pressure under the Probable Maximum Flood (PMF) on tunnel spillway is analysed using 3D FDM analysis. HEC-RAS program including 1-D hydrologic numerical model was also implemented to estimate the maximum pressure on the lining under the PMF, thereafter determined rational internal water pressure. Tunnel spillway was designed as twin tunnel and excavation and supporting stage are fully considered. Analysis was classified into the 3 cases; pressure is applied only to the left tunnel, only to right tunnel, and to both tunnels. The maximum tensile stress and axial force in supporting materials induced by water flow were compared with the critical values to assess the stablilty of the tunnel and the locations of stress concentration parts were also examined.

지표변위계를 활용한 비탈면 안정성 예측

이석영(Seokyoung Lee),장서용(Seoyong Jang),김태수(Taesoo Kim),한희수(Heuisoo Han) 한국지반환경공학회 2015 한국지반환경공학회논문집 Vol.16 No.4

사면붕괴의 위험성이 있는 다양한 실계측 데이터들이 토목기술자들에게 주어졌지만 이를 해석, 가공 후 실시간 사면거동양상을 분석하고 사면안정에 대한 결론을 유도하는 일은 결코 쉬운 일이 아니다. 최근 많은 연구기관들이 실시간 계측시스템을 위험 사면 현장에 설치하고 이를 계측하고 있으나, 대부분이 하드웨어 시스템의 설치에 초점을 맞추고 있어 이들 계측시스템에서 구한 실시간 계측자료를 해석하는 소프트웨어는 상대적으로 약하다고 할 수 있다. 그러므로 이 연구는 시간에 따라 변위가 지속적으로 증가하는 사면거동에 대한 계측자료들이 서로 어떤 상호관련성이 있고 군집화되는지를 보여주고자 하는 데 목적이 있다. 실시간 계측자료들을 분류함에 있어 저자들은 세 가지의 수학적 개념을 사용하고자 한다. 즉 평균변위차지수(AD?,?), 평균상대변위차(RDSUB>?,?) 및 평균상대좌표시스템(RD, AD)을 사용하고자 한다. 이 세 가지 개념은 통계학적 방법 및 사면파괴거동에 토대를 두고있다. 그러므로 이 방법들은 파괴거동을 일으키는 같은 대상 사면영역의 군집특성을 보여준다. Civil engineers have taken the numerous slope monitoring data for an engineering project subjected to hazard potential of slide. However, the topics on how to deal with and draw out proper information from the data related to the slope behavior have not been widely discussed. Recently, several researchers had installed the real-time monitoring system to cope with slope failure; however they are mainly focused on the hardware system installation. Therefore, this study tries to show how the measured data could be grouped and connected each other. The basic idea of analyzing method studied in this paper came from the clustering, which is the part of data mining analysis. Therefore, at the base of classification of time series data, the authors suggest three mathematical data analyzing methods; Average Index of different displacement (AD?,?), Difference of average relative displacement (RD?,?) and Coordinate system of average and relative displacement (RD, AD). These analyzing methods are based on the statistical method and failure mechanism of slope. Therefore they showed clustering relationships of the similar parts of the slope which makes the same sliding mechanism.

[논문철회] 지표변위계를 활용한 비탈면 안정성 예측

이석영(Seokyoung Lee),장서용(Seoyoung Jang),김태수(Taesoo Kim),한희수(Heuisoo Han) 한국지반환경공학회 2024 한국지반환경공학회논문집 Vol.25 No.1