• Research Article

    Analysis of the Correlation between the velocity speed of High-Speed Railways and the Suppressing Effect of lateral Displacement of retaining wall according to the Arrangement of Stabilizing Piles

    억지말뚝의 배치에 따른 흙막이의 수평변위 억제효과와 고속철도의 속도와의 상관성 분석

    Su-Won Son, Jong-Chul Im, Min-Su Seo, Seok-Woo Hong

    손수원, 임종철, 서민수, 홍석우

    In urban areas, structures are installed deep underground in the lower part of the structure to utilize space. Therefore, a retaining wall ...

    도심지에서는 공간 활용을 위해 구조물 하부 깊은 지하까지 구조물을 설치하고 있다. 그래서 구조물 건설 시, 지반에서 발생하는 토압을 방지하기 위해서 흙막이를 활용하고 ...

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    In urban areas, structures are installed deep underground in the lower part of the structure to utilize space. Therefore, a retaining wall is used to prevent earth pressure from the ground when constructing a structure. Due to the development of construction technology, retaining wall applied to excavation work are used to prevent danger such as falling rocks and landslides in temporary facilities when construction or retaining walls are installed. In general, the application of a retaining wall to a temporary facility during the embankment construction is the case of expanding an existing roads or railways. Therefore, it is necessary to study the retaining wall applied to the embankment construction such as the double-track site of the high-speed railway. In this study, two types of common one row H-pile retaining wall and two types of IER retaining wall were analyzed, and the stability of the retaining wall applied to the construction of double-track of the high-speed railway was analyzed. The earth retaining wall is a construction method that combines forced pile applied to the stabilization of the slope with the wall of the earth retaining wall. As a result of the analysis, the IER retaining wall had maximum lateral displacement of 19.0% compared to the type with H-plie installed only in the front while dynamic load was applied. In addition, the slower the speed of high-speed railway, the more displacement occurred, and the results show that more caution is needed when designing the ground in low-speed sections.


    도심지에서는 공간 활용을 위해 구조물 하부 깊은 지하까지 구조물을 설치하고 있다. 그래서 구조물 건설 시, 지반에서 발생하는 토압을 방지하기 위해서 흙막이를 활용하고 있다. 굴착공사에 적용되던 흙막이가 건설기술의 발전으로 인해서 성토 공사나 옹벽 설치시에 가시설 낙석이나 산사태와 같은 위험 방지용으로도 이용되고 있다. 일반적으로 성토공사시 가시설 흙막이를 적용하는 경우는 기존에 존재하는 도로나 철도를 확장하는 경우이다. 그러므로 고속철도의 복선화 현장과 같은 성토공사에 적용되는 흙막이에 관한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 일반적인 1열 H-pile 흙막이와 지주식 흙막이 2종류에 대해 수치해석을 하였으며, 고속철도의 단선지역에 성토하여 복선화하는 공사에 적용된 흙막이의 안정성을 분석하였다. 지주식 흙막이는 사면안정에 적용되는 억지 말뚝(이하 배면지주)을 흙막이 벽체(이하 전면지주)에 경사지게 결합한 공법이다. 분석결과, 지주식 공법은 동적하중이 적용되는 동안, 전면에만 H-plie이 설치된 타입에 비해 수평변위가 최대 19.0%만 발생하였다. 또한, 고속철의 운행속도가 느릴수록 변위가 많이 발생하였으며, 이 결과는 운행속도가 저속인 구간에서의 지반 설계시 더욱 주의가 필요하다는 것을 보여준다.

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    March 2021
  • Research Article

    Performance of Railway Roadbed Reinforced by Acrylate in Laboratory Experiment

    실내실험을 통한 아크릴레이트의 철도노반 보강 성능

    Hwan-Hee Yoon, Min Son, Jin-Hwan Kim, Dong-Hyun Kim, Byung-Hyun Kim, Hyuk-Sang Jung

    윤환희, 손민, 김진환, 김동현, 김병현, 정혁상

    This paper deals with the reinforcement performance of acrylate for reinforcing the settled railway roadbed. Concrete tracks have the advantage of reducing ...

    본 논문에서는 침하된 철도노반 보강을 위한 아크릴레이트의 보강 성능에 대한 내용을 다루었다. 콘크리트궤도는 궤도유지보수 비용의 절감과 궤도파괴에 높은 저항력을 가지는 장점이 있다 ...

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    This paper deals with the reinforcement performance of acrylate for reinforcing the settled railway roadbed. Concrete tracks have the advantage of reducing track maintenance costs and high resistance to track destruction. However, roadbed settlement is occurring in some construction sections, and the safety of railways is a serious concern because of difficulties in maintenance. Currently, maintenance through the track restoration method is being carried out in Korea as a way of roadbed settlement in concrete tracks, but continuous re-settlement can occur because the roadbed itself cannot be reinforced, and there are very few cases of reinforcement of railway roadbeds and field application. So the development of reinforcement materials and construction methods to reinforce railway roadbeds is required. Therefore, in this paper, acrylate was selected as reinforcement material for railway roadbed, and the reinforcement performance of acrylate was analyzed through experiment. As a result, it was analyzed that the acrylate can penetrate into a permeability coefficient of 1×10-4 cm/sec, and secure uniaxial compression strength of 0.5MPa/30min or more and stiffness of 80MPa or more.


    본 논문에서는 침하된 철도노반 보강을 위한 아크릴레이트의 보강 성능에 대한 내용을 다루었다. 콘크리트궤도는 궤도유지보수 비용의 절감과 궤도파괴에 높은 저항력을 가지는 장점이 있다. 하지만 최근 콘크리트궤도에서의 노반침하가 발생하고 있고, 이에 대한 유지보수에 어려움을 겪고 있기 때문에 철도 운행에 안전이 우려되고 있다. 현재 국내에서는 콘크리트궤도의 노반침하에 대한 방안으로 궤도복원공법을 통한 유지보수를 시행중에 있지만 노반 자체를 보강할 수 없기 때문에 지속적인 재침하가 발생할 수 있으며, 철도노반 보강에 대한 연구 및 현장적용 사례는 극히 드물어 철도노반을 보강하기 위한 보강재료 및 공법의 개발이 요구된다. 따라서 본 논문에서는 철도노반의 보강재료로 아크릴레이트 약액을 선정하였으며, 실내실험을 통해 아크릴레이트 약액의 보강성능을 분석하였다. 그 결과 1×10-4cm/sec 투수계수에 침투가 가능하며, 일축압축강도 0.5MPa/30min, 강성 80MPa 이상 확보하는 것으로 분석되었다.

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    March 2021
  • Research Article

    The Calculation Method of Apparent Earth Pressure in Multi-Layered Ground with Clay and Sand

    점토와 모래가 포함된 다층지반의 경험토압 산정방법에 관한 연구

    Byung-Il Kim, Kang-Han Hong, Jin-Hae Kim, Sang-Jae Han

    김병일, 홍강한, 김진해, 한상재

    In this study, to solve a problem that cannot consider the contribution effect of each layers when the apparent earth pressure in ...

    단일지반에서의 경험토압을 다층지반에 적용할 때 각 지층이 토압에 기여하는 효과를 고려할 수 없는 문제 등을 해결하고자 국내외에서 지반굴착시 측정된 토압을 조사하고 분석하였다 ...

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    In this study, to solve a problem that cannot consider the contribution effect of each layers when the apparent earth pressure in homogeneous ground is applied to multi-layered ground, the measured earth pressures at World were investigated and analyzed. It has been confirmed that the apparent earth pressure in mulit-layered ground is different from single ground and that the extra layer's contribution to the earth pressure cannot be considered. The conventional method of calculating the apparent earth pressure for single ground was extended to mulit-layered ground, and proposed and verified the applicable method for both single and mulit-layered ground. The proposed methods predicted the earth pressure closer to the measurements at the excavation depth of 0.1Z/H or below, and the prediction reliability was evaluated to be better than the conventional method. Among the proposed methods, the method of considering the area ratio of the active failure has a geotechnical validity and predicts the most similar results to the actual earth pressure. To confirm the applicability of the proposed methods, it was presented by comparing and analyzing the results of the proposed methods with the conventional method for the actual case.


    단일지반에서의 경험토압을 다층지반에 적용할 때 각 지층이 토압에 기여하는 효과를 고려할 수 없는 문제 등을 해결하고자 국내외에서 지반굴착시 측정된 토압을 조사하고 분석하였다. 다층지반의 토압은 단일지반의 경험토압과 상이하고, 대표 토질이 아닌 지층의 토압 기여 효과를 고려할 수 없음을 확인하였다. 본 연구에서는 기존의 단일지반에 대한 경험토압 산정방법을 다층지반까지 확장하여 단일지반과 다층지반 모두 적용 가능한 방법을 제안하고 검증하였다. 제안방법은 굴착심도 0.1Z/H 이하에서 실측값에 더 근접한 토압을 예측하는 등 기존 단일지반의 토압보다 예측 신뢰도가 우수한 것으로 평가되었다. 제안방법 중 주동상태에서의 파괴면적비를 고려하는 방법이 지반공학적 타당성을 갖추고도 실측토압과 가장 유사한 결과를 도출하였다. 또한, 제안방법의 적용성을 확인하고자 실제 설계사례에 대해 제안방법과 기존 방법의 설계 결과를 비교 분석하여 제시하였다.

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    March 2021
  • Research Article

    Evaluation of Field Applicability of Slope of Improved Soil for Ground Stabilizer

    지반안정재 개량토의 토사 비탈면 현장 적용성 평가

    Kang-Il Lee, Seong-Bak Park, Min-Ju Choi

    이강일, 박성백, 최민주

    This research studies the stabilization method for improved soil sloped through the on-site application of Paper Flyash ground stabilizers. The target strength ...

    본 연구는 제지 플라이애시 지반안정재를 활용하여 개량토 토사 비탈면의 현장 적용을 통한 안정화 방법을 연구하였다. 개량토에 요구되는 목표강도는 500kPa이며 토사 비탈면을 개량후 ...

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    This research studies the stabilization method for improved soil sloped through the on-site application of Paper Flyash ground stabilizers. The target strength required for improved soil is 500kPa, and the compressive strength for the slope surface needs to be less than 1,000kPa after the improvement in order to plant vegetation. To meet this condition, we mixed soil from the site and the ground stabilization material, which is the main material for surface improvement material, performed mixing design and conducted various tests including strength test, permeability test and plantation test. After analyzing the results of the compression test on improved soil slope, we proposed soil constants for the improved soil. In order to evaluate the applicability of the improved soil on the slope, the site construction was carried out on the collapsed slope and the reinforcement evaluation of the surface of the improvement soil was conducted. The stability was not secured before the reinforcement, but the test shows after the reinforcement with improved soil, the safety rate is secured up to 48 hours during the raining period. In addition, the compressive strength of the improved soil at the site was secured at more than 200kPa adhesion as planned, and the soil hardness test result was also found to be within the specified value of 18-23mm, which increased the resistance to rainfall and ability to grow plant on the surface for improved soil.


    본 연구는 제지 플라이애시 지반안정재를 활용하여 개량토 토사 비탈면의 현장 적용을 통한 안정화 방법을 연구하였다. 개량토에 요구되는 목표강도는 500kPa이며 토사 비탈면을 개량후 식생이 발아하기 위한 압축강도는 1,000kPa 이하이다. 이 조건을 만족하기 위해 현장에서 반입된 시료를 가지고 표층개량의 주원료인 지반안정재와 혼합하여 배합설계를 거처 강도시험 및 투수시험 그리고 식생 발아시험 등 다양한 시험을 실시 하였다. 그리고 개량토로 시공된 비탈면에 대한 기존 압축시험 결과를 분석한 후 개량토의 지반정수를 제안하였다. 또한 개량토의 비탈면 현장 적용성을 평가하기 위하여 붕괴된 비탈면에 대하여 현장 시공을 실시하여 개량토의 표층부 보강평가를 실시하였다. 그 결과 보강 전에는 안정성을 확보하지 못했지만 개량토로 보강한 이후 안전율은 강우 지속시간 48시간까지 최소 안전율을 확보하는 것으로 나타났다. 그리고 현장 개량토의 압축강도는 설계치인 점착력 200kPa 이상을 확보하고 토양경도계 시험 결과도 규정 값인 18~23mm 이내로 확인되어 개량토 비탈면의 경우 강우에 저항성이 증대되고 표층부의 식물생육이 가능한 것으로 나타났다.

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    March 2021
  • Research Article

    Behavioral Characteristics and Safety Management Plan for Fill Dam During Water Level Fluctuation Using Numerical Analysis

    수치해석을 이용한 수위변동시 필댐의 거동특성 및 안전관리방안

    Heedon Jung, Yongseong Kim, Moojae Lee, Seungjoo Lee, Bibek Tamang, Joon Heo, Sungsoo Ahn

    정희돈, 김용성, 이무재, 이승주, 타망비백, 허준, 안성수

    In this study, the behavioral characteristics of the fill dam were analyzed during water level fluctuations through a numerical analysis model, and ...

    본 연구에서는 수치해석모형을 통하여 수위변동시 필댐의 거동 특성을 분석하고 저수지의 안전관리 방안을 고찰하였다. 수치해석 프로그램(GTS NX 및 LIQCA)을 이용하여 필댐의 ...

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    In this study, the behavioral characteristics of the fill dam were analyzed during water level fluctuations through a numerical analysis model, and the reservoir safety management plan was prepared. The variation in plastic deviatoric strain, horizontal displacement, stress path, pore water pressure, etc., due to elevation of water level in the upper and lower sides of shell and core were analyzed using numerical analysis software, viz. GTS NX and LIQCA. The analysis results manifest that as the water level in the dam body increases rapidly, the pore water pressure and displacement also increase quickly. It was found that the elevation of the water level causes an increase in pore water pressure in the dam body as well as an increase in the saturation of the dam body and decreased effective stress. It is considered that this type of dam behavior can be the cause of the reduction of strength and stiffness of the dam. Also, it is assumed that the accumulated plastic deviatoric strain due to the deformation of the dam body caused by water infiltration causes an increase in displacement. Based on these experimental results and the results of analyses of the existing reservoir safety diagnosis techniques, an improvement plan for dam safety diagnosis and evaluation criteria was proposed, and these results can be used as primary data while revising dam safety diagnosis guidelines.


    본 연구에서는 수치해석모형을 통하여 수위변동시 필댐의 거동 특성을 분석하고 저수지의 안전관리 방안을 고찰하였다. 수치해석 프로그램(GTS NX 및 LIQCA)을 이용하여 필댐의 상․하류측 Shell 및 Core에서 수위승강에 따른 소성전단변형률, 수평변위, 응력경로, 간극수압 등을 분석하였다. 제체의 거동을 분석한 결과, 제체 내의 수위가 빠른 속도로 상승하면 간극수압 및 변위 또한 급격하게 증가하는데, 수위의 상승은 제체 내의 간극수압 증가와 제체의 포화도 증가를 유발하며, 제체의 유효응력을 감소시키는 것으로 나타났다. 이러한 수위승강 시 필댐의 거동 특성은 제체의 강도 및 강성이 저하되는 원인이 되고, 침투로 인해 발생하는 제체의 변형에 의해 소성전단변형률이 축적되어 변위 증가를 유발하는 것으로 판단된다. 본 연구를 통해 저수지의 정밀안전진단 상태평가 기준 개선안을 제안하였으며, 향후 저수지 안전진단지침 개정안 마련 시 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

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    March 2021