• Simplified Estimation of the Cohesion and Internal Friction Angle of Volcanic Intact Rocks in Jeju Island Using Uniaxial Compressive Strength and/or Brazilian Tensile Strength

    일축압축강도·압열인장강도를 이용한 제주도 화산암의 점착력과 내부마찰각의 간이추정

    Yang, Soonbo

    양순보

    In this study, to propose simplified methods for estimating the cohesion and internal friction angle of volcanic rocks in Jeju Island using …

    본 연구에서는, 제주도 화산암의 일축압축강도·압열인장강도를 이용하여 점착력과 내부마찰각을 간편하게 추정하기 위한 방법을 제안하기 위하여, 제주도 화산암석에 대한 삼축압축시험, 일축압축시험 및 압열인장시험의 결과로부터 …

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    In this study, to propose simplified methods for estimating the cohesion and internal friction angle of volcanic rocks in Jeju Island using uniaxial compressive strength and/or Brazilian tensile strength, the estimated values of cohesion and internal friction angle from triaxial and uniaxial compression tests and Brazilian tests were compared in terms of estimation accuracy. This study proposed simplified methods for estimating the cohesion and internal friction angle using the uniaxial compressive strength and/or Brazilian tensile strength of volcanic rocks in Jeju Island. According to the findings, among the proposed simplified methods, the method using uniaxil compressive strength was most desirable to accurately estimate the cohesion and internal friction angle of volcanic intact rocks in Jeju Island.


    본 연구에서는, 제주도 화산암의 일축압축강도·압열인장강도를 이용하여 점착력과 내부마찰각을 간편하게 추정하기 위한 방법을 제안하기 위하여, 제주도 화산암석에 대한 삼축압축시험, 일축압축시험 및 압열인장시험의 결과로부터 각각 산정된 점착력 및 내부마찰각을 서로 비교·분석하였으며, 퍼센트 오차 평균값을 이용하여 그 추정 정도를 살펴보았다. 그 결과, 제주도 화산암의 일축압축강도·압열인장강도를 이용한 점착력과 내부마찰각의 다양한 간이 추정법을 제안할 수 있었으며, 제안된 방법 중에서 삼축압축시험 결과로부터 산정된 점착력 및 내부마찰각에 가까운, 다시 말해서 정도가 높은 값을 추정하기 위해서는, 일축압축강도를 이용하여 추정하는 방법이 가장 바람직하다는 것을 알 수 있었다.

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    31 October 2022
  • Applicability Analysis of Measurement Data Classification and Spatial Interpolation to Improve IUGIM Accuracy

    지하공간통합지도의 정확도 향상을 위한 계측 데이터 분류 및 공간 보간 기법 적용성 분석

    Lee, Sang-Yun, Song, Ki-Il, Kang, Kyung-Nam, Kim, Wooram and An, Joon-Sang

    이상연, 송기일, 강경남, 김우람, 안준상

    Recently, the interest in integrated underground geospatial information mapping (IUGIM) to ensure the safety of underground spaces and facilities has been increasing. …

    최근 지하 안전에 관한 다양한 이슈들로 인해 지하공간 또는 지하시설물의 관리 필요성이 대두대고 있어 지하공간통합지도 활용이 필요한 실정이다. 지하공간통합지도는 지하공간개발 및 지하안전관리 …

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    Recently, the interest in integrated underground geospatial information mapping (IUGIM) to ensure the safety of underground spaces and facilities has been increasing. Because IUGIM is used in the fields of underground space development and underground safety management, the up-to-dateness and accuracy of information are critical. In this study, IUGIM and field data were classified, and the accuracy of IUGIM was improved by spatial interpolation. A spatial interpolation technique was used to process borehole data in IUGIM, and a quantitative evaluation was performed with mean absolute error and root mean square error through the cross-validation of seven interpolation results according to the technique and model. From the cross-validation results, accuracy decreased in the order of nonuniform rational B-spline, Kriging, and inverse distance weighting. In the case of Kriging, the accuracy difference according to the variogram model was insignificant, and Kriging using the spherical variogram exhibited the best accuracy.


    최근 지하 안전에 관한 다양한 이슈들로 인해 지하공간 또는 지하시설물의 관리 필요성이 대두대고 있어 지하공간통합지도 활용이 필요한 실정이다. 지하공간통합지도는 지하공간개발 및 지하안전관리 등의 분야에 직접적으로 사용되고 있기 때문에, 정보의 최신성 및 정확성이 매우 중요하다. 본 연구에서는 지하공간통합지도에 정확성을 향상시키기 위해 지하공간통합지도에 저장된 데이터와 굴착현장에서 획득 가능한 계측데이터를 분류하고, 획득된 데이터를 활용하여 다양한 보간기법의 적용성을 평가하였다. 공간 보간은 보간기법 및 모델별 총 7 종의 공간보간결과를 교차검증을 통해 정량적 평가를 수행하였다. 교차검증 결과, NURBS, 크리깅 및 역거리가중치법 순으로 정확도가 감소하는 것으로 나타났다. 또한 크리깅의 경우 베리오그램 모델에 따라 정확도의 차이가 있었으나 미미하였고, 구형 베리오그램이 정확도가 가장 우수한 것으로 나타났다.

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    31 October 2022
  • Comparison of Elastic Modulus Evaluated by Plate Load Test and Soil Stiffness Gauge Considering Strain and Ground Stiffness

    변형률 및 지반강성을 고려한 평판재하시험과 흙강성측정기의 탄성계수 비교

    Kim, Kyu-Sun and Shin, Donghyun

    김규선, 신동현

    This study compares elastic moduli calculated using two stiffness testing methods with different strain ranges to evaluate the stress-settlement characteristics of foundation …

    본 연구에서는 기초 지지층의 응력-침하특성을 평가하기 위해 변형률 범위가 다른 두 가지 강성측정 시험법으로 산정한 탄성계수를 비교하였다. 미소변형률 범위의 흙강성측정기(SSG)와 중변형률 범위의 …

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    This study compares elastic moduli calculated using two stiffness testing methods with different strain ranges to evaluate the stress-settlement characteristics of foundation support layers. Elastic moduli were calculated by the soil stiffness gauge (SSG) in the micro-strain range and the plate load test (PLT) in the medium strain range. To apply the elastic moduli obtained by the two testing methods with different strain ranges to the design and construction of foundation soils, the correlation between each measurement value should be identified in advance. As a result of the comparative analysis of the elastic moduli calculated using the two methods in weathered soil and rock, which are representative support layers in Korea, the calculated elastic moduli differed depending on the types of soil and stress conditions. For various soil types, the static elastic modulus obtained by the PLT was reduced by 56% because of the difference in the strain level of the test compared with the dynamic elastic modulus obtained by the SSG. Therefore, the results show that it is necessary to apply corrections to the stress distribution, stress level, and dynamic effect according to the ground stiffness to effectively use the SSG instead of the PLT.


    본 연구에서는 기초 지지층의 응력-침하특성을 평가하기 위해 변형률 범위가 다른 두 가지 강성측정 시험법으로 산정한 탄성계수를 비교하였다. 미소변형률 범위의 흙강성측정기(SSG)와 중변형률 범위의 평판재하시험(PLT)이 탄성계수 산정에 이용되었다. 변형률 범위가 다른 시험방법으로 구한 탄성계수를 기초설계 및 시공실무에 적용하기 위해서는 각각의 값에 대한 상관관계가 사전에 파악되어야 한다. 국내의 대표적인 지지층인 풍화토 및 풍화암에서 두 가지 방법에 의한 탄성계수를 비교·분석한 결과에 따르면, 지반의 종류 및 응력조건에 따라 탄성계수가 상이하게 평가되는 것으로 나타났다. 다양한 조건의 지반에 대해 평판재하시험으로 산정한 정적 탄성계수는 흙강성측정기로 측정한 동적 탄성계수와 비교할 때, 시험의 변형률 수준 차이로 인해 56% 감소된 결과를 나타냈다. 따라서, 평판재하시험을 대체하여 흙강성측정기를 효과적으로 사용하기 위해서는 지반강성에 따른 응력분포, 응력수준, 동적효과에 대한 영향을 보정하여 측정값을 적용할 필요가 있다.

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    31 October 2022
  • Determination of Density of Saturated Sand Considering Particle-fluid Interaction During Earthquake

    입자-유체 상호거동을 고려한 지진시 포화 모래지반의 밀도 결정

    Kim, Hyun-Uk, Lee, Sei-Hyun and Youn, Jun-Ung

    김현욱, 이세현, 윤준웅

    The mass density of the medium (ρ) used to calculate the maximum shear modulus (Gmax) of the saturated ground based …

    전단파 속도를 기반으로 포화 지반의 최대 전단탄성계수를 산정하는데 이용되는 매질의 밀도가 명확하지 않아 이를 결정하고자 검증식을 구성하고, 시나리오를 수립하여 실내 실험결과와 비교하였다. …

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    The mass density of the medium (ρ) used to calculate the maximum shear modulus (Gmax) of the saturated ground based on the shear wave velocity is unclear. Therefore, to determine the mass density, a verification formula and five scenarios were established. Laboratory tests were conducted, and the obtained results were compared. The mass density of the medium was assumed to be saturated (ρsat), wet (ρt), dry (ρdry), and submerged conditions (ρsub), and the Vs ratios of saturated to dry condition were obtained from each case. Assuming the saturated density (ρsat), the Vs ratio was consistent with the value from the resonant column test (RCT) results, and the value from the bender element test results was consistent with the wet density assumption (ρt). Considering the frequency range of earthquakes, it is concluded that applying the saturated density (ρsat) is reasonable as in the RCT results.


    전단파 속도를 기반으로 포화 지반의 최대 전단탄성계수를 산정하는데 이용되는 매질의 밀도가 명확하지 않아 이를 결정하고자 검증식을 구성하고, 시나리오를 수립하여 실내 실험결과와 비교하였다. 매질의 밀도는 포화, 습윤, 건조, 수중 밀도 조건으로 가정하였고, 각 경우별 건조지반 전단파속도 대비 포화지반 전단파속도의 비를 산정하였다. 포화 밀도 가정시 전단파속도 비는 공진주 실험 결과에 의한 전단파속도 비와 일치하였고, 습윤 밀도 가정시에는 벤더엘리먼트 실험 결과에 의한 값과 일치하였다. 이는 특성 주파수를 경계로 흙입자와 유체의 거동을 정의하는 Biot(1956)의 이론과 일치하는 결과이며, 일반적으로 고려되는 지진의 주파수 범위를 고려한다면 포화 지반에서는 포화 밀도를 적용하는 것이 타당할 것으로 사료된다.

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    31 October 2022
  • Site-Investigation of Underground Complex Plant Construction by Seismic Survey and Electrical Resistivity

    탄성파 및 전기비저항을 활용한 지하복합 플랜트 건설 후보지 탐사

    Kim, Namsun, Lee, Jong-Sub, Kim, Ki-Seog, Kim, Sang Yeob and Park, Junghee

    김남선, 이종섭, 김기석, 김상엽, 박정희

    Underground urbanization appears to be a promising solution in response to the shortage of construction sites in the above-ground space. In this …

    지상공간의 건설부지 부족 현상으로 인한 도심지 지하화가 진행되고 있으며, 이에 따른 건설부지의 정확한 지반특성 평가가 요구되고 있다. 본 논문에서는 지하공간을 활용한 복합플랜트 …

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    Underground urbanization appears to be a promising solution in response to the shortage of construction sites in the above-ground space. In this context, an accurate evaluation of a construction site ensures the long-term performance of geosystems. This study characterizes potential sites for complex plants built in underground space using geophysical methods (i.e., seismic refraction exploration and electrical resistivity survey) and in situ tests (i.e., standard penetration tests (SPTs) and downhole tests). SPTs are conducted in nine boreholes BH-1-BH-9 to estimate the groundwater level and vertical distribution of geological structures. The seismic refraction method enables us to obtain the elastic wave velocity and thickness of each soil layer for each cross-sectional area. An electrical resistivity survey conducted using the dipole array method provides the electrical resistivity profiles of the cross-sectional area. Data obtained using geophysical techniques are used to assess the classification of the soil layer and bedrock, particularly the fracture zone. This study suggests that geotechnical information using in situ tests and geophysical methods are useful references to design an underground complex plant construction.


    지상공간의 건설부지 부족 현상으로 인한 도심지 지하화가 진행되고 있으며, 이에 따른 건설부지의 정확한 지반특성 평가가 요구되고 있다. 본 논문에서는 지하공간을 활용한 복합플랜트 후보부지에 대한 지반특성 파악하고자 시추조사와 다양한 물리탐사 방법 중 지표 탐사인 탄성파 굴절법 탐사와 전기비저항 탐사를 수행하였다. 시추조사는 BH-1 ~ BH-9까지 총 9개 시추공에서 수행하였으며, 일정한 간격을 유지하여 각 공에서의 지하수위 및 지질구조의 수직분포 등에 대한 정보를 획득하였다. 탄성파 굴절법 탐사에서 각 지층의 구간별 속도 및 지층 두께를 측정하였으며, 전기비저항 탐사는 쌍극자 배열법을 이용하여 지층의 전기비저항 분포를 파악하였다. 시추조사 결과를 종합하여 대상지반의 토사층 분류 및 기반암선을 파악하였으며, 물리탐사 결과를 통해 파쇄대와 같은 이상대를 평가하였다. 본 논문은 시추조사와 물리탐사 기법을 활용하여 지하복합 플랜트 후보부지에 대한 지반특성 파악하였고, 향후 시추조사와 물리탐사를 병행하는 지반조사에 참고 자료로 쓰일 수 잇다는 점에서 의의가 있다.

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    31 October 2022
  • An Evaluation of Allowable Bearing Capacity of Weathered Rock by Large-Scale Plate-Bearing Test and Numerical Analysis

    대형평판재하시험 및 수치해석에 의한 풍화암 허용지지력 평가

    Hong, Seung-Hyeun

    홍승현

    Considering that the number of cases in which a structure foundation is located on weathered rock has been increasing recently, for adequate …

    최근 구조물 기초가 풍화암상에 위치하는 경우가 증가하는 추세로 풍화암상 기초의 적정 설계 지지력을 평가하고자 국내 지반조사서상 제안된 풍화암 기초 허용 지지력을 조사하였다. …

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    Considering that the number of cases in which a structure foundation is located on weathered rock has been increasing recently, for adequate design bearing capacity of a foundation on weathered rock, allowable bearing capacities of such foundations in geotechnical investigation reports were studied. With reference to the study results, the allowable bearing capacity of a foundation on weathered rock was approximately 400-700 kN/m2, with a large variation, and was considered a conservative value. Because the allowable bearing capacity of the foundation ground is an important index in determining the foundation type in the early design stage, it can have a significant influence on the construction cost and period according to the initial decision. Thus, in this study, six large-scale plate-bearing tests were conducted on weathered rock, and the bearing capacity and settlement characteristics were analyzed. According to the test results, the bearing capacities from the six tests exceeded 1,500 kN/m2, and it shows that the results are similar with the one of bearing capacity formula by Pressuremeter tests when compared with the various bearing capacity formula. In addition, the elastic modulus determined by the inverse calculation of the load-settlement behavior from the large-scale plate-bearing tests was appropriate for applying the elastic modulus of the Pressuremeter tests. With consideration of the large-scale plate-bearing tests in this study and other results of plate-bearing tests on weathered rock in Korea, the allowable bearing capacity of weathered rock is evaluated to be over 1,000 kN/m2. However, because the settlement of the foundation increases as the foundation size increases, the allowable bearing capacity should be restrained by the allowable settlement criteria of an upper structure. Therefore, in this study, the anticipated foundation settlements along the foundation size and the thickness of weathered rocks have been evaluated by numerical analysis, and the foundation size and ground conditions, with an allowable bearing capacity of over 1,000 kN/m2, have been proposed as a table. These findings are considered useful in determining the foundation type in the early foundation design.


    최근 구조물 기초가 풍화암상에 위치하는 경우가 증가하는 추세로 풍화암상 기초의 적정 설계 지지력을 평가하고자 국내 지반조사서상 제안된 풍화암 기초 허용 지지력을 조사하였다. 조사 결과 몇몇 현장에 제안된 풍화암 허용 지지력은 약 400~700kN/m2 수준으로 그 편차가 큰 편이며 보수적인 값으로 판단되었다. 지반의 기초 허용 지지력은 설계 초기 기초 형식 결정에 중요한 지표로, 그 결정에 따라 공사비 및 공기에 큰 영향을 줄 수 있다. 이에 본 연구에서는 적정한 풍화암 지반의 허용지지력을 평가하고자 풍화암 지반에 대하여 총 6회의 대형 평판재하시험을 실시하고 지지력 및 침하 특성을 분석하였다. 시험 결과 지지력은 모두 1,500kN/m2이상으로 평가되었으며 기존 지지력 공식과 비교하였을 때 공내재하시험에 의한 지지력 평가식이 본 시험결과와 유사함을 확인하였다. 또한 대형 평판재하시험의 하중-침하 거동 역산에 의한 지반의 탄성계수는 공내재하시험의 탄성계수(E) 값 적용이 적절하다고 평가되었다. 본 연구에서의 대형 평판재하시험 결과 및 국내 타 현장에서의 평판재하시험 사례 등을 종합하여 볼 때 풍화암 허용 지지력은 1,000kN/m2 이상으로 평가된다. 그러나 기초 침하량은 기초 크기 증가에 따라 비례하므로 구조물 허용 침하량 기준에 따라 허용 지지력은 제한되어야 한다. 따라서 본 연구에서는 수치해석적 방법으로 기초 크기 및 풍화암 두께에 따른 기초 예상 침하량을 평가하였으며, 풍화암 지반상 기초 허용지지력이 1,000kN/m2 이상일 수 있는 기초 크기 및 지반 조건을 표로 제안하였다. 이는 기초 설계 초기 기초 형식 결정에 유용하다고 사료된다.

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    31 October 2022