• Title/Summary/Keyword: 관입실험

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Application of Successive Cavity Expansion Theory to Piezocone Tests. (피에조콘 관입 시험에 대한 연속 공동확장이론모델의 적용)

  • Lim, Beyong-Seock;Lee, In-Mo
    • Proceedings of the Korean Geotechical Society Conference
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    • 2000.03b
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    • pp.599-606
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    • 2000
  • 본 연구는 피에조콘(Piezocone) 관입 시험에 의한 과잉간극수압의 소산(Dissipation)특성을 파악하기 위하여, 실측된 소산실험 결과치와 Gupta & Davidson에 의해 개발된 연속 공동확장이론(Successive Cavity Expansion Theory) 모델을 비교하였고, 그 경험적 이론의 적합성을 규명하였다. 연속 공동확장 이론이란, 콘 관입이 유발하는 관입 주변지반의 변환 메커니즘을 연속적인 공동확장의 전개과정로 파악할 때, 관입주변의 연속적 공동확장 영역에서 발생된 과잉간극수압들은 연속적으로 소산되어지고, 결국에는 관입멈춤직후 얻게 되는 소산시험의 결과도 이러한 과잉간극수압의 연속적 소산 메커니즘으로부터 그 영향을 받는다는 개념이다. 본 연구의 실험방법은 Piezocone 관입을 위한 연약모형지반 조성을 위하여 초대형 Slurry Consolidometer에 Slurry를 45일간 압밀시킨후 Calibration Chamber(Louisiana State University Calibration Chamber System)에 옮긴 후 2차 압밀시키는 Two-Stage Consolidation Method를 사용하였다. 또한 모형지반내에 8개의 Piezometers를 설치하여 Piezometers를 설치하여 Piezocone 관입시 유발되는 지반 내에서의 과잉간극수압의 변환을 측정하였다. 실험결과와 이론 예측치를 비교함으로써 연속 공동확장이론 모델은 u$_2$형식의 피에조콘 관입 소산시험 결과들과 잘 들어맞는 모습을 보여줬으나, 관입으로 인한 주변 지반의 과잉간극수압의 소산변화는 정성적으로만 모사 되는 모습을 보여줬다.

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Study on Correlation between Dynamic Cone Resistance and Shear Strength for Frozen Sand-Silt Mixtures under Low Confining Stress (낮은 구속응력에서 모래-실트 혼합토의 동결강도 평가를 위한 동적 콘 저항력 및 전단강도 상관성 연구)

  • Kim, Sangyeob;Lee, Jong-Sub;Hong, Seungseo;Byun, Yong-Hoon
    • Journal of the Korean GEO-environmental Society
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    • v.17 no.1
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    • pp.5-12
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    • 2016
  • Investigation of in-situ ground in cold region is difficult due to low accessibility and environmental factors. In this study, correlation between dynamic cone resistance and shear strength is suggested to estimate the strength of frozen soils by using instrumented dynamic cone penetrometer. Tests were conducted in freezing chamber after preparing sand-silt mixture with 2.3% water content. Vertical stresses of 5 kPa and 10 kPa were applied during freezing, shearing, and penetration phase to compare the dynamic cone resistance and shear strength. The dynamic cone resistance, additionally, is calculated to minimize the effect of energy loss during hammer impact. Experimental results show that as the shear strength increases, the dynamic cone penetration index (DCPI) decreases nonlinearly, while the dynamic cone resistance increases linearly. This study provides the useful correlation to evaluate strength properties of the frozen soils from the dynamic cone penetration and direct shear tests.

Evaluation of OCR in Fine Grained Soil by Piezocone Tests (피에조콘 관입 시험에 의한 OCR 평가)

  • Lim, Beyong-Seock
    • Proceedings of the Korean Geotechical Society Conference
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    • 2000.11a
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    • pp.561-568
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    • 2000
  • 본 연구의 목적은 Piezocone 관입시험을 이용한 연약지반의 OCR 평가에 있어 기존의 여러 가지 해석방법들과 최근에 새롭게 제안된 방법들을 실내 모형토조에서 실측된 피에조콘 관입 실험치에 적용하여 각 해석방법들의 차이와 장단점들을 비교 분석하는데 있다. 본 연구의 연구실험방법으로는, Piezocone 관입을 위한 연약 모형지반 조성을 위하여 초대형 Slurry Consolidometer에 Free Stress 상태의 Slurry를 45일간 압밀시킨후 Automatic Computer Control Calibration Chamber (LSU/CALCHAS; Louisiana Slate University Calibration Chamber System)에 옮긴후 다시한번 압밀시키는 Two-Stage Consolidation Method를 사용하였다. 모형지반은 여러 가지 Boundary Condition들과 Stress Condition 그리고 Stress History등을 달리하여 총 5개의 지반을 조성하였다. 관입시험은 총 25개의 Piezocone 관입이 수행되어졌고, 그중 4개는 Standard 10 cm2 Piezocone이고, 나머지 21개는 Miniature Piezocone이 사용되었다. Piezocone 실험치들에 대한 여러 가지 OCR 해석방법 적용결과, Schmertmann방법은 5개 모형지반 모두에서 과다한 OCR평가를 보였으며, $B_{q}$ 방법은 일부모형지반에서 음의 OCR값으로 계산되어졌다. 그러나, Critical-Stale Soil Mechanics 와 Cavity Expansion 이론에 근거하여 Mayne(1991), Kurup(1993), Tumay et al (1995) 들이 제안한 OCR 평가방법들은 실험치와 잘맞는 경향을 보여주었다. 이와같은 이론 모델값들의 차이는 응력조건(Stress Condition)과 경계조건(Boundary Condition)들에 대한 각 해석방법들의 고려정도에 따른 결과로 판단된다.

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Stiffness Characterization of Subgrade using Crosshole-Type Dynamic Cone Penetrometer (크로스홀 형태의 동적 콘 관입기를 이용한 노반의 강성특성 평가)

  • Hong, Won-Taek;Choi, Chan Yong;Lim, Yujin;Lee, Jong-Sub
    • Journal of the Korean Geotechnical Society
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    • v.34 no.2
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    • pp.55-63
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    • 2018
  • In order to support the load of the train with enough stiffness, a study on an effective method for the characterization of the stiffness of the compacted subgrade is required. In this study, the crosshole-type dynamic cone penetrometer (CDCP) is used for the stiffness characterization of the subgrade along the depth. For the application of the CDCP test, three points of compacted subgrades are selected as the study sites. For the study sites, CDCP test, in-situ density test, and light falling weight deflectometer (LFWD) test are conducted. As the results of CDCP tests, shear wave velocity profiles are obtained by using the travel times and the travel distances of the shear waves along the depth. In addition, maximum shear modulus ($G_{max}$) profiles are estimated by using the density of the subgrades and the shear wave velocity profiles. The averaged maximum shear moduli at each testing point are highly correlated with the dynamic deflection moduli ($E_{vd}$) determined by LFWD tests. Therefore, a reliable stiffness characterization of the subgrade can be conducted by using CDCP tests. In addition, because CDCP characterizes the stiffness of the subgrade along the depth rather than a representative value, CDCP test may be effectively used for the stiffness characterization of the subgrade.

Development and Application of Cone Penetrometer with Impact Penetration Rod for Evaluation of Track Substructure (철도궤도 하부구조물 평가를 위한 타격식 관입 롯드가 체결된 콘 관입기의 개발 및 적용)

  • Hong, Wontaek;Byun, Yonghoon;Kim, Sangyeob;Choi, Chanyong;Lee, Jongsub
    • Journal of the Korean GEO-environmental Society
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    • v.16 no.2
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    • pp.45-52
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    • 2015
  • To minimize the cost of maintenance, repair and over-design of track substructure, an accurate evaluation of strength and stiffness of the track substructure is necessary. In this study, a cone penetrometer with impact penetration rod (CPI) is developed for the evaluation of track substructure. For applicability test, the chamber and field tests were performed. As the experimental results of the CPI, dynamic cone penetration endex (DCPI), cone tip resistance ($q_c$), friction resistance ($f_s$) and friction ratio (Fr) were obtained. In the chamber test, the experimental results show reasonable values for the simulated track substructure. In the field test, the CPI clearly detects the interface between the ballast and the subgrade. Also, discontinuous layers are detected in the subgrade. It is expected that the developed CPI may be an effective tool for the evaluation of track substructure by evaluating the ballast layer by dynamic penetration and the subgrade by static penetration of the inner rod.

Determination of Consolidation Characteristics in Fine Soils Evaluated by Piezocone Tests (콘 관입시험을 이용한 연약지반 압밀특성 평가)

  • Lim, Beyong-Seock
    • Proceedings of the Korean Geotechical Society Conference
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    • 2000.02a
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    • pp.42-58
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    • 2000
  • 본 연구의 목적은 연약지반의 압밀계수 측정에 있어 Piezocone 관입시험을 이용할 때 관입시험자체의 정확성과 시험결과들에 미치는 여러 가지 지반공학적 영향요소들을 고려하려는데 있다. 본 연구의 연구실험방법으로는, Piezocone 관입을 위한 연약모형지반 조성을 위하여 초대형 Slurry Consolidometer에 Free Stress 상태의 Slurry를 45일간 압밀시킨 후 Automatic Computer Control Calibration Chamber (LSU/CALCHAS; Louisiana State University Calibration Chamber System)에 옮긴후 다시한번 압밀시키는 Two-Stage Consolidation Method를 사용하였다 동시에 연약모형지반내에 8개의 Piezometer를 설치하여 Piezocone 관입시 유발되는 지반 내에서의 과잉간극수압의 변환을 측정하였다. 총 25개의 Piezocone 시험중 4개는 Standard 10$\textrm{cm}^2$ Piezocone이고, 나머지 21개는 Miniature Piezocone이 사용되었다. 모형지반은 여러 가지 Boundary Condition들과 Stress Condition 그리고 Stress History등을 고려하여 조성되었다. 또한 Dissipation Test직후의 압밀특성을 확인하기 위하여 0.01초당 한 개이상의 실측점을 측정할 수 있는 Digital-Oscilloscope를 이용하였다. 특히 Dissipation Test, 즉시 Piezocone의 Filter Element에 잡히지 않는 과잉간극수압의 Initial Drop 존재에 관한 기존의 추측을 실제 실험치로 확인할 수 있었다.

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Evaluation of Disturbance Effect of Penetrometer by Dissipation Tests (소산 실험을 이용한 관입 장비의 교란 효과 추정)

  • Yoon, Hyung-Koo;Hong, Sung-Jin;Lee, Woojin;Lee, Jong-Sub
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.28 no.6C
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    • pp.339-347
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    • 2008
  • The penetration of the probe produces the excess pore pressure due to the disturbance. The objective of this study is to evaluate the disturbance zone by using the dissipation of the excess pore water pressure, which was generated due to the penetration of the penetrometer with different size. The CPT, DMT and FVP (Field Velocity Probe) are adopted for in-situ tests. The tests are carried out in the construction site of north container pier of Busan new port, Korea where is accelerating the consolidation settlement using plastic board drains (PBD) and surcharges by crushed gravels. The coefficient of consolidation $(C_h)$ and soil properties are deduced by the laboratory test. The in-site tests are performed after the predrilling the surcharge zone at the point of 90% degree of consolidation. To minimize the penetration effect, the horizontal distance between penetration tests is 3m, the change of the pore pressure is monitored at the fixed depth of 24m. The coefficient of consolidation $(C_h)$ and the $t_{50}s$ are calculated based on the laboratory test and the in-situ data, respectively. The equvalent radi based on the $t_{50}$ shows that the FVP and the DMT produce the smallest and the greatest equivalent radi, respectively.

Development of energy saving rotary blade for tractor (II) -Development of automatic system connected tractor for measuring soil hardness- (에너지 절감형 트랙터 로타리날 개발 (II) -트랙터 부착형 자동 토양경도 측정 시스템 개발-)

  • 이현동;김기대;박우풍;김성환;김찬수;서동현
    • Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
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    • 2002.02a
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    • pp.3-8
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    • 2002
  • 본 연구는 트랙터 부착형 자동 토양경도 측정 시스템의 개발에 관한 연구로서, 우리나라 토양조건이나 작업형태에 맞는 에너지 절감형 트랙터 로타리날을 개발하기 위한 전단계 연구로서, 기존에 개발된 로타리날과 개량, 보완되어 개발될 로타리날의 성능을 비교 분석하기 위하여 수동 토양경도 측정기의 부정확성을 개량하여 측정의 정확성을 통한 동일 실험조건에서의 실험을 실시하고자 자동으로 작동되며 토양경도측정을 할 수 있는 트랙터 부착형 자동 토양경도 측정 시스템을 개발하는데 목적이 있으며, 그 구체적인 연구 결과는 다음과 같다. (1) 시스템은 토양경도 측정부, 측정장치 구동부, 그리고 트랙터와의 연결부로 구성되었다. (2) 시스템 작동에 필요한 전원공급을 트랙터 배터리에서 공급하였다. (3) 토양경도 측정시 토양속에 돌이나 이물질 층이 형성되어 있는 경우에 콘 페니트로메타가 관입하다가 큰 관입저항 때문에 관입저항 한계설정치까지 가기전 더이상 관입을 못하는 경우가 발생하였다. (5) 성능실험시 관입심이 깊을수록 시험포장 전체에서 대체적으로 토양경도가 높은 것으로 나타났으며, 토양속의 돌이나 이물질 등에의해 경도가 급격히 증가하는 부분이 있는 것으로 사료된다. 이상의 결과에서 살펴보면 본 시스템은 토양경도 측정에 적절하다고 사료된다.

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An Experimental Study on Settlement Reduction of Artificial Reef using Geosynthetics (토목섬유를 이용한 인공어초 침하 저감에 대한 실험 연구)

  • Ha, Yong-Soo;Kim, Yun-Tae
    • Journal of the Korean Geosynthetics Society
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    • v.14 no.3
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    • pp.21-29
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    • 2015
  • An artificial reef is a human-made underwater structure to improve marine environment and to provide a habitat for fish and other ocean wildlife. An artificial reef is placed on the ocean ground. In soft ground like most of the seabed soil, the ground has been settled due to weight of artificial reef. This study investigated the bearing capacity and settlement reduction effect of geosynthetics which were reinforced on the ground in a large size tank. Penetration tests and large soil tank laboratory tests were performed to investigate settlement reduction effect and bearing capacity on artificial reef with different spreading area of geogrid. Laboratory test results indicate that the spreaded geogrid under artificial reef reduce the settlement of ground and increase bearing capacity of ground.

Investigation on the Penetration Resistance of Suction Bucket Foundation in Sand using Model Test (모형실험을 통한 모래지반에서 석션버켓기초의 관입저항력 평가)

  • Kim, Keunsoo;Kwon, Osoon;Oh, Myounghak;Jang, Insung
    • Journal of the Korean GEO-environmental Society
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    • v.15 no.6
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    • pp.75-83
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    • 2014
  • Suction bucket foundation is installed with the differential pressure created by pumping water out of bucket. Bucket foundation has usually been utilized in mooring anchor for offshore platform or floating oil and gas production facilities in the open sea. After suction bucket foundation successfully was applied as the foundation for offshore wind turbines in Europe, it recently attracts much attention in Korea, too. To estimate the penetration resistance of the suction bucket foundation is one of the important matters that should be considered during its installation. This study carried out a series of model tests to investigate the penetration resistance of suction bucket foundation. And the mobilized soil strength factor was reviewed through comparing the experimental results by two installation ways (e.g., push-in-load and suction) and the results calculated by the conventional equation.