• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제13권10호
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• pp.55-62
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• 2012

본 연구에서는 개별요소해석 프로그램인 $PFC^{3D}$를 이용하여 대입경 조립재료의 특정 입도분포를 구현하는 알고리즘을 개발하였다. 기존의 입자 형상이나 입도를 구현하기 위해 사용되었던 clump logic 또는 cluster logic을 사용하지 않으며 요소의 경계면 이탈 현상과 경계면 파괴 등을 방지할 수 있는 초기 개별요소 모델링 기법을 고안하였다. 최종적으로 대입경 조립재료에 대한 대형 삼축압축시험을 수치 모델링하고 실내시험 결과와 비교하였다. 해석 결과, 실제 시료의 입도분포와 매우 흡사한 분포의 개별요소를 생성할 수 있었고, 적정 미시물성치 산정 과정(calibration)을 통해 다양한 구속응력 조건에 대한 대입경 조립재료의 특정 입도분포하에서의 전체적인 수치 모델링이 가능하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제32권5C호
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• pp.211-220
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• 2012

쇄석, 자갈 등과 같은 대입경의 조립지반재료들은 철도, 도로, 댐 등과 같은 지반구조물의 주요한 성토재료로 사용되고 있다. 따라서 합리적인 설계와 시공을 위해서 이들 재료의 물성을 정확하게 평가하는 것은 필수적이다. 본 연구에 앞서 대형 삼축압축시험장비를 구축하고 미소변형 수준에서의 물성산정을 위한 시스템 검증을 수행하여, 시험장비의 신뢰성을 확보할 수 있었다. 본 연구에서는 대입경의 조립지반재료의 다양한 실험 조건들을 고려하여 반복삼축압축시험이 수행되었다. 특히 상사입도 조립재료 시편들에 대해 입자크기, 하중패턴, 하중 주파수, 세립분 함유 조건 등이 탄성계수 결과에 미치는 영향에 대해 검토, 분석하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제29권8호
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• pp.5-14
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• 2013

굵은 자갈 이상의 대입경 입자를 포함하는 조립질 지반재료는 댐, 제방, 철도 등 대형 지반구조물의 성토 및 채움재료로 널리 사용되며, 이러한 구조물의 동적 해석을 위해서는 축조재료의 변형특성에 대한 엄밀한 평가가 필수적이다. 본 연구에서는 대입경 조립재료의 동적 변형특성 평가를 위하여 지름 200mm, 높이 400mm의 공시체에 대한 시험이 가능하도록 개발된 대형 공진주시험기를 활용하여 댐 축조용 사력재의 최대전단탄성계수, 전단탄성계수감소곡선 및 감쇠비를 평가하였으며, 재료의 최대입경과 균등계수와 같은 입도분포특성이 재료의 변형특성에 미치는 영향을 확인하였다. 재료의 입경이 동적 변형특성에 미치는 영향을 평가한 결과, 동일한 균등계수에서 평균입경의 범위에 따른 전단탄성계수감소곡선에 차이가 발생함을 확인하였다. 동일한 최대입경에 대하여 균등계수를 달리하는 경우 균등계수에 따라 최대전단탄성계수의 구속압 영향계수가 증가함을 확인하였다. 결과적으로 조립재료의 입도 특성 중 최대입경은 전단탄성계수감소곡선을, 균등계수는 미소변형영역의 구속압 영향계수에 대한 영향요소임을 확인하였으며, 조립재료의 동적 변형특성을 엄밀히 평가하기 위한 대형 공진주시험기의 효용성을 확인하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제32권6C호
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• pp.295-304
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• 2012

본 연구에서는 대형 지반구조물의 축조재료로 이용되는 대입경 조립재료의 동적 변형특성을 평가하기 위한 목적으로 국내 최대 규모의 대형 공진주시험시스템을 구축하였으며 그 성능 및 적용성을 검증하였다. 신규 시험기는 하단 고정, 상부 자유단에 코일-자석 시스템에 의한 가진 하중을 제어하는 전형적인 Stokoe 식 공진주시험 장치이며, 지름 200 mm, 높이 400 mm의 원주형 공시체에 대한 시험이 가능다. 시험기의 구동 및 계측 시스템은 굵은 자갈 이상의 조립재료에 대한 활용에 적합하도록 출력 및 정밀도를 확보하였으며, 고정밀의 제어 계측이 가능한 자동화 시스템으로 구성되었다. 공진주시험기의 동적응답특성 및 사용성을 검증하기 위한 방안으로 금속시편과 다수의 폴리우레탄 검증 시편을 이용하여 시험을 수행하였으며 타 시험기 또는 시험기법과의 비교를 통하여 정밀도를 평가하였다. 대형 시험기의 지반재료의 동적 변형특성 평가에 대한 신뢰성을 확인하기 위하여 동일한 사질토 시료에 대한 시험을 일반 공진주시험과 병행한 결과 공시체의 크기에 따른 효과가 일부 나타나지만 전반적으로 동일한 결과를 획득하였다. 최종적으로 댐 축조용 사력재료 시료에 대한 대형 공진주시험을 수행하였으며, 그 결과의 실효성을 확인하였다.