• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제24권5호
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• pp.355-374
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• 2022

쏘일 컨디셔닝(soil conditioning)은 굴착토의 전단강도를 감소시키고 작업성(workability)을 확보하여, EPB 쉴드 TBM의 굴진면 전방을 지지하며 TBM의 굴진 성능을 향상시키는 기술이다. 다양한 지반 조건에 대한 최적의 첨가제 주입 조건을 결정하기 위해서는 첨가제를 혼합한 굴착토의 역학적 유동학적 거동을 평가해야 한다. 따라서, 본 연구에서는 TBM 챔버 내 압력 상태를 모사하고 시료의 유동학적 특성을 평가할 수 있는 실내 가압 베인시험 장비를 개발하였다. 인공 사질토 시료에 대하여 폼(foam)과 폴리머(polymer)의 주입변수인 FIR (foam injection ratio)과 PIR (polymer injection ratio)을 변화시켜가며 일련의 실내 가압 베인시험을 수행하였다. 또한, 슬럼프 시험을 통해 컨디셔닝된 흙의 작업성을 평가하였다. 실내 가압 베인시험 장비를 통해 베인 전단시험을 수행함으로써 측정된 토크 데이터로부터 컨디셔닝된 흙의 유동곡선(rheogram)을 도출하여 주입변수에 따른 첨두응력과 항복응력의 경향을 분석하였다. 시험 결과, FIR이 커지거나 PIR이 작아질수록 작업성이 증가하는 경향을 나타냈으며, 최대 토크, 첨두응력과 항복응력은 모두 감소하였다. 실내 가압 베인시험으로 측정된 시료의 첨두응력과 항복응력이 슬럼프 시험을 통해 측정된 작업성과 상응하는 결과는 제안된 시험이 굴착토 물성 평가에 활용될 수 있음을 보여준다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제20권2호
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• pp.59-67
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• 2019

전남 남해안 지역인 광양항 동측배후단지 연약지반에서 수행한 실내시험, 현장베인시험 및 피에조콘 관입시험 결과를 이용하여 연약지반의 공학적 특성을 규명하고, 피에조콘계수 산정을 위해 최적의 피에조콘 관입시험 심도를 결정하였다. 본 논문에서 이용한 자료는 61개의 실내시험과 226회의 현장베인시험, 피에조콘 관입시험 26개소이다. 실내시험 분석 결과 남해안의 다른 지역에 비해 비중, 함수비, 액성한계 및 소성지수 등의 물리적 특성이 높게 나타나며, 일축압축강도와 비배수전단강도의 역학적 특성은 넓은 범위로 분포하고 비교적 작은 값을 나타냈다. 소성도에 의한 흙 분류 결과 소성이 큰 무기점토(CH)와 소성이 작은 무기점토(CL)로 분류되었으며, Robertson(1990) 분류도표에 의한 흙 분류 결과 대부분 Type 3인 점성토에 해당하였다. 현장베인시험으로 구한 비배수전단강도를 기준으로 경험적 방법에 의해 피에조콘계수를 산정했다. 이를 위해 현장베인시험 측정심도와 비교되는 피에조콘 관입시험의 적정 측정심도 범위를 설정하기 위해 3가지 심도범위로 상관성을 분석한 결과 베인 길이의 5배 범위 측정값의 평균을 사용하는 것이 높은 상관성을 보여준다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제19권4호
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• pp.65-74
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• 2020

토압식(EPB, earth pressure balance) 쉴드 TBM 공법에서 첨가제 주입을 통해 굴착한 흙을 개량하는 쏘일 컨디셔닝(soil conditioning) 기법의 적용은 TBM의 굴진성능을 향상시키는데 필수적이다. 따라서 TBM 장비의 굴진 성능을 모사하는 수치해석 모델에서도 쏘일 컨디셔닝을 적용하는 것은 중요하나, 이를 해석적으로 모사하는 기법에 대한 연구는 현재까지 부족하다. 따라서 본 연구에서는 컨디셔닝 된 흙의 특성을 파악하기 위해 실내 가압 베인시험 장치를 고안하였다. 고안된 장치를 통해 폼에 의해 컨디셔닝 된 흙에 대하여 전단속도를 달리하며 시험을 수행하였으며, 시험은 개별요소법(DEM, discrete element method)을 통해 모델링 되었다. 시험결과와 해석결과의 비교를 통해 개별요소법에서의 입자 접촉조건을 결정하였으며, 이는 개별요소법을 사용한 TBM 굴진해석 모델에서 쏘일 컨디셔닝을 재현할 때 가압 베인시험과 개별요소법 모델의 적용 가능성을 보여준다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권11호
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• pp.5572-5577
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• 2012

사면파괴가 발생한 사면의 하부 연약지반에 대한 현장원치시험결과와 실내시험결과 그리고 강도 추정식에 의한 결과를 상호 비교분석해 보았다. 사면 하부연약지반에 대한 콘관입시험결과와 현장베인시험결과의 비교를 통해 결정된 연약지반의 콘계수값은 12였다. 콘관입시험자료로부터 콘계수 추정식을 적용하여 구한 연약지반의 비배수강도는 현장베인시험에 의한 그것보다 보수적인 값을 주었다. 압밀시험결과를 이용한 추정식을 통해 연약지반의 비배수강도를 추정하고 현장베인시험에 의한 비배수강도와 비교해 보았다. 세 가지 방법을 통한 추정결과에 따르면 Jamiolkowsky 방법에 의한 결과가 시험을 통해 구한 결과에 가장 근접하였으며 현장베인시험에 의한 비배수강도에 비해 0.88~1.23 범위의 값을 보였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제13권5호
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• pp.41-49
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• 2012

경기 서해안 지역인 인천 청라지구 및 송도지구, 경기 안산 시화지구 연약지반의 공학적 특성을 파악하고 각 지역에서 수행된 실내시험, 현장베인전단시험과 피에조콘 관입시험 결과를 분석하여 압축지수의 상관식, 피에조콘계수 산정 등의 결과를 도출하였다. 액성한계, 소성지수, 함수비, 간극비, 압축지수는 지반심도에 따라 분포경향이 유사하게 나타나므로 이러한 인자들은 상호 관련이 있으며 지역적 특성을 평가할 수 있다. 따라서 본 연구 지역에서 실시된 실내시험으로부터 각 지역 연약점토의 공학적 특성을 규명하고자 물리적 특성과 압축지수의 상관성을 분석하여 각각 상관관계식을 제안하였다. 그리고 현장베인전단시험과 삼축 압축시험에 의한 비배수전단강도를 기준강도로 하여 경험적 방법에 의해 산정한 피에조콘계수를 비교한 결과 모든 지역에서 상관관계가 높은 피에조콘계수인 $N_{kT}$를 연구지역의 콘계수를 제안하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제25권1호
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• pp.77-88
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• 2009

본 연구에서는 부산지역 점토의 비 배수전단강도를 추정하기 위해 현장 및 실내시험을 통해 부산점토의 콘계수를 평가하였다. 이를 위해 부산신항 지역 및 녹산지역에서 $CK_0U$ 삼축압축시험, 베인전단시험, 피에조 콘 관입시험(CPTu) 등을 실시하였다. 시험결과, 현장 점토의 비배수전단강도는 심도에 따라 증가하였으며, 강도증가비는 각각 $S_{u(CKU)}/{\sigma}'_v\;{\fallingdotseq}\;0.26{\sim}0.44$와 ${\mu}_{su(VST)}/{\sigma}'_v\;{\fallingdotseq}\;0.20{\sim}0.23$로 삼축 비배수전단강도가 베인 비배수전단강도에 비해 1.5배 정도 크게 나타났다. 또한 CPTu 시험결과 콘선단저항($q_c$)과 간극수압($u_2$)은 심도에 따라 증가하였으며, 간극수압비($B_q$)는 $0.3{\sim}1.0$정도로 나타났다. 삼축압축 및 베인시험 결과와 CPTu 결과로부터 콘계수를 산정한 후 간극수압비와 비교한 결과, 삼축 비배수전단강도와 베인 비배수전단강도를 추정하기 위한 부산지역 점토의 콘계수는 각각 $5{\sim}20$, $10{\sim}35$로 나타났다. 그리고 콘계수는 간극수압비가 증가함에 따라 선형적으로 감소하였으며, 이로부터 간극수압비를 이용한 부산점토 콘계수 추정방법을 제안하였다.

• 산업기술연구
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• 제29권B호
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• pp.81-88
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• 2009

The main purpose of this work is to determine characteristics of undrained shear strength of remolded marine clay at Incheon. Laboratory vane tests with remolded marine clay sampled from west coast at Incheon were performed to investigate the undrained shear strength of them being dumped for reclamation after dredging from the sea bottom. Test results were compared with the predicted values of undrained shear strength proposed by many researchers. It was found that measured results about undrained shear strength with water content was in good agreements with values proposed by Mikasa and Modified Mikasa's empirical formula.

• 산업기술연구
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• 제30권A호
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• pp.103-109
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• 2010

This research is to determine characteristics of undrained shear strength of remolded marine clay at Incheon and Busan, representing typical marine clays in Korea. Laboratory vane tests with remolded marine clays sampled from coasts at Incheon and Busan were performed to investigate the undrained shear strength of them. Test results were compared with the predicted values of undrained shear strength proposed by many researchers. It was found that measured results about undrained shear strength with water content was in good agreements with values proposed by Terzaghi empirical formula.

• 한국방재학회 논문집
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• 제4권3호
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• pp.25-31
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• 2004

철도사면은 예상치 못한 연약지반의 존재로 인해 붕괴될 수 있다. 이 연구는 철도사면의 파괴원인을 규명하고 대책공법 적용을 위한 강도정수를 결정하는데 그 목적이 있다. 사면파괴의 원인을 파악하기 위하여 시추조사, 콘관입시험, 현장베인시험 등이 수행되었다. 또한 연약지반의 강도정수를 구하기 위해 불교란상태로 시료를 채취하여 실내시험을 수행하였다. 현장원위치시험 및 실내시험 결과 사면 파괴의 원인은 과압밀점토의 점진적 파괴에 따른 연약지반 강도저하영역의 전파에 기인한 것으로 밝혀졌다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제17권4호
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• pp.259-267
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• 2001

실내시험으로 구한 점토의 공학적 성질은 샘플링, 운반, 저장, 그리고 성형과정 동안에 발생하는 시료의 교란으로 인해 원지반의 성질과 다르게 측정된다. 본 연구에서는 양산점토에 대한 삼축압축시험($CK_{o}$ UC) 결과를 이용하여 샘플링 방법에 따른 교란의 정도를 평가하였다. 실험에 사용된 시료는 76mm 튜브샘플러, 76mm 피스톤샘플러, 블록샘플러로 채취되었으며, 시료의 교란정도를 평가하기 위해 각 시료에서 측정된 체적변형률, 비배수 전단강도, Secant Youngs modulus, 그리고 파괴시 간극수압계수를 비교하였다. 시료의 교란정도를 평가하는 것 이외에도 SHANSEP 방법을 이용하여 수행한 $CK_{o}$ U 삼축압축시험 결과를 이용하여 양산점토에 대한 정규화 전단강도($C_{u}$ /$\sigma$$_{vc}$ )와 OCR 관계를 규명하였다. 또, 피에조콘 관입시험, 딜라토메타 시험, 그리고 현장 베인시험결과를 이용하여 구한 양산점토의 비배수 전단강도를 삼축압축시험 결과와 비교하였다.