• 한국지반신소재학회논문집
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• 제17권1호
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• pp.11-20
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• 2018

양호한 성토재료는 현장에서 즉시 입수가 곤란하고 재료의 확보를 위한 추가적인 비용이 발생하여 각 현장에서는 현장 발생토를 직접 사용하는 경우가 많지만, 현장 발생토는 대부분 성토재료의 기준에 적합하지 않기 때문에 성토체의 안정성이나 강성을 확보하는데 어려움이 있다. 본 연구에서는 성토재료로 부적합한 흙의 다짐시 발생하는 문제점들을 개선하기 위하여 토목섬유를 보강하여 실내다짐시험과 현장다짐실험을 하였다. 실내다짐시험(KS F 2312)의 A, D다짐시험과 A다짐시험에서 다짐에너지와 토목섬유의 보강 층수를 다르게 하였고, 현장다짐실험은 함수비가 높은 현장 발생토에 토목섬유를 보강하고 다짐을 실시하였다. 그 결과, 실내다짐시험에서는 토목섬유를 보강함으로써 최적함수비는 감소, 최대건조밀도 증가하여 다짐곡선은 다짐에너지를 증가시켜 다짐한 경우와 비슷한 거동을 하였고, 건조밀도와 다짐에너지의 관계로부터 다짐에너지는 토목섬유를 1열, 2열 보강하였을 때 각각 평균 2.10배, 평균 2.71배 증가하여 토목섬유를 보강하고 다짐하면 큰 다짐에너지로 다짐한 것과 같은 효과로 더 효율적인 다짐이 가능한 것으로 분석되었다. 그리고 현장다짐실험에서 토목섬유를 보강함으로써 건조밀도는 증가하는 것으로 분석되어 다짐시 토목섬유를 보강하여 다짐을 실시하면 함수비가 높고 성토재료로 부적합한 현장 발생토를 사용하더라도 효율적인 다짐이 가능한 것으로 입증되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제21권4호
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• pp.51-63
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• 2005

콘크리트 포장에는 재료의 결함이나 구조적 문제점으로 인하여 표면균열, 슬래브의 처짐 등과 같은 문제가 발생할 수 있다. 결함이 발생한 콘크리트 포장이 현재 운용중일 때 심각한 교통문제와 경제적 손실을 초래하지 않기 위해서는 신속하게 유지관리가 이루어져야 한다. 이러한 콘크리트 포장의 신속한 유지관리를 위해서 탄성파 기법이 효율적으로 활용될 수 있는데, 이는 탄성파 기법으로 재료의 공학적 물성과 건전도 상태를 비파괴적, 비관입적으로 신속하게 측정할 수 있고, 또한 콘크리트 하부 기층, 보조기층, 노반의 강성까지 측정할 수 있는 장점을 가지고 있기 때문이다. 본 연구에서는 건전도 평가기법으로서 비파괴 탄성파 기법의 적합성을 평가하기 위하여 탄성파 기법에 관한 수치해석을 수행하였고, 수치해석 결과를 근간으로 하여 콘크리트 활주로의 재료적 결함, 구조적 건전도 상태를 종합적으로 평가하는 비파괴기법 평가체제를 제안하였다. 표면균열이 국부적으로 발달한 $\bigcirc\bigcirc$ 콘크리트 활주로에 대하여 본 연구에서 제안한 평가체제를 적용하여 표면균열의 원인을 규명하였다. 탄성파 건전도 평가로 획득한 활주로의 건전도 상태는 현장에서 채취한 코어와 코어시험 결과를 이용하여 비교함으로써 본 연구에서 제안한 비파괴 탄성파 기법 평가체제의 신뢰성을 확인하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권6호
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• pp.261-271
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• 2003

본 연구에서는 다단계 하중 Falling Weight Deflectometer를 사용하여 도로기초의 상태를 평가하는 방법을 제시하였다. 응력의존 재료모델을 포함한 동적 유한요소법을 활용하여 가상의 처짐과 응력/변형률 데이터베이스를 구축하였다. 이러한 가상의 데이터베이스를 바탕으로 표면처짐 및 보조기층 또는 노상의 중요한 위치에서 발생하는 응력/변형률과의 관계를 제시하였다. 미국의 LTPP와 노스캐롤라이나 주도로국에서 실시한 FWD 처짐값, 동적관입시험 결과, 그리고 반복하중 탄성계수시험을 활용하여 평가방법을 개발하였다. 특히 본 연구는 FWD 하중크기가 상태평가 방법에 미치는 영향에 대하여 연구의 초점을 맞추었다. 연구결과, 구조적으로 수정된 보조기층 손상지수와 보조기층 곡률지수가 각각 보조기층과 노상토의 강성도 특성을 예측할 수 있는 좋은 인자들로 판단되었다. 66.7kN 또는 그 보다 작은 하중은 예측의 정밀도를 높이는데 부족하였다. 도로기초의 비선형 거동에 대한 연구결과, 다단계 하중으로부터 발생하는 처짐비는 도로기초 재료의 종류와 상태를 판단할 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제31권8호
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• pp.17-28
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• 2015

흙-함수특성곡선에 대한 선행 연구결과들의 경우, 정량적으로 간극수 유출입량을 측정하여 모관흡수력에 따른 체적함수비를 산정하였다. 본 연구에서는, 압력판 추출시험기(VPPE)에 Time Domain Reflectimoetry(TDR) 측정 시스템을 도입하여 불포화토의 건조과정 및 습윤과정 진행에 따른 유전상수를 측정하여 체적함수비를 산정하고자 하였다. 압력판 추출 시험기는 압력셀, 압력조절장치, 뷰렛 시스템, TDR 프로브로 구성된다. 압력셀에 초기 간극비가 다른 두 시료를 조성한 후, 압력조절장치를 이용하여 압력셀 내부에 0.1kPa - 50kPa 범위의 공기압을 가하여 모관흡수력을 조절하였다. 그리고 뷰렛시스템을 이용하여 모관흡수력 변화에 따른 시료의 체적함수비 변화를 측정하였다. 또한, 압력셀 내부에 설치된 TDR 프로브를 이용하여 프로브 양단에서 발생되는 전자기파의 반사 신호로부터 유전상수를 산정하였다. 주문진 표준사의 체적함수비 변화에 따른 유전상수 측정에 대한 보정으로 도출한 체적함수비와 유전상수관계를 이용하여 시료의 체적함수비를 산정하였다. 실험 결과, 시료의 초기 간극비와 상관없이 TDR 프로브에 의해 산정된 체적함수비는 뷰렛 시스템을 통해 정량적으로 산정된 체적함수비와 매우 유사한 것으로 나타났다. 또한, 건조과정 및 습윤과정 진행에 따라 동일한 모관흡수력에 대한 함수비의 차이가 존재하는 이력현상(Hysteresis)이 발생하였고, 건조과정 및 습윤과정의 반복에 따라 이력현상은 줄어들었다. 본 연구에서 적용된 전자기파의 시간영역반사법(TDR)을 통해 불포화토의 흙-함수특성곡선을 효과적으로 파악할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제27권3호
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• pp.85-94
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• 2011

다양한 모래부피비($sf=V_{sand}/V_{total}$)를 가지는 시료를 조성하여 변형률 크기에 따른 모래-고무 혼합재($D_{sand}/D_{rubber}=1$)의 거동을 분석하였다. 공진주시험, 압밀시험, 그리고 직접전단시험을 실시하였다. 변형률 크기에 따라 모래와 고무는 혼합재 전체 거동을 서로 다르게 제어한다. $sf{\geq}0.4$의 혼합재는 비선형 전단강성의 감소가 관찰되는 반면, $sf{\leq}0.2$의 낮은 모래부피비를 가지는 혼합재는 상당히 높은 탄성한계변형률을 보인다. 고무 입자가 force chain의 역할을 수행할 때 수직변형은 급격한 증가를 보인다. 혼합재 내의 고무부피비가 감소함에 따라 혼합재의 강도는 증가하는 경향을 보이며 $sf{\leq}0.8$의 혼합재는 전단변형에 따라 부피 수축 거동을 보인다. 고무 입자는 변형률 크기에 따라 혼합재 내에서 서로 다른 역할을 수행한다: 미소변형률 영역에서는 혼합재 내의 접촉수 증가 및 소성의 제어; 중간변형률 영역에서는 force chain의 좌굴 방지; 그리고 대변형률 영역에서는 혼합재의 부피수축 거동을 이끈다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제15권9호
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• pp.5-12
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• 2014

슬러지의 안정화, 휘발성 고형물 감소, 바이오가스 생산을 위해 혐기성 소화공정이 슬러지의 처리 방안으로 연구됐다. 본 연구에서는 하 폐수 슬러지(MWS, IWS), 혼합슬러지(Mix), 탈수슬러지(MWSC)를 대상으로 바이오가스 생산 가능성을 살펴보기 위해 Total solids, Volatile solids, 원소분석, BMP 실험을 하였다. Total solids 함량은 11.2~20.6 %의 값을 가지며 Volatile solids의 함량은 TS의 62.1~83.1 %의 값을 가지고 있다. C/N비는 4.96~8.33의 값을 나타났다. BMP test를 한 결과 혼합슬러지의 경우 약 20일, 하 폐수 슬러지의 경우 약 16~17일에 메탄발생이 종료되었다. 탈수케이크는 약 10일까지 메탄이 발생하였으며 가장 빨리 메탄발생이 종료되었다. 누적 메탄발생량의 경우 혼합슬러지가 395.50 mL $CH_4/g$ VS으로 가장 높은 누적 메탄 발생량을 가진다. 누적 이산화탄소 발생량은 탈수케이크를 제외하고 비슷한 값을 보이고 있다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제22권3호
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• pp.281-291
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• 2010

본 연구에서는 횡력을 받는 구조물 거동에 대한 보-기둥 접합부의 영향을 확인하기 위하여 5층 철골구조물을 KBC2005 건축구조 설계기준에 맞게 구조설계 하였으며 접합부를 완전 강접합부로 이상화한 경우와 반강접 접합부로 설계하였다. 철골 보 및 기둥의 모멘트-곡률관계는 화이버모델을 이용하여 확인하였으며 반강접 접합부의 모멘트-회전각 관계는 파워모델 그리고 철골 보, 기둥 및 접합부의 이력거동은 3-매개변수 모델을 이용하여 나타내었다. 5층 철골구조물은 개별골조와 연결골조의 2차원 구조물로 이상화하였다. 4개 지진파의 재현주기 수준별로 산정한 최대지반가속도와 푸쉬오버해석의 최대밑면전단력을 위한 지반가속도에 대하여 시간이력해석을 실시하여 지붕층 변위, 밑면전단력, 층간변위, 접합부 요구연성도, 기둥, 보 및 접합부의 최대모멘트 그리고 소성힌지 분포 등을 확인하였다. 반강접 접합부 골조는 완전 강접합 골조에 비해 적은 밑면전단력이 발생하였으며 기둥, 보 및 접합부에 발생하는 휨모멘트의 크기와 증가율도 적었다. TSD 접합부는 우리나라 설계수준의 지진하중에 대하여 예제 구조물에서 경제성과 안전성을 확보 할 수 있음을 확인할 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제27권12호
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• pp.5-15
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• 2011

본 연구는 매립지의 최종복토층으로 사용되는 점토 혹은 지오멤브레인의 부등침하 및 기상조건변화에 의한 균열에 취약한 점을 고려하여 균열 발생시 자가형성된 물질로 인하여 균열치유 작용을 할 수 있는 SRSL(Self Recovering Sustainable Liner)의 매립지 최종복토층으로서의 적용성을 파악하였다. SRSL 기법은 2개의 층을 두어 상, 하부층 사이 계면에 불투수성 물질을 생성하는 동시에, 균열발생 시에도 2가지 성분이 다시 결합하여 불투수성 물질을 재형성하는 역할을 수행한다. SRSL의 최종복토층의로서의 적용성 파악을 위해서 실험실에서 연성벽체 투수시험기를 사용하여 투수 특성을 파악하였고 일축압축시험을 통하여 강도 및 강성 특성을 파악하였다. 또한 최종 복토층의 경우 환경적인 요인에 직접적으로 노출되어 있기 때문에 동결/융해 및 건조/습윤에 따른 SRSL의 투수 및 강도 특성 또한 알아보았다. 시험 결과, SRSL은 낮은 투수계수와 기준보다 높은 강도를 가진 매립장의 복토층 재료로 적합한 물질로 판단되며, 동결/융해 및 건조/습윤의 환경적인 영향에 대해서도 안정한 것으로 판명되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제32권11호
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• pp.43-50
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• 2016

철도하중을 지지하고 있는 성토사면을 연직으로 굴착할 경우 철도노반의 안정성 확보를 위하여 보강이 필요하다. 본 연구에서는 사면굴착 후 전면 벽체를 형성하고, 통상적으로 사용되고 있는 쏘일네일링 시스템보다 짧으면서도 대구경인 봉상보강재를 적용하여 보강재의 길이, 수평 간격, 직경 및 설치 각도를 기준으로 총 15개 Case로 구분하여 각각에 대하여 조건별 안정성을 3차원 수치해석을 이용하여 검토하였다. 수치해석시 보강재와 주변 그라우팅과의 접촉면을 고려하기 위하여 그라우트재의 점착력과 강성 및 주면장을 고려하였다. 굴착심도 3m인 경우, 그라우트 직경 변화에 따른 변위해석 결과 보강재 직경이 커질수록 변위가 감소하나 직경 0.3m일 경우와 0.4m일 경우의 변위 차이가 미소하므로 경제성을 고려한다면 직경 0.3m가 가장 적합한 것으로 검토되었다. 보강재 조건별로 굴착 시 지표면 침하량과 벽체의 수평변위 및 보강재의 응력 및 경제성을 수치해석적으로 검토한 결과, 보강재 길이 3m, 직경 0.3m, 수평간격 1.5m, 경사각도 10도로 보강재를 배치하는 것이 최적의 조건으로 검토되었다. 또한 보강노반의 잠재적인 파괴면은 보강재 끝단에서 약 60도의 경사면으로 나타났으며, 철도하중 재하 시 보강재가 지표침하 및 벽체 수평변위를 안정적으로 억제하고 있는 것으로 판단되었다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제17권4호
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• pp.225-238
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• 2018

본 연구에서는 토목섬유 보강재의 시공중 손상 정도를 규명하기 위하여 국내에서 많이 사용되고 있는 주요 토목섬유 보강재 제품(7개 사의 15 종류)을 대상으로 다양한 입도의 성토재료를 적용한 현장내시공성시험을 수행하였다. 현장내시공성시험은 FHWA(2009) 지침을 참조하여 수행하였으며, 다짐시공 후 추출된 토목섬유 보강재 시료에서 인장강도 시편(크기 $0.2m{\times}1.4m$)을 최대 20개 이상 균등하게 샘플링하여 인장강도시험을 수행함으로써 시공에 따른 인장강도 감소 정도를 분석하였다. 분석 결과, 성토재료의 다짐시공으로 인한 토목섬유 보강재의 인장강도 감소 정도는 토목섬유 보강재의 종류와 성토재료의 최대입경에 크게 영향을 받으며, 비교적 강성이 작은 PET 결합형 지오그리드(PVC 코팅)의 인장강도 감소율이 가장 크게 나타났고, 전반적으로 성토재료의 최대입경이 클수록 인장강도 감소율은 더욱 크게 나타남을 알 수 있었다. 또한, 이 시험결과와 함께 기 수행된 현장내시공성시험 결과들을 분석하여 토목섬유 보강재의 시공성 감소계수를 보다 합리적으로 평가할 수 있는 방안을 제시하였다.