• 제목/요약/키워드: 최적배합설계

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심층혼합처리공법(DCM)의 설계, 시공 및 품질관리 사례 연구 (The Case Study on the Design, Construction, Quality Control of Deep Cement Mixing Method)

  • 김병일;박언상;한상재
    • 한국지반신소재학회논문집
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    • 제20권4호
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    • pp.19-32
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    • 2021
  • 본 연구에서는 심층혼합처리공법에 관하여 저자들에 의해 수행된 국내/외 설계, 시공 및 품질관리에 대한 평가와 고찰을 수행하였고, 추후 DCM 공법의 발전을 위한 개선 사항들을 제시하였다. 본 연구 결과, 실내배합실험 시 강도에 대한 단면적 보정이 필요하고, 외삽법 적용 시 실제와 다른 결과가 도출될 수 있으므로 주의가 요구됨을 알 수 있었다. 설계 시 개량율과 개량형식 등을 모두 고려하여 적용 가능한 설계법을 선정해야 하며, 안전율이 적용된 허용압축강도는 안정성 검토를 위한 기준치를 의미하는 것이지 설계 지반정수가 아님을 확인하였다. 응력분담비의 경우 관행적인 값을 적용하기 보다는 설계 조건을 반영한 실험 및 이론적 응력분담비를 산정해야 경제적인 설계를 수행할 수 있었다. 시공 시 선천공이 예상되는 경우 증가된 함수비가 원지반 대비 크지 않은 경우 함수비 증가를 고려하지 못한 결과를 사용하여도 큰 문제가 발생하지 않는 경우도 있었다. 또한, 개량길이 대비 선단처리 길이의 비율이 높은 경우 시공 시 단위길이당 설계 시멘트량이 적게 주입될 수 있음을 확인하였다. 품질관리 시 개량체 코어링은 1축 개량체는 D/4~2D/4, 다축 개량체는 D/4 지점이 최적인 것으로 평가되었다. 품질관리를 위한 항목으로 개량체의 일축압축강도와 더불어 TCR을 고려하는 기준이 국내 실정에 더 적합할 것으로 판단된다.

생물학적 판넬용 마그네시아-인산칼륨 복합체의 유동 및 압축강도 특성 (Workability and Compressive Strength Properties of Magnesia-Potassium Phosphate Composites for Biological Panel)

  • 최연왕;이재흔;최병걸;오성록
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제18권7호
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    • pp.357-364
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    • 2017
  • 본 논문에서는 생물학적 판넬의 모재로써 마그네시아-인산칼륨 복합체의 품질을 제어하기 위하여 마그네시아-인산칼륨 복합체의 혼합비와 물-결합재비(W/B)에 대한 유동 및 압축강도의 영향을 고찰하고자 하였다. MPPC는 W/B 7수준(30, 35, 40, 45, 50, 55 and 60 vol. %) 및 인산칼륨 및 마그네시아 비율(P:M) 4수준(1;0.5, 1;1.0, 1;2.0 and 1;3.0)으로 제조하였으며, 실험결과, MPPC의 유동 및 압축강도는 P:M비 및W/B에 크게 의존하는 것을 확인할 수 있었다. MPPC의 플로우는 P:M이 증가할수록 반응을 위한 배합수의 부족으로 혼합이 되지 않는 것으로 나타났으며, 이러한 원인은 P의 밀도와 M의 밀도가 크기 때문인 것으로 나타났다. 또한 MPPC의 압축강도는 P:M이 증가함에 따라 강도가 감소하는 경향이 나타났으나 W/B에 따라서는 비례적인 변화가 나타나지 않아 모순된 결과가 나타났다. 이러한 결과는 MPPC의 경우 W/B에 따라 최적의 배합비율이 존재함을 확인할 수 있었다. 본 논문의 이러한 결과를 통하여 생물학적 판넬 설계시 재료적 측면에서 모재 재료의 유동성 및 압축강도에 대한품질 제어를 위한 기반자료로써 활용하고자 한다.

계면활성제를 이용한 원위치 토양세정 기법 적용을 위한 기초 특성 연구 (A Study on the Basic Characteristics of In-situ Soil Flushing Using Surfactant)

  • 최상일;소정현;조장환
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제7권4호
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    • pp.87-91
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    • 2002
  • 유류로 오염된 부지에 토양세정기법을 적용하기 위하여 실험실 규모의 컬럼실험을 통하여 pilot규모 현장 적용을 위한 설계인자 및 최적 운전조건을 규명하고자 적정 세척제 종류와 농도, 배합비 및 세정용액 주입유량을 고찰하였다. 회분식실험 결과 $POE_{14}$와 SDS(1:1)를 1%로 적용한 혼합계면활성제의 효율이 가장 우수하였다. 그러나 예비실험 결과, 음이온계 계면활성제인 SDS는 생분해능 저해 경향이 다소 있는 것으로 나타나 같은 농도에서 효율이 거의 유사하며, 생분해능이 우수한 $POE_{5}$$POE_{14}$ 혼합계면활성제를 이용하여 실험하였다. 선정된 혼합계면활성제를 적용하여 디젤 오염토양 세척능력에 대하여 검토한 결과 세척제 농도 l%까지는 효율이 증가하다가 1% 이상의 농도에서는 다시 감소하는 경향을 나타내었다. 또한, 계면활성제 배합비를 1:1로 혼합하였을 경우 세척효율이 가장 우수하였다. 따라서 $POE_{5}$$POE_{14}$(1:1) l% 혼합계면활성제를 세척제로 선정하였다. 컬럼실험 결과, 주입 flux가 클수록 세정 제거된 총 유류의 양이 증가하였으며, 같은 pore velum히 세정용액 통과 시에는 flux가 작을수록 제거효율이 우수하였다.

혼합실험계획법에 의한 율무와 밀가루의 압출성형 최적 배합 조건 설정 (Determination of the Optimal Mixture Ratio for Extrudates of Job's-tear and Wheat Flour by Mixture Design Analysis)

  • 조석철;강병선
    • 한국식품과학회지
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    • 제45권4호
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    • pp.473-477
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    • 2013
  • 혼합디자인에 의해 설정된 조건하에서 압출성형한 율무와 밀가루의 압출성형물은 율무 첨가에 대해 여러 반응 요인들이 압출성형물의 특성에 영향을 끼치는 것으로 나타났다. 실험조건은 율무 함량 5-75%, 밀가루 25-95%로 결정하였으며, 수분함량은 20.55%로 고정하여 modified distance based mixture design으로 실험설계 및 분석하였다. Bending 파손강도, WAI, a값 등은 유의성이 없는 것으로 나타났으나, 팽화물의 직경, WSI, L값, b값은 율무와 밀가루의 혼합에 의해 유의성이 존재하는 것으로 나타났다. 팽화물의 직경, L값, b값은 선형 모델로 분석할 수 있었으나 WSI는 quadratic 모델로만 설정이 가능한 것으로 나타났다. 율무의 함량이 많아질수록 외관적으로 팽창되어지는 정도가 적어졌으며, 색상도 어두워지는 것으로 나타났다. 율무의 함량이 증가할수록 L값은 77.84에서 72.73, a값은 1.37에서 1.77로, b값은 19.42에서 17.64로 이동되었다. WSI는 율무와 밀가루가 40%:60%로 혼합되어 압출성형되었을 때 가장 낮게 나타났으며, WAI는 율무와 밀가루 혼합 비율에 대해서는 유의성이 없는 것으로 나타났다. 혼합디자인 계획법은 시리얼류 제품 생산에 적합한 조직 형성과 반응량에 유의한 영향을 미치는 요인 등에 대해 적절한 혼합 비율과 가공 조건 등을 제시할 수 있음을 알 수 있었다. Modified distance based mixture design에 의해, 일반 시중 제품과 유사한 조직감을 나타낼 수 있는 율무와 밀가루, 물의 적정 배합 비율은 60.12:19.42:20.46으로 나타났다.

심층혼합공법에서 순환자원을 활용한 지반안정재의 최적 단위결합재량 산정에 관한 연구 (A Study on the Estimation of Optimal Unit Content of Binder for the Soil Stabilizer Using the Recycled Resource in DMM)

  • 서세관;이강수;김유성;조대성
    • 한국지반신소재학회논문집
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    • 제18권2호
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    • pp.37-44
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    • 2019
  • 심층혼합공법에 지반안정재를 사용하는 경우, 흙의 종류와 입도분포, 함수비 등의 조건에 따라 압축강도의 발현이 다르게 나타날 수 있어 지반의 안정성을 확보하기 위해 필요한 단위결합재량을 산정하기 위해서는 실내에서의 배합시험을 통해 설계기준강도의 만족 여부를 확인하여야 한다. 본 연구에서는 선행연구를 통해 순환유동층 보일러의 연소재를 고로슬래그의 알칼리 활성화 반응의 자극재로 활용하여 개발한 심층혼합공법용 지반안정재에 대해 다양한 단위결합재량을 적용하여 부산, 여수, 인천지역에서 채취한 점토와 혼합한 후 실내시험을 실시하여 압축강도의 발현효과를 고로슬래그 시멘트와 비교 평가하였다. 또한 국내에서 심층혼합공법에 개발된 지반안정재를 적용하는 경우, 실내에서의 배합시험을 수행하지 않고 단위결합재량을 산정할 수 있도록 실내시험 결과를 종합적으로 분석하였다. 분석결과, 물/결합재비(W/B)가 70%인 경우, ${\gamma}_B=(108.93+0.0284q_u){\pm}35$, 물/결합재비(W/B)가 80%인 경우, ${\gamma}_B=(122.93+0.0270q_u){\pm}40$의 관계가 있는 것으로 도출되었다.

기능성 첨가재를 적용한 급경사면용 녹생토의 경도 및 리바운드 특성 (Hardness and Rebound Properties of Sprayed Green Soil Produced with Functional Additives for the Application to Steep Slopes)

  • 이병재;김효정;김윤용
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제19권12호
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    • pp.258-264
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    • 2018
  • 본 연구에서는 급경사면서의 식생기반재 부착 및 녹화성능 확보를 위해 혼입한 기능성 첨가재의 성능 평가를 수행하였다. 기능성 첨가재의 혼입조건에 따른 평가 결과, 급경사면의 부착이 가능하면서 식물의 생육에 원활히 수분 공급을 위한 기능성 첨가재로서 증점제 및 고흡수성 폴리머의 적정 혼입율은 각각 5%, 1% 인 것으로 판단된다. 시멘트 계열의 경화재로 인하여 높아진 pH에 대한 대책으로서 킬레이트 수지 10% 이상 혼입시 pH가 약알칼리에서 중성으로 회복되었다. 토양 전도도 평가 결과, 모든 배합조건에서 254~340mS/m으로 측정되어 기준인 1,000mS/m이하인 기준을 만족하였다. 기능성 첨가재의 최적 배합조건으로 도로비탈면 녹화공사의 설계 및 시공 지침에서 제시하는 경도를 측정한 결과 1bar의 압력으로 시공할 때, 18~23mm의 기준을 만족하였다. 급경사면에 대한 부착강도 평가를 위해 경사면 각도조건에 따라 분사 후 리바운드량과 산중식 경도계를 이용한 경도를 측정한 결과, 75도 각도에서도 리바운드율 15%미만, 경도 18mm이상의 성능 확보가 가능하였다.

멀티 스케일 접근 방법에 의한 복합소재 적층 판구조의 HSDT 기반 고유진동 해석 (Free Vibration Analysis based on HSDT of Laminated Composite Plate Structures Using Multi-scale Approach)

  • 이상열
    • 대한토목학회논문집
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    • 제34권1호
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    • pp.61-71
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    • 2014
  • 본 연구에서는 건설용 복합소재 구조에 적합한 미시-거시적 멀티 스케일 접근 방법을 제시하고 고차항 이론에 기반한 유한요소 진동 해석을 수행하였다. 본 연구에서 제시하는 멀티-스케일 접근 방법에 의한 유한요소 모델은 해석의 정확성 뿐 만 아니라 재료 조합의 영향을 정확히 보여준다는 점에서 장점을 갖는다. 적용된 유한요소 모델은 화이버의 함침비율의 변화에 따른 적층 판 구조의 고유진동을 상세 분석하기 위하여 개발되었다. 특히, 본 연구에서 제시한 결과는 적층 구조의 보강각도, 적층배열, 그리고 길이-두께비 등과 화이버 함침비율의 변화의 상호작용을 분석하는 데 초점을 두었다. 수치해석 결과로부터 화이버와 모재의 조합의 영향은 거시적 동적 특성을 조절할 수 있으므로 무시되면 안되며, 최적 배합을 통하여 건설용으로서 우수한 동적 구조성능을 만족하도록 설계할 수 있음을 보여준다.

저회와 석고를 활용한 지반함몰 긴급복구용 고유동성 채움재 연구 (Controlled Low Strength Material for Emergency Restoration Using Bottom Ash and Gypsum)

  • 이소연;윤환희;손민;공진영;정혁상
    • 한국지반신소재학회논문집
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    • 제17권2호
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    • pp.19-31
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    • 2018
  • 최근 도시의 안전을 심각하게 저해시키는 지반함몰현상이 증가하는 추세에 있어 대책이 필요한 상황이다. 지반함몰 발생 시 긴급복구공법에 사용될 산업부산물을 활용한 뒤채움재를 개발하는 것이 본 연구의 목적이다. 이를 위해 유동성 채움재 설계기준에 의거하여 목표성능을 도출하였고, 플로우값, 일축압축강도, 초기응결시간, pH시험 등 실내시험평가를 통해 개발된 재료의 적용성을 검토하였다. 또한 현장실험을 통해 고유동성 채움재의 조기강도에 대한 성능검증과 긴급복구를 위한 시공성을 확인하였다. 평가결과 시멘트의 비율이 4% 이상일 경우 재 굴착이 가능한 장기강도보다 크게 측정되어 긴급복구목적에 적합지 않은 것으로 나타났다. 최적배합비는 저회와 석고의 비율이 약 50:50, 시멘트의 비율이 2%로 나타났다.

관중혼합처리공법 개발을 위한 혼합토 특성 및 최적배합비 산정에 관한 연구 (Study on Engineering Characteristics of Mixed Material and Mix Ratio Design to Develope Pipe Mixing Method)

  • 한상재;김병일;홍강한;강병윤
    • 한국지반신소재학회논문집
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    • 제14권1호
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    • pp.33-41
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    • 2015
  • 본 연구에서는 관중혼합처리공법 개발을 위해 혼합토의 공학적 특성 평가에 관한 실내실험(유동성, 단위중량, 일축압축강도 및 블리딩 시험)을 수행하였다. 실험 결과 흐름 및 블리딩 특성은 함수비에 비례하여 증가하는 것으로 나타났다. 단위중량과 일축압축강도는 함수비 증가에 따라 감소하는 것으로 나타났다. 각 주행 장비별 접지압과 혼합토의 지지력을 비교한 결과 벨트 컨베이어, 백호우, 도저 등의 장비가 즉시 진입 가능한 것으로 검토되었다. 결과적으로 고화재를 사용한 관중혼합처리공법에서 적용 가능한 함수비 영역은 80~200%로 평가되었다. 또한, 본 연구 결과로부터 설계 차트를 개발하여 제시하였다.

개질재.보강재를 이용한 덧씌우기 아스팔트 포장의 반사균열 지연 효과 (Efficiency of Retarding Reflection Crack in Reinforced-and-Modified Asphalt Pavement Overlay)

  • 김광우;도영수;임성빈;이석근;엄주용
    • 한국도로학회논문집
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    • 제1권1호
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    • pp.85-96
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    • 1999
  • 본 연구는 아스팔트 콘크리트 덧씌우기에서 야기되는 반사균열에 대한 저항성을 향상시키기 위하여 개질재 및 보강재를 사용하여 제조한 혼합물의 성능을 평가하기 위하여 수행하였다. 아스팔트 개질재로는 LDPE와 SBS 및 카본블랙을 이용하였고. 보강재로는 합성섬유(PF), 비닐(PV), 그리드(GG)를 이용하였다. 배합설계를 통해 얻은 최적아스팔트 함량으로 아스팔트 혼합물 슬래브를 제조하였다. 아스팔트 혼합물을 몰드에 붓기 전에 몰드 바닥에 비닐이나 그리드를 미리 깔아 보강 층으로서 만들었다. 갭(균열)이 있는 시멘트 콘크리트 위에 부착된 아스팔트 혼합물 공시체에 유압식 동적하중기를 이용하여 반복하중을 재하하였다. 반복하중에서 균열진전을 측정하여 각 처리 혼합물의 균열 지연효과를 평가하였다. 본 연구의 시험 결과로부터 특정 조합의 아스팔트 혼합물이 휨 파괴(Mode I)에 의한 반사균열 지연에 상당히 효과적인 것으로 나타났다.

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