• 한국지반공학회지:지반
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• 제14권5호
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• pp.173-180
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• 1998

본 논문은 연약한 기초지반위의 토목섬유 보강제방의 2차원 안정해석을 위한 설계도표를 제시한다. 반복계산을 수행하기 위하여 보강제방의 요구되어지는 안전율에 필요한 보강재의 인장력을 산정하는 프로그램이 개발되었으며, 이 프로그램은 여러개의 토층과 토질로 이루어진 상황에도 사용될 수 있다. 도식화된 단면에 대하여 많은 계산결과들이 만들어 졌으며, 그 결과들로서 설계도 I를 만들었으며, 정적인 경우와 지진하중을 고려할 경우에도 적용시킬 수 있다. 예비설계단계에서 이러한 도표들을 이용하여 보강제방에 대한 비교적 정확한 보강재의 인장력을 근사적으로 구할 수 있으며, 실시설계단계에서는 개발된 프로그램에 의하여 정확한 결과를 산정할 수 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권12호
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• pp.15-20
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• 2019

본 연구에서는 교대에 작용하는 수평력을 저감시키는 총 11 케이스의 설계에 대한 건설비 분석을 실시하였다. 역T형 교대의 뒤채움재 개선과 토목섬유 보강재를 이용하여 교대를 보강한 철도용 보강 교대(Reinforced Abutment for Railways) 적용을 고려한 2종류의 교대 형식에 대하여 검토하였다. 첫 번째 종류의 경제성 분석에서는 역T형 교대의 배면 뒤채움 재료의 내부 마찰각을 35°에서 40°와 50°로 증가시키는 케이스를, 두 번째 종류의 경제성 분석에서는 토목섬유를 적용한 철도용 보강 교대 설계 케이스에 대한 경제성을 비교 분석하였다. 뒤채움 재료의 개선을 통해 내부 마찰각을 40° 혹은 50°로 적용할 때 교대에 가해지는 수평토압은 하중 조건에 따라 18~48% 까지 감소하였으나 교대 건설 비용 저감효과는 2.0~3.9%로 크지 않았다. 그러나, 철도 교대 구조로서 토목섬유 보강 교대를 적용한 결과 교대에 작용하는 수평력을 이론적으로 0까지 저감시킬 수 있어 교대 벽체 두께, 저판 길이 및 말뚝 기초의 수 및 재질 변경으로 최대 30%까지 건설비 저감 효과가 있는 것으로 검토되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권8호
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• pp.159-169
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• 2007

취성적인 파괴를 보이는 시멘트 혼합토의 역학적 특성을 개선하기 위하여 단섬유를 사용한 섬유시멘트 혼합토에 관한 연구를 수행하였다. 낙동강 유역에서 채취한 모래, 보통포틀랜드시멘트 그리고 최근 콘크리트와 시멘트 보강재로 많이 사용되고 있는 폴리비닐알코올(PVA) 섬유를 사용하였다. PVA 섬유는 시멘트와 접착성이 매우 우수하며 비중이 1.3으로 물보다 약간 큰 것이 특징이며 시멘트 보강재로 사용되고 있는 일반 PVA 섬유보다는 다소 직경이 큰 0.1mm의 PVA 섬유를 사용하였다. 깨끗한 낙동강 모래에 시멘트와 섬유를 최적함수비로 잘 섞은 후 5층으로 나누어 층당 55회 다짐하여 공시체를 만든 후 7일간 양생시켰다. 모든 공시체의 시멘트 혼합율은 4%로 동일하지만 섬유의 혼합위치를 다르게 시료를 제작하여 일축압축시험을 실시하였다. 강도시험에서 섬유의 보강 형태와 위치에 따른 일축압축강도의 특성을 비교하였으며, 동일한 양의 섬유가 균일하게 보강된 경우의 일축압축강도가 그렇지 않은 경우보다 약 2배 증가하였다. 층당 섬유 혼합율이 동일할 경우 섬유 보강율이 증가함에 따라 일축압축강도도 증가하였으며, 전층이 보강되었을 때의 일축압축강도는 중간층만 보강된 경우보다 1.5배 이상 강도가 증가하였다. 섬유-시멘트 혼합토 거동에서 섬유의 혼합율과 섬유가 골고루 잘 분산되도록 하는 방법 또는 분산이 용이한 섬유를 선택하는 것이 중요하였다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제12권4호
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• pp.109-121
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• 2013

본 논문에서는 고속철도의 반복하중에 의한 토목섬유로 보강된 철도노반의 지지력 특성을 다루었다. 토목섬유로 보강된 철도노반은 투수성 포장 하부구조의 지반에 지오셀 및 지오그리드 보강을 하여 모사하였다. 포장구조체의 하중지지력 증가효과를 고찰하기 위하여 무보강상태의 지반과 지오셀 보강의 경우, 3층 지오그리드 보강인 경우에 대하여 총 3가지 실험 케이스의 실내 축소모형실험을 진행하였으며 잔류변형량은 초기 동적하중이 작용하는 경우가 2차 동적하중 작용시 보다 크게 나타났다. 지오셀 보강보다 3층 지오그리드 보강된 포장 하부구조에서 더 큰 지지력이 발현 되는 것으로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권2A호
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• pp.249-257
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• 2008

인장에 취약한 단점을 가지고 있는 시멘트계 복합재료인 모르타르와 콘크리트의 인장성능을 보강하기 위한 다양한 방법이 사용되고 있으며, 주요한 한가지 방법으로 인장에 강한 섬유를 혼입하는 섬유보강 콘크리트가 꾸준히 연구사용되어 왔다. 최근에는 재료의 균질성(homogeneous)을 높이고 보강재로 사용되는 섬유의 성능을 최대한 이끌어내기 위하여 굵은 골재를 제거하고 마이크로 섬유를 사용하는 마이크로 섬유보강 모르타르에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 마이크로 섬유보강 모르타르는 배합조건에 따라서 다중균열이 발생하기 때문에 성능평가의 지표로써 휨인성 만을 사용하기에는 부족함이 있다. 따라서, 본 연구에서는 마이크로 섬유보강 모르타르의 휨인성과 균열 특성을 고찰하여, 균열특성을 나타낼 수 있는 측정치에 대한 연구를 수행하였다. 실험에는 PVA섬유와 강섬유가 사용되었으며, 휨실험을 통하여 섬유의 종류 및 혼입량에 따른 휨인성과 균열관련 측정치의 상관관계를 규명하였다. 그 결과 마이크로 섬유보강 모르타르의 특성을 대표할 수 있는 측정치로는 휨인성과 섬유혼입량, 그리고 균열개수 등이 적절한 것으로 나타났다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제3권4호
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• pp.41-48
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• 2004

최근 들어 기초지반 하부를 보강하는 방법으로 4층 또는 5층으로 보강재를 수평으로 배치하여 지지력을 증가시키는 공법이 연구되고 있다. 본 연구에서는 기초하부 지반을 보강함으로서 지반이 갖는 전단강도 정수를 증가시키는 방법을 검토한 것이다. 그래서 지반을 구형 또는 반원형으로 토목섬유를 사용하여 감싸는 공법을 개발하게 되었는데 이는 흡사 확대기초 밑에 또 하나의 확대기초가 존재하는 양상이 된다. 이러한 토목섬유보강 확대기초의 지지력에 대한 메카니즘을 검토하기 위해서 알루미늄봉을 이용한 모형재하시험을 실시하였다. 모형재하시험에서 제안된 토목섬유보강 확대기초를 만들어서 하중을 직접 재하함으로서 극한지지력의 증가정도를 확인하였으며, 또한 격자표시법에 의해 지반의 점들이 이동하는 방향 등을 점검하였고, B-Shutter 촬영법을 이용하여 소성파괴가 일어나는 영역을 확인하였다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제9권4호
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• pp.47-55
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• 2010

일반적으로 초연약지반에서는 건설장비의 주행성 확보 등을 위하여 토목섬유와 같은 표층 보강재를 적용하게 된다. 그러나 최근 토목섬유로 표층 처리된 초연약지반의 거동에 관한 많은 고찰이 수행되어 왔지만 대부분의 연구에서 토목섬유와 지반의 경계조건을 적절히 표현하지 못하고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 토목섬유와 지반의 경계조건이 토목섬유로 표층처리된 초연약지반의 거동에 미치는 영향에 대하여 수치해석적 고찰을 수행하였다. 수치해석에서는 토목섬유와 지반의 마찰에 대한 경계조건을 다양하게 표현하기 위하여 조인트 요소를 적용하였다. 수치해석의 결과는 기존의 실내모형실험 결과와의 비교를 통하여 그 신뢰성을 검증하였으며 파라메트릭 스터디를 통하여 토목섬유와 지반의 경계조건에 따른 초연약지반의 거동을 규명하였다.

• 한국도로학회논문집
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• 제6권2호
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• pp.37-45
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• 2004

아스팔트 포장은 주행의 쾌적성, 안전성 그리고 시공 및 보수의 용이성으로 인하여 세계적으로 많은 도로에 널리 이용되고 있다. 그러나 우리나라의 경우 고도의 경제성장으로 인한 교통량 증가와 차량의 중량화로 야기된 상습적 인 지체와 여름철 고온현상으로 아스팔트 포장의 파손정도가 심화되고 포장수명이 단축됨으로서 유지보수비용이 급격히 증가하는 양상을 보이고 있다. 이에 국내외에서 아스팔트 포장에 대한 파손 방지대책 및 내구성 증진에 관한 연구들이 진행되고 있으며 그 한 방법으로 토목섬유와 같은 보강재를 포장체에 삽입하고 있다. 본 연구에서는 아스팔트 포장 표층의 거동을 점탄성으로 분석하였으며 포장체에 삽입된 지오그리드의 설치 위치, 포장단면의 두께를 조합하여 지오그리드의 최적 설치 위치를 알아보고 포장단면의 물성에 따른 민감도 분석을 수행하였다. 연구결과, 지오그리드를 기층과 보조기층 사이에 보강하였을 경우. 기층아래에서 발생하는 횡방향 인장응력을 무보강 아스팔트 포장에 비해 29$\sim$56% 정도 감소시켜 균열 발생을 상당히 억제 할 수 있을 것으로 판단되었다. 또한, 노상에서의 수직 변형률과 최대 전단변형률을 살펴보았을 때 지오그리드를 포장체에 삽입하여 소성변형에 대한 억제 효과도 얻을 수 있는 것으로 판단되었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제35권1호
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• pp.39-48
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• 2015

섬유강화폴리머(FRP) 보강 철근콘크리트(RC) 구조물은 보강효과가 충분히 발휘되기 전에 보강재의 탈락으로 보강효과의 상실 및 구조부재의 갑작스러운 파괴를 야기할 수 있다. 현재 FRP 보강보의 박리파괴강도는 설계지침에서 제시된 보강재의 탈락변형률에 근거하여 무보강 RC보와 동일한 강도해석법을 적용하고 있다. 그러나, 각 설계지침에 따라 FRP 보강재의 탈락변형률이 달리 제시되고 있다. 따라서, 본 연구에서는 유리섬유강화폴리머(GFRP)로 보강된 RC보의 박리파괴 휨 강도 실험을 통해 각 설계기준에서 제시된 보강재 탈락변형률에 의한 박리파괴강도를 비교 평가하였다. 또한, 보강재 탈락에 의한 파괴는 콘크리트의 압축변형률이 극한변형률에 도달하기 전에 발생하므로, 본 연구에서는 재료의 비선형 응력분포를 고려한 해석을 수행하였다. 그리고, GFRP 보강 RC보의 설계 박리파괴강도 산정 시 강도설계법에 의해 산정된 무보강 RC보의 극한휨강도와 유사한 안전율을 나타낼 수 있는 강도식을 제시하였다.

• 한국섬유공학회:학술대회논문집
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• 한국섬유공학회 2002년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.85-88
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• 2002

보강섬유란 지반구조물 중 토질재료 즉, 흙과 혼합되어 사용되는 토목용 합성섬유인 geofibers를 의미하며, 주로 흙의 응집력을 보강하는 기능을 가지고 있다. 일반적으로 토질재료는 비탄성 재료로써 약 5%정도의 변형에 파괴되는 역학적 성질을 가진 재료이며, 입자크기에 따라 그 적용범위가 매우 다양하다. 특히, 국내토양의 대부분을 차지하고있는 화강풍화토를 복토재로 사용할 경우 응집력이 약하여 지반구조물의 보강효과가 크게 떨어지는 문제점을 안고 있다. (중략)