• 한국지반신소재학회논문집
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• 제6권1호
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• pp.9-16
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• 2007

토목공사의 시공기술과 밀접한 관계를 가지는 토목용 섬유제품인 지오텍스타일은 모래, 흙, 자갈 등의 환경에 노출되는 고분자 재료이다. 이것은 수분차단을 제외한 분리, 보강, 여과, 배수 등의 기능을 가지며 현재 제방공사, 해안 하천의 호안공사, 간척공사 또는 도로, 철도 노상 안정 등의 분야에 광범위하게 이용되고 있다. 방조제의 최종 끝막이 단면은 대규모 사석과 돌망태 등을 이용하여 일차적으로 바다를 막아 해수를 차단하기 때문에 해수의 유입을 차단하여 유속이 저감되기는 하나, 구성 재료가 불규칙하고 간극이 크기 때문에 일반적인 지반내의 침투흐름보다 상당히 빠른 침투가 발생된다. 따라서 끝막이 후속공정인 필터시공 시, 매트 부상현상이 발생되어 필터매트의 원활한 시공에 많은 어려움이 있으며, 토목섬유 필터매트 손상 시 성토재료유실이 발생될 수 있어 단순하게 필터매트의 부상방지 공법 제시의 차원이 아닌 향후 방조제의 국부적변형 및 안정성을 확보하는 보강개념으로 접근이 요구된다. 방조제 필터공의 원활한 수행을 위하여 다양한 실험연구 및 현장시험결과, 양방향 조위조건에서의 필터공은 "이중필터매트+모래 트랜지션" 설치방안이 가장 효과적인 것으로 연구되었으며, 필터매트의 부상문제와 조위영향구간의 필터층 보강효과를 동시에 만족시킬 수 있는 방법으로 지오텍스타일 튜브 매트리스공법(이하 튜브매트리스공법)이 제안되었다. 본 연구에서는 상기 기술한 튜브매트리스 공법에 대한 현장적용성 및 시공성 분석을 위하여 현장시험 시공을 수행하였으며, 시험시공결과 및 현장적용 사례에 대하여 기술한다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권5A호
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• pp.519-529
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• 2009

복합소재는 화학적, 역학적인 면에서 여러 장점을 가지고 있다. 피로 저항성과 화학적 저항성이 높을 뿐 아니라, 비강도, 비강성 등이 높아서 높은 감쇠 특성을 보인다. 항만 구조물에 사용되는 파일은 압축 뿐만 아니라 휨을 받기도 하므로 이에 대한 연구가 필요하다. 본 연구는 대구경을 포함하는 콘크리트 충전 유리섬유 복합소재 파일의 압축 거동 혹은 휨-압축 거동을 분석한다. 지름 및 길이가 서로 다른 25개의 실험 파일을 제작하는데, 시편의 복합소재 튜브 내경은 165 mm에서 600 mm에 이르고, 길이는 1,350 mm에서 8,000 mm에 이른다. 수적층 및 필라멘트 와인딩 성형 공법을 모두 사용하여 튜브를 제작하여 적층의 구조가 미치는 차이를 알아보았다. 충전 콘크리트의 강도로는 27 MPa과 40 MPa를 사용하였다. 축방향 및 원주방향의 섬유의 부피비에 변화를 주어 각각의 영향을 분석하였고, 일부 시편에는 나선형 홈을 튜브 안쪽에 성형하여 충전 콘크리트와 튜브 사이의 전단변형을 줄이는데 기여할 수 있는지 분석하였다. 실험결과를 보면, 직포만을 사용하여 수적층 성형 공법으로 파일을 제작하는 것보다 필라멘트 와인딩 성형 공법을 이용하여 제작하는 것이 휨강성을 높이는데 훨씬 유리하다. 나선형 홈을 성형해서 넣더라고 휨강성은 낮은 하중단계에서 부터 지속적으로 감소하는 경향을 보이는 것으로 보아, 충전 콘크리트와 튜브 사이의 전단변형을 완전히 억제하지는 못하는 것으로 판단된다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제11권2호
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• pp.130-137
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• 2023

이 연구는 다중벽 탄소나노튜브(MWCNTs) 혼입 PVA 섬유보강 시멘트 복합체에서 배합 순서에 따른 영향을 분석하기 위해 배합 순서를 변수로 고려한 실험을 통해 유동성, 압축 및 휨인장 성능을 분석하였다. 실험 결과, CNT 혼입으로 인하여 유동성이 크게 감소하였으며, CNT가 혼입된 경우 배합 순서에 따라 유동성이 크게 영향을 받는 것으로 나타났다. 압축 강도는 물과 CNT 수용액을 미리 섞어 혼입한 후 PVA 섬유를 혼입하는 순서가 가장 강도 증진 효과가 뛰어난 것으로 나타났으며, 휨인장강도는 건비빔 후 물과 CNT 수용액, PVA 섬유를 미리 섞은 후 배합한 방식이 가장 높은 것으로 나타났다. 다만, 휨인장 거동에서 연성도는 배합 순서와의 연관성이 명확하게 나타나지 않았다. 또한, 미세구조에의 영향을 분석하기 위해 주사전자현미경(SEM) 이미지 분석을 수행하였다. SEM 이미지 분석 결과, 모든 시편에서 CNT가 골고루 분산되어 분포하고 있는 것으로 나타나 CNT가 강도 증진 효과에 기여하고 있는 것을 확인할 수 있었으나, 배합방식으로 인한 차이는 명확하게 나타나지 않았다. 이 연구의 주요 결과는 향후 CNT 혼입 PVA 섬유보강 시멘트 복합체의 작업성 및 재료성능 평가 관련 연구에 유용할 것으로 기대된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제40권2호
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• pp.177-182
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• 2020

본 연구에서는 시멘트 페이스트에 혼합된 나노 섬유가 경화된 시멘트페이스트의 압축강도와 인장강도에 미치는 영향을 연구하였다. 2종류의 나노 섬유를 사용하였다. 나일론 66 나노 섬유와 카본 나노 튜브로 보강된 나일론 66 나노 섬유를 전기방사로 제작하여 시멘트 파우더에 각각 혼합하였다. 물-시멘트비 0.5의 시멘트 페이스트 시편을 제작하고 28일간 양생하였다. 실험 결과, 나노섬유의 혼합이 시멘트 페이스트 시편의 압축강도와 인장강도를 증가시킴을 확인하였다. 나노 섬유의 보강 매카니즘을 확인하기 위해 주사전자현미경(SEM) 분석, 전계방사 투과전자 현미경(FE-TEM) 분석 및 열 중량 분석(TGA)을 수행하여 나노섬유를 포함한 시멘트 페이스트의 미세 구조를 분석하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제18권5호
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• pp.251-260
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• 2002

지오텍스타일 튜브공법은 고강도 토목섬유인 지오텍스타일을 튜브모양으로 봉합하여 수리학적 방법이나 기계적인 방법으로 내부에 토사를 채워 구조물을 형성하는 공법으로, 지오텍스타일 튜브구조물은 지오텍스타일에 구속된 토사 체로 구성되며, 지오텍스타일과 토사의 복합거동 특성을 나타낸다. 또한, 구조물의 활용분야가 해안 및 호안 침식방지 구조물이나 방파제, 제방 등에 적용되어지므로 설계 및 안정해석 시, 지반공학적 검토와 파도에 의한 수리동역학적 검토가 필요하다. 본 연구에서는 지오텍스타일 튜브의 효율적인 안정해석방법에 대하여 분석하기 위하여, 방파제 (Breakwater), 이안제(Detached breakwater), 돌제(Groin)등과 같은 해안구조물의 경험 및 2차원 평형해석방법을 검토 및 적용하였으며, 해석결과의 실험적 분석을 위하여 이안제형태의 지오텍스타일 튜브에 대한 수리모형시험을 실시하였다. 본 연구에서 수행한 경험식 및 2차원 평형해석 분석은 기존의 수리모형시험을 통하여 도출된 경험식과 파도의 작용을 외력으로 한 2차원 평형해석이론을 적용.검토하였다. 또한, 수리모형시험을 통한 안정해석은 지오텍스타일 튜브의 형태(채움비율 변화), 유의파고(Significant wave height), 천단고(구조물 상부수심)의 확보유무 등의 해석변수조건을 적용하였다. 2차원 평형해석에 의한 지오텍스타일 튜브의 안정해석결과, 활동 및 전도에 대한 안정성은 튜브형태, 접지면적, 유의파고, 투영면적 등의 복합상관관계로 비선형적인 변화를 나타내었으며, 수리모형시험을 통한 안정성 검토결과, 경험식 및 2차원 평형해석결과와 근접한 결과를 나타내었다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제7권1호
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• pp.23-29
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• 2008

지오텍스타일을 활용한 탈수처리공법은 지오텍스타일의 최신 적용분야로, 여과, 배수기능을 이용하여 기 직조한 지오텍스타일 포대 내에 산업슬러지, 하수정수장 슬러지, 특히 유수지의 준설오니슬러지 등을 주입 후 자중압밀과정을 통하여 고형물단계까지 탈수처리 하는 공법이다. 본 연구에서는 폴리프로필렌과 폴리에스터 두 종류의 지오튜브(지오텍스타일)의 물리적 특성을 살펴보고, 채움재 토사의 물리적 특성에 따른 탈수 효율과, 여과 및 배수기능을 원활이 수행할 수 있는 국산 고분자 토목섬유 적용성을 분석하였다. 실내시험은 지오텍스타일과 채움 토사간의 복합적 투수 특성을 규명하기 위한 실험을 수행하였다. 현장시험은 세립질(ML-OL) 토사의 채움 시 시간에 따른 유효높이 변화를 측정하여 적절한 슬러리 비율을 도출하였다. 각종 실내 및 현장시험결과, 세립질(ML-OL) 토사의 경우 물과 토사의 혼합비율은 최소한 6:4 이상이 되어야 하며, 폴리프로필렌 재질의 지오텍스타일이 필터 및 배수기능이 우수하며, 탈수처리 공법에 더 효과적인 것으로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권1A호
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• pp.35-43
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• 2006

본 논문에서는 중공단면 형상의 유리섬유 강화 복합소재 교량바닥판의 개발에 관련된 연구 절차와 결과를 기술하였다. 설계된 3셀 단면에 대해 적층설계를 수행하였고, DB24 하중에 대한 플레이트 거더 복합소재 바닥판 교량의 유한요소해석을 통하여 처짐 사용성, 강도, 파괴 및 좌굴안정성 등의 구조적 특성을 평가하였다. 설계, 해석된 복합소재 바닥판 튜브는 인발성형으로 제작하였고, 구조적인 거동을 실험적으로 평가하기 위해 3점 휨시험, 거더 연결부시험, 방호벽 연결부시험을 실시하였고, DB24하중의 200만회 반복하중에 대해 압축피로시험, 휨피로시험 등 광범위한 구조성능시험을 실시하였다. 또한 시범시공된 복합소재 바닥판 플레이트 거더교량에 대한 현장 재하시험에서도 구조 안전성 및 사용성을 검토 하였다.