• 한국지반공학회논문집
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• 제20권3호
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• pp.75-83
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• 2004

인디아나주 도로국 (INDOT, Indiana Department of Transportation)에서는 부분적으로 1990년대 초반부터 토사개량(지반 안정화는 아님)에 대한 저비용의 건설재료로서 석회노분을 사용해왔다. 그러나 석회노분을 포함한 흙의 강도향상은 설계과정에서 노상의 안정화계산에 반영되지 않았다. 따라서 본 연구는 석회노분이 수화된 석회와 유사한 공학적 성질을 지닌 재료인지를 평가하기 위하여 수행되었으며, 인디아나주에서 흔히 접할수 있는 A-4, A-6, A-7-6와 같이 세립분이 우세한 다양한 흙과 조합하여 석회노분의 역학적 장점들을 평가하기 위해 일련의 실내실험들을 수행하였다. 본 연구에서는 아터버그한계, 표준다짐, 일축압축, CBR, 체적 안정성과 회복탄성계수등의 실험들을 수행하였으며 그 결과 비처리토에 비해 처리토의 경우 60-400% 정도의 범위로 일축압축강도가 증가하였다. 비혼합토에 대한 CBR 값의 범위가 3-18인 것에 반하여, 혼합토에 대한 CBR 값들은25-70의 범위내에 있다. 또한, 일반적으로 혼합토의 회복탄성계수도 상당히 증가하는 것으로 관찰되었다. 이상의 결과는 석회노분은 수화된 석회에 대한 대안으로서 실용적이고 경제적인 재료이며 세립토의 강도를 향상시키며 작업성을 향상시킬 수 있음을 암시한다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제31권3호
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• pp.5-16
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• 2015

본 연구에서는 토사 또는 암반 틈새에 주입하는 그라우팅(시멘트 페이스트)에 섬유를 혼합할 경우 발생하는 인장강도의 특성을 연구하였다. 이와 같이 시멘트로 고결된 토목재료의 인장강도 평가에는 간접적인 방법으로 인장강도를 평가하는 쪼갬인장시험을 주로 사용하고 있다. 하지만, 본 연구에서는 강섬유 또는 PVA 섬유를 중량비로 0%, 0.5%, 또는 1% 혼합한 시멘트 페이스트 내에 유압 실린더를 내장한 직경 15cm, 높이 30cm의 공시체를 제작한 다음 공시체 내부에서 직접 인장력을 가하는 직접인장시험법을 개발하였다. 또한 동일한 재료로 직경 5cm, 높이 10cm 공시체를 만들어 쪼갬인장시험을 실시하여 인장강도 시험방법에 따른 시멘트 페이스트의 인장강도를 비교, 평가하였다. 각각의 공시체는 대기 중에서 7일 또는 28일 양생한 다음 인장시험을 실시하였다. 시험방법에 따른 인장강도는 내장형 실린더를 이용한 직접인장시험법이 쪼갬인장시험법 보다 96%-290% 정도 높은 값을 보였다. 한편 두 종류의 인장시험법에 대한 3차원 유한요소해석을 실시하였으며, 실험 결과와 유사하게 내장형 실린더 인장시험법이 3배 정도 높은 인장강도를 보였다. 섬유 혼합량이 1%까지 증가함에 따라 인장강도는 시험방법에 관계없이 7일 양생한 공시체는 119%-190%, 28일 양생한 공시체는 23%-131%까지 증가하였으며, 양생일수가 7일에서 28일로 증가함에 따라 인장강도는 대부분 감소하는 경향을 보였다. 대부분의 경우 강섬유가 포함된 경우보다 PVA 섬유가 포함된 경우에 약 14%-38% 정도 높은 인장강도를 보였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제12권5호
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• pp.43-50
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• 2011

최근 인구 증가 및 경제성장으로 인한 생활수준의 향상과 더불어 산업의 고도화로 인하여 산업폐기물이 매년 증가 추세에 있다. 그중 우리나라의 하수처리장에서 최종산물로 발생하는 하수슬러지는 하수관거정비 및 하수처리장 건설사업의 지속적인 추진으로 인해 하수슬러지의 양은 매년 크게 증가하고 있지만 슬러지의 직매립 금지와 런던협약 '96 의정서가 발효되면서 폐기물의 해양배출규제가 대폭 강화됨에 따라 하수슬러지의 해양배출이 사실상 어려워지고 있으며, 2012년부터는 하수슬러지 및 축산폐수의 해양배출을 전면 금지할 계획에 있어 매립처분 및 해양 배출을 대체할 경제적이면서 실용적인 감량화 및 재활용기술이 절실히 요구되고 있다. 이 연구의 목적은 하수슬러지를 주재료로 사용하고, 지역토사를 혼합재로 사용하면서 복토재 및 쌓기재료로 적합한 혼합 비율을 결정하는 것이다. 적절한 혼합 비율을 결정하기 위해 기본적인 물리적 특성실험, 다짐실험, 일축압축실험, 투수실험을 수행했다. 그 결과 슬러지고화물의 비율이 높을수록 투수 계수가 낮아졌다. 결론적으로 매립지 복토재 상태에 부합하는 최적의 투수 계수는 슬러지 고화물의 혼합비가 13%이거나 그 이상일 때 얻어졌고 쌓기재에 만족하는 슬러지 고화물의 비율은 흙의 종류에 따라 SP일 경우 48% 이하일때, SM일 경우 59% 이하의 비율일 때 충족되었다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제14권2호
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• pp.194-202
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• 2018

연구방법: 지반을 구성하고 있는 각각의 재료들의 공학적 구분을 위하여 토사, 자갈, 호박돌 등의 용어가 사용되고 있으나, 기관별로 제시된 기준의 차이와 관용적 사용으로 인하여 지반에 대한 정확한 표현상의 어려움이 발생하고 있으므로 각 기관별로 상이한 용어 및 크기에 대한 분석을 수행하였다. 연구목적: 시추 기술자의 경험적 판단에 의한 지층 판별이 관행적으로 이루어지는 문제점이 있다. 이러한 것들이 지반분야의 혼란을 야기할 수 있다. 따라서, 통일된 기준을 제시하고자 하였다. 연구결과: 본 논문에서는 이러한 문제점을 해결하기 위하여 각 기관별로 상이한 용어 및 크기에 대한 정리를 통하여 합리적인 기준을 제시하였다. 결론: 시추에 의한 지반조사에서 모래, 자갈, 호박돌 등 채취된 시료의 중량비, 출현빈도 및 시료길이 등을 활용하여 비교적 객관적으로 토층을 분류할 수 있는 합리적인 모델을 제시하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제32권9호
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• pp.29-36
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• 2016

국내 철도교대 뒤채움재의 구조는 시멘트 안정처리된 골재, 일반 골재, 토사로 되어 있다. 시멘트 안정처리된 골재는 강도 증진효과로 인해 내부마찰각이 $40^{\circ}$이상 증가 된다. 그러나 실무에서는 교대설계 시 경험치인 $30{\sim}35^{\circ}$의 내부마찰각을 적용한다. 이는 과다설계의 원인이 될 수 있으므로 합리적인 물성치 값의 설정이 필요하다. 본 논문은 원형모형 실험과 CBR 실험을 통해 시멘트 안정처리된 골재의 시멘트 혼합 비율에 따른 강도 및 침하특성을 정량적으로 분석하였다. 시멘트 안정처리된 골재의 침하율은 반복재하 함에 따라 감소하였다. 또한 양생함에 따라 침하량이 감소하였다. 재령 28일 기준으로 일반골재 대비 시멘트 안정처리된 골재의 CBR 증가율은 13~16배 증가하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제39권11호
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• pp.23-31
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• 2023

콘크리트 궤도의 침하는 고속열차의 안전한 운행을 크게 저해할 수 있으며 복구에 상당한 비용이 소요되므로 최근 큰 문제로 대두되고 있다. 침하의 가장 큰 원인 중 하나는 터널공사의 부산물로 발생하는 암석재료를 적정한 입도분를 가진 토사 혼합 없이 하부노반 성토에 사용하기 때문으로 보고되고 있다. 본 논문에서는 암석재료로 성토된 하부노반의 부분 보강으로 인한 침하억제 효과를 수치해석으로 평가하였다. 하부노반에 일정하게 배치된 기둥 형태의 보강 영역은 상부노반에 지반아칭을 유발하게 되며 성토하중이 보강된 영역에 집중하게 되어 침하가 억제되는 효과가 있다. 유한요소해석을 통하여 보강된 영역의 크기, 강성, 간격이 하부노반의 침하억제에 미치는 효과를 평가하였으며, 해석 결과를 토대로 침하를 허용치 이내로 억제하기 위한 최소 보강 간격을 결정하는 설계 방법을 제안하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제20권2호
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• pp.97-105
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• 2004

본 연구에서는 석회부산물의 재활용 방안으로 경량성토재, 뒤채움재 및 경량블록의 활용방안을 종합적인 실험연구를 통해 수행하였다. 이를 위하여 본 연구에서는, 석회부산물, 성토용 토사 및 폐 EPS 조각을 혼합한 새로운 형태의 경량성토계 및 이에 시멘트 고화제를 첨가한 경량블록을 고안하였고, 다양한 배합비로 제작된 경량혼합토 및 경량블록에 대한 시료에 대하여 종합적인 시험을 실시하여 물리적, 지반공학적 및 환경적 특성을 분석하였다. 또한 경량블록에 대하여 국내 용출시험법(KMS Method)을 실시하여 화학성분의 농도변화에 대하여 평가하였다. 본 연구는 석회부산물 처분의 문제에 대하여 해결을 기대할 수 있으며 뿐만 아니라 성토재 및 블록에 대하여 석회부산물의 재활용 방안을 기대할 수 있다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제12권11호
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• pp.13-21
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• 2011

하천의 기본기능인 치수, 이수, 환경 및 문화 등을 되살리기 위한 국가적 사업인 4대강 국가하천 정비사업은 홍수에 안전한 문화 및 생태가 살아있는 친환경 하천 공간을 정비하기 위한 것으로 건설재료의 친환경성이 강조되고 있다. 본 연구에서는 다당류 친환경 개량재인 콘알파를 활용한 토양 및 시멘트 혼화제를 개발하여 다짐시험, 투수시험 및 일축압축강도시험을 통하여 친환경 하천 공간을 위한 건설재료로의 적합성을 평가하고자 하였다. 일축압축시험의 결과로는 다당류 지반개량재가 강도 증진에 큰 영향을 끼치지 않음을 알 수 있다. 이에 대한 원인을 분석한 결과, 일반적으로 자연 상태에서 토사에 서식하고 있는 각종 균들이 본 연구에서 정확한 배합비를 얻기 위해 건조로에서 고온으로 건조를 시키는 과정에서 활동성이 극 저하되어 강도증진 효과에 반영되지 않은 것으로 나타났다. 향후, 다당류 친환경 지반개량재와 관련된 시험에서는 각 시료를 자연상태에서 함수비를 측정하여 적정함 수비로 다진 뒤, 다당류 지반개량재를 혼합하여 공학적 시험을 실시하는 것이 바람직할 것으로 사료된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권2C호
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• pp.71-79
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• 2009

본 연구에서는 국내 철도 토공노반 재료로 가장 흔히 사용되는 입도조정쇄석, 화강풍화토, 암버럭-토사 혼합 재료에 대해 평균유효주응력과 축변형률의 함수로 표현되는 회복탄성계수 예측모델을 결정하였다. 회복탄성계수 예측모델은 대표적인 동적물성치인 변형률에 따른 전단탄성계수 감소곡선의 표현과 같이 최대영탄성계수와 정규화 영탄성계수 감소곡선으로 구성된다. 평균유효주응력의 함수로 표현되는 최대영탄성계수의 모델인자는 $A_E$와 $n_E$이고, 비선형 영역의 정규화 영탄성계수 감소곡선은 기준변형률(${\varepsilon}_r$)과 곡률계수(a)를 모델인자로 하는 수정 쌍곡선 모델로 표현된다. 제안된 회복탄성계수 예측모델을 검증하기 위해 3차원 다층탄성해석 프로그램(GEOTRACK)을 이용하여 평택 시험 철도노반의 탄성거동을 평가하였고, 화물열차 및 여객열차가 시험구간을 통과할 때 계측한 노반의 수직 탄성변위와 비교하였다. 현장계측은 자갈도상 아래의 재료가 각각 입도조정쇄석과 양질의 화강풍화토인 두 개소에서 수행되었다. 자갈도상 아래에서 계산된 수직 탄성변위는 대략 0.6mm 이내였고 계측 결과와 잘 일치하였다. 본 연구를 통해 제안된 회복탄성계수 예측모델이 열차하중에 의한 노반의 탄성거동을 적절히 표현하고 있음을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권3호
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• pp.1385-1390
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• 2012

바톰애시와 현장발생토사를 혼합한 유동성뒤채움재에 실험적 연구를 수행하였다. 유동성과 일축압축강도를 이용하여 4가지 다른 배합조건에 대한 각각의 최적배합비를 결정하였다. 현장발생토 25-45%, 바톰애시 30%, 플라이애쉬 10-20%, 고무분말 0-3%, 시멘트 3% 및 물 22%의 범위에서 최적배합비가 결정되었다. 각각의 혼합물은 20cm 이상의 유동성, 3일 양생시 127 kPa 및 28일 양생시 206-980 kPa 일축압축강도 조건을 만족하였다. 시험재료는 상온양생 및 습윤양생 2가지 조건을 이용하였다. 전체 혼합물에 대한 변형계수(E50)는 0.07-0.08 * $q_u$로 나타났다. 또한, 습윤양생 시편의 일축압축강도가 상온양생 시편에 비해 약 10% 정도 큰 값을 나타나내었다. 전체혼합물의 내부마찰각은 36.5-46.6도, 점착력은 49.1-180 kPa 범위로 측정되었다. 고무분말이 추가된 case 4번의 경우 다른 case에 비해 점착력은 크게, 내부마찰각은 작은 값을 나타내었다. 유동성채움재의 공용 성능을 위해 실시한 pH실험 결과 배합초기 12이상 강알칼리성으로 평가되었다.