• 지질공학
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• 제17권3호
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• pp.435-443
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• 2007

본 연구에서는 풍화대에 분포하고 있는 핵석지반에 대한 지질공학적 조사와 실내모형실험을 통하여 핵석지반의 공학적 물성을 산정하였다. 핵석이 노출된 세 곳의 산사면에 대한 조사창 조사와 시추공 코어 관찰로 핵석의 분포도와 기하학적 모양을 분석하였다. 현장 핵석분포 및 크기에 대한 조사 자료와 모형실험용 공시체 시편의 크기를 바탕으로 산정된 축소율을 고려하여 5mm이하-평균 2mm의 분쇄-연마된 핵석시료를 실내핵석 실험용으로 사용하였다. 핵석 체적함유비를 0%, 10%, 20%로 달리하면서 토양 직접전단시험 및 석고모형실험을 실시하였고, 이를 통하여 핵석지반의 특성을 구하고자 하였다. 핵석함유 토양의 직접전단실험에서는 핵석 함유량의 증가로 인하여 전단강도가 증가하는 경향을 보여주었다. 핵석함유비가 20%일 경우는 핵석 입자의 맞물림에 의한 점착력의 증가가 마찰각의 변화보다 더욱 전단강도의 상승을 유발시키는 요소로 작용하였다. 핵석 함유비를 달리한 석고모형실험에서는 핵석이 많아질수록 모형시료의 강도 및 탄성계수가 증가하는 경향을 보여주었다. 석고모형실험에서 얻어진 핵석 함유량에 따른 모형의 물성변화률을 현장에서 측정한 풍화대의 물성과 비교하여, 현장에서 핵석함유에 따른 물성을 예측한 결과, 핵석 함유가 0%에서 10%로 증가하면 15%의 일축압축강도 증가를, 핵석 함유가 20%로 증가되면 30%의 일축압축강도 증가를 유발하는 것으로 예측이 되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제18권1호
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• pp.79-89
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• 2002

폐기물 매립지에는 차수 및 보호기능을 하는 다양한 토목섬유가 사용된다. 토목섬유 사이의 접촉(interface) 전단강도는 사면에 설치되는 차수 및 최종 덮개시설의 안전한 설계를 위해 곡 필요한 물성치로서, 본 연구에서는 대형 직접전단 시험기를 사용하여 지오멤브레인(GM)과 지오텍스타일(GT) 사이의 접촉 전단강도를 측정하였다. 본 논문에서는 Mohr-Coulomb 파괴 포락선을 이용하여 전단강도를 평가하였으며, 연직하중, 수팀상태, 지오멤브레인(GM)의 표면상태-texturing 유무 - 등이 전단강도에 미치는 영향을 알아보았다. 분석 결과 연직하중이나 수침상태가 전단강도에 미치는 영향은 각각 하중의 크기와 토목섬유의 종류에 따라 정도가 다르게 나타났다. 사면에 설치되는 토목섬유의 경우, 다양한 현장조건-상재하중, 수침상태, 사용되는 토목섬유의 종류을 고려한 시험 결과를 통해 얻은 물성치를 이용하여야 안전한 설계가 될 수 있을 것이다.

• 지질공학
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• 제17권1호
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• pp.125-133
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• 2007

본 연구에서는 난지도 매립지내 하수슬러지만으로 이루어진 8호 매립장에 대하여 환경 및 지반공학적 특성을 조사한다. 이를 위하여 대상현장에 대하여 시료를 채취하고, 용출시험, 중금속 총량시험 등을 실시하여 환경적인 특성을 조사하였다. 중금속 총량시험결과 Pb, Zn, Cu, Ni, Cd, Cr 등의 성분이 검출되었으며, Cu의 경우 캘리포니아주 규제기준을 초과하므로 하수슬러지 재활용시 함량을 낮추어야 할 것이다 한편, 하수슬러지의 비중, 입도분석, 액소성한계, 다짐, 투수, 전단시험을 실시하여 지반공학적 특성을 조사하였다. 하수슬러지는 모래, 실트 및 점토로 구성되어 있으며, 소성지수는 42.3%로서 압축성이 큰 무기질 실트 혹은 유기질 점토인 것으로 분류된다. 다짐시험결과 건조단위중량이 낮고 다짐곡선이 비교적 평탄한 형태를 보이고 있으므로 함수비 변화에 따른 다짐효과가 비교적 적을 것으로 예상된다. 그리고 직접전단시험결과 점착력은 $0.058kg/cm^2$이고, 내부마찰각은 $14^{\circ}$ 것으로 나타났다. 대상현장의 하수슬러지는 다짐이 잘 되지 않으며, 전단강도도 비교적 낮으므로 매립지의 복토층 등으로 재활용할 경우 여러 가지 문제가 발생될 것으로 예상된다. 그리고 하수슬러지에 포함되어 있는 중금속의 용출에 따른 지하수 오염문제도 예상된다. 따라서 대상현장의 하수슬러지를 재활용하기 위해서는 이에 대한 보완 및 처리방안이 마련되어야 할 것이다.

• 한국도로학회논문집
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• 제12권4호
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• pp.147-155
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• 2010

재활용된 암버력-토사의 회복탄성계수 예측모델이 개발되었다. 반복삼축시험을 통한 회복탄성계수의 전통적 평가방법은 큰 입경을 가진 자갈에는 실현 불가능하다. 미세한 차이가 있는 비선형 전단탄성계수를 이용하여 회복탄성계수를 산출하는 대체기법을 제안하였다. 현장에서 측정한 최대전단탄성계수와 대형공진주 시험으로 구한 감소곡선을 이용하여 회복탄성계수 예측모델을 개발하였다. 이 예측모델을 김천의 고속도로공사현장에서 재활용한 암버력-토사에 적용하여 모델인자 $A_E,\;n_E,\;{\varepsilon}_r,\;{\alpha}$를 각각 9618, 0.47, 0.0135, 0.8로 제안하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권2호
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• pp.247-254
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• 2003

최근에 건설공사에서 발생하는 환경문제에 대한 관심이 고조되는 가운데 저소음, 저진동 공법인 매입말뚝공법이 건설현장에 많이 적용되고 있다. 이러한 건설여건의 변화에 부흥하여 국내에서는 지반을 굴착하고 시멘트 페이스트를 주입한 후 기성말뚝을 삽입하는 SIP공법(Soil-Cement Injected Precast Pile)의 적용이 늘고 있으나, 현재 국내 지반조건에 맞는 고유의 관계식이 없는 실정이다. 이와 같은 문제해결에 기여하기 위해, 본 연구에서는 SIP말뚝 주면과 지반사이의 저항력을 직접전단시험으로 측정하여 그 경향을 분석하였다. 직접전단시험 결과 SIP말뚝의 주면 저항력 성분이 수직하중에 가장 크게 영향을 받는다는 것을 밝혀내고 국내 주요 토질인 SM, SC 토질에서 이를 인자로 한 최대주면저항력 산정식을 제안하였다. 또한 말뚝 표면과 주면 지반과의 전단저항 거동 특성을 수치적으로 정확히 묘사하기 위해 Duncan(1971)의 쌍곡선 모델식과 새로운 비선형 수치모델식에 따른 계수산정식을 제안하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제24권1호
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• pp.15-23
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• 2008

본 연구에서는 개별요소법에 근거한 상용 수치해석 프로그램인 PFC2D를 이용하여 조립재인 쇄석의 전단특성 모델링을 수행하였다. 본 연구를 통하여 기존의 연속체 해석에서 고려하기 힘든 조립질 재료의 입도분포 및 공극, 불규칙한 형상을 모델링 할 수 있었다. 또한, 대형직접전단시험을 수행한 실험결과와 비교를 통해 입자특성과 관련한 조립질 재료의 고유 특성을 본 연구에서 모델링한 불연속체 모델링으로 모사할 수 있음을 알 수 있었다. 이러한 모델링 기법은 향후 다양한 입도 및 공극특성을 갖는 조립질 재료의 현장 강도 특성을 예측하는데 도움이 될 수 있다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제11권3호
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• pp.23-32
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• 2010

흙채움 마대는 현장의 재료를 사용하여 간편하게 사면 및 제방의 복구나 보강에 사용되고 있다. 이런 흙채움 마대의 전단저항력을 증가시키기 위해 흙채움 마대 상 하면에 벨크로(Velcro)를 부착한 흙채움 마대가 개발되었으며, 벨크로를 부착한 흙채움 마대의 역학적 특성을 분석하기 위해 대형직접전단실험과 원호파괴를 가정한 실내모형실험이 수행되었다. 실제 벨크로가 부착된 마대를 이용해 사면을 설계하기 위해 흙-토목섬유 요소실험을 실시하여 강도정수를 파악하였다. 그리고 사면형성 시 벨크로와 흙채움 마대가 혼재하고 있기 때문에 정확한 파괴면을 알 수 없다. 따라서 실내모형실험을 통해 내적파괴에 대한 거동을 분석하고, 역해석을 통해 설계강도정수를 제안하였다. 흙-토목섬유의 요소실험결과, 벨크로의 부착으로 인해 흙채움 마대 상호간의 전단저항 정수인 내부마찰각과 점착력의 증가가 나타났으며, 특히 내부마찰각보다는 점착력의 뚜렷한 증가가 나타난 것으로 분석되었다. 또한, 실내모형실험 결과, 지지력이 20%이상 증가해 대형장비의 주행성 증가와 시공속도의 증대를 가져올 것으로 판단된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제11권9호
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• pp.5-14
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• 2010

본 연구는 성토지반이나 사면에서의 강우 침투 시 포화도 변화에 따른 전단강도 특성을 규명하고자 대전지역 도로공사현장을 대상으로 성토재로 쓰이는 화강풍화토에 대하여 포화도 변화에 따른 전단강도특성을 분석하였다. 다짐함수비를 달리한 시료에 대해 직접전단시험을 실시하여 분석한 결과 최적함수비와 건조측 다짐함수비에서 점착력과 전단저항각이 가장 크게 나타났으며, 다짐함수비가 습윤측으로 갈수록 점착력이 감소하는 경향을 보였다. 또한, 다짐함수비별 시료에 대하여 포화도 변화에 따른 전단특성을 연구한 결과 침투한 물에 의해 포화도가 증가할수록 점착력은 50% 이상 감소하는 경향을 보였으나, 상대적으로 전단저항각의 감소폭은 $1{\sim}2^{\circ}$정도로 작았다. 또한, 잔류전단강도정수에 대한 포화도 변화의 영향은 실용적 차원에서 효과를 기대하기가 어려울 것으로 판단된다. 즉, Mohr-Coulomb의 파괴규준에서 포화도 변화가 잔류전단강도 변화에 미치는 영향은 미미한 것으로 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제6권2호
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• pp.263-275
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• 2002

국내 항만시설의 방파제 또는 호안구조물 등의 안정성 평가시 사석의 지반물성치는 일본의 경험치를 사용하여 설계하는 것이 관행이었다. 그러나 본 연구에서는 2001년 국내 최초로 한국수자원공사에 도입된 대형삼축압축시험기(공시체 직경 30cm, 공시체 높이 60cm)를 이용하여 사석의 지반물성치(점착력, 내부마찰각 등)를 직접 산정함으로써 관행적으로 적용하던 지반물성치와 비교 검증하고자 한다. 즉 기존의 해양구조물 설계시에는 사석의 물성치 산정시 실내실험이나 현장조사등의 지반조사 없이 일본에서 관행적으로 사용되어오는 경험치를 적용하였으나 본 연구에서는 실내시험을 통해 사석의 물성치를 산정함으로써 관행적으로 적용하던 지반물성치와 비교하여 합리적인 지반물성치를 적용하고 사석의 전단특성을 파악하는데 의의가 있다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제17권6호
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• pp.15-24
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• 2001

피에조콘 관입시험(Piezocone Penetration Test, CPTu)으로부터 점성토의 비배수 전단강도를 산정하기 위해서는 피에조콘 계수가 필요하다. 피에조콘 계수는 경험적 방법(기준 시험 방법에 의한 비배수 전단강도와 피에조콘 시험 결과와의 직접 비교에 의하여 결정)에 의해 결정된 값들이 일반적으로 사용된다. 그러나, 경험적인 피에조콘 계수와 관련한 기존의 연구들은 거의 대부분 특정 지역에 대한 값일 뿐 아니라 지반의 공학적 특성이나 지반의 불균질성 등과의 상관관계 분석이 아직까지 미흡하기 때문에 국내 지반에 그대로 적용하기에는 무리가 따를 수 있다. 본 연구에서는 10개 지 역 총 46회의 피에조콘 관입시험 결과를 현장베인시험 및 실내삼축시험으로부터 구한 비배수 전단강도와 비교하여 국내 점성토 지반의 경험적인 피에조콘 계수를 산정하였다. 기존 제시 값들과 비교함과 아울러 그 신뢰성을 분석하고, 소성지수와 과압밀비와의 상관성 및 기준 전단시험 방법에 따른 영향에 대하여 연구하였다. 연구 결과, 다양한 지반 조건에 대하여 얻어진 피에조콘 계수는 평균값을 그대로 적용하기에는 값의 분포 범위가 너무 넓은 것으로 나타났다. 따라서 피에조콘 계수와 밀접한 관련이 있는 것으로 나타난 과압밀비에 따라 구분하여 피에조콘 계수를 적용하는 것이 합리적이며, 이 때 필요한 피에조콘 계수를 제안하였다.