• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제9권6호
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• pp.21-29
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• 2008

가정 및 산업폐기물 등은 매년 급격한 증가 추세에 있으며, 이에 따라 쓰레기 매립지의 수요가 점점 늘어가는 실정이다. 그러나 매립지 건설은 차수층의 고비용으로 인하여 많은 문제점이 발생되고 있으며, 매립지에서 발생하는 침출수는 주변 토양 오염은 물론 지하수 오염 등 2차 오염의 원인이 되고 있다. 이에 본 연구는 매립지 후보지로 선정된 현지토를 주 재료로 사용하고 플라이애시, 벤토나이트, 시멘트를 혼합재료로 사용하여 차수재 조건($1{\times}10^{-7}cm/sec$ 이하)을 만족시킬 수 있는 적정 혼합비를 결정하고 매립지 차수재로서의 이용 가능성을 규명하는데 그 목적이 있다. 적정 혼합비를 산정하기 위하여 기본 물성 시험과 함께 다짐 시험, 압밀 시험 및 일축 압축 실험을 실시하였으며, 실험 결과 벤토나이트 혼합비의 증가에 따라 투수계수가 감소하고 있으나 플라이애시의 혼합비의 증가에 따라 투수계수는 증가하는 것으로 나타났다. 이러한 이유는 각각 벤토나이트의 팽창에 의한 간극 충진과 플라이애시 입자의 모양이 구형이고, 점착성이 없어 간극을 충진하지 못하기 때문으로 판단된다. 결론적으로 벤토나이트의 함량비가 15% 이상일 때 매립지 차수재 조건을 만족하는 최적 투수계수인 것으로 나타났으며 플라이애시를 혼합하는 경우 벤토나이트를 15% 이상 첨가한 상태에서 플라이애시를 20% 이하로 대체할 경우 매립지 차수재 조건을 만족하여 그 적합성이 판명되었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제3권2호
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• pp.35-47
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• 2002

대구 지역의 경우 최근의 지하철 1호선 공사 완공과 함께 2~4호선 공사와 더불어 많은 양의 토사와 암석들을 발생기킬 것으로 생각되지만, 발생되는 암석류는 주로 기계적 강도가 낮고 팽창, 수축에 대한 내성이 작아서 쉽게 분쇄되는 단점을 갖는 퇴적암이 대부분이므로 자원 공학적 측면에서 활용가치에 어려움이 있는 것으로 생각된다. 하지만, 천연자원이 부족한 우리나라의 경우 지반자원을 이용한다는 것은 자원의 활용이라는 측면에서 매우 중요하다. 이에 본 연구에서는 대구지역에 다량으로 매장되어 있는 퇴적암을 파쇄한 후 골재로서의 타당성여부를 도로공사 현장에 많이 사용되어지고 있는 화강암 골재와 비교 검토하였다. 결과적으로 각각의 시료가 원암석의 역학적 특성에서는 양호한 결과를 나타내었으나, 골재의 안정성 시험에서는 블랙셰일이 12.9%, 레드셰일이 37.5%로 KS규준에 미달하였다. 콘크리트 동결-융해 시험결과 세 암석이 큰차이를 보이지 않았으나, 레드셰일이 상대적으로 약하게 나타났다. 아스팔트 동결융해 시험에서는 50cycle에서의 안정도값은 레드셰일이 표층과 기층에서 각각 484~561kg, 336~375kg으로 낮은 결과가 나타났다. 이를 통해 셰일의 골재로서 타당성 여부는 추후에 더 연구되어져야 한다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제16권3호
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• pp.23-34
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• 2015

본 연구에서는 대나무 쏘일네일링공법(Bamboo Soil Nailing System)을 개발하고, 이를 검증하기 위한 현장 시험시공 및 실내시험을 실시하였다. 대나무의 공학적 특성 시험과 현장계측 및 현장 인발시험 등을 수행하여 제안된 공법의 실용화를 위한 적용성을 분석하였다. 시험시공의 적정성 판단을 위해 실험조건을 반영한 수치해석을 통해 현장시험 계측결과와 비교 검증을 수행하였다. 현장계측 및 유한요소해석결과, 정량적 수치에서 차이를 보였지만 발생변위의 형태와 쏘일네일링공법간의 발생 변위량 차이가 크지 않다는 점에서 일치하는 결과를 나타내었다. 본 연구결과를 토대로 비교적 높지 않은 굴착지반에서 대나무 쏘일네일링공법의 적용성을 검증하였으며, 설계 예를 통해 대나무의 직경 변화에 따라 소요의 안전율을 만족하는 대나무 쏘일네일링의 설계 및 시공이 가능할 것으로 판단되었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제10권3호
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• pp.21-28
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• 2009

폐기물매립장에서 토목합성재료의 사용은 점토, 모래 등 자연골재 수급의 어려움으로 해마다 증가하고 있다. 특히, 우리나라의 폐기물매립지는 곡간지형이나 해안매립지에 건설하는 경우가 많아 지반공학적으로 매우 불리한 조건이다. 따라서, 본 연구는 폐기물매립장에 사용되는 토목합성재료의 마찰특성을 평가하였고, 현장모형실험, 수치해석을 통해 토목합성재료가 사용된 폐기물 매립장의 사면안정성에 관하여 연구하였다. 현장실대형 실험을 통한 토목합성재료와 사면의 파괴 거동을 분석한 결과 일체형과 분리형 지오컴포지트는 자체의 변형 뿐만아니라 하부 지오멤브레인의 응력 및 변형율에도 영향을 미치는 것을 알 수 있었다. 일체형이 설치된 사면이 분리형이 설치된 사면에 비해 약 50% 적은 변형을 나타내었다. 사면의 전방변위와 침하량은 분리형이 설치된 사면이 일체형이 설치된 사면이 비해 약 3배 이상의 침하량과 변위를 나타내었다. 토목합성재료와 지반, 토목합성재료와 쓰레기, 토목합성재료사이의 불연속면을 인터페이스요소로 모델링하여 수치해석을 수행한 결과, 현장 실대형실험 결과와 잘 부합되는 것으로 판명되었다. 이는 토목합성재료의 상호간 변위를 확인할 수 있어 인터페이스요소로 모델링하는 것이 토목합성재료가 사용된 폐기물 매립장의 사면안정해석에 적절한 것으로 판단되었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제10권2호
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• pp.5-12
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• 2009

남극 세종기지 및 시베리아의 블라디보스톡에서 채취한 흙 시료에 대하여 지반공학적인 기본 시험 즉, 비중시험, 다짐시험, 입도시험, 온도변화에 따른 열전도율시험, 부동수분시험, 일축압축강도시험을 수행하였다. 또한 블라디보스톡시료에 대해 온도변화별 인장강도시험을 수행하였다. 일축압축강도시험과 인장강도 시험시 시료의 동결에 의한 부피의 팽창을 억제하면서 공시체를 만들어 온도 변화 및 함수비 변화에 따른 강도변화를 비교하였다. 열전도율 시험 결과 영하 상태에서 흙의 열전도율은 영상 상태에서의 그것보다 훨씬 높게 나타났다. 온도변화에 따른 부동수분시험 결과 부동수분은 $0{\sim}-5^{\circ}C$ 사이에서 급격히 감소하였으며, $-20^{\circ}C$까지도 부동수분이 존재하였다. 압축강도시험 결과 함수비 변화에 따라서 다양한 응력-변형률 곡선을 보였으며, 남극의 사질동결토는 동일 온도의 얼음보다 훨씬 큰 강도를 보였으나, 블라디보스톡의 점성동결토는 초기 영하상태에서는 얼음 보다 작은 강도를 보이다가 $-15^{\circ}C$ 이하에서 서서히 얼음 보다 큰 강도를 나타내기 시작하였다. 또한 온도저하에 따라 인장강도가 증가하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제18권12호
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• pp.37-45
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• 2017

구조물은 영하의 온도가 유지되는 겨울철에 동상으로 인해 크고 작은 피해가 발생한다. 동상은 동토지반의 가장 대표적인 공학적 특성으로 다양한 동상민감성 판정법이 존재한다. 동상민감성 판정법은 크게 3가지로 분류할 수 있다. 첫 번째 동상민감성은 입도분포를 이용하여 결정된다. 많은 국가들이 지반의 입도분포를 이용해 비교적 간편한 동상민감성 판정법을 현장에 적용하고 있다. 그러나 본 논문에서 몇 가지 시료의 입도분포를 이용해 동상민감성 판정 기준에 적용한 결과에 따르면 입도분포로 토질의 동상민감성을 판정하기에는 다소 무리가 있다. 두 번째로는 동상시험에 의한 동상민감성 판정법이다. 새롭게 개발된 온도제어형 삼축셀을 이용한 동상 실내시험을 통해 동상민감성 기준 신뢰성을 분석하였다. 새롭게 개발된 장비와 시험방법은 기존에 제시하고 있는 동상민감성 판정 기준을 충족하는 것으로 판단되었다. 세 번째로는 복합적인 동상민감성 판정법으로 흙의 입도분포, 분류, 그리고 동상시험을 고려한 복합적인 동상민감성 판정 기준 그래프를 제시하고 있다. 본 논문에서 몇 가지 시료에 대해 복합적인 동상민감성 판정 기준에 적용한 결과 다양한 토질에 대한 추가적인 데이터를 바탕으로 복합적인 동상민감성 판정 그래프를 보완해야 할 것으로 판단되었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제7권6호
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• pp.45-56
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• 2006

최근 인구증가에 따라 쓰레기 매립장의 수요가 점점 늘어가는 실정이나 쓰레기 매립장의 건설은 점토의 부족과 차수층의 고비용으로 인하여 많은 문제점이 있다. 이에 본 논문에서는 투수계수뿐만 아니라 전단강도도 확보되는 저렴한 차수재 개발을 위하여 우리나라에 널리 분포하고 있는 화강풍화토와 투수저감효과가 뛰어난 벤토나이트를 적절히 혼합하여 고가의 벤토나이트가 가장 적게 소요되는 최적의 중량비(B/S)를 산정하기 위하여 일련의 다짐시험과 삼축압축시험기를 이용한 압밀, 투수 및 전단시험을 실시하였다. 차수재의 기준인 $k=1{\times}10^{-7}cm/sec$ 이하를 만족시키기 위하여 모재인 화강풍화토를 네 가지의 입경으로 조절하여 시료성형을 하였으며 각 입경에 따라 B/S를 5%씩 증가시키면서 시험을 실시한 결과, No. 100체에 통과된 화강풍화토의 B/S=15%인 경우에서 차수재 기준을 만족하였다. 그리고, 투수시험결과 산정된 투수계수의 실측치와 Chapuis가 제안한 두 가지 투수계수 예측식을 비교분석하였으며, 본 논문에 사용된 화강풍화토-벤토나이트 혼합토에 적합한 투수계수 예측식을 제시하였다. 본 연구에 사용된 혼합토의 최적 중량비는 투수측면과 강도측면 모두에서 15%로 나타났다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제17권12호
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• pp.17-26
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• 2016

본 연구에서는 등급 외 플라이애쉬 중 산화칼슘 함량이 높은 플라이애쉬를 저강도 유동화 채움재(controlled low strength material, CLSM)의 바인더로써 활용 가능성을 알아보았다. 사용된 플라이애쉬는 상대적으로 산화칼슘 함량이 높은 플라이애쉬를 배출하는 유동층형 보일러(circulating fluidized bed combustion boiler, CFBC)에서 시료를 채집하여 사용하였다. 배합한 시료의 유동성, 일축압축강도, 단위중량 등을 파악하여 CLSM 시료의 공학적 특징을 알아보았으며, 미세구조관찰과 X선 회절분석을 통한 CLSM 시료의 경화 메커니즘을 파악하였다. 실험 수행 결과 유동성을 만족하는 함수비는 42에서 85%의 범위를 보였으며, 유동성 시험 결과 골재의 종류와 관계없이 골재율이 증가함에 따라 유동성이 증가하는 것으로 나타났다. 일축압축강도는 0.3MPa에서 1.9MPa의 분포를 보였다. 규사를 골재로 사용한 경우 골재율이 증가함에 따라 일축압축강도는 증가하였으나, 바텀애쉬를 골재로 사용한 경우 골재율이 증가함에 따라 일축압축강도는 감소하였다. 미세구조관찰 결과와 X선 회절분석을 통해 CLSM 시료는 고분자 중합반응과 시멘트 수화반응을 통해 강도를 발현하는 것으로 확인하였다. 본 연구의 결과로부터 산화칼슘 함량이 높은 플라이애쉬의 자체 경화성을 이용하여 저강도 유동화 채움재로써 활용이 가능하다고 판단된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제17권6호
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• pp.23-31
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• 2016

최근 들어 우리나라에 이상한파가 자주 발생하고 있으며, 이로 인해 지반에서는 동상에 따른 도로, 철도, 사면과 같은 구조물을 대상으로 지반변형에 따른 문제가 야기되고 있다. 동상현상은 가장 대표적인 동토지반의 공학적 특성으로, 구조물 설계에 있어서 동착 및 크리프 현상과 함께 주요한 설계정수로서 고려된다. 그러므로 극한지 지반구조물 설계에 관한 연구를 위해서는 동상현상에 대한 기초적 연구가 선행되어야 한다. 이미 다양한 동상 관련 실험장비가 개발되어 연구에 활용되고 있지만, 기존의 동상 연구를 위한 실험장비들은 기초의 설계정수로서 동상현상을 분석하기에는 한계점이 나타난다고 판단된다. 국내에는 동상을 실험적 모사하기에는 필요한 장치와 냉동챔버의 고비용으로 시험방법 및 기준이 전무한 실정이다. 이에 본 논문에서는 다양한 방법으로 동결-융해를 모사할 수 있는 투명 온도제어형 삼축셀 을 소개하고자 한다. 새롭게 개발된 동결-융해 실험장치를 활용해 동상 실내실험을 수행하였으며, 본 장치를 활용한 실내실험법을 제안하고자 한다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제5권1호
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• pp.103-110
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• 2010

최근 $CO_2$ 배출의 저감을 위한 활동으로 시멘트의 사용량을 줄이고, 고로슬래그 및 플라이 애시 등과 같은 산업부산물을 적극 활용하여 건설분야에 적용하고자 하는 움직임이 활발하게 진행되고 있으며, 이를 통해 환경부하저감 및 자원재활용을 도모하고 있다. 이에 본 연구에서는 자원재이용 및 환경부하저감을 위한 기초적 연구로서 고로슬래그 및 플라이 애시를 사용하여 부산물의 치환율에 따른 경화성상 및 내구성상을 비교 분석하고 고로슬래그와 플라이애시의 3성분계를 치환한 콘크리트 성상을 검토함으로서 결합재로서의 상성관계를 평가하여 향후, 대량활용을 위한 기초자료를 제시하고자 하였다. 고로슬래그 미분말 및 플라이애시를 대체한 콘크리트의 압축강도는 재령 7일 초기강도에서는 무혼입 콘크리트에 비해 현저히 낮은 수준으로 발현하고 있으나, 28일 이후에는 무혼입 콘크리트에 비해 유사하거나 높은 압축강도를 발현하였다. 또한 고로슬래그 미분말의 대체율이 증가함에 따라 염해 저항성이 향상되는 것으로 나타났으며, 이는 기존 연구결과에 따라 고로슬래그 미분말에 의해 염화물 이온이 콘크리트 표면에 고정화됨으로서 염해 저항성이 향상되는 것으로 판단된다.