• 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.

• 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.

• 한국철도학회논문집
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• 제11권1호
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• pp.54-60
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• 2008

다층 탄성모델에 근거한 철도노반 설계는 열차의 반복 윤하중에 의한 궤도 하부 구조의 거동을 반영하는 응력 의존적인 회복탄성계수$(E_R)$가 각 층의 중요한 입력물성치가 된다. 그러나 반복하중을 가하는 기존의 회복탄성계수 시험법은 비용이 고가이고 시험장비와 숙련도에 따라 결과의 일관성이 떨어지는 단점이 있어 실질적인 적용에 어려움이이었다. 본 연구에서는 이를 극복하기 위해 동적물성치를 이용한 대체 회복탄성계수 시험법을 적용하여 철도노반의 회복탄성계수를 결정하였다. 강화노반에 주로 사용되는 쇄석의 회복탄성계수는 측정된 동적물성치와 열차 운행 중 경험하는 강화노반의 응력을 고려하여 결정되었고, 체적응력과 축차응력의 거듭제곱 형태로 예측모델을 나타내었다. 쇄석의 회복탄성계수는 체적응력이 증가함에 따라 전체적으로 증가하는 경향을 보였고 축차응력이 증감함에 따라 감소하였다. 상 하부노반의 주재료인 SM계열 토사 재료에 대하여 회복탄성계수를 평가하였고, 축차응력만을 이용한 거듭제곱 형태의 예측모델과 상관성이 매우 높게 나타났다.

• 한국철도학회논문집
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• 제11권1호
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• pp.61-68
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• 2008

교통하중이 작용하는 노반의 응력-변형율 간의 상관성의 특징을 나타내기 위하여 회복탄성계수가 사용되어왔다. 최근 도로의 경우 노반의 설계에 있어 AASHTO에서 제안된 역학적-경험적 설계가이드에 따라 회복탄성계소의 사용이 더욱 권장되는 실정이다. 이에 비해 국내 철도의 노반설계에 있어서는 정적실험 결과인 $K_{30}$이나 변형계수를 사용하고 있는 실정이다. 따라서 철도노반의 설계에 있어 회복탄성계수의 적용 가능성에 대한 평가가 이루어져야 할 것이다. 본 연구에서는 14종의 점성토 흙에 대하여 회복 및 영구변형 특성에 대한 평가를 위하여 기본 물성실험, 일축압축실험 그리고 회복탄성계수 실험을 수행하였다. 또한 일축압축 실험결과와 접선탄성계수, 일축압축강도, 파괴시 변형율 첨두 강도에서의 할선탄성계수와 항복변형율을 바탕으로 회복탄성계수 추정을 위한 예측모델이 제안되었다. 본 연구에서 제안된 예측모델은 실측결과와의 비교시 만족할 만한 값을 보이는 것으로 확인되었다. 다만 회복탄성계수 실험시 발생하는 영구변형에 대해서는 현재 고려하고 있지 않다.

• 대한토목학회논문집
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• 제14권4호
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• pp.827-838
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• 1994

많은 포장구조 거동 모델은 입상재료의 거동을 묘사하는 구성방정식에 의존하고 있다. 본 연구에서는 비행장 포장의 입상재료 기층의 거동 예측을 위하여, 체적응력(bulk stress)과 팔면체 전단응력(octahedral shear stress)의 함수로 표시된 구성모델이 제안되었다. 이 모델의 특징은 비선형거동을 정확히 예측할 수 있고, 모델상수를 간단히 구할 수 있으며 전단효과에 의한 회복탄성계수의 감소현상을 나타낼 수 있다. 실내시험을 통하여 입상재료의 비선행 회복탄성거동을 관찰하였으며, 제안된 모델을 입증하기 위해 회복탄성계수를 측정하였다. 체적응력과 축차응력이 회복탄성계수의 변화에 가장 주요한 변수임이 관찰되었으며, 실내시험 결과 제안된 모델식에 의한 회복탄성계수의 예측치가 실측치와 잘 일치함을 알 수 있었다. 따라서 제안된 모델식은 비행장 포장에서 일어날 수 있는 광범위한 응력조건하의 입상재료의 회복탄성거동을 잘 묘사할 수 있음을 알 수 있다.

• 한국도로학회논문집
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• 제9권1호
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• pp.47-56
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• 2007

교통하중하의 포장구조에 대한 설계나 비선형 해석에 있어 도로하부 재료의 회복변형 특성이 활용되고 있다. 그러나 국내에서의 관련 연구가 매우 미진한 실정이다. 또한 매우 제한적인 범위의 자료만이 노상토의 회복탄성계수를 추정하는데 활용되고 있다. 이에 본 논문에서는 시험도로 입상 노상토를 대상으로 비선형 특성을 알아보기 위하여 반복재하 회복탄성계수 시험을 수행하였다. 현장조건을 반영하여 함수비와 응력조건을 고려한 회복탄성계수 구성방정식을 제안하였다. 이를 통하여 응력조건을 고려한 회복탄성계수 예측모델과 적합한 응력의존 모델을 결정하고 계절적인 함수비 변화가 고려된 회복탄성계수 모델을 각각 비교하였다.

• 한국도로학회논문집
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• 제10권1호
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• pp.63-74
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• 2008

교통하중하의 포장구조체에 대한설계나 비선형해석에 있어 도로하부재료의 회복변형특성이 활용되고 있으나 국내에서는 관련연구가 매우 미진한 실정이다. 또한 매우 제한적인 범위의 자료만이 회복탄성계수를 추정하는데 활용되고 있어 본 연구에서는 도로기초 지반재료인 보조기층과 노상토를 대상으로 비선형특성을 파악하기 위한 반복재하 회복탄성계수 시험을 실시하였다. 또한 이를 토대로 응력조건을 고려한 회복탄성계수 예측모델과 적합한 응력의존 모델을 결정하고 이를 이용하여 유한요소 해석방법을 활용하여 포장체 및 도로하부 지반재료에 대한 거동을 파악하였다.

• 한국도로학회논문집
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• 제11권3호
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• pp.75-83
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• 2009

안정처리된 도로 지반재료는 현장에서 환경적인 요인으로 인하여 내구성능은 여전히 구조적인 성능과 더불어 평가가 요구되고 있다. 이에 본 논문에서는 국내에서 대표적으로 활용하고 있는 기층과 노상재료를 활용하여 다양한 안정제 종류와 함유량을 달리하여 공시체를 제작하였고 동결-융해 및 습윤-건조하여 여러 조건의 반복재하 회복탄성계수시험을 실시하여 내구성능 및 특성을 파악하였다. 또한 결과에 기초하여 안정처리된 지반재료에 대한 회복탄성계수 예측모델을 살펴보고 모델계수의 범위를 평가후 문헌의 자료와 비교하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제13권3호
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• pp.69-78
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• 1993

본 연구의 목적은, 입상토질의 노상토에 대한 회복탄성계수의 계절적 변화를 측정하기 위한 실험적 방법을 제시함에 있다. 노상토의 현지 온도와 함수비를 측정키 위해 현장 두 곳에 노상토 온도, 함수비 측정기기를 매설했다. 이러한 계절적 요인을 고려한 회복탕성계수를 결정하기 위해 다회귀분석에 의한 방정식을 유도했다. 응력해석결과, 평균유효응력 깊이에서의 유효회복탄성계수를 사용하는 것이 전 노상토의 특성을 대표할 수 있음을 아울러 찾아내었다. 또한, 온도와 함수비 등 계절적 변화에 따른 회복탄성계수를 예측키 위한 이론적 모델을 본 연구를 통해 제시했다.

• 한국철도학회논문집
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• 제17권6호
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• pp.415-422
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• 2014

철도에서 강화노반은 궤도의 변형에 직접적인 영향을 주는 중요한 노반층이다. 따라서 강화노반재료의 거동에 대한 깊은 이해가 요구된다. 이에 본 연구에서는 철도의 강화노반재료로 사용되는 재료를 대상으로 입도 특성과 시공조건 및 하중조건에 따른 회복탄성계수에 대한 실험적 연구를 대형삼축압축시험으로 수행하였다. 시험 결과 최대입경, 입도분포, 다짐함수비 등이 회복탄성계수로 평가된 재료 성능에 영향을 미치지만 하중 주파수는 큰 영향이 없다는 것을 확인할 수 있었다. 열차 운행 환경에 적합한 시험 결과를 제시하여 향후 강화노반 재료의 해석 등의 유용한 자료로 활용할 수 있을 것으로 판단된다. 또한 제한적이지만 회복탄성계수 예측 모델에 대한 상수값을 제시하여 다양한 하중조건에 따라 회복탄성계수를 적용하도록 하였다.