• 한국지반공학회논문집
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• 제24권8호
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• pp.25-34
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• 2008

연약 지반의 거동 특성 평가를 위하여 전단파 속도와 전기저항을 측정할 수 있는 새로운 압밀셀을 개발하였다. 전단파의 발진과 수신을 위한 벤더엘리먼트는 압밀셀의 상 하부판 및 벽면에 설치하였다. 국부적인 간극비 변화를 평가하기 위하여 이중 쐐기 형식의 전기저항 탐침을 적용하였다. 벤더 엘리먼트와 전기저항 탐침은 나일론 재질의 스크류 안에 고정하였다. 나일론 재질의 스크류는 압밀셀과의 임피던스 차이로 인하여 압밀셀을 통한 파의 직접적 전달을 최소화하며, 고장난 벤더 엘리먼트와 전기저항 탐침을 쉽게 교환하게 해준다. 전기저항-대수 시간 곡선의 기울기 및 전단파 속도의 변화로부터 일차 압밀 시간을 평가하였다. 교란 효과가 적을 경우, 입자 배열은 전단파 속도에 영향을 미치며 이로부터 흙의 고유 이방성을 평가할 수 있었다. 압밀 실험동안 침하량으로 산정한 간극비와 전기저항으로부터 계산된 간극비는 거의 유사한 것으로 나타났다. 본 연구는 전단퐈 속도와 전기저항이 일차 압밀, 고유 이방성, 간극비 등 연약 지반의 압밀 특성 파악을 위한 보완적인 정보를 제공해 줌을 보여준다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권3C호
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• pp.159-166
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• 2008

흙은 변형률에 따라 강성이 감소하는 비선형적 변형 특성을 가지지만, 매우 작은 변형률 영역($<10^{-3}%$)에서는 선형탄성적 특성을 갖는다고 알려져 있다. 본 연구에서는 응력 경로 시험 중 실시한 다축 벤더엘리먼트 시험을 통해 다양한 응력 상태에서 사질토의 이방적 전단탄성계수를 측정하고, 그 변화를 분석하고자 하였다. 응력 경로 시험에서는 내부 변형률 측정 장치 및 3 방향의 벤더 엘리먼트가 부착된 삼축 시험기를 이용하였다. 전단 중 응력비가 -0.5~1.5의 범위를 벗어나게 되면 축 방향 전단탄성계수는 응력과의 경험적 상관관계와 차이가 발생하였고, 이로부터 시료의 항복이 전단파 전달 구조를 변화시킴을 알 수 있었다. 수평방향 전단탄성계수의 변화는 전단 중 체적 상태의 변화와 밀접한 관계가 있음을 알 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제18권6호
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• pp.83-101
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• 2002

탄성파는 지표면에 가까운 흙에 관한 중요한 정보를 공급한다. 흙특성 파악에 물리탐사기법의 원활한 적용을 위하여 탄성파인자와 흙특성과의 관계를 고찰하였다. 적용 예로서, 비포화토의 거동 및 특성을 전단파 시험을 통하여 알아보았다. 포화시료를 건조하면서 밴더엘리먼트를 사용하여 미소변형률 전단강성을 연속적으로 측정하였다. 비포화토에서는 모세관현상, 이온공유에 의한 접착, 세립자 이동에 의한 강화효과, 염 침전에 의한 시멘트결합과 같은 입자간 힘의 변화가 강성의 변화에 직접적으로 영향을 끼치는 것으로 나타났다. 비포화토의 시료를 교란함으로써 메니스커스의 회복에 대한 연구를 수행하였고, 비포화토에서 일어나는 여러 가지 현상들을 제시하였다.

• Smart Structures and Systems
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• 제7권4호
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• pp.289-302
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• 2011

In marine clay deposits, naturally formed or artificially reclaimed, the evaluation and monitoring of the consolidation process has been a critical issue in civil engineering practices due to the time frame required for completing the consolidation process, which range from several days to several years. While complementing the conventional iconographic method suggested by Casagrande and recently developed in-situ techniques that measure the shear wave, this study suggests an alternative experimental procedure that can be used to evaluate the consolidation state of marine clay deposits using the shear wave velocity. A laboratory consolidation testing apparatus was implemented with bimorph-type piezoelectric bender elements to determine the effective stress-shear wave velocity (${\sigma}^{\prime}-V_s$) relationship with the marine clays of interest. The in-situ consolidation state was then evaluated by comparing the in-situ shear wave velocity data with the effective stress-shear wave velocity relationships obtained from laboratory experiments. The suggested methodology was applied and verified at three different sites in South Korea, i.e., a foreshore site in Incheon, a submarine deposit in Busan, and an estuary delta deposit in Busan. It is found that the shear wave-based experimental procedure presented in this paper can be effectively and reliably used to evaluate the consolidation state of marine clay deposits.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제13권4호
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• pp.27-36
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• 2012

대기의 온도가 $0^{\circ}C$ 이하로 내려가면 지표면의 물이 얼기 시작한다. 체적팽창을 수반하는 지반의 동결현상은 흙의 거동에 영향을 미치며 지반구조물의 심각한 피해를 야기한다. 본 연구의 목적은 지표면에서 지반 내부로 진행되는 자연적인 동결현상을 반영할 수 있도록 제작된 동결용 셀을 이용하여 모래-실트 혼합토의 온도변화에 따른 탄성파의 특성을 파악하는 것이다. 나일론으로 제작된 동결용 셀에 모래와 실트로 구성된 시료를 조성한 후 시료의 깊이별로 상부, 중앙부 및 하부에 설치된 세 쌍의 벤더 엘리먼트와 피에조 디스크 엘리먼트를 이용하여 전단파와 압축파를 측정하였다. 시료의 온도가 $20^{\circ}C$에서 $-10^{\circ}C$로 변하는 동안 시료의 깊이에 따른 탄성파 속도, 공진주파수, 진폭을 연속적으로 측정하였다. 시료가 동결됨에 따라 전단파와 압축파의 속도 및 공진주파수는 $0^{\circ}C$에서 큰 변화를 보였으며, 전단파와 압축파의 진폭은 각기 다른 경향을 나타내었다. 상온에서 전단파 속도는 유효응력의 영향을 받지만 흙이 동결된 후에는 흙입자와 얼음의 결합력에 큰 영향을 받는다. 본 연구는 흙의 동결에 따른 탄성파 특성의 기초적인 정보를 제공한다는 점에서 의의가 있다.

• 한국농공학회논문집
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• 제62권2호
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• pp.31-38
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• 2020

Controlled Low Strength Material (CLSM) has high fluidity and self-compaction characteristics. CLSM is mainly used for backfilling the excavated road. Early-age properties of CLSM should be characterized for fast restoration of the road. In this study, shear wave monitoring and Vicat needle test are performed to investigate the early-age properties of CLSM depending on the setting time. CLSM consists of CSA cement, fly ash, silt and sand, accelerator, and water. Five fly ashes with different chemical properties are used for CLSM samples. The penetration of CLSM along setting time is obtained through the Vicat needle test. A pair of bender elements are placed in a mold for shear wave measurement, and the change in shear waves with the setting time is monitored. The experimental results show that, regardless of the type of fly ash, the penetration depth decreases and the shear wave velocity increases with the setting time. Depending on the type of fly ash, initial and final times and shear wave velocity change. After testing, the correlation between penetration and shear wave velocity is obtained with high coefficient of determination. The shear wave measurement technique using the bender element can be used to identify early-age properties.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권2C호
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• pp.95-103
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• 2008

탄성파 피에조콘 관입시험(Seismic piezocone penetration test, SCPTu)은 콘 관입 저항값과 간극수압 거동 특성 외에도 지반의 동적 특성을 측정할 수 있는 시험법이지만, 해상 조사의 경우 탄성파를 일으키는 발진(Source) 장치를 설치하기가 상당히 힘들기 때문에 SCPTu를 이용하여 해양 지반에 대한 동적 물성치를 파악하는데 어려움이 있다. 따라서 해양 지반의 동적 물성치 파악을 위하여 벤더 엘리먼트를 이용한 인홀형 탄성파 탐사콘(Inhole type CPTu)을 개발하였는데, 이는 콘 롯드(rod) 내부에 발진기(Source)와 수진기(Receiver)를 내재하고 있기 때문에 외부의 부가적인 발진기가 필요 없어 육상 뿐만 아니라 해상에서도 충분히 활용할 수 있다. 이번 연구에서는 인홀형 탄성파콘의 적용성을 분석하기 위해 카올리나이트를 활용한 실내 모형 토조실험을 수행하였는데, 카올리나이트 지반의 전단파 속도를 시간에 따라 측정하였고, 또한 발진부와 수진부 사이의 거리를 다양하게 바꿔가면서 발진기와 수진기가 설치될 때 발생하는 지반 교란의 영향을 검토하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2010년도 춘계 학술발표회
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• pp.448-456
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• 2010

The mechanical behavior of granular soils is affected by particle bonding including natural cementation. This study addresses a simple model of small strain stiffness and salt concentration based on wave measurements of salt-cemented particulate media. Published models of artificially cemented soils with different curing methods and several types of cementation agents are reviewed. Glass beads with the median diameter of D50 = 0.5mm are prepared in rectangular cells using the water-pluviated method in salt water with different concentrations. Piezo disk elements and bender elements embedded in the cell are used for the measurements of compressional and shear waves. The relationships between elastic wave velocities and salt concentration show an exponential function. The measured small strain stiffness matches well the predicted small strain stiffness based on micromechanics for simple cubic monosized sphere particles. This study demonstrates that the salt concentration in salt-cemented specimen may be evaluated by using elastic wave velocities.

• 한국지반공학회논문집
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• 제30권5호
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• pp.67-75
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• 2014

본 연구에서는 벤더엘리먼트가 장착된 삼축시험장비를 이용하여 모래에 대한 일련의 압밀배수시험을 수행하여 응력, 변형률, 그리고 전단파속도를 측정하였으며 이로부터 전단강도와 포아송비의 특성을 분석하였다. 분석 결과, 전단파속도로부터 계산된 최대전단탄성계수와 파괴시의 축응력과 반경방향 응력의 합으로 정의되는 유효수직응력과는 고유한 상관관계가 존재하는 것으로 나타났다. 도출된 경험식은 전단파속도와 전단강도 그리고 마찰각간의 상관관계를 나타내므로 매우 유용하다고 판단된다. 나아가 본 연구에서는 측정된 축변형률과 체적변형률로부터 모래의 포아송비를 측정하였다. 포아송비는 변형률과 체적변화에 큰 영향을 받으며 0.15~0.6까지 변형률에 따라서 크게 증가하는 것으로 나타났다. 특히 0.2% 미만의 축변형률에서는 대략 0.25~0.4으로 기존 문헌에서 제시된 0.3~0.35를 크게 벗어나지 않지만 1% 이상의 변형률에서는 0.5~0.6으로 문헌에서 제시된 값은 포아송비를 크게 과소예측하는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2008년도 춘계 학술발표회 초청강연 및 논문집
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• pp.318-326
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• 2008

Recently, a new seismic probe, called "MudFork", has been developed and can be utilized for accurate and easy measurements of shear wave velocities of soft soils. To expand its use to estimate undrained shear strength and density, correlations between those and shear wave velocity were being attempted. Cone penetration tests and a seismic test, using MudFork, were performed at a soft ground site near Incheon, Korea. Also, undisturbed samples were obtained and shear wave velocities of the samples were measured as well as undrained shear strength, using triaxial compression test and bender elements. A simple linear relationship between shear strength and shear wave velocity was obtained, and a tentative relationship between density and shear wave velocity was also defined.