• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2010년도 춘계 학술발표회
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• pp.584-594
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• 2010

It is difficult to prepare a specimen for directly testing a tensile strength of soils. Therefore, a tensile strength of soils has been measured indirectly. In this study, a mold and sample preparation tool for directly testing a tensile strength of soils has been developed and a tensile strength of weakly cemented sand was measured by using such device. A compressive strength of the cemented sand was also measured and its value was 30 times greater than its tensile strength.

• 한국지반공학회논문집
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• 제30권1호
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• pp.65-74
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• 2014

시멘트 혼합토는 도로 및 댐 현장을 비롯하여 최근에는 연약지반 개량공법에도 자주 사용되고 있다. 시멘트 혼합토의 강도는 주로 현장에서 채취한 코어나 실험실에서 양생한 공시체를 이용하여 실내에서 일축압축시험이나 삼축압축시험을 통하여 측정되고 있다. 이와 같이 현장에서 시료를 채취하거나 실내에서 공시체를 양생하기 위해서는 상당한 비용과 시간이 소요된다. 하지만 때론 현장에서 빠르고 신속하게 지반의 고결 정도나 강도를 판단할 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 현장에서 고결된 지반의 강도 예측을 위한 기초연구로서 고결모래의 전단파속도와 일축압축강도의 상관관계를 연구하였다. 낙동강모래에 보통 포틀랜드 시멘트를 4, 8, 12, 16%로 혼합하여 다짐방법으로 직경 5cm, 높이 10cm의 소형 공시체 제작한 다음, 대기 중에서 7, 14, 28일 동안 양생하였다. 또한 최근 자원 재활용을 위해 자주 사용되고 있는 고로슬래그에 알칼리 활성화제인 수산화나트륨(NaOH)을 혼합하여 고결토를 제작하였다. 양생이 완료된 고결모래에 먼저 전단파속도시험을 실시한 다음 일축압축시험을 통하여 강도를 측정하였다. 고결모래의 시멘트비와 고로슬래그비가 증가할수록 공시체의 건조밀도가 증가하고 생성된 수화물로 인해 구조가 치밀해져 일축압축강도가 증가하면서 전단파속도 또한 증가하는 경향을 보였다. 고결제를 16% 이하로 혼합한 고결모래의 경우 전단파속도와 일축압축강도의 상관관계는 비선형적으로 증가하는 경향을 보였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2009년도 세계 도시지반공학 심포지엄
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• pp.463-471
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• 2009

Cemented soils or concrete are usually cured under moisture conditions and their strength increases with curing time. An insufficient supply of water to cemented soils can contribute to hydration process during curing, which results in the variation of bonding strength of cemented soils. In this study, by the consideration of in situ water supply conditions, cemented sand with cement ratio less than 20% was prepared by air dry, wrapped, and underwater conditions. A series of unconfined compression tests were carried out to evaluate the effect of curing conditions on the strength of cemented soils. The strength of air dry curing specimen was higher than those of wrapped cured specimen when cement ratio was less than 10%, whereas it was lower when cement ratio was greater than 10%. Regardless of cement ratio, air dry cured specimens were stronger than underwater cured specimens. A strength increase ratio with cement ratio was calculated based on the strength of 4% cemented specimen. The strength increase ratio of air dry cured specimen was lowest and that of wrapped and underwater cured ones increased by square. Strength of air dry cured specimen dropped to maximum 30% after wetting when cement ratio was low. However, regardless of cement ratio, strength of wrapped specimens dropped to an average 10% after wetting.

• 한국지반공학회논문집
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• 제28권11호
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• pp.79-86
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• 2012

최근 소량의 시멘트를 혼합한 고결토가 도로 보조기층, 뒤채움재, 가물막이 댐 등 각종 토목 현장에서 많이 사용되고 있다. 이와 같이 시멘트비가 낮은 고결토는 반복되는 건습이나 다양한 풍화작용에 의해 내구성이 저하될 수 있다. 하지만 암석과 달리 고결토의 내구성을 평가하는 방법에 대한 연구는 부족한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 기존의 슬레이크 내구성시험과 초음파 세척기를 이용하여 시멘트가 혼합된 고결토의 내구성을 평가하기 위한 시험법을 개발하고자 하였다. 고결모래의 시멘트비(4, 6, 8, 12%)를 달리하여 원기둥 형태의 공시체를 제작한 다음 수중 또는 대기중에서 3일 동안 양생하였다. 3일 양생 후 건조로에서 1일 동안 건조시킨 다음 다시 1일 동안 수침 시킨 후 슬레이크 내구성시험 및 초음파 세척기를 10분 또는 20분 동안 작동하여 시험 전후의 중량 손실 정도를 계산하여 내구성을 평가하였다. 시멘트비가 4%로 상당히 낮은 경우 고결모래의 중량 손실률은 7-25%인 초음파 세척기 시험법에 비해 슬레이크 내구성시험은 30-60%로 상대적으로 높았으나, 시멘트비가 8% 이상인 경우에는 두 시험방법 모두 중량 손실률이 10% 이내로 큰 차이가 없었다. 내구성지수는 시멘트비가 증가할수록 증가하였으며, 대기중 양생한 공시체보다 수중 양생한 공시체의 내구성지수가 높았다. 시멘트비가 낮은 고결토의 내구성을 평가하기에는 중량 손실이 많은 슬레이크 내구성시험보다 본 연구에서 새롭게 제안한 초음파 세척기를 이용한 시험법이 효과적임을 알 수 있었다.

• 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.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권5C호
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• pp.183-190
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• 2009

지반재료의 응력-변형률 관계는 다양한 변형률에서 비선형적인 거동을 나타내며 지반 또는 지반구조물의 변형 및 응력예측에 필요하다. 또한 유한요소해석과 같은 수치해석을 위해서는 지반재료의 비선형 특성에 대해 보다 많은 연구가 필요하다. 이에 본 연구에서는 시멘트와 플라이애시(비회)로 혼합 강화된 입상지반재료를 대상으로 일축압축시험을 실시하였고, 시험결과에 기초하여 파괴전 비선형 거동을 재현할 수 있는 다양한 응력-변형률 예측모델의 적용성을 평가하기 위하여 정규화된 비선형 응력-변형률 관계를 일반적으로 사용되는 쌍곡선 및 대수, 지수 등과 같은 모형에 적용하여 강화된 입상지반재료의 파괴전 거동을 평가하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권5C호
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• pp.207-215
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• 2009

시멘트 혼합토나 콘크리트는 일반적으로 습윤상태를 유지하면서 양생이 되며 양생기간이 늘어남에 따라 수화작용으로 강도는 증가한다. 하지만 양생기간 동안 시멘트 혼합토에 충분한 수분이 공급되지 않을 경우 이는 수화작용에 영향을 미치고 결국 시멘트 혼합토의 강도 변화를 가져오게 된다. 본 연구에서는 시멘트비가 20% 미만인 시멘트 혼합토가 현장에서 시공 될 때 발생할 수 있는 수분공급 조건을 고려하여 네 가지 양생방법(대기중 양생, 밀봉 양생, 습윤 양생, 수중 양생)으로 제작된 고결모래의 양생조건에 따른 일축압축강도의 특성을 비교하였다. 전기간(3일) 대기중 양생한 공시체의 강도는 시멘트비가 10% 미만인 경우 밀봉 및 습윤 양생한 공시체보다 크지만 시멘트비가 10% 이상인 경우는 더 작았다. 시멘트비에 관계 없이 대기중 양생한 공시체가 수중 양생한 공시체보다 더 큰 강도를 발휘하였다. 양생방법이 동일한 경우 시멘트비 4%의 강도를 기준으로 시멘트비 증가에 따른 강도 증가율은 대기중 양생한 공시체가 가장 낮았으며, 밀봉, 습윤 및 수중 양생한 공시체의 강도는 시멘트비 증가율의 제곱으로 증가하였다. 공시체를 2일 양생 후 1일 동안 수침시켰을 때 밀봉 또는 습윤 양생한 공시체의 강도는 수침시키지 않은 공시체보다 시멘트비에 관계없이 평균 10% 정도 저하되었으나, 대기중 양생한 공시체는 시멘트비가 낮은 경우 최대 30% 정도까지 크게 저하되었다. 본 연구 결과는 현장에서 발생하는 수분공급 조건과 수침에 따른 시멘트 혼합토의 강도 변화를 예측하여 시멘트 혼합토를 사용한 댐과 같은 지반구조물의 안정성 확보에 기여할 수 있다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권6호
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• pp.161-168
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• 2003

대부분의 자연상태의 사질토는 어느 정도 경화되어 있다. 경화의 정도는 흙의 체적변형 거동이나 강도에 중요한 영향을 준다. 경화된 사질토 지반의 중요한 특징은 사질토임에도 불구하고 굉장히 높이 서 있을 수 있다는 것이다. 많은 현장 관측이나 경화모래로 된 사면의 파괴 해석들은 기존의 사면해석방법이 적절하지 않다는 것을 보여준다. 이것은 단지 파괴면이 원호가 아니라는 점뿐만 아니라 파괴면에서의 전단응력이 실험으로부터 얻어진 전단강도보다 훨씬 작기 때문일 것이다. 이러한 사실은 파괴양상이 Mohr-Coulomb 전단파괴와 다르다는 것을 말한다. 이런 파괴는 파괴역학 개념과 이론으로 설명될지도 모른다. 이 논문에서는 파괴 역학 개념을 이용해서 경화모래로 이루어진 급경사 사면의 해석을 수행하였다. FEM 해석 결과는 파괴역학의 개념을 이용한 해석방법이 경화사질토로 이루어진 지반구조물의 설계나 안정해석에 훌륭한 대안임을 보여주고 있다.

• 대한토목학회논문집
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• 제31권6C호
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• pp.213-220
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• 2011

자연상태의 흙뿐만 아니라 매립 및 성토 지반에는 소량의 실트 또는 점토와 같은 세립분이 사질토 입자 사이에 섞여 있으면서 약하게 고결된 경우가 많다. 이와 같이 약하게 고결된 사질토 지반 내에 포함된 실트나 점토와 같은 세립분은 흙의 투수계수뿐 아니라 역학적 거동에도 영향을 미칠 수 있다. 본 연구에서는 약하게 고결된 지반 내에 포함된 세립분이 지반의 강도에 어떤 영향을 미치는지 평가하기 위하여 인위적으로 고결된 사질토를 이용하여 일축압축시험을 실시하였다. 시멘트비(4, 8%)를 비롯하여 공시체 전체에 소량으로 포함된 세립분의 종류(실트와 카오린)와 함유량(5, 10, 15%)을 달리하면서 다양한 공시체를 제작하였다. 공시체 제작방법은 동일한 다짐에너지를 가한 공시체와 다짐에너지를 조절하여 동일 또는 유사한 건조밀도가 되도록 만든 공시체로 구분된다. 동일한 다짐에너지를 가한 공시체의 경우 세립분의 함유량이 높을수록 건조밀도가 증가하여 일축압축강도는 최대 2.6배까지 증가하였다. 하지만 공시체의 건조밀도가 유사한 경우에는 세립분의 함유량이 증가하여도 강도가 약간 감소하거나 크게 증가하지 않았다. 공시체의 제작조건이 동일한 경우에는 카오린보다 실트가 포함된 공시체의 일축압축강도가 더 높게 나타났다. 그리고 세립분의 종류 및 함유량에 관계없이 시멘트비가 증가함에 따라 일축압축강도는 증가하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2009년도 세계 도시지반공학 심포지엄
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• pp.511-518
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• 2009

In this study, by the consideration of in situ curing conditions, cemented sand with cement ratio less than 20% is prepared by air dry condition and then wetted. A series of unconfined compression tests are carried out to evaluate the effect of wetting on the strength of cemented soils. Strength of air dry cured specimen drops to maximum 30% after wetting at the end of curing period when cement ratio is low. However, regardless of cement ratio, strength of repetitively wetted specimens during curing increases as the number of wetting increases. The results of this study can predict the strength variation of cemented sand depending on wetting conditions in the field, which can guarantee the safety of geotechnical structures such as dam.