Oren, A. Hakan;Aksoy, Yeliz Yukselen;Onal, Okan;Demirkiran, Havva
Geomechanics and Engineering
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제15권5호
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pp.1091-1100
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2018
In this study, the relationships between hydraulic conductivity of GCLs and physico-chemical properties of bentonites were assessed. In addition to four factory manufactured GCLs, six artificially prepared GCLs (AP-GCLs) were tested. AP-GCLs were prepared in the laboratory without bonding or stitching. A total of 20 hydraulic conductivity tests were conducted using flexible wall permeameters ten of which were permeated with distilled deionized water (DIW) and the rest were permeated with tap water (TW). The hydraulic conductivity of GCLs and AP-GCLs were between $5.2{\times}10^{-10}cm/s$ and $3.0{\times}10^{-9}cm/s$. The hydraulic conductivities of all GCLs to DIW were very similar to that of GCLs to TW. Then, simple regression analyses were conducted between hydraulic conductivity and physicochemical properties of bentonite. The best correlation coefficient was achieved when hydraulic conductivity was related with clay content (R=0.85). Liquid limit and plasticity index were other independent variables that have good correlation coefficients with hydraulic conductivity (R~0.80). The correlation coefficient with swell index is less than other parameters, but still fairly good (R~0.70). In contrast, hydraulic conductivity had poor correlation coefficients with specific surface area (SSA), smectite content and cation exchange capacity (CEC) (i.e., R < 0.5). Furthermore, some post-test properties of bentonite such as final height and final water content were correlated with the hydraulic conductivity as well. The hydraulic conductivity of GCLs had fairly good correlation coefficients with either final height or final water content. However, those of AP-GCLs had poor correlations with these variables on account of fiber free characteristics.
The mechanical properties of the concrete-frozen soil interface play a significant role in the stability and service performance of construction projects in cold regions. Current research mainly focuses on the precast concrete-frozen soil interface, with limited consideration for the more realistic cast-in-place concrete-frozen soil interface. The two construction methods result in completely different contact surface morphologies and exhibit significant differences in mechanical properties. Therefore, this study selects silty clay as the research object and conducts direct shear tests on the concrete-frozen soil interface under conditions of initial water content ranging from 12% to 24%, normal stress from 50 kPa to 300 kPa, and freezing temperature of -3℃. The results indicate that (1) both interface shear stress-displacement curves can be divided into three stages: rapid growth of shear stress, softening of shear stress after peak, and residual stability; (2) the peak strength of both interfaces increases initially and then decreases with an increase in water content, while residual strength is relatively less affected by water content; (3) peak strength and residual strength are linearly positively correlated with normal stress, and the strength of ice bonding is less affected by normal stress; (4) the mechanical properties of the cast-in-place concrete-frozen soil interface are significantly better than those of the precast concrete-frozen soil interface. However, when the water content is high, the former's mechanical performance deteriorates much more than the latter, leading to severe strength loss. Therefore, in practical engineering, cast-in-place concrete construction is preferred in cases of higher negative temperatures and lower water content, while precast concrete construction is considered in cases of lower negative temperatures and higher water content. This study provides reference for the construction of frozen soil-structure interface in cold regions and basic data support for improving the stability and service performance of cold region engineering.
In order to improve filler-fiber bonding in paper, starch-filler composites were prepared by a starch-fatty acid complex formation method. These composites were used as a papermaking filler to improve the physical properties of the paper, filler retention and the sizing effect. The solubility of the starch-fatty acid complex in water at different temperatures was measured. The results indicated that the starch-fatty acid complexes have very low solubility in water below $70^{\circ}C$, which can be easily coated on clay surface to modify clay-fiber bonding ability. The clay-starch composite filled handsheets showed that paper strength could increase more than $100{\sim}200%$ compared to untreated clay. It was found that ZDT of the handsheet decreased as the clay content increased when unmodified clay was used, but it increased when the starch-fatty acid composite modified filler was used. It was also found that the presence of fatty acide in the complex increased the water-repellant property of the handsheet, which can be used to aid in sizing during papermaking. Filler distribution and bonding characteristics between the composite and fiber were investigated using Scanning Electron Microscopy(SEM).
토분에 대한 기준은 한국산업표준(KS)의 KS F 2527(콘크리트용 골재)에서 규정하고 있지 않으며 명확한 품질기준과 시험방법이 없으며 학계 및 산업계의 관련 연구도 부족한 상황이다. 또한 골재를 생산하는 업계와 사용하는 업계등 실무에서는 토분 문제가 경제성과 직결됨으로 운영상 관리가 되지 않는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 골재 토분 문제에 대한 현황 및 관련 기준, 발생원인을 조사하고 토분이 콘크리트에 미치는 영향에 대해 연구 한 결과 토분의 화학적 조성은 점토에서 흔히 조성되는 Al2O3, Fe2O3, SiO2로 나타났으며 XRD 분석결과 흡수성이 높은 몬모릴나이트와 일라이트 광물로 구성되어 있는 것으로 확인하였다. 또한 국내·외 토분의 품질규정 조사결과 KS F 2527(콘크리트용 골재)에서 제시하고 있는 밀도 및 흡수율은 토분의 함유량의 어느 정도에 대하여 간접적으로 유추해 볼 수 있는 수치에 불과한 실정이다. 또한 토분이 콘크리트의 성능에 미치는 영향을 분석한 결과 토분의 첨가량이 증가함에 따라 콘크리트의 유동성을 확보하기 위해서는 단위수량 증가가 필요하며 이로인해 압축강도 또한 감소 되는 것으로 사료된다.
기존 연구를 통해 혼합토 강도예측에 있어 Abrams 방정식이 효과적으로 적용될 수 있으며 점토 함수비와 시멘트 함유율의 비는 강도를 결정짓는 가장 주요한 인자임이 제시되었다. 본 연구에서는 혼합토 실내시험을 통해 점토 함수비-시멘트 함유율 및 재령일에 대한 일축압축강도 변화를 분석하였으며, 회귀분석을 통해 각 배합조건별 Abrams 방정식 상의 계수값 변화 및 재령일에 대한 예측식을 제안하였다. 특정 상수값으로 고려되었던 B 계수는 재령일에 따라 변화하는 값으로서, 최종적인 혼합토 강도에 미치는 영향을 분석한 결과 재령일에 따른 변수형태의 고려가 적정한 것으로 나타났다. Abrams 방정식을 통해 $w_c/C$, 재령일을 변수로한 일축압축강도의 조건별 상호 관계식을 구성하였으며, 각 계수별 회귀분석 결과는 특정 배합조건에서의 혼합토 강도값을 이용한 임의 조건에서의 강도예측에 적용될 수 있었다.
본 연구에서는 지반공학 및 지질공학적 측면에서 단층핵의 거동을 이해하기 위해 화강암, 퇴적암 및 화산암 단층대에서 채취된 단층핵 시료를 대상으로 물리적 특성(각력 및 점토함량, 단위중량, 공극률, 함수비)과 마찰 특성(내부마찰각, 점착력)의 관계를 분석하였다. 실내시험으로부터 산정된 물리적 특성을 분석한 결과, 단층핵 내 각력은 단위중량과 양(+)의 상관관계를 가지고, 점토함량, 공극률 및 함수비와는 음(-)의 상관관계를 가진다. 직접전단시험으로부터 산정된 내부 마찰각과 점착력에 대한 사분위수 범위(IQR)는 각각 16.7-38.1°, 2.5-25.3 kPa로 나타났다. 또한, 단층핵의 마찰특성에 미치는 물리적 특성의 영향을 분석한 결과, 마찰각은 모든 암종에서 각각 각력함량 및 단위중량과 양(+)의 상관관계를 가지고, 점토함량, 공극률 및 함수비와 음(-)의 상관관계를 보인다. 대조적으로, 단층핵의 점착력은 각력함량 및 단위중량과 음(-)의 상관관계를 가지고, 점토함량, 공극률 및 함수비와 양(+)의 상관관계를 보인다.
The improvement effect of soft ground is estimated by unconfined strength mainly. The unconfined strength of solidification agent treated soil is likely to vary with ununiformed mixing ratio and water content change of in-situ ground place by place. So, it is unreasonable to apply a solidification agent mixing ratio obtained from laboratory test results on all over the soft ground. In this study, it was analysed how the unconfined strength would be effected by the water content of soft ground. For this study, a series of unconfined compressive tests are peformed on various water content soil samples. The test results showed that the strength was fallen to 30∼80% by two times increase of water content approximately, This means that strength of solidification agent treated soil is influenced greatly by water content of raw soft ground and mixing ratio of solidification agent. It was suggested that the method how to decide the mixing ratio with soft ground water content.
An experimental study has been carried out to investigate the reinforcing effect of marine dredging clay(MDC) mixed with the Micro-Fiber(MF). A series of laboratory tests was performed using specimens of MDC alone and MDC with MF by means of uniaxial and triaxial compression test. In the test programme, three stages of water content of MDC were chosen according to the elapsed time after dredging, and content and length of MF were considered as important factors for reinforcing effect. And the developed strength due to curing was measured both in MDC and composite. The enhancement of strength of composite was found to be increased with the increasing content and length of MF, and curing time, and with decreasing water content of MDC. An additional study has been made for in-situ trafficability on the soft reclaimed ground by MDC due to high water content. It was found that the waste lime was to be applicable for this purpose to get a reinforcing effect of MDC. A further study would lead to the better understanding of the reinforcing mechanism of the composite.
In this study, a series of laboratory tests based on 'Unit-cell concept' are performed to investigate improvement characteristics of clay ground in sand compaction pile method. Settlement reduction characteristics of composite ground and improvement characteristics of clay part could be qualified. In these procedure, the new strain-compression index($C_{\epsilon}$) of composite ground are adopted to show compressibility of composite ground according to the area replacement ratio, which is similar to the compression index($C_c$) in pure clay ground. Also, using normalization of reduction of water content in composite ground to the initial water content, improvement characteristics of clay part are investigated.
The purpose of this research was to investigate the general properties and main ingridients of Hwangtoh, which is the Korean loess. It is well known as a raw material of pottery shown to be widely scattered on the earth, especially in Korea. It belongs to primary clay that was found to be rich on mountain surface or field. In this study, XRF Spectral method was employed to analyze the chief ingredients of Hwangtoh, being found to consist of $43{\sim}50%\;SiO_2,\;2{\sim}34%\;Al_2O_3,\;2{\sim}3%\;Mg,\;2{\sim}3%\;Na\;and\;1{\sim}2%\;K$. The ferric oxide contents of Hwangtoh from San Chung, Ha Dong, Ko Ryung, Ouk Chong, Bang Gae and Song Kwang were 6.46, 7.96, 11.26, 9.36, 9.06 and 9.28 %, respectively. The general characteristics of Hwangtoh from different places were studied by determining the content of water and the capacity to maintain temperature. Based on the above results, Hwangtoh could be said to have better quality than primary clay of Kaolin dose, and also would be able to find an application in construction formulations.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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