• Smart Structures and Systems
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• 제30권2호
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• pp.159-172
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• 2022

To improve the accuracy of the standard penetration test (SPT) results, smart measurement system, which considers the energy transfer ratio into the sampler (ETR_Sampler), is required. The objective of this study is to evaluate the effects of joints and rod length on the transferred energy into the sampler. The energy transfer ratios into the rod head (ETR_Head) and ETR_Sampler, and the energy ratio from the head to the sampler (ER_HS) were obtained using energy modules, which were installed at the rod head and above the SPT sampler. Linear regression analyses are conducted to correlate the ER_HS with the number of joints, rod length, and SPT N-values. In addition, the dynamic resistances are calculated using both transferred energies into the rod head and into the sampler, and are compared with the corrected cone tip resistance measured from the cone penetration test (CPT). While the ETR_Head are generally constant, but the ETR_Sampler and ER_HS gradually decrease along the depth or the number of joints, except at certain depths with high SPT N-values. Thus, the ER_HS can be estimated using the number of joints, rod length, and SPT N-values. The dynamic resistance evaluated by E_Sampler produces a better correlation with the corrected cone tip resistance than that by E_Head. This study suggests that transferred energy into the SPT sampler may be effectively used for more accurate subsurface characterization.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제18권4호
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• pp.299-306
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• 2019

본 연구에서는 층 다짐으로 조성된 지반을 모사한 모형실험에서 지반 공동 발생 시 지반의 이완영역 범위를 추정하기 위해 제작된 이완영역탐지기를 통해 이완영역을 측정하고자 하였다. 세립분과 조립질 토사를 조성한 층상구조로 구성된 지반에 대해 콘 직경의 크기에 따라 영향을 받는 것을 확인하였으며, 이에 따른 적절한 콘을 선정하기 위해 크기효과 실험을 수행한 결과 적절한 초소형콘을 설정할 수 있었다. 또한, 본 연구에서 적용된 LAD를 이용하는 경우 실내모형실험 지반의 다짐정도에 따른 경계면 및 상대밀도 차에 의한 관입저항치의 급격한 변화에 따라 지반의 이완상태를 파악할 수 있었다. 지반내 관입저항특성을 통해 공동주변부에서 발생하는 이완영역의 범위를 추정하였으며, 이완영역에서 관입저항력의 감소율을 통해 파괴 발생 영역을 확인하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제27권2호
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• pp.43-52
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• 2011

조립토로 구성된 지반구조물의 안정성은 전단변형에 따른 전단영역의 특성변화에 의해 영향을받는다. 본 연구의 목적은 전단파와 전기비저항 및 콘 선단저항력을 이용하여 직접전단실험시 발생하는 전단영역의 특성을 파악하는 것이다. 전단영역의 특성을 파악하기 위하여, 아크릴 재질로 직접전단상자를 제작하였으며, 직접전단상자의 벽면에는 전단파와 전기비저항의 측정을 위하여 벤더엘리먼트와 전기비저항 프로브를 설치하였다. 벤더엘리먼트와 전기비저항 프로브는 전단영역과 비전단영역에 각각 설치되어, 전단변형에 따른 조립토의 거동을 비교할 수 있도록 하였다. 또한, 콘 선단저항력을 측정할 수 있도록 개발한 마이크로 콘을 첨두강도상태와 잔류강도상태에서 관입하여 깊이에 따른 시료의 강도분포를 관찰하였다. 실험결과, 바닥부근과 하부전단영역에서는 전단변형에 따른 전단파 속도는 일정하였지만, 상부전단영역에서의 전단파 속도는 증가하였다. 또한, 바닥부근의 전기비저항은 변화가 없는 반면, 하부전단영역에서 전기비저항은 상대밀도에 따라 수직변형률과 반비례관계로 나타났다. 콘 선단저항력의 변화도 전단파 속도의 변화와 유사하게 상부전단영역에서 큰 변화가 관찰되었다. 본 논문에서 제시한 직접전단실험시 전단파와 전기비저항을 관찰하는 것과 실험완료 후 콘 관입실험은 조립토의 전단영역 특성을 파악하기 위한 매우 효과적인 방법이 될 수 있음을 보여준다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제12권1호
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• pp.51-60
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• 2011

전기비저항은 지층의 자세한 이해와 지반의 기본 물성치 획득을 위하여 다양한 측정 장비에 적용되고 있다. 본 연구의 목적은 프로브가 관입되는 동안 온도가 전기비저항에 미치는 영향을 상쇄시켜 보다 정밀한 전기비저항을 평가할 수 있는 온도보상형 전기비저항 프로브(TRP)를 개발하고 적용하는 것이다. 전기비저항 콘의 직경에 따른 온도변화를 분석하기 위하여 두가지 직경(2mm, 5mm)의 콘을 제작하였다. 온도 센서는 전기비저항 프로브와의 전기적 간섭현상을 고려하여 선단부에서 15mm 떨어진 곳에 부착하였다. 또한 모터식 관입기와 전기비저항 프로브 사이의 전기적 교란을 막기 위하여 절연 커넥터를 이용하였다. 직경 30cm의 아크릴 수조에 주문진사를 수중강사법으로 시료를 조성하고 타격에 의해 상대밀도를 증가시키면서 실험을 진행하였다. 실험결과, 관입되는 동안 프로브의 온도가 증가하였으며, 정확한 전기비저항 프로파일을 산정하기 위하여 온도보정이 필요한 것으로 나타났다. 본 연구에서는 온도보상형 전기비저항 프로브(TRP)를 개발하고, 이를 관입실험에 적용하여 정확한 지반조사를 수행하기 위해서는 온도에 대한 영향 및 관입특성을 고려해야 함을 보여준다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2009년도 춘계 학술발표회
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• pp.361-367
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• 2009

The criteria such as ASTM recommends that the zero reading process of CPT must be performed in the same temperature condition with underground in order to reduce the effect of temperature. However, this method can not consider the change of temperature occurred during penetration. In this study, ultra small size temperature sensor with 0.5mm in diameter is manufactured to estimate and compensate the effect of temperature by using FBG sensor. The continuous temperature changes are monitored during cone penetration by using FBG temperature sensor installed in cone penetrometer. The temperature compensated tip resistances show the uniform and similar distributions with depth in different with originally measured tip resistance in cohesive soil. This study verifies that the tip resistances measured by previous zero reading method are affected by the change of underground temperature, and suggests the new temperature compensation technique using by FBG temperature sensor.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제13권3호
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• pp.21-30
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• 2014

본 연구에서는 남원 사면현장에서 채취된 화강풍화토를 이용하여 경량 동적콘관입시험기의 국내 사면현장에서 적용성을 조사하였다. 그리고 다짐도와 함수비 변화에 따른 경량 동적콘관입시험을 수행하고, 다짐도, 간극비, 포화도와 콘관입 저항치와의 상관성을 분석하였다. 그 결과로 최적함수비의 건조측에서 함수비 증가와 더불어 관입저항치가 급격히 증가하고 습윤측에서 크게 감소하는 경향을 나타내었다. 또한 물리적 특성과의 상관관계에서 다짐도 및 포화도가 클수록 콘 저항치가 선형적으로 증가하는 것을 확인하였다. 이로 인해 역학특성 변화에 따른 함수비, 간극비, 포화도와 콘관입저항치 사이에 높은 상관성을 보여 사면조사시 경량 동적콘관입시험기의 현장적용이 가능할 것으로 판단된다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제2권3호
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• pp.177-190
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• 2010

This paper presents the details of indigenous development of the piezovibrocone and calibration chamber. The developed cone has a cylindrical friction sleeve of $150cm^2$ surface area, capped with a $60^{\circ}$ apex angle conical tip of $15cm^2$ cross sectional area. It has a hydraulic shaker, coupled to the cone penetrometer with a linear displacement unit. The hydraulic shaker can produce cyclic load in different types of wave forms (sine, Hover sine, triangular, rectangular and external wave) at a range of frequency 1-10 Hz with maximum amplitude of 10 cm. The piezovibrocone can be driven at the standard rate of 2 cm/sec using a loading unit of 10 ton capacity. The calibration chamber is of size $2m{\times}2m{\times}2m$. The sides of the chamber and the top as well as the bottom portions are rigid. It has a provision to apply confining pressure (to a maximum value of $4kg/cm^2$) through the flexible rubber membrane inlined with the side walls of the calibration chamber. The preliminary static as well as dynamic cone penetration tests have been done sand in the calibration chamber. From the experimental results, an attempt has been made to classify the soil based on friction ratio ($f_R$) and the cone tip resistance ($q_c$).

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2004년도 춘계학술발표회
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• pp.910-921
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• 2004

In this study, the pilot tests on the reclaimed land were performed in order to find the suitable construction method with dynamic compaction Type I, Type II at different dynamic energy and hydraulic hammer compaction. The estimation of the compaction through the various pilot tests was performed by the CPT-qc, SPT-N and field density tests. As the result of the pilot tests, it shows that the dynamic compaction method is better than the hydraulic hammer compaction method in the effect of the ground improvement, especially dynamic compaction Type I is much superior to others. When it comes to method for measuring the intensity of the ground, the value of the cone penetration test-resistance(qc) is much suitable for the ground. Besides, the standards for the compaction control, which showed that over 10Mpa at 0 through 5meters in the upper layer and 7Mpa at 5 through 8meters in the lower layer in the CPT-qc, could be found without discrimination of the upper road and lower road on the reclaimed land. And it also found that the intensity of the reclaimed land gets back to the original status in about 10 through 15 days.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2009년도 춘계 학술발표회
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• pp.331-340
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• 2009

This study evaluates the relationship between cone tip resistance ($q_c$) and small-strain shear modulus ($G_{max}$) of cemented sand. For this purpose, a series of miniature cone penetration and bender element tests are performed in calibration chamber specimens with various gypsum contents. Experimental results show that both $q_c$ and $G_{max}$ of sand increase with increasing cementation level as well as relative density and vertical confining stress. However, the relative density and vertical confining stress has more significant influence on $G_{max}$ and $q_c$ of uncemented sand than those of cemented sand. It is observed that the $G_{max}/q_c$ ratio of cemented sand decreases with increasing relative density. This result means that state variables have more affect on $q_c$ than $G_{max}$ of cemented sand. Test results also show that the effect of vertical stress on $G_{max}-q_c$ relation is reduced by cementation effect.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2010년도 춘계 학술발표회
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• pp.730-739
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• 2010

Stress history increases in penetration resistance due to the increase in residual horizontal stress of granular soil. This study analyzes the effect of stress history on the results of CPT and DMT from calibration chamber specimen in OC as well as NC state. Test results show that the normalized cone resistance by mean effective stress correlates well with the relative density and the state parameter, whereas the normalized cone resistance with regard to vertical effective stress is a little affected by stress history. The horizontal stress index($K_D$) in DMT more reflects the influence of stress history on granular soil than the dilatometer modulus($E_D$) and cone resistance($q_c$). The $K_D/K_0$, in which the effect of stress history on $K_D$ is compensated by the at-rest coefficient of earth pressure, $K_0$, is related to relative density, state parameter and the normalized cone resistance by mean effective stress. It is also observed that the normalized dilatometer modulus by mean effective stress($E_D/{\sigma_m}'$) is unique correlated with the state parameter, regardless of stress history.