• Structural Engineering and Mechanics
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• 제52권6호
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• pp.1069-1084
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• 2014

The long-term performance of plates resting on viscoelastic foundations is a major concern in the analysis of soil-structure interaction. As a powerful mathematical tool, fractional calculus may address these plate-on-foundation problems. In this paper, a fractionalized Zener model is proposed to study the time-dependent behavior of a uniformly loaded rectangular thin foundation plate. By use of the viscoelastic-elastic correspondence principle and the Laplace transforms, the analytical solutions were obtained in terms of the Mittag-Leffler function. Through the analysis of a numerical example, the calculated plate deflection, bending moment and foundation reaction were compared to those from ideal elastic and standard viscoelastic models. It is found that the upper and lower bound solutions of the plate response estimated by the proposed model can be determined using the elastic model. Based on a parametric study, the impacts of model parameters on the long-term performance of a foundation plate were systematically investigated. The results show that the two spring stiffnesses govern the upper and lower bound solutions of the plate response. By varying the values of the fractional differential order and the coefficient of viscosity, the time-dependent behavior of a foundation plate can be accurately captured. The fractional differential order seems to be dependent on the mechanical properties of the ground soil. A sandy foundation will have a small fractional differential order while in order to simulate the creeping of clay foundation, a larger fractional differential order value is needed. The fractionalized Zener model is capable of accounting for the primary and secondary consolidation processes of the foundation soil and can be used to predict the plate performance over many decades of time.

• 한국지반공학회논문집
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• 제21권2호
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• pp.5-16
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• 2005

모형지반을 이용한 각종 모형말뚝실험에서 자주 문제가 되는 것이 크기효과에 따른 실험의 정량적 분석에 대한 한계성이다. 이러한 문제를 보완하기 위하여 본 연구에서는 대형의 원통형 토조에 인공지반을 제작함으로써 지반 특성에 대한 크기효과를 최소화하도록 노력하였다. 또한 지반의 자연생성과정을 재현하고 빠를 시간내에 방밀을 완펄하기 위하여 케올리나이트와 실리카를 1:1로 혼합한 슬러리를 토조에서 압밀하여 인공지반을 생성하였다. 본 연구에서 마련한 모든 인공지딴의 특성을 자세히 파악하고 실제의 지반특성과 비교하기 위하여 베인시험기, 피조프로브, 콘관입시험기 등 여러가지의 원위치 소형조사장비를 제작 및 사용하였다. 본 연구에서 행한 원위치 시험 결과, 앞선 연구에서 밝힌 시험결과와 일치하는 결과를 얻었다. 또한 인공지반에서 행한 모형실험결과와 실제 상황과의 차이를 규명함으로써 모형실험결과에 근거하여 실물의 거동을 예측하는 방법을 찾고자 차였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제4권2호
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• pp.47-56
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• 2003

인구증가와 산업발달로 인해 산업폐기물의 발생량은 매년 증가하고 있으며, 이들 폐기물 중 제지회의 발생량도 증가하고 있다. 산업폐기물을 재활용할 수 있다면 경제적 환경적으로 유익할 것이다. 따라서, 본 연구에서는 일련의 실내실험을 통하여 기본특성, 다짐, 압밀, 투수 및 압축강도 특성을 분석하여 제지회를 건설재료로서 활용하기 위한 방안을 연구하였다. 본 실험에서 콘크리트 벽돌과 점토 벽돌의 품질을 평가하기 위하여 제지회의 치환률을 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20%로 하여 제작한 콘크리트 벽돌과 제지회의 치환률을 5, 10, 15, 20, 25, 30%로 변화시키면서 제작한 점토 벽돌을 사용하였다. 시험결과, 콘크리트 벽돌과 점토 벽돌의 품질기준을 만족하는 제지회의 최대 치환률은 각각 11.5%와 12%로 나타났다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제11권1호
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• pp.47-56
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• 2012

PBD의 통수능력은 지반조건 빛 두께에 비례하여 영향을 크게 받는 성질이 있으며, 배수재 타입 시 시용되는 맨드럴, 타입기기 및 방식에 의한 주변지반의 교란영향으로 배수성능이 저하되는 문제점 등이 있다. 또한, 여러 기지 조건에 따라 통수능의 편차가 크게 나타나며 원지반 조건에 따라 배수재의 통수능 저하, 간극수압소산의 시간지연 등의 분석이 미흡하다. 따리서 본 연구에서는 원지반 조건을 고려한 연직배수재의 복합 통수능 시험을 실시하여 지반개량 및 통수능 평가를 하였다. ${\phi}\;38{\times}70cm$ 크기의 원통형 실린더에 배수재를 고정한 후 교반한 시료를 투기하고 원지반 조건 CL, ML, SM과 준설토 CL을 매립한 후 가입장치를 사용하여 30, 70, 120 kpa의 하중을 가해 단계별로 복합통수능 실험을 수행하였다. 시험결과, 통수능의 크기는 원지반 조건이 SM>ML>CL>CL(준설토)인 순으로, 세립분 함량이 적을수록 통수량은 크게 나타났다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2010년도 춘계학술발표대회
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• pp.6.2-6.2
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• 2010

Stainless steel is widely known to have superior corrosion properties. However, in some harsh conditions it still suffers various kinds of corrosions such as galvanic corrosion, pitting corrosion, intergranular corrosion, chloride stress corrosion cracking, and etc. For the corrosion protection of stainless steel, the ceramic coatings such as protective silica film can be used. The sol-gel coating technique for the silica film has been extensively studied especially because of the cost effectiveness. It has been proved that silica can improve the oxidation and the acidic corrosion resistance of metal surface in a wide range of temperatures due to its high heat and chemical resistance. However, in the sol-gel coating process there used to engage a heat treatment at an elevated temperature like $500^{\circ}C{\sim}600^{\circ}C$ where cracks in the silica film would be formed because of the thermal expansion mismatch with the metal. The cracks and pores of the film would deteriorate the corrosion resistance. When the heat treatment temperature is reduced while keeping the adhesion and the density of the film, it could possibly give the enhanced corrosion resistance. In this respect, inorganic protective silica film was tried on the surface of stainless steel using a sol-gel chemical route where silica nanoparticles, tetraethoxysilane (TEOS) and methyltriethoxysilane (MTES) were used. Silica nanoparticles with different sizes were mixed and then the film was deposited on the stainless steel substrate. It was intended by mixing the small and the large particles at the same time a sufficient consolidation of the film is possible because of the high surface activity of the small nanoparticles and a modest silica film is obtained with a low temperature heat treatment at as low as $200^{\circ}C$. The prepared film showed enhanced adhesion when compared with a silica film without nanoparticle addition. The films also showed improved protect ability against corrosion.

• 대한토목학회논문집
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• 제8권2호
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• pp.59-66
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• 1988

본(本) 연구(硏究)는 국내(國內) 화력발전소(火力發電所)에서 연간(年間) 약(約) 200만톤 이상 집중대량(集中大量)으로 부산(副産)되어 막대(莫大)한 경비(經費)로 바다 회사장(灰捨場)에 폐기(廢棄)되고 있는 무용(無用)한 석탄회(石炭灰)를 건설재료(建設材料)로 활용(活用)하고자 무연탄회(無煙炭灰)와 유연탄회(有煙炭灰)에 대한 공학적(工學的) 특성(特性)을 구명(究明)한 것이다. 석탄회(石炭灰)는 비삭성(非朔性)으로서 그 입도(粒度)는 대략(大略) 실트 범위에 속하나 그 투수성(透水性), 전단강도(剪斷强度), CBR 및 압밀특성(壓密特性) 등이 동일(同一) 입경(粒徑)의 일반흙에 비해 매우 유리(有利)한 토질공학적(土質工學的) 특성(特性)을 갖고 있음을 알 수 있었으며 더욱 CaO 등의 화학적(化學的) 성분(成分)을 갖고 있어서 시간(時間)이 경과(經過)에 따라 수화작용(水和作用)에 의한 강도증가(强度增加)가 예상된다. 따라서 건설공사(建設工事)에서 성토(盛土) 매립재(埋立材)로서의 활용(活用)이 기대(期待)된다.

• 자원환경지질
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• 제37권2호
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• pp.255-267
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• 2004

북동태평양 클라리온-클리퍼톤 균열대(Clarion-Clipperton Fracture Zone) 사이에 위치한 연구지역 퇴적물의 전단강도 특성과 퇴적학적 변화요인을 파악하기위하여 연구지역 각 지점에서 다중주상시료채취기로 채취된 69개 표층퇴적물을 분석하였다. 북부지역 원양성 적점토의 평균 전단강도는 4.4kPa로 낮은 반면, 중부지역 규질 퇴적물의 평균전단강도는 6.3kPa로 가장 높다. 남부지역 탄산질 퇴적물은 3.4kPa로 가장 낮으며, 남부지역과 중부지역사이의 전이퇴적물은 3.8kPa로 탄산질 퇴적물과 규질퇴적물의 중간 값을 보인다. 원양성 적점토가 완만한 전단강도 증가를 보이는 이유는 일반적인 고화 과정에 의한 함수율 감소에 의한 결과이다. 반면에 규질퇴적물에서 나타나는 퇴적깊이에 따른 전단강도의 급격한 증가는 퇴적결층과 연관되어 있다. 탄산질 퇴적물이 가장 낮은 전단강도를 보이는 이유는 남부지역이 타 지역에 비해 퇴적율이 월등히 높기 때문이다.

• 지질공학
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• 제18권3호
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• pp.245-255
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• 2008

제체의 안전진단을 위해 많이 적용되고 있는 전기비저항 탐사 자료 해석의 효율성을 높이기 위해, 제체의 상태에 따른 전기비저항 물성의 변화 양상을 실내시험 및 실측 자료의 분석을 통해 파악하였다. 이를 위해 제체의 심벽 재료와 유사한 성질을 가지는 kaolinite를 이용하여 압밀조건에 따른 비저항 변화를 살펴보았다. 그 결과, 일축 압축에 의하여 전단강도가 떨어지는 경우에는 함수량에 관계없이 비저항 값이 상승하는 것으로 나타났다. 이러한 사실은 제체 내의 심벽부분에 공극이 크게 발달하는 경우, 함수량에 상관없이 비저항은 상승할 가능성이 있다는 것이다. 코어부의 누수 현상과 관련한 이러한 관측은, 단순히 비저항이 낮은 곳만을 탐지하는 것이 누수대역을 조사하는데 있어 목표가 되어서는 안 된다는 것을 암시한다. 또한 전기비저항 물성이 지반 강성도와 갖는 상관성을 파악하기 위해, 제체에 대한 시추를 통해 표준관입시험을 수행하였다. 마지막으로, 제체 보강을 위해 수행된 그라우팅 효과의 검증을 위해, 그라우팅에 따른 비저항변이 알고리듬을 제안하고, 실제 관측 자료와의 비교를 통해 알고리듬을 파악하였다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제9권3호
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• pp.29-37
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• 2010

본 연구는 육상과 접해있는 해상에 퇴적된 입자가 매우 균등한 실트섞인 세립질 모래지반의 공학적인 특성을 평가하기 위하여 새만금지역에서 시료를 채취하였다. 채취한 시료에 대하여 상대밀도 시험을 통해 최소 및 최대밀도시험을 하였으며 상대밀도별 사질토의 변형특성과 전단특성을 평가하기 위하여 로우셀압밀시험 및 비배수 삼축압축시험을 실시하였다. 실험결과 상대밀도에 따라서 약간씩 차이는 있지만 새만금지역 해상사질토의 최대 압축 가능한 간극비는 0.88정도이며, 최대 다짐 가능한 상대밀도는 약 71%정도로 평가 되었다. 또한 내부마찰각은 상대밀도의 증가에 따라서 선형적으로 증가하는 양상을 보였으며 기 연구된 군장항에 퇴적된 사질토의 특성과 매우 유사한 전단거동을 보였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제20권2호
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• pp.248-256
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• 2017

고속철도 콘크리트궤도의 일부 토공구간 침하 원인으로 지하수위 저하가 보고되었다. 이에 본 연구에서는 현장 계측 값과 수치해석을 통하여 지하수위 저하에 따른 침하 영향을 분석하였다. 시행착오법을 이용한 역해석을 통해 구성된 수치해석 모델을 이용하여 지하수위 저하, 연약층의 두께, 성토고에 따른 잔류침하거동을 검토하였다. 4m이상의 연약층이 존재할 경우, 지하수위 저하에 의한 원지반침하량은 30mm이상으로 예상되어 설계 및 시공단계에서 지하수위 거동에 의한 침하도 설계시 고려되어야 할 것으로 보인다.