• 터널과지하공간
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• 제21권2호
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• pp.145-150
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• 2011

사암과 안산암에 대한 풍화특성을 살펴보기 위하여 동결융해 반복시험을 실시한 후, 두 암석에 대한 중량 감소율, 탄성파속도, 일축압축강도 등의 물성 변화를 측정하였다. 중량 변화의 경우 두 암석 모두에서 동결 융해 반복 횟수가 증가함에 중량이 감소하는 경향을 보였다. 특히 안산암에서는 중량 감소 경향이 시험편에 따라 매우 불규칙하게 나타났다. 탄성파속도 변화에 있어서 사암은 5%이상의 감소 경향을 보였으며, 안산암은 동결융해 반복시험 500 사이클까지 탄성파속도 변화가 거의 없다가 1000 사이클부터 5%이상의 감소 현상을 보였다. 이것은 안산암이 비교적 풍화에 강한 암석인 반면, 사암은 풍화받기 쉬운 암석인 것을 의미한다. 또한 안산암의 탄성파속도 변화 양상은 안산암의 중량 변화와 일치한다. 사암의 일축압축시험 결과에서 일축압축강도는 동결융해 반복시험 초기 사이클 구간에서 미미한 강도저하를 보이다 64 사이클부터는 불규칙한 경향을 나타냈다. 결과적으로, 중량 감소가 적은 암석 시험편일수록 강도저하율도 작게 나타났다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제25권1호
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• pp.41-48
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• 2021

In cold regions, the integrity of the infrastructures built on weak soils can be extensively damaged by weathering actions due to the cyclic freezing and thawing. This damage can be mitigated by exploiting soil stabilization techniques. Generally, ordinary Portland cement (OPC) is the most commonly used binding material for investigating the chemo-hydromechanical behavior. However, due to the environmental issue of OPC producing a significant amount of carbon dioxide emission, calcium sulfoaluminate (CSA) cement can be used as one of the eco-sustainable alternatives. Although recently several studies have examined the strength development of CSA treated sand, no research has been concerned about CSA cement-stabilized sand affected by cyclic freeze and thaw. This study aims to conduct a comprehensive laboratory work to assess the effect of the cyclic freeze-thaw action on strength and durability of CSA cement-treated sand. For this purpose, unconfined compressive strength (UCS) and ultrasonic pulse velocity (UPV) tests were performed on the stabilized soil specimens cured for 7 and 14 days which are subjected to 0, 1, 3, 5, and 7 freeze-thaw cycles. The test results show that the strength and durability index of the samples decrease with the increase of the freeze-thaw cycles. The loss of the strength and durability considerably decreases for all soil samples subjected to the freeze-thaw cycles. Overall, the use of CSA as a stabilizer for sandy soils would be an eco-friendly option to achieve sufficient strength and durability against the freeze-thaw action in cold regions.

• 콘크리트학회논문집
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• 제20권1호
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• pp.13-22
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• 2008

다공성 시스템 내부 동결체의 생성과 성장은 온도경사와 화학적 에너지뿐만 아니라 열 물리학적 영향과 이동 물질에 의해서도 영향을 받는다. 더욱이 융해 화학물질의 확산율은 반복적인 동경융해 환경 하에서 매우 높은 값을 나타낸다. 결과적으로 콘크리트구조물의 열화는 해양환경과, 높은 고도 및 북쪽 지방에서 특히 크게 발생된다. 그러나 균열 성장과 누적된 손상에 의한 열화를 동반한 동결융해의 특성은 실험을 통해서 추정하기가 곤란하다. 이러한 손상을 예측하기 위해서 응답면기법 (RSM)을 이용한 회귀분석법을 사용하였다. 콘크리트구조물에서 반복되는 동결융해로 인한 열화의 주요 변수인 물-시멘트비, 연행공기, 동결융해의 반복 횟수 등은 응답면기법의 한계상태방정식을 구성하는데 중요한 입력 변수로 사용되었다. 누적변형률, 상대동탄성계수, 또는 등가 소성변형과 같은 주요한 열화 변수에 대한 회귀방정식은 열화된 구조물의 성능을 평가할 수 있다. 300번의 동결융해 반복 후의 상대동탄성계수와 잔류변형의 결과는 실험 결과와 매우 유사한 경향을 나타내었다. 응답면기법의 결과는 설계 시 한계값에 대한 초과 확률을 예측하는데 사용되어질 수 있다. 그러므로 개발된 예측 기법을 활용하여 반복적인 동결융해에 의해서 누적 손상을 받는 콘크리트구조물의 생애주기 관리에 사용될 수 있다.

• Computers and Concrete
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• 제5권6호
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• pp.573-597
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• 2008

Among artificial intelligence-based computational techniques, adaptive neuro-fuzzy inference systems (ANFIS) are particularly suitable for modelling complex systems with known input-output data sets. Such systems can be efficient in modelling non-linear, complex and ambiguous behaviour of cement-based materials undergoing single, dual or multiple damage factors of different forms (chemical, physical and structural). Due to the well-known complexity of sulfate attack on cement-based materials, the current work investigates the use of ANFIS to model the behaviour of a wide range of self-consolidating concrete (SCC) mixture designs under various high-concentration sodium sulfate exposure regimes including full immersion, wetting-drying, partial immersion, freezing-thawing, and cyclic cold-hot conditions with or without sustained flexural loading. Three ANFIS models have been developed to predict the expansion, reduction in elastic dynamic modulus, and starting time of failure of the tested SCC specimens under the various high-concentration sodium sulfate exposure regimes. A fuzzy inference system was also developed to predict the level of aggression of environmental conditions associated with very severe sodium sulfate attack based on temperature, relative humidity and degree of wetting-drying. The results show that predictions of the ANFIS and fuzzy inference systems were rational and accurate, with errors not exceeding 5%. Sensitivity analyses showed that the trends of results given by the models had good agreement with actual experimental results and with thermal, mineralogical and micro-analytical studies.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제8권6호
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• pp.53-60
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• 2007

EPS는 일반적으로 블록형태로 제조되어 토목공사에 이용되고 있으며, 재료특성상 초경량성 및 내압축성을 가지며 자립안정성이 우수하므로 연약지반상 성토재로 적용한 경우 침하 및 측방유동에 대한 대책공법으로 적용되고 있다. 현재 국내에서는 보온 재료로서의 시험 방법 및 품질 규정만이 KS에 규정되어 있고, 공학적 성토 재료로서 활용하기 위한 기준이 확립되어 있지 않다. 따라서 도로공사의 시험시공 및 제조사의 품질시험을 통하여 EPS 설계 기준을 마련하여 적용하고 있는데, 이것들은 주로 재료의 공장제품 즉, 새 제품에 국한되어 연구가 이루어져 왔다. 본 연구에서는 EPS 장기내구성에 주안점을 두어 교대측방유동 대책공법으로 EPS가 적용된 시공현장에서 채취한 EPS시료와 공장제품에 대해 반복재하시험, 동결융해시험, 흡수율시험 등을 통하여 공학적인 장기내구성을 비교 분석하였다. 그 결과 일축압축시험은 채취시료가 공장제품에 비해서 강도가 다소 작게 나타났으며, 삼축압축시험에서 채취시료와 공장제품 모두 일축압축 시험결과에서와 같이 구속응력은 축방향 변형량에 선형비례하는 경향을 나타내었으며, 응력-변형률 관계곡선의 양상은 구속압과 상관없이 유사함을 알 수 있었다.

• 비파괴검사학회지
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• 제20권4호
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• pp.269-275
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• 2000

동결-융해 피로로부터 발생되는 손상이 콘크리트의 열화 및 붕괴를 초래하는 중대한 문제가 된다는 것은 이미 널리 알려져 있다. 일반적으로 동결-융해 피로가 지속되면 콘크리트의 미시조직에 내부응력과 크랙을 유발시킨다. 본 연구에서는 콘크리트에서의 동결-응해 손상을 평가하기 위해 종파와 표면파속도를 동시에 측정하는 one-sided 응력파 속도측정기법이라는 새로운 기법을 사용하였다. 상업용 시험장치를 이용하여 ASTM C666에 따라 제작된 $400{\times}350{\times}100mm$ 크기의 콘크리트 시편에 동결-융해 손상을 발생시켰다. 1사이클은 온도변화를 -14에서 $4^{\circ}C$로 하였고, $4{\sim}5$시간이 소요되었다. 매 5사이클마다 one-sided 응력파 속도측정기법에 기초하여 종파 및 표면파속도를 측정하였다. 동결-융해 손상이 증가함에 따라 종파 및 표면파속도의 변화가 있었고 이것은 동결-등채 피로 손상과정을 보다 유효하게 나타낸다는 것을 입증하였다. 또한 one-sided 기법에 의해 측정된 종파속도의 변화를 투과법을 이용하여 측정된 결과와 비교하였다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제28권4호
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• pp.41-50
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• 2000

Cement-bonded particleboard is being used as outdoor siding material all over the world, because this composite particularly bears a light weight, high resistance against fire, decay, and crack by cyclic freezing and thawing, anti-shock property, and strength enhancement. Construction systems are currently changing into a frame-building style and wooden houses are being constructed with prefabrication type. Therefore, they require a more durability at outdoor-exposed sides. In this study, the cement hydration property for Korean pine particle, Japanese larch particle and face- and middle layer particles (designated as PB particle below) used in Korean particleboard-manufacturing company was investigated, and the rapid manufacturing characteristics of cement-bonded particleboard by supercritical $CO_2$ curing was evaluated. Korean pine flour showed a good hydration property, however, larch flour showed a bad one. PB particle had a better hydration property than larch flour. The addition of $Na_2SiO_3$ indicated a negative effect on hydration, however, $MgCl_2$ had a positive one. Curing by supercritical $CO_2$ fluid gave a conspicuous enhancement in the performances of cement-bonded particleboards compared to conventional curing. $MgCl_2$ 3%-added PB particle had the highest properties, and $MgCl_2$ 1%-added Korean pine particle had the second class with the conditions of cement/wood ratio of 2.7, a small fraction-screened particle and supercritical curing. On the contrary, the composition of non-hammermilled or large fraction-screened particle at cement/wood ratio of 2.2 was poorer. Also, the feasibility for actual use of 3%-added, small PB particle-screened fraction was greatest of all the conventional curing treatments. Relative superiority of supercritical curing vs. conventional curing at dimensional stability was not so apparent as in strength properties. Through the thermogravimetric analysis, it was ascertained that the peak of a component $CaCO_3$ was highest, and the two weak peaks of calcium silicate hydrate and ettringite and $Ca(OH)_2$ were present in supercritical treatment. Accordingly, it was inferred that the increased formation of carbonates in board contributes to strength enhancement.