• Geomechanics and Engineering
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• 제28권4호
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• pp.385-396
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• 2022

The accurate determination of the subgrade reaction modulus (K_s) of soil is an important factor for geotechnical engineers. This study estimated the K_s of soft soil improved with floating deep cement mixing (DCM) columns. A novel prediction model was developed that emphasizes the accuracy of identifying the most significant parameters of K_s. Several multi-layer perceptron (MLP) models that were trained using the Levenberg Marquardt (LM) backpropagation method were developed to estimate K_s. The models were trained using a reliable database containing the results of 36 physical modelling tests. The input parameters were the undrained shear strength of the DCM columns, undrained shear strength of soft soil, area improvement ratio and length-to-diameter ratio of the DCM columns. Grey wolf optimization (GWO) was coupled with the MLPs to improve the performance indices of the MLPs. Sensitivity tests were carried out to determine the importance of the input parameters for prediction of K_s. The results showed that both the MLP-LM and MLP-GWO methods showed high ability to predict K_s. However, it was shown that MLP-GWO (R = 0.9917, MSE = 0.28 (MN/m²/m)) performed better than MLP-LM (R =0.9126, MSE =6.1916 (MN/m²/m)). This proves the greater reliability of the proposed hybrid model of MLP-GWO in approximating the subgrade reaction modulus of soft soil improved with floating DCM columns. The results revealed that the undrained shear strength of the soil was the most effective factor for estimation of K_s.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제20권4호
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• pp.125-131
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• 2021

본 연구에서는 DCM으로 보강된 연약지반의 거동특성을 평가하기 위하여, 모형실험결과를 이용하여 DCM 배치 형상에 따른 침하-측방변위, 침하-융기 관계를 분석하였다. 그 결과, 모형지반의 지표면 누적 침하 거동은 DCM이 적용된 지반에서 상대적으로 침하가 적게 발생하였고, 격자식, 벽식, 말뚝식의 순으로 동일한 하중조건에서 침하량이 적게 발생한 것을 알 수 있었다. 이와 같은 경향은 측방변위량과 융기량에 대해서도 동일하게 나타난 것을 확인하였다. 연약지반의 침하와 측방유동의 관계를 분석한 결과, 기존 연구(Leroueil et al., 1990)와 유사한 거동을 보이는 것으로 확인되었다. DCM 배치 형상에 따른 지반개량효과를 평가한 결과, 측방유동과 지반 융기에 대하여 격자식 보강이 벽식 및 말뚝식 보강에 비해 탁월한 지반개량효과를 보유한 것으로 평가되었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제42권2호
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• pp.187-195
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• 2022

본 연구에서는 피압이 DCM 개량체의 역학적 특성에 미치는 영향을 알아보기 위해 피압의 크기를 조절할 수 있는 공시체용 수조를 제작하여 실내실험을 수행하였다. 피압의 크기는 실험실 규모 및 동수경사를 고려하여 결정하였다. 실험 결과, 피압의 크기가 증가함에 따라 일축압축강도, 할선탄성계수, 단위중량은 선형적으로 감소하고, 함수비는 증가하였다. 또한, 개량체의 응력-변형 거동은 피압이 증가함에 따라 취성에서 연성 형태의 거동을 보었다. 피압 작용으로 발생한 유출수는 개량체의 용탈현상으로 인해 페놀프탈레인 용액에 반응하는 결과를 보였다. 또한, SEM 촬영 결과 입자 사이에 작은 양의 에트린자이트가 형성되어 있는 것을 확인하였다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제18권2호
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• pp.37-44
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• 2019

심층혼합공법에 지반안정재를 사용하는 경우, 흙의 종류와 입도분포, 함수비 등의 조건에 따라 압축강도의 발현이 다르게 나타날 수 있어 지반의 안정성을 확보하기 위해 필요한 단위결합재량을 산정하기 위해서는 실내에서의 배합시험을 통해 설계기준강도의 만족 여부를 확인하여야 한다. 본 연구에서는 선행연구를 통해 순환유동층 보일러의 연소재를 고로슬래그의 알칼리 활성화 반응의 자극재로 활용하여 개발한 심층혼합공법용 지반안정재에 대해 다양한 단위결합재량을 적용하여 부산, 여수, 인천지역에서 채취한 점토와 혼합한 후 실내시험을 실시하여 압축강도의 발현효과를 고로슬래그 시멘트와 비교 평가하였다. 또한 국내에서 심층혼합공법에 개발된 지반안정재를 적용하는 경우, 실내에서의 배합시험을 수행하지 않고 단위결합재량을 산정할 수 있도록 실내시험 결과를 종합적으로 분석하였다. 분석결과, 물/결합재비(W/B)가 70%인 경우, ${\gamma}_B=(108.93+0.0284q_u){\pm}35$, 물/결합재비(W/B)가 80%인 경우, ${\gamma}_B=(122.93+0.0270q_u){\pm}40$의 관계가 있는 것으로 도출되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제33권10호
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• pp.15-24
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• 2017

기존 흙막이 공법을 개선함으로, 자립이 가능하게 IER공법이 개발되었다. IER 공법의 안정성은 실내모형실험과 현장실험을 통해서 확인되었다. 특히, 점토지반에서의 실내모형실험의 결과 상당한 변위 감소효과를 확인할 수 있었다. 본 연구에서는 IER을 점토지반에 실제 적용하여 계측데이터를 수집하였으며, 이것을 이용하여 연약점토지반에서의 적용성에 대해 분석하였다. 그리고 수치해석을 통해 동일한 개수의 H-pile이 적용된 일열 H-pile 흙막이에 비해서 IER 공법의 수평변위가 70.9% 감소하는 것을 확인하였다. 그러므로 IER 공법을 연약점토지반에 적용하면 높은 수평변위억제효과로 인해 지반의 안정성은 상당히 많이 증대될 것으로 판단된다. 또, 점토지반에서의 수평변위억제방법으로 전면지주의 근입부에 DCM보강을 제안하여, 수치해석을 통해 DCM 최적의 보강위치를 분석하였다. 그 결과, 굴착저면에서 전면지주의 근입부의 중간지점까지 DCM 보강하는 것을 제안하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제24권2호
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• pp.5-12
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• 2023

본 연구에서는 DCM 실내 시험시공을 통해 실제 현장에서의 부상토 발생량과 부상토의 융기 특성을 정량적으로 분석하였다. 즉, DCM 공법 일련의 시공과정을 실제 현장과 근사하게 대형토조에서 재현함으로써 부상토의 발생량을 예측하고 부상토의 융기고, 확산범위, 확산각, 융기량 등의 융기 특성을 평가하였다. 실내 시험시공 결과, DCM 개량구간 내에서 상사율로 환산한 실제 융기고는 0~8.18m로 평균 3.50m로 관측되었고, 상사율로 환산한 부상토의 실제 확산범위는 개량구간 좌/우측 바깥쪽으로 28.0~38.0m 까지 분포하였다. 실내 시험시공한 결과를 SUFFER 프로그램으로 계산한 부상토의 총융기량은 19,901m³로, 주입한 물시멘트량 16,992m³와 비교하면 주입량 대비 융기량은 85.4%로 분석되었다. 또한, DCM 실내 시험시공 결과, DCM 부상토의 확산각은 개량심도 50.0m에 대하여 30.0~38.0°로 측정되어 평균 34.0°로 평가되었다. 한편, 본 연구에서 수행한 DCM 실내 시험시공과 프로그램을 이용한 분석 결과를 토대로 DCM 타설 심도 40.0m와 60.0m에서의 부상토 융기량을 예측하였다.