• 한국지반공학회논문집
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• 제31권11호
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• pp.25-31
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• 2015

연속 동하중을 지지하는 철도노반의 탄성거동은 대상 상부노반의 전단탄성계수에 주된 영향을 받으므로, 일정한 다짐도로 조성된 상부노반에서의 전단파속도 획득은 대상 지반의 탄성거동 예측에 활용될 수 있다. 본 연구에서는 상부노반에서 수행된 동적 콘 관입시험(DCPT) 결과로부터 전단파속도($V_s$)를 추정하기 위하여 동적 콘 관입지수(DCPI)와 전단파속도의 상호관계를 제시하고자 하였다. 상호관계의 신뢰도를 확보하기 위하여 동적 콘 관입시험 및 전단파속도 획득은 시공 완료된 철도 상부노반에서 수행되었다. 전단파속도 획득 방법으로서 cross hole 방법이 사용되었으며, 수신기와 발신기의 중간 위치에서 동적 콘 관입시험이 수행되었다. 동일한 심도에서의 동적 콘 관입지수 및 전단파속도 비교 결과, 전단파속도는 결정계수가 0.8 이상인 동적 콘 관입지수의 거듭제곱 형태로 나타났다. 본 연구결과는 동적 콘 관입기를 이용한 상부노반의 강도평가와 동시에 전단파속도 추정 방법으로써 유용하게 사용될 것이라 기대된다.

• Smart Structures and Systems
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• 제15권4호
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• pp.1085-1101
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• 2015

Changes in substructure conditions, such as ballast fouling and subgrade settlement may cause the railway quality deterioration, including the differential geometry of the rails. The objective of this study is to develop and apply a hybrid cone penetrometer (HCP) to characterize the railway substructure. The HCP consists of an outer rod and an inner mini cone, which can dynamically and statically penetrate the ballast and the subgrade, respectively. An accelerometer and four strain gauges are installed at the head of the outer rod and four strain gauges are attached at the tip of the inner mini cone. In the ballast, the outer rod provides a dynamic cone penetration index (DCPI) and the corrected DCPI (CDCPI) with the energy transferred into the rod head. Then, the inner mini cone is pushed to estimate the strength of the subgrade from the cone tip resistance. Laboratory application tests are performed on the specimen, which is prepared with gravel and sandy soil. In addition, the HCP is applied in the field and compared with the standard dynamic cone penetration test. The results from the laboratory and the field tests show that the cone tip resistance is inversely proportional to the CDCPI. Furthermore, in the subgrade, the HCP produces a high-resolution profile of the cone tip resistance and a profile of the CDCPI in the ballast. This study suggests that the dynamic and static penetration tests using the HCP may be useful for characterizing the railway substructure.

• Smart Structures and Systems
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• 제18권2호
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• pp.197-216
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• 2016

The increased speed of a train causes increased loads that act on the track substructures. To ensure the safety of the track substructures, proper maintenance and repair are necessary based on an accurate characterization of strength and stiffness. The objective of this study is to develop and apply a cone penetrometer incorporated with the dynamic cone penetration method (CPD) for investigating track substructures. The CPD consists of an outer rod for dynamic penetration in the ballast layer and an inner rod with load cells for static penetration in the subgrade. Additionally, an energy-monitoring module composed of strain gauges and an accelerometer is connected to the head of the outer rod to measure the dynamic responses during the dynamic penetration. Moreover, eight strain gauges are installed in the load cells for static penetration to measure the cone tip resistance and the friction resistance during static penetration. To investigate the applicability of the developed CPD, laboratory and field tests are performed. The results of the CPD tests, i.e., profiles of the corrected dynamic cone penetration index (CDI), profiles of the cone tip and friction resistances, and the friction ratio are obtained at high resolution. Moreover, the maximum shear modulus of the subgrade is estimated using the relationships between the static penetration resistances and the maximum shear modulus obtained from the laboratory tests. This study suggests that the CPD test may be a useful method for the characterization of track substructures.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제21권4호
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• pp.1-12
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• 2022

토공사에서 다짐품질관리를 위해 일반적으로 평판재하시험 및 현장밀도시험 등이 실시되며, 다짐확인을 위한 추가 분석이 동반된다. 최근 IoT(Internet of Things) 기반의 디지털 환경이 조성되면서 스마트 다짐품질관리가 가능한 DCPT(Dynamic Cone Penetration Test) 장비가 개발되었고, 이러한 디지털 DCPT 시스템은 실시간 다짐에 대한 위치·시간정보와 작업자의 이력관리가 가능하게 되었다. IoT 기반의 DCPT 시스템은 기존의 다짐품질시험의 시간적·비용적 단점을 개선하고 현장에서 유연하게 적용가능하게 되었으며, 현장다짐 지표인 DPI(Dynamic Cone Penetration Index)의 기록과 저장이 자동화 되었다. 본 연구에서는 이러한 DCPT 장비를 현장 적용하여, 현장 적용 데이터인 DPI를 통해 다짐강도의 경향을 확인하였다. 그 결과 최종다짐에서 초기다짐의 DPI보다 1.4배 감소하여 지표에서 10~14cm 깊이인 노상 다짐층의 다짐강도 증가를 확인할 수 있었으며, 다짐결과비교를 위한 평판재하시험의 지지력 계수의 경향과 동일하게 최종 다짐시 다짐강도 증가경향을 확인할 수 있었다. 또한 기존 아날로그 DCPT의 경우가 아닌 IoT DCPT장비를 사용하므로 인원 및 시간을 저감한 시험수행이 가능하였으며 측정데이터의 스마트기기 전송을 통해 다짐정보의 실시간 확인이 가능하게 되었다. 이러한 스마트 기능이 추가된 IoT 기반 DCPT장비를 통해 DPI로 실시간 다짐관리 가능성을 확인할 수 있었으며, DPI에 대한 국내 다짐 재료 및 실내시험조건에 대한 추가연구와 평판재하시험과의 상관성에 대한 연구가 지속적으로 이루어진다면 다짐관리 및 확인 용도로 IoT 기반 DCPT장비가 폭넓게 활용될 수 있을 것이라 판단된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제17권1호
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• pp.5-12
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• 2016

극한지에서는 환경적 요인과 접근성의 한계에 따라, 동결토의 강도를 현장 상태에서 파악하기 어렵다. 본 연구에서는 극한지 현장의 동결강도를 평가하기 위하여 계장화된 동적 콘 관입기로부터 산정된 동적 콘 저항력과 직접전단실험으로부터 획득된 전단강도 간의 상관성을 조사하였다. 실트가 혼합된 주문진사를 함수비 2.3%로 동일하게 조성하였으며, 시료를 냉동 챔버 내에서 동결시킨 후 직접전단실험과 동적 콘 관입실험을 진행하였다. 실험은 동결과정 및 전단과정, 그리고 동적 콘 관입과정에서 수직응력을 5kPa 및 10kPa로 조합한 4가지 경우로 구성하였으며 이에 따른 동적 콘 관입지수와 전단강도를 산정하였다. 또한 해머타격으로부터 전달되는 에너지의 손실에 대한 영향을 최소화하기 위하여 선단에서 산정된 에너지 및 변위를 이용함으로써 동적 콘 저항력을 산출하였다. 직접전단실험 및 동적 콘 관입실험을 수행한 결과 구속조건에 의한 전단강도의 증가에 따라 동적 콘 관입지수는 비선형적으로 감소하였으며, 동적 콘 저항력은 전단강도와 선형적으로 비례하는 관계로 나타났다. 본 연구는 동결토에 대한 동적 콘 관입실험과 직접전단실험을 통한 강도정수를 비교 및 평가한 연구이며 본 연구에서 도입된 동적 콘 저항력은 극한지 현장에서 동결토의 강도를 추정하기 위한 유용한 지표가 될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권2호
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• pp.927-935
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• 2011

노상층의 지지력을 평가하는 일반적인 방법의 하나로 현장 CBR(California Bearing Ratio) 시험이 널리 이용되고 있다. 그러나 현장 CBR은 시간과 비용이 많이 소모되어 포장층의 강도특성을 단시간에 파악하기에는 어려운 단점이 있다. 최근에는 보다 신속하고 경제적인 방법으로 동적 콘관입시험(Dynamic Cone Penetrometer, DCP)이 많이 이용되고 있다. 본 논문에서는 폐석회를 혼합한 현장모형 노상토에 대하여 현장 CBR 시험과 DCP 시험을 수행하여 현장 지지력을 평가하였으며, 현장 CBR 값과 DCP 지수에 대한 상관관계를 분석하였다. 사용한 폐석회는 인천의 화학공장에서 소다회($Na_2CO_3$)를 생산하는 공정에서 부수적으로 발생하는 부산물이며, 현장시험에서는 현장함수비, 현장밀도, 현장 CBR 시험, DCP 시험을 수행하였다. 시험결과로부터 폐석회 활용도로 노상층에 대한 DCP지수를 제안하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제12권2호
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• pp.149-155
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• 2008

최근 교통소통의 필수적인 수단으로 많은 도로가 건설 중에 있으며 기 시공된 도로 등은 차량의 통행과 기후 등의 여러 요인에 의해 내하력이 저하되고 있다. 본 연구에 적용된 지반의 흙의 종류와 소성지수 그리고 비중은 각각 SC, 12.2%, 2.66이였으며 최대건조단위중량, 최적함수비, 수정CBR은 각각 $1.895g/cm^2$ (수정다짐 D), 13.6%, 16.2%였다. 이러한 지반조건에서 동적콘관입시험의 관입지수로부터 추정한 CBR과 소형 FWD시험의 동적변형계수로부터 환산한 정적변형계수 사이에는 상관계수가 0.90으로 높은 상관성을 나타내었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제31권11호
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• pp.41-48
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• 2015

대규모 지반침하 및 지반함몰로 인한 재산, 인명피해를 사전에 예방하기 위하여 지반의 공동 및 이완구간에 대한 조사는 필수적이다. 최근, 지하투과레이더를 이용한 지반침하 및 지반함몰 구간 예측과 관련된 연구가 활발히 진행되고 있으나, 기존의 지하투과레이더 탐사에서는 전기적 임피던스가 서로 다른 층간 경계면 심도만을 산정하므로 조밀한 지반과 느슨한 지반을 서로 반대로 예측하는 오류를 범할 수 있었다. 본 연구에서는, 지하투과레이더로부터 획득된 전자기파의 반사파 특성을 이용하여 이완구간 심도를 추정하고자 하였다. 이완구간에 따른 신호획득을 위하여 과거 침하이력이 있었던 현장을 대상으로 지하투과레이더 탐사가 수행되었으며, 결과의 상호비교 및 검증을 위하여 동적 콘 관입시험이 수행되었다. 전자기파의 반사특성 분석 결과, 지하투과레이더 안테나에서 처음 측정된 신호와 조밀한 지반에서 반사되어 측정된 전자기파는 동일한 위상을 보이며, 느슨한 지반에서 반사되는 경우 안테나에서 처음 측정된 신호와 반대 위상을 보이는 것으로 나타났다. 획득된 지하투과레이더 신호로부터 대상지반의 이완구간 심도 산정 및 동적 콘 관입지수와 상호비교 결과, 지하투과레이더 신호 분석으로부터 산정된 이완구간 또는 조밀한 구간의 심도는 높은 신뢰도로 산정되었다. 본 연구에서 수행된 지하투과레이더 신호획득 및 분석과정은 지반 불연속층의 심도산정뿐만 아니라 이완구간 산정에 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2005년도 제7회 특별심포지움 논문집
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• pp.125-153
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• 2005

탄성파 피에조콘 관입 시험(SCPTU)은 동적 물성을 포함한 지반의 공학적 특성 평가에 가장 유용 한 조사 기법 중의 하나이다. 본 연구에서는 국내 지반에 대한 실질적 활용 연구로서 국내 대표적 퇴적지층 발달 지역인 부산과 인천을 대상으로 각각 두 부지와 네 부지에서 SCPTU를 수행하였다. 현장에서 SCPTU로부터 획득한 파형 신호에 대해 교차법을 이용한 신호 판독을 실시하여 깊이별 전단파의 초기 도달 시점 및 그에 따른 깊이별 도달 시차를 결정하였다. 이를 토대로 Snell의 법칙에 근간한 굴절 전파경로법을 이용하여 전단파 속도(VS) 주상도를 도출하였으며, 대체로 깊이별 VS 분포는 콘 선단 저항력(qt) 분포 경향과 유사하게 나타났다. 인천 지역에서는 병행된 일반적인 다운홀 탄성파 시험에 비해 SCPTU를 보다 깊은 심도까지 효율적으로 수행할 수 있었다. 이와 더불어, 일반적인 CPTU 자료의 지진공학적 활용을 목적으로 SCPTU로부터 측정된 결과를 토대로 VS와 콘 관입 특성값의 상관관계를 분석 도출하였다. 다중 회귀 분석을 수행하여 전단파 속도와 콘 관입 특성값 중 네가지의 독립변수인 콘 관입 저항력(qt), 주면 마찰력(fs), 유효상재응력($\sigma$'v0), 간극수압계수(Bq) 간의 상호 관련성을 정량적으로 평가하였으며, 특히 흙 분류 지수인 Ic 값에 의하여 객관적으로 구분된 사질토 및 점토와 전체 토사에 대한 변수별 경험적 상관식을 제안하였다. SCPTU의 다운홀 탄성파 시험과 일반적인 CPTU의 대상 변형률 수준이 다름에도 불구하고 본 연구에서 도출 제안된 VS와 CPTU 특성값의 상관관계는 국내 퇴적 지반에 대한 VS의 예측에 매우 유용하였으며, 기존 해외 연구의 상관관계에 비해서도 높은 상관성을 보였다.> (p value<0.000) 낮춤으로써, 전통적인 2문 대칭 조사법보다 우수한 방법으로 확인되었다. 반면에 공용보상체의 사용은 평균 DII를 $3.7\%$ 낮추지만(p value=0.260) 평균 $D_{max}$는 거의동일 하여($0.3\%$ 감소, p value=0.867), 전통적인 방법보다 우수성이 크게는 없는 것으로 평가되었다. 그러나 환자의 체곡선이 보상체와 잘 일치하는 경우에는 DII가 $18\%$까지 감소하였다. 결론 : Multistatic field 방법은 모든 환자에 대하여 선량분포의 균일성을 전반적으로 향상시키는 효과적인 방법으로 평가되는 반면 공용보상체의 사용은 보상체의 크기가 환자의 체 윤곽과 잘 일치하는 경우만 효과적으로, 적용의 범위에는 한계가 있는 방법으로 평가되었다.비교하여 계통에 따르는 차이가 있음을 알 수 있었다. 그러므로 가임기 여성의 방사선 진단 및 치료시 Rugh의 10일 법칙을 적용하여 착상전기 방사선 조사로 인한 부작용들을 적극적으로 예방하는 것이 매우 중요하다고 생각한다.equirements of the prematured infants during the early weeks of life. 모든 치근단 수준에서 비표준화 medium 크기 master cone 사용군이 ISO 표준화 규격의 master cone 사용군에 비해 유의하게 높은 gutta-percha 면적비를 나타내었다 (p < 0.01). 비표준화 medium크기 master cone 사용군에서는 표준화 규격의 master cone 사용군에 비해 유의하게 적은 수의 accessory cone이 사용되었다 (p < 0.01). 대학생간에는 유의한 차이(p<0.05)가 인정되었

• 지구물리와물리탐사
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• 제9권3호
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• pp.207-224
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• 2006

탄성파 피에조콘 관입 시험(Seismic Piezo-Cone Penetration Test, SCPTu)은 동적 및 정적 물성과 같은 지반의 공학적 특성 평가에 가장 유용한 조사 기법 중의 하나이다. 본 연구에서는 국내 지반에 대한 실질적 활용 연구로서, 국내 대표적 퇴적 지층 발달 지역인 부산과 인천을 대상으로 각각 두 부지와 네 부지에서 SCPTu를 수행하였다. 현장에서 SCPTu로부터 획득한 파형 신호에 대해 교차법을 이용한 신호 판독을 실시하여 깊이별 전단파의 초기 도달 시점 및 그에 따른 깊이별 도달 시차를 결정하였다. 이를 토대로 Snell의 법칙에 근간한 굴절 전파 경로법을 이용하여 전단파 속도$(V_S)$의 깊이별 분포를 도출하였다. 결정된 깊이별 $V_S$ 분포를 콘 선단 저항력$(q_t)$과 비교해 본 결과, 깊이에 따른 두 값의 경향이 유사하게 나타났다. 일반적인 CPTu 자료의 지진공학적 활용을 목적으로 SCPTu로부터 측정된 결과를 토대로 $V_S$와 콘 관입 특성값의 상관관계를 분석 도출하였다. 다중 회귀 분석을 수행하여 전단파 속도와 콘 관입 특성값 중 네 가지의 독립변수인 콘 관입 저항력$(q_t)$, 주면 마찰력$(f_s)$, 유효상재응력$(\sigma'_{v0})$ 및 간극수압계수$(B_q)$ 간의 상호 관련성을 정량적으로 평가하였으며, 특히 흙 분류 지수인 $I_c$값에 의하여 객관적으로 구분된 사질토 및 점토와 전체 토사에 대한 변수별 경험적 상관식을 제안하였다. SCPTu의 하향식 탄성파 시험과 일반적인 CPTu의 대상 변형률 수준이 다름에도 불구하고 본 연구에서 도출 제안된 $V_S$와 CPTu 특성값의 상관관계는 국내 일부 퇴적 지반에 대한 $V_S$의 예비적 평가에 매우 유용하였으며, 기존 해외 연구의 상관관계에 비해서도 높은 상관성을 보였다.