• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제3권1호
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• pp.11-19
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• 2001

이 연구는 강관 보강형 다단 그라우팅공법의 설치 및 절단 시 어려움, 부식에 취약한 문제점 등을 개선하는데 목적이 있으며, 강관 대신에 고강도 유리섬유(fiberglass)를 이용한 FRP(Fiberglass Reinforced Plastic)의 적용성에 대한 연구를 수행하였다. 연구결과는 강관에 비하여 FRP 보강재의 가격이 높긴 하지만 시공성 및 내구성 등에서 우수한 것으로 파악되었다. 그리고 FRP 보강재의 형상에 따른 수치해석 결과에서는 국외에서 상용화 된 판상형 보강재 보다 등각곡선형 보강재가 더 구조적 측면에서 효율적임을 알 수 있었고, 그라우트 복합체에 대한 굴곡강도시험 결과에서는 강관과 FRP 보강재의 지보효과가 유사한 것으로 평가되었다.

• KIEAE Journal
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• 제17권4호
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• pp.33-39
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• 2017

Purpose: The use of renewable energy system is essential for building energy independence and saving energy consumption in the building sector. Among renewable energy technologies, ground source heat pump(GSHP) system is more energy-efficient and environmental-friendly than other heat source systems due to utilize stable ground heat source. However, the GSHP system requires a high initial installation cost and installation space in limited urban area, so it is difficult to have superiority in the market of heat source system. Therefore, it is necessary to develop the installation method of low-cost and improve system performance. This paper aims to evaluate the performance of double u-tube ground heat exchanger(GHX) and verify system feasibility through real-scale experiment. Method: In this study, the real-scale experiment of vertical closed-type GSHP system was conducted using double u-tube GHX and high-efficiency grout. Through the verification experiment, heat source temperature, heat exchange rate(HER) and seasonal performance factor(SPF) were measured according to the long-term operation. In addition, the feasibility analysis was conducted comparing to the single u-tube system. Result: In the results of experiment, average HER was 136.27 W/m and average SPF was 5.41. Furthermore, compared to the single u-tube, the installation cost of the developed system could be reduced about 70% in the same heating load condition.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제11권6호
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• pp.169-180
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• 2007

본 연구에서는 SD500 고강도 철근에 적합한 강관 스플라이스 슬리브를 개발한 후에 실물크기의 20개 실험체를 제작하여 가력실험을 실시하였다. 그리고 강도를 비롯한 구조성능을 철근의 정착길이, 슬리브의 타입, 철근의 규격과 같은 실험변수에 따른 영향을 분석하고, 국내기준을 비롯한 주요기준에 따라서 비교, 평가하였다. 실험 결과는 SD500 고강도 철근용으로 개발된 강관 스플라이스 슬리브 철근이음은 주요기준에서 요구하는 구조성능을 가지고 있는 것으로 확인되었고 SD500 고강도 철근용 슬리브 철근이음에 대한 구조설계 기준 확립을 위한 기술적 자료를 제시하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제82권3호
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• pp.313-323
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• 2022

Steel laminated elastomeric bearings are commonly used in bridge structures to control displacements and rotations and transfer forces from the superstructure to the substructure. Proper knowledge of design, fabrication and erection procedures is important to ensure stability and adequate structural performance during the lifetime of the bridge. Difference in elevations sometimes leads to large size gaps between the bearing and the girder which makes the grout thickness that is commonly used for leveling deviate beyond standards. This paper investigates the structural response of High Strength Fiber Reinforced Cementitious (HSFRC) thin plinths that are used to close gaps between bearing pads and precast girders. An experimental program was developed for this purpose where HSFRC plinths of different size were cast and tested under vertical loads that simulate bridge loading in service. The structural performance of the plinths was closely monitored during testing, mainly crack propagation, vertical reaction and displacement. Analytically, the HSFRC plinth was analyzed using the beam on elastic foundation theory as the supporting elastomeric bearing pads are highly compressible. Closed form solutions were derived for induced displacement and forces and comparisons were made between analytical and experimental results. Finally, recommendations were made to facilitate the practical use of HSFRC plinths in bridge construction based on its enhanced load carrying capacity in shear and flexure.

• 대한건축학회논문집:구조계
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• 제34권3호
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• pp.87-93
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• 2018

Ground source heat pump(GSHP) system is one of the high efficiency heat source systems which utilizes the constant geothermal energy of a underground water or soil. However, the design of conventional GSHP system in the domestic market is dependent on the experience of the designer and the installer, and it causes increase of initial installation cost or degradation of system performance. Therefore, it is necessary to develop a guideline and the optimal design method to maintain stable performance of the system and reduce installation cost. In this study, in order to optimize the GSHP system, design factors according to ground heat exchanger(GHX) type have been examine by simulation tool. Furthermore, the design factors and the correlation of a single U-tube and a double U-tube were analyzed quantitatively through sensitivity analysis. Results indicated that, the length of the ground heat exchanger was greatly influenced by grout thermal conductivity for single U-tube and pipe spacing for double U-tube.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2010년도 춘계 학술발표회
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• pp.338-350
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• 2010

As existing materials for ground reinforcement, chemical grout material using cementitous materials and waterglass was used. But many problems in terms of ground reinforcement effects were implicated. In this study, for development and applicability verification of new materials, viscosity, fluidity, permeability, Self-Leveling, keeping of drilled hole, antiwashout underwater, resistance of water (groundwater dilution and minimize material eluting) and the early strength and long-term strength characteristics of developed materials was confirmed, and material standards, and establishing construction standards for the various model tests were conducted. As a result, high viscosity, flowability, permeability and keeping of drilled hole characteristics are excellent, in addition to the early strength properties, dilution does nat occur to groundwater, including groundwater is available for dealing with environmental issues. Application of basic and reinforcement method by Filler function in addition to structure can also or development of a new concept can be expected. In addition, middle and large-diameter drilled shaft, micropile, ground anchors, soil-nailing, steel pipes multi-grouting reinforcement for cement injection process could be used enough to even be considered.

• 한국지반공학회논문집
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• 제26권12호
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• pp.19-30
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• 2010

벤토나이트는 팽윤성이 좋고 투수계수가 낮아 수직 밀폐형 지중 열교환기 시공 시 보어홀(borehole)의 뒤채움재로 널리 사용되고 있다. 본 연구에서는 국내에서 사용되는 3가지 벤토나이트를 선정하여 배합비에 따른 점도와 열전도도를 평가하였다. 시공 조건에 따라 다양한 벤토나이트 뒤채움재의 함수비를 고려하여 점도와 열전도도 특성을 규명하기 위해 벤토나이트를 배합비(벤토나이트 무게/(벤토나이트+물) 무게) 5%, 10%, 15%, 20%, 25%로 배합하고 시간에 따른 점도와 열전도도를 측정하였다. 그리고 벤토나이트 뒤채움재가 해안지역에서 시공될 경우 지하수의 염도에 의한 영향을 검토하기 위해 배합수의 NaCl 농도가 0.1M, 0.25M, 0.5M일 때 벤토나이트 뒤채움재의 침강 특성을 관찰하였다. 벤토나이트 뒤채움재의 낮은 점도로 인해 천연규사와 같은 첨가재가 지중 열교환기 바닥에 침전될 경우 발생할 수 있는 재료분리 현상을 저점도 벤토나이트 뒤채움재를 사용하여 실험을 통해 규명하였으며 그 결과 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다. (1) 벤토나이트 뒤채움재의 점도는 시간이 지남에 따라 또는 배합비가 증가함에 따라 상승하는 경향을 나타내며 벤토나이트 뒤채움재의 열전도도는 배합비가 증가하면 상승하지만 통일한 배합비에서는 시간에 따른 변화가 미미하다. (2) 벤토나이트 뒤채움재의 팽창지수가 높을수록 배합수의 NaCl 농도에 따른 침강율은 상대적으로 낮게 나타난다. (3) 저점도 벤토나이트 뒤채움재는 첨가재의 재료분리로 인해 보어홀 내의 깊이별 첨가재 분포를 비균질하게 하므로 보어홀 상부의 열전도도가 하부에 비해 작게 나타날 수 있는 가능성이 있다.

• 터널과지하공간
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• 제22권2호
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• pp.130-143
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• 2012

케이블볼트는 장공의 볼트가 필요한 경우나 대용량의 보조지보재로 사용되어졌으나, 지보능력의 상승과 다루기가 용이하다는 점에서 경쟁력을 갖추게 되었다. 다양한 연구로부터 얻어진 실험결과에 근거하여 길이와 고정조건을 변화시켜가며 케이블볼트의 성능을 수치해석적으로 분석하였다. 지보효과는 변위와 숏크리트 응력을 바탕으로 평가하였다. 케이블볼트에 긴장을 가하지 않고 그라우팅만 하였을 때에는 록볼트에 비해 지보효과가 떨어졌다. 그러나 긴장이 가해졌을 경우의 지보능력은 록볼트를 대신하기에 충분하였다. 케이블볼트의 긴장 후에 즉시 그라우팅을 시행하면 지보능력이 오히려 감소되지만 굴착면의 영향을 벗어난 후에 그라우팅을 수행하면 지보능력도 감소되지 않고 장기적인 안정성도 확보할 수 있을 것으로 판단되었다. 주 지보재로서 케이블볼트를 현장에 적용하기 위해서는 보다 다양한 조건에서의 실험실 시험과 현장 시험 등을 포함한 연구가 수행되어야 할 것이다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제19권4호
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• pp.651-668
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• 2017

터널 굴착에 따른 초기 안정성 확보를 위해 1차 지보재인 숏크리트와 록볼트를 가장 적절한 시기에 터널 굴착면 주면으로 타설하여야 한다. 이러한 지보재의 역할은 장 단기적인 터널 안정성에 매우 중요한 역할을 하기 때문이다. 여기서 록볼트는 터널 굴착시 응력이완에 따라 발생되는 외압을 축력으로 받아들여 터널 굴착면의 숏크리트에 전달하여 전체적인 안정성을 도모하는 중요한 지보재이다. 현재까지 록볼트의 재료는 현장 수급이 유리한 이형강봉을 많이 이용하였으나 최근들어 불확실한 품질의 중국산 자재의 시장진입과 록볼트 주면 모르타르 충전시 흘러내림에 의한 밀실한 충전불량, 용수에 의한 부식 등 다양한 문제점이 나타나고 있다. 특히, 현재의 설계기준상 이형강봉에 대한 기계적 성질의 기준은 있으나 그 외 섬유보강 플라스틱(FRP) 등이 사용될 수 있으나 명확한 기준은 제시되지 않고 있다. 그래서 새로운 소재로 개발되더라도 실제 현장 적용에 있어서는 해결해야 할 부분이 많다. 따라서, 본 연구에서는 상기의 기존 록볼트가 지니고 있는 여러 문제점을 해결, 개선하고자 Autobeam 재료를 이용한 고강도 강관 록볼트(Samrt Pipe-록볼트, 이하 SP-록볼트)를 개발한 내용을 다루고 있다. 개발된 록볼트의 성능평가를 위해 현장시험을 수행하고, 기존 모르타르 충전을 개선할 수 있는 충전재를 개발하여 록볼트의 성능을 더욱 향상하고자 하였다. 또한, 실무현장의 적용성 확보를 위해 설계 및 시공기준에 대한 연구를 수행하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2008년도 추계 학술발표회
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• pp.1475-1486
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• 2008

Bentonite-based grouting has been popularly used to seal a borehole installed for a closed-loop vertical ground heat exchanger in a geothermal heat pump system (GHP) because its high swelling potential. However, if the bentonite-based grouting is conducted in coastal areas, the salinity of groundwater changes in the mineral fabric of bentontie. In order words, an increase of cation concentration in groundwater leads to a reduction in the diffuse double-layer thickness in the bentonite mineral structure, and thus the volume of bentointe-based grouts will decrease proportional to the salinity of groundwater. In this paper, the effect of salinity (i.e., NaCl 0.5M, 0.25M, and 0.1M) on the change of swelling potential for bentonite-based grouts has been quantitatively evaluated for seven bentonite grouts from different product sources. In addition, in case of using addictives such as a silica sand to increase the thermal conductivity of bentonite-based grouts, the possibility of particle segregation has been studied considering the viscosity of grouts and salinity of groundwater.