• 대한토목학회논문집
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• 제28권2C호
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• pp.133-141
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• 2008

토목섬유보강 성토지지말뚝시스템에서 지반아칭에 의한 하중전이 특성을 규명할 수 있는 이론해석법을 개발하였다. 이론해석 결과, 성토지지말뚝에 토목섬유가 복합시공되면, 말뚝의 효율이 증가하였으며, 효율의 증대효과는 지반아치가 완전히 발달하기 이전인 저성토 구간에서 특히 두드러지게 나타났다. 또한, 이론해석법에 의한 하중전이는 말뚝의 간격, 성토고, 지반정수 및 토목섬유에 크게 영향을 받고 있다. 즉, 말뚝의 간격이 증가하면 말뚝의 효율은 감소하며, 성토고, 성토지반의 내부마찰각 및 토목섬유의 강도가 증가하면 효율이 커지게 된다. 이와같은 해석결과는 본 제안식이 토목섬유보강 성토지지말뚝시스템에서의 지반아칭효과를 잘 설명해주는 합리적인 해석법임을 나타내고 있다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제55권12호
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• pp.4527-4542
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• 2023

The present microbial reinforcement of rock and soil exhibits limitations, such as uneven reinforcement effectiveness and low calcium carbonate generation rate, resulting in limited solidification strength. This study introduces electroosmosis as a standard microbial grouting reinforcement technique and investigates its solidification effects on microbial-reinforced uranium tailings. The most effective electroosmosis effect on uranium tailings occurs under a potential gradient of 1.25 V/cm. The findings indicate that a weak electric field can effectively promote microbial growth and biological activity and accelerate bacterial metabolism. The largest calcium carbonate production occurred under the gradient of 0.5 V/cm, featuring a good crystal combination and the best cementation effect. Staged electroosmosis and electrode conversion efficiently drive the migration of anions and cations. Under electroosmosis, the cohesion of uranium tailings reinforced by microorganisms increased by 37.3% and 64.8% compared to those reinforced by common microorganisms and undisturbed uranium tailings, respectively. The internal friction angle is also improved, significantly enhancing the uniformity of reinforcement and a denser and stronger microscopic structure. This research demonstrates that MICP technology enhances the solidification effects and uniformity of uranium tailings, providing a novel approach to maintaining the safety and stability of uranium tailings dams.

• Geomechanics and Engineering
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• 제37권5호
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• pp.475-498
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• 2024

The prediction of the susceptibility of soil to liquefaction using a limited set of parameters, particularly when dealing with highly unbalanced databases is a challenging problem. The current study focuses on different ensemble learning classification algorithms using highly unbalanced databases of results from in-situ tests; standard penetration test (SPT), shear wave velocity (V_s) test, and cone penetration test (CPT). The input parameters for these datasets consist of earthquake intensity parameters, strong ground motion parameters, and in-situ soil testing parameters. liquefaction index serving as the binary output parameter. After a rigorous comparison with existing literature, extreme gradient boosting (XGBoost), bagging, and random forest (RF) emerge as the most efficient models for liquefaction instance classification across different datasets. Notably, for SPT and V_s-based models, XGBoost exhibits superior performance, followed by Light gradient boosting machine (LightGBM) and Bagging, while for CPT-based models, Bagging ranks highest, followed by Gradient boosting and random forest, with CPT-based models demonstrating lower G_mean(error), rendering them preferable for soil liquefaction susceptibility prediction. Key parameters influencing model performance include internal friction angle of soil (ϕ) and percentage of fines less than 75 µ (F₇₅) for SPT and V_s data and normalized average cone tip resistance (q_c) and peak horizontal ground acceleration (a_max) for CPT data. It was also observed that the addition of V_s measurement to SPT data increased the efficiency of the prediction in comparison to only SPT data. Furthermore, to enhance usability, a graphical user interface (GUI) for seamless classification operations based on provided input parameters was proposed.

• Geomechanics and Engineering
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• 제36권3호
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• pp.259-276
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• 2024

The undrained shear strength is widely acknowledged as a fundamental mechanical property of soil and is considered a critical engineering parameter. In recent years, researchers have employed various methodologies to evaluate the shear strength of soil under undrained conditions. These methods encompass both numerical analyses and empirical techniques, such as the cone penetration test (CPT), to gain insights into the properties and behavior of soil. However, several of these methods rely on correlation assumptions, which can lead to inconsistent accuracy and precision. The study involved the development of innovative methods using extreme gradient boosting (XGB) to predict the pile set-up component "A" based on two distinct data sets. The first data set includes average modified cone point bearing capacity (q_t), average wall friction (f_s), and effective vertical stress (σ_vo), while the second data set comprises plasticity index (PI), soil undrained shear cohesion (S_u), and the over consolidation ratio (OCR). These data sets were utilized to develop XGBoost-based methods for predicting the pile set-up component "A". To optimize the internal hyperparameters of the XGBoost model, four optimization algorithms were employed: Particle Swarm Optimization (PSO), Social Spider Optimization (SSO), Arithmetic Optimization Algorithm (AOA), and Sine Cosine Optimization Algorithm (SCOA). The results from the first data set indicate that the XGBoost model optimized using the Arithmetic Optimization Algorithm (XGB - AOA) achieved the highest accuracy, with R2 values of 0.9962 for the training part and 0.9807 for the testing part. The performance of the developed models was further evaluated using the RMSE, MAE, and VAF indices. The results revealed that the XGBoost model optimized using XGBoost - AOA outperformed other models in terms of accuracy, with RMSE, MAE, and VAF values of 0.0078, 0.0015, and 99.6189 for the training part and 0.0141, 0.0112, and 98.0394 for the testing part, respectively. These findings suggest that XGBoost - AOA is the most accurate model for predicting the pile set-up component.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권4호
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• pp.319-324
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• 2016

입도분포가 다양한 입자크기로 이루어져 있는 지반은 일반적으로 지반의 강도가 좋다. 입도분포가 다양하지 않음에도 충분한 지지력을 가지고 있는 지반이 더러 있는데, 이러한 지반의 특징은 Gap 입도로 분포되어 있다는 것이다. 이를 바탕으로 유추하여보면 입자의 크기가 다양하지 않더라도 적절한 입도의 배치를 통해 강한 지반이 조성될 수 있음을 알 수 있다. 이 연구에서는 임의로 조성한 Gap 입도시료와 well, uniform 입도시료와의 내부마찰각의 변화에 대하여 고찰하였다. 큰 입자와 작은 입자 크기의 비율에 따라서 시료를 조성한 후 직접전단시험을 수행하여 지반의 강도정수를 구하고 결과를 비교 분석하였다. 연구결과 시료의 입자크기비와 내부마찰각을 연관시킬 수 있었으며 입도의 분포가 Gap이라고 하더라도 주어진 조건에서 가장 큰 입자 크기비를 가지고 있는 시료가 다양한 입도분포의 시료보다 큰 마찰력을 가질 수 있음을 알 수 있었다. 또한 중간입자크기를 가지고 있는 시료로 조성한 uniform시료보다도 같은 입자 크기의 Gap 입도 시료가 더 큰 강도를 지니고 있었다. 비교적 간단한 입도의 조정만으로도 대상 지반의 강도를 추가적으로 증대시킬 수 있는 공법개발의 기초를 확립하였다.

• 대한치과보철학회지
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• 제44권2호
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• pp.229-242
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• 2006

Statement of problem: In order to increase preload with reducing the friction coefficient, abutment screws coated with pure gold and Teflon as dry lubricant coatings have been introduced. But the reported data indicate that if screw repeated tightening and loosening cycle, an efficiency of increasing preload was decreased by screw surface wearing off. Purpose: This study was to evaluate the influence of tungsten carbide/carbon coating, which has superior hardness and frictional wear resistance, on the preload of abutment screws and the stability of coating surface after repeated closures. Material and method: The rotational values of abutment screws and the compressive forces between abutment and fixture were measured in implant systems with three different joint connections, one external butt joint and two internal cones. Moreover the stability and the alteration of coating surface were examined by comparison of the compressive force and the removable torque values during 10 consecutive trials, observation with scanning electron microscope and analyzed the elemental composition with energy dispersive x-ray spectroscopy Results and conclusion: 1. Application of coating resulted in significant increase of compressive force in all implant systems(P<.05). The increasing rate of compressive force by coating in external butt joint was gloater than those in internal cones (P<.05). 2. Coated screw showed the significant additional rotation compared to non-coated screw in all implant systems (P<.05). There were no significant differences in the increasing rate of rotation among implant systems (P>.05). 3. Removable torque values were greater with non-coated screw than that with coated screw (P<.05). 4. Coated screw showed insignificant variations in the compressive forces during 10 consecutive trials(P>.05) 5. After repeated trials, the surface layer of coated screw was maintained relatively well. However surface wearing and irregular titanium fragments were found in non-coated screw.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제17권4호
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• pp.53-64
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• 2018

본 연구에서는 안정성과 위험도 평가의 중요성이 증대되고 있는 DCM(Deep Cement Mixing, 이하 DCM) 보강 지반상의 항만 구조물에 대하여 위험도 평가를 위한 파괴확률을 산정하였다. DCM 개량 지반의 위험도에 영향을 미치는 확률변수로 개량체의 설계기준강도와 시공중첩, 원지반의 강도 및 내부마찰각, 개량지반의 단위중량을 선정하고 관련 통계치를 산정하여 적용하였다. 또한, 상시 조건과 지진시 조건에서의 전체 시스템에 대한 파괴확률을 분석하였다. 본 연구를 통해 DCM 개량지반의 위험도 평가를 위한 확률변수에서 변동계수가 가장 큰 것은 설계기준강도이나 안전율의 변동성 즉, 시스템의 위험도에는 큰 영향을 미치지는 않는 것을 알 수 있었다. DCM 보강 지반에 대한 시스템의 파괴확률 영향인자 즉, 주된 위험요소는 상시 및 지진시 모두 외적안정의 경우 수평활동, 내적안정의 경우 압축파괴인 것으로 평가되었다. 또한, 수평활동에 대해서는 상시 파괴확률이 지진시 파괴확률보다 높고 압축파괴에 대해서는 상시 파괴확률이 지진시 파괴확률보다 낮은 것으로 나타났다. 전체 시스템의 상시 파괴확률과 지진시 파괴확률은 유사하지만, 본 사례의 경우 지진시 위험도가 다소 높은 것으로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제34권2호
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• pp.515-527
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• 2014

본 연구에서는 국내 모래의 공학적 특성을 파악하기 위하여 표준사, 욕지사, 낙동강사를 이용하여 구속압 조건, $K_0$ 조건, 과압밀 조건, 상대밀도 조건을 다르게하여 삼축압축시험을 실시하였다. 삼축압축시험 결과, 변형률 ${\epsilon}_1$에 따른 축차응력 $\acute{q}$의 변화는 구속압 ${\sigma}_3$와 상대밀도 $D_r$이 클수록 크게 변화하였으나, $K_0$ 조건과 과압밀 조건변화와 크게 상관이 없었다. 모래의 최대 내부마찰각(${\phi}_{max}$)은 구속압이 클수록 입자간의 접촉력이 크게 되어 작아지는 경향을 나타내었고, $K_0$ 조건과 과압밀 조건에 따라서는 거의 변화가 없는 것으로 나타났으며, 상대밀도에 따라서는 상대밀도가 감소함에 따라 내부마찰각도 작아지는 경향을 나타내었다. 체적변형률(${\epsilon}_u$)은 구속압이 클수록 입자의 파쇄성과 입자간의 재배열에 의해 체적 팽창이 작게 나타났으며, $K_0$ 조건과 과압밀 조건에서는 조건에 상관없이 거의 같은 거동을 보였고, 상대밀도에 따라서는 상대밀도가 커질수록 초기에는 압축되다가 축변형률(${\epsilon}_1$)이 증가할수록 팽창하는 경향이 뚜렷하게 나타났다. 변형률 변화에 따른 탄성계수 $E_{sec}$는 변형률이 커질수록 차츰 수렴하는 경향을 나타내었고, 축차응력($\acute{q}$)-변형률(${\epsilon}_1$) 관계에서 초기할선 탄성계수($E_{ini}$)>할선 탄성계수($E_{sec}$)>접선 탄성계수($E_{tan}$) 순으로 탄성계수의 크기가 산정되었으며, 구속압 및 상대밀도가 증가함에 따라 탄성계수가 증가하는 경향을 보였고, $K_0$ 및 과압밀에 따라서는 거의 비슷한 탄성계수를 나타내었다. 접선 탄성계수에 의한 정규화에 대해서는 다양한 증가비로 증가하는 경향을 보였다. 한계상태선의 기울기 M은 구속압이 증가함에 따라 감소하는 경향을 나타내었고, $K_0$ 및 구속압, 상대밀도에 따라서는 동일선상에 표현되며, 상대밀도가 증가할수록 한계상태선의 기울기 M도 증가하는 경향을 보였다.

• 농업과학연구
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• 제5권2호
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• pp.127-135
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• 1978

경운장치(耕耘裝置)의 재량(改良)과 새로운 경운장치(耕耘裝置)의 설계(設計)를 위(爲)한 실험(實驗)을 실내(室內)에서 실시(實施)하기 위하여 Soil bin과 자연토양(自然土壤)과 유사(類似)한 39.35%의 bentonite, 48.10의 모래 및 12.55%의 SAE 10W oil을 사용한 인공토양(人工土壤)을 제조(製造)하였으며 경운실험(耕耘實驗)을 위(爲)한 인공토양(人工土壤)의 물리적(物理的)인 특성(特性)을 구명(究明)하기 위해 전압회수(轉壓回數), 전압속도등(轉壓速度等)을 변화(變化)시켜 가면서 인공토양(人工土壤)의 절대경도(絶對硬度), 밀도(密度), 인공토양(人工土壤)과 철판(鐵板) 및 고무판(板) 및 고무판(板)의 동마찰계수(動摩擦係數)를 측정(測定)하였으며 인공토양(人工土壤)의 밀도변화(密度變化)에 따른 점착력(粘着力)과 내부마찰각(內部摩擦角)의 변화(變化)를 조사(調査)한 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 전압회수(轉壓回數)가 증가(增加)할수록 밀도(密度)는 증가(增加)하였으며 그 관계식(關係式)은 다음과 같다. $y=1.073200+0.070780x-0.002263x^2$ 여기서, y : 밀도(密度)($g/cm^3$) x : 전압회수(轉壓回數) 전압속도(轉壓速度) 4.5~10.4 cm/sec의 범위(範圍)에서 전압속도(轉壓速度)는 밀도(密度)에 큰 영향(影響)을 주지 않았다. 2. 토양절대경도(土壤絶對硬度)는 전압속도(轉壓速度) 4.5~10.4cm/sec의 변화(變化)에 거의 영향(影響)을 받지 않았으며 토양절대경도(土壤絶對硬度)(y)는 전압회수(轉壓回數)(x)의 증가(增加)에 대(對)하여 곡선적(曲線的)으로 증가(增加)하였는데 그들 관계식(關係式)은 다음과 같다. $y=37.74{\frac{(0.64 +0.17x-0.0054x^2}{(3.36-0.17x-0.0054x^2)^3}}$ 3. 밀도(密度)(Bulk density : y($g/cm^3$))와 토양절대경도(土壤絶對硬度)(absolute soil hardness : x($kg/cm^3$))의 관계식(關係式)은 다음과 같다. $y=37.74{\frac{2.46x-2.02}{(6.02-2.46x)^3}$ 4. 밀도(密度)의 변화(變化)는 점착력(粘着力)과 내부마찰각(內部摩擦角)에 영향(影響)을 주는데 밀도(密度)가 1.60~1.75에서 함수비(含水比) 29.5%인 자연토양(自然土壤)의 사질(砂質)loam과 유사(類似)한 값을 나타내었다. 5. 동마찰계수(動摩擦係數)는 철판(鐵板)의 경우 0.3~0.4, 고무판(板)의 경우 0.64~0.72로 나타났으며 자연토양(自然土壤)에서의 값과 유사(類似)하다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제16권12호
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• pp.45-52
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• 2015

최근 산림 훼손지를 원래 상태로 되돌리기 위한 생태복원에 대한 관심이 높아지면서 인공 비탈면을 보강하면서 친환경적인 녹화가 될 수 있는 연구가 진행되고 있으며, 이러한 생태복원을 목표로 식생생육의 기반이 되는 인공토양의 조성과 관련된 많은 기술들이 개발되고 있는 추세이다. 본 연구에서는 하수오니, 톱밥, 제지슬러지, 화강풍화토가 포함되어 사용되고 있는 녹생토와 친환경적인 토양안정재를 활용하여 연구수행을 하였다. 토양안정재와 혼합된 녹생토를 이용해 기본물성실험을 통해 녹생토의 기본적인 특성을 분석하였으며, 친환경적인 토양안정재를 일정비율로 녹생토와 혼합하여 각각의 비율에 따른 전단강도실험을 수행하여 최대전단강도를 분석하고 이에 따른 점착력과 내부마찰각을 산정하였다. 그리고 녹생토와 토양안정재의 혼합비율을 전단강도실험과 동일한 조건으로 비탈면의 기울기를 적용하여 토양안정재의 혼합비율에 대한 침식률과 발아율을 분석하여 주변 환경적 요인에 대처 가능한 토양안정재의 경제적인 혼합비율을 고찰하고자 한다. 실험결과 양생기간과 안정재의 혼합률에 따라 최대 51%까지 전단강도가 증가하였으며, 실험결과를 바탕으로 내부마찰각과 점착력이 모두 상승한 점을 확인하여 안정재가 녹생토의 전단성능 과침식저항 향상에 기여하고 있음을 확인하였다.