• 한국지반공학회논문집
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• 제24권6호
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• pp.27-35
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• 2008

낮은 응력 단계에서 모래의 인장강도는 포화도 또는 흡입력에 따라 증가하다. 최대값에 도달한 후 감소한다. 최대인 장강도는 어느 포화도에서든 발생될 수 있다. 본 연구에서는 이러한 습윤 모래의 인장강도를 정확히 예측할 수 있는 이론이 제시되었다. 이 이론은 닫힌 형태의 식으로 pendular, funicular, capillary 세 가지로 구분되는 함수특성곡선 전체 영역을 하나로 통일하여 표현하였다. 낮은 응력 단계에서 내부마찰각 ${\phi}_t$, 공기침투압(air entry pressure)의 역수값 ${\alpha}$, 간극크기범위변수(pore size spectrum parameter) n 등 세 가지 변수가 이론에 사용되었다. 공기침투압 역수값이 최대인장강도를 지배하는 주 요인으로 작용하고, 최대인장강도가 발생될 때 포화도는 오직 간극크기범위변수에만 의존한다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제25권10호
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• pp.41-53
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• 2009

조립재료의 입자 형상이 입자 파쇄 전개 및 전단 거동 특성에 미치는 영향을 분석하기 위하여, 개별요소법(DEM, discrete element method)을 이용하여 직접전단시험을 수치해석적으로 모델링하였다. PFC(Particle Flow Code)내의 clump 모델 및 cluster 모델을 이용하여 6가지 형상의 입자를 생성하여 이를 원형입자의 직접 전단거동과 비교 분석함으로써 입자형상의 영향을 연구하였다. 연구결과, PFC에 의해 모델링된 직접 전단모델의 수치해석 결과는 실내 실험결과와 잘 일치하였으며, 따라서 본 연구 결과의 타당성을 입증하였다. 입자 형상 관점에서 모나고 거친 입자의 내부마찰각이 상대적으로 둥글고 매끄러운 입자에 비해 큰 값을 나타냈으며, 입자 파쇄 또한 많이 발생하는 것을 확인하였다. 이때 입자파쇄는 전단면근처에 집중되며 전단대를 형성하였다. 따라서 본 연구에서 제시한 수치해석 모델은 향후입자 파쇄를 포함한 조립재료의 전단강도 특성 연구에 다양하게 적용될 수 있다고 판단된다.

• 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.

• 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.

• 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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• 제38권3호
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• pp.307-317
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• 2024

To get a better understanding of the effect of drying-wetting cycles (DWC) on the mechanical behaviors of silty clay hiving different initial moisture content (IMC), the direct shear tests were performed on sliding band soil taken from a reservoirinduced landslide at the Three Gorges Reservoir area. The results indicated that, as the increasing number of DWC, the shear stress-displacement curves type changed from strain-hardening to strain-softening, and both the soil peak strengths and strength parameters reduced first and then nearly remain unchanged after a certain number of DWC. The effects of DWC on the cohesion were predominated that on the internal friction angle. The IMC of 17% is regarding as the critical moisture content, and the evolution laws of both peak shear strength and strength parameters presented a reversed 'U' type with the rising of the IMC. Based on it, a strength deterioration evolution model incorporating the influence of IMC and DWC was developed to describe the total degradation degree and degradation rate of strength parameters, and the degradation of strength parameters caused by DWC could be counterbalanced to some extent as the soil IMC close to critical moisture content. The microscopic mechanism for the soil strength caused by the IMC and DWC were discussed separately. The research results are of great significance for further understanding the water-weakening mechanicals of the silty clay subjected to the water absorption/desorption.

• 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.