본 연구에서는 오염된 자갈을 정화하기 위해서 새로운 방식의 건식세척장치를 제작하여 석유계총탄화수소(TPH) 및 산화철의 저감 성능을 알아보았다. 기존 연구에서는 회분식 처리 방식이 적용되었으나, 본 연구에서는 정화 성능 및 처리 효율 향상을 위하여 연속식 처리 방식을 적용하였다. 또한 오염자갈의 전처리를 위하여 건조기 및 선별기를 적용하였다. 본 실험에서는 총 12개의 노즐을 통해 약 $5-6kg/cm^2$의 압력으로 20-30분 동안 연마재를 자갈에 분사하여 석유계총탄화수소(TPH)와 산화철의 저감 성능을 확인하였다. 실험결과 석유계총탄화수소(TPH)와 산화철 모두 약 80-90%의 높은 처리효율을 나타냈다. 본 연구에서는 향후 추가 연구를 통해 정화효율을 높일 수 있는 방법을 제시하고자 한다.
본 연구에서는 국내 철도 토공노반 재료로 가장 흔히 사용되는 입도조정쇄석, 화강풍화토, 암버럭-토사 혼합 재료에 대해 평균유효주응력과 축변형률의 함수로 표현되는 회복탄성계수 예측모델을 결정하였다. 회복탄성계수 예측모델은 대표적인 동적물성치인 변형률에 따른 전단탄성계수 감소곡선의 표현과 같이 최대영탄성계수와 정규화 영탄성계수 감소곡선으로 구성된다. 평균유효주응력의 함수로 표현되는 최대영탄성계수의 모델인자는 $A_E$와 $n_E$이고, 비선형 영역의 정규화 영탄성계수 감소곡선은 기준변형률(${\varepsilon}_r$)과 곡률계수(a)를 모델인자로 하는 수정 쌍곡선 모델로 표현된다. 제안된 회복탄성계수 예측모델을 검증하기 위해 3차원 다층탄성해석 프로그램(GEOTRACK)을 이용하여 평택 시험 철도노반의 탄성거동을 평가하였고, 화물열차 및 여객열차가 시험구간을 통과할 때 계측한 노반의 수직 탄성변위와 비교하였다. 현장계측은 자갈도상 아래의 재료가 각각 입도조정쇄석과 양질의 화강풍화토인 두 개소에서 수행되었다. 자갈도상 아래에서 계산된 수직 탄성변위는 대략 0.6mm 이내였고 계측 결과와 잘 일치하였다. 본 연구를 통해 제안된 회복탄성계수 예측모델이 열차하중에 의한 노반의 탄성거동을 적절히 표현하고 있음을 확인하였다.
철도와 도로는 대표적인 선형사업으로, 전국적으로 철도망과 도로망이 확대되고 있는 추세이며, 환경에 미치는 영향을 최소화하기 위해 철도와 도로의 평행노선에 따른 생태계 단절을 최대한 지양하고 있다. 본 연구에서는 우선적으로 철도와 도로개발 시, 환경에 미치는 영향을 살펴보기 위한 각 사업의 중점평가항목에 대한 비교·분석을 통해 차이점과 특징을 고찰하였다. 그 결과, 도로 개발은 철도사업과는 달리 효율적인 토지이용계획 수립에 대한 사항과 토양 보호를 중점평가항목으로 제시하고 있다. 본 연구에서는 철도 노선이 도로와 인접하게 될 때의 환경적 영향을 살펴보기 위한 구체적인 평가 항목과 기준이 제시되어 있지 않음에 따라, 관련 문헌을 검토하여 총 8개 평가 항목을 제시하였다. 특히, 계획의 적정성과 입지타당성을 살펴보기 위한 전략환경영향평가 단계에서 기존의 도로에 철도가 인접하게 될 때 미치는 환경적 영향을 사전에 검토할 수 있는 이격거리 기준을 제안하고자, 기 운영 중인 철도 노선을 대상으로 도로와의 이격거리를 살펴보았으며, 환경생태적 영향을 최소화하기 위해 검토해야 할 이격거리로 200 m 이내일 것을 제시하였다. 본 연구 결과는 철도와 도로가 인접할 때 환경생태적 영향을 최소화할 수 있는 대안노선을 검토하는 사업계획 단계에서 근거 자료로 활용될 수 있을 것이다.
교량/토공 접속부는 교량에서 토공으로 또는 그 반대방향으로 옮겨가는 구간으로 궤도 하부구조의 지지강성이 급격히 변화하기 때문에 차량 주행안정성에 매우 큰 영향을 미친다. 과거 유도상궤도를 사용할 때에는 접속부에 대한 성능요구조건이 높지 않았으나, 운행속도가 고속화되고 콘크리트궤도가 도입되면서 유지보수와 열차주행안정성에 상당한 영향을 미침에 따라 높은 성능수준을 요구하고 있다. 이에 본 논문에서는 기존의 교량/토공 접속구조의 단점을 보완하고 성능을 개선하기 위한 방안으로 토목섬유와 시멘트처리채움재로 보강된 접속구조를 제안하고 실물가속시험을 통한 성능평가를 수행하였다. 제안된 접속구조는 토목섬유를 이용하여 어프로치블럭을 보강하는 방안으로써 보강토 교대와 유사한 구조를 가지며, 사용재료는 시멘트처리된 흙자갈을 적용함으로써 유용토의 활용을 증대시키고 우수의 침입을 저감시켰다. 실물가속시험항목은 구조별 탄성변위, 누적 침하, 함수비, 교대에 작용하는 수평 및 수직 토압이며, 비교검토를 통해서 장기공용성능의 개선정도를 파악하고자 기존 접속구조와 제안 접속구조에 대한 시험을 동일조건하에서 수행하였다. 실물가속시험 결과, 제안구조가 침하 및 토압경감 측면에서 우수한 성능을 나타내었고 함수비 변동에 대해서도 저항성이 높은 것으로 나타났다.
본 연구는 액상화 현상을 모사할 수 있는 1g 진동대 실험(Shaking table test)을 이용하여 포화 사질토 지반 위 제방 존재 유무에 따른 지반 조건 대상으로 재액상화 거동에 대하여 연구하였다. 실험에 사용된 지반은 실리카 모래를 사용하였으며, 지반조성은 액상화층 50cm(Case 1)와 비액상화층 17.5cm와 액상화층 32.5cm인 경우(Case 2)로 2가지 조건으로 수중낙사법을 이용하여 조성하였다. 제방은 높이 10cm, 사면 기울기는 1 : 1.8 비율로 고정하여 조성하였다. 지진파는 5Hz의 정현파를 8초간 가진을 진행하여 총 1차부터 5차 가진을 수행하였다. Case 1의 경우 자유장 위치에서 1차 가진 시 모든 깊이에 액상화가 발생하였으며, 3차 가진 시 5cm 깊이를 제외한 모든 깊이에서 액상화 현상이 발생하지 않음을 확인하였다. 제방 중심 위치에서는 1차 가진 시 20cm 깊이까지 액상화가 발생하였으며, 2차 가진 시 5cm 깊이를 제외한 모든 깊이에서 액상화 현상이 발생하지 않음을 확인하여, 제방 구조물 설치 시 재액상화 거동에 대하여 평가하였다.
이 연구에서는 3축 방향 지반운동이 작용하는 지반-구조물 상호작용계의 비선형 지진응답 해석을 수행한다. 비선형 거동이 예상되는 구조물과 지반의 근역은 비선형 유한요소에 의해 모형을 구성한다. 기하학적 형상과 재료 성질이 균일하고 선형 거동을 가정하는 원역지반은 무한 영역으로의 에너지 방사를 정확히 고려할 수 있는 3차원 perfectly matched discrete layer에 의해 수치 모형을 구성한다. 이와 같은 지반-구조물 상호작용계의 수치모형을 사용하여 3축 방향 지반운동이 작용하는 비선형 지진-구조물 상호작용계의 지진응답해석을 수행한다. 3축 방향 지반운동이 작용하는 경우에는 입력 지반운동의 특성에 따라 시스템의 응답이 우세하게 발현되는 방향이 존재하고 그 수준 또한 정밀한 지진응답해석을 통해 산정하여야 한다. 이 연구의 해석기법은 구조물과 지반의 재료 비선형 거동, 기초와 지반 경계면에서의 경계 비선형 거동 등 다양한 비선형 지반-구조물 상호작용 해석에 확장 적용할 수 있을 것이다.
It is very important to evaluate the reliable deformational characteristics of soils not only in the analysis of geotechnical structures under working stress conditions as foundation in railroad or road system but also for the soil dynamic problems. Different testing techniques are likely to have different testing conditions as strain amplitude, stress level, loading frequency and number of loading cycles. The deformational characteristics of soils can be affected by these variables. In this paper, the effects on modulus of soils subjected to cyclic load were investigated. For the evaluation of deformational characteristics of soils subjected cyclic load, various testing such as TS, RC, TX, and FFRC tests were performed. It was shown that the modulus evaluated by various testing methods are comparable to each other fairly well when the effects of these factors were properly taken into account. For reliable evaluation, therefore, those effects on the modulus need to be considered, and measured values should be effectively adjusted to actual conditions where the soil is working.
Analysis of settlement of foundation under the cyclic loading is very important element in the field construction. The fatigue of construct is inflicted by wheel load of mobile unit with railroad and superhighway. The settlement behavior under the cyclic loading is investigated through Power Model by Li and Selig. However, the settlement tendency of foundation appears to be the settlement of general Europe cohesive soil. In this study, the Power Model was used to determine the plastic deformation for sandy soil. Based on the laboratory cyclic loading test a, m, b parameters, for using in the Power Model were presented.
In this study, performance of reinforced railroad roadbeds with the reinforced roadbed materials were investigated through the real scale roadbed tests. It was also found that the reinforced roadbed with reinforced roadbed materials has less elastic and plastic settlement than the one with soil. The slag roadbed was more effective than the crushed stone roadbed with the same condition for load distribution. Therefore considering overall characteristics of reinforced roadbed material, the optimum thickness was recommended as 50 cm. Furthermore the real scale model test under the simulated rainfall condition, the settlement in the slag roadbed was about 8 times smaller than the settlement in the soil roadbed.
Pozzolanic-based stabilization/solidification (S/S) is an effective and economic remediation technology to immobilize heavy metals in contaminated soils. In this study, quick lime (CaO) was used to immobilize cadmium and zinc present in waste mine contaminated clayey sand soils. Addition of 5% quicklime to the contaminated soils effectively reduced heavy metal leachability after 2 bed volume operation below the drinking water regulatory limits. Lime addition was revealed to increase the immobilization for all heavy metals in tested pH ranges, so it could be an optimal choice for short-term remediation of heavy metal contaminated soil. The mass balances for these column tests show metal reduction of 92% for Cd and 87% for Zn of total resolved mass in case of 5% lime application.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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