• 제목/요약/키워드: Soil penetration resistance

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토양 내 J-hook 궤적을 고려한 침투해석 모델 개발 (Penetration Model in Soil Considering J-hook Trajectory)

  • 성승훈;지훈
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제35권1호
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    • pp.1-8
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    • 2022
  • 본 연구에서는 토양-탄체 간 분리 및 재접촉을 고려한 IFL 기반 침투해석 기술을 개발하고 이를 기존 문헌의 실험결과와 비교하는 연구를 수행했다. 탄체를 강체로 가정한 후, 토양 내로 침투 시 발생하는 구형공동팽창 현상을 고려함으로써 탄체의 궤적을 예측할 수 있다. 토양에 대한 저항함수는 Mohr-Coulomb 항복 모델을 활용했으며, 입사각 혹은 AOA에 따른 J-hook 현상을 모사할 수 있다. 기존 문헌에서의 실험결과(총 6회)와의 비교 결과, 수치해석으로부터 예측한 탄체의 침투 깊이는 실험대비 약 13.4%의 평균오차를 나타냈다. 일반적으로 탄체의 침투 경로를 예측하기 위해 유한요소법이 널리 활용된다. 하지만, 유한요소법 활용 시, 탄체의 모델링을 위해 많은 시간과 노력이 필요하며, 해석 수행을 위해 수 시간이 소요된다. 본 연구를 통해 개발한 모델을 활용할 시, 탄체의 치수 입력만 필요하며 해석 시간도 수 초 이내이다.

Development of design chart for estimating penetration depth of dynamically installed Hall anchors in soft clays

  • Haijun Zhao;Zhaohan Zhu;Jiawei Che;Wanchun Chen;Qian Yin;Dongli Guo;Haiyang Hu;Shuang Dong
    • Geomechanics and Engineering
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    • 제34권2호
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    • pp.209-220
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    • 2023
  • In this study, a series of three-dimensional numerical analyses were carried out to investigate the penetration performance of a dynamically installed Hall anchor. The advanced coupled Eulerian-Lagrangian (CEL) technique was adopted to accurately simulate the large soil deformation during the vertical penetration of a Hall anchor. In total, 52 numerical analyses were conducted to investigate the relationship between anchor penetration depth and the initial kinematic energy. Moreover, a sensitivity analysis was performed to investigate the effects of soil shear strength and soil type on the penetration mechanism of a drop anchor under self-weight. There is a monotonic increase in the penetration depth with an increasing anchor weight when the topsoil of the riverbed is not subjected to erosion. On the other hand, all the computed depths significantly increase when soil erosion is taken into consideration. This is mainly due to an enhanced initial kinematic energy from an increased dropping depth. Both depths increase exponentially with the initial kinematic energy. An enhanced shear strength can potentially increase the side resistance and end-bearing pressure around a drop anchor, thus significantly reducing the downward penetration of a hall anchor. Design charts are developed to directly estimate penetration depth and associated plastic zone due to dynamically installed anchor at arbitrary soil shear strength and anchor kinematic energy.

고령지 개간지 밭의 토양수분과 경도 및 작물수량의 공간변이성 (Spatial Variability of Soil Moisture Content, Soil Penetration Resistance and Crop Yield on the Leveled Upland in the Reclaimed Highland)

  • 박철수;양수찬;이계준;이정태;김학민;박상후;김대훈;정아영;황선웅
    • 한국토양비료학회지
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    • 제39권3호
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    • pp.123-135
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    • 2006
  • 고령지 경사지에서 모래성분이 많은 사양토 (석비레) 개간지의 토양특성에 대한 공간변이성과 분포도를 작성하여 공간적 변이를 살펴보고자 각각 $10m{\times}50m$의 면적을 가지는 5개의 포장에서 감자, 양파, 당근, 배추, 무를 재배하여 시험을 수행하였다. 각 포장의 조사지점수는 토양수분 33, 토양경도 11, 작물수량 33이었다. Semivariance 분석 결과, 대부분의 모형은 spherical 모형을 따르고 있었으며, 각 모형에 대해 공간적으로 연속성이 인정되는 거리를 나타내는 범위 (range)는 감자재배구에서 33-35 m로 고르게 큰 값을 보였고, 배추재배지는 5-6 m로 모형에 대한 연속성이 낮은 것으로 나타났다. 수분과 경도 및 수량에 대한 변이계수는 14-59%로 다양하였고, 감자수량의 변이계수가 59%로 가장 높았으며, 무재배지의 수분은 14%로 낮았다. 표준편차 5% 유의수준에서 10%의 오차를 가지는 경우를 기준으로 적정시료의 수를 조사한 결과, 필요한 시료수는 수분 8-40개, 경도 7-25개, 수량 424-4,6787개가 필요한 것으로 분석되었다. Variogram과 분포도를 통해 수분과 경도 및 작물수량의 공간적 분포 및 변이성을 쉽게 파악할 수 있으며, 이를 활용한다면 보다 효율적이고 정밀한 토양관리가 가능할 것으로 판단된다.

Effects of Soil Textures on Infectivity of Root-Knot Nematodes on Carrot

  • Kim, Eunji;Seo, Yunhee;Kim, Yong Su;Park, Yong;Kim, Young Ho
    • The Plant Pathology Journal
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    • 제33권1호
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    • pp.66-74
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    • 2017
  • This study was conducted to examine infectivity (penetration and gall and egg-mass formations) of the root-knot nematodes, Meloidogyne incognita and M. hapla, on carrots grown in soil conditions of 5 different soil textures consisting of bed-soil (b) and sand (s) mixtures (b-s mixtures) at the ratios of 10:0, 7:3, 5:5, 3:7, and 0:10. For M. incognita, the nematode penetration rates in b-s of 0:10 (100% sand) were significantly higher than in the other b-s mixtures, more greatly at 2 and 5 days after inoculation than at 10 DAI, while no significant differences in the penetration rates were mostly shown for M. hapla at the above DAI. However, for both nematodes, gall and egg-mass formations were remarkably increased in the b-s mixture of 0:10, compared to the other b-s mixtures, which is coincided with the general aspects of severe nematode infestations in sandy soils. This suggests the increased gall and egg-mass formations of M. incognita should be derived from the increased penetration rates in the sandy soil conditions, which provide a sufficient aeration due to coarse soil nature for the nematodes, leading to their mobility increased for the enhanced root penetration. For M. hapla, it is suggested that the sandy soil conditions affect positively on the healthy plant growth with little accumulation of the inhibitory materials and sufficient aeration, enhancing the nematode growth and feeding activities. All of these aspects provide information reliable for the development screening techniques efficient for the evaluation of the nematode resistance in the breeding programs.

거품을 이용한 부직포의 방오방혈가공 (Soil Resistant and Blood Repellent Finishes of Nonwoven Fabrics Using Foam)

  • 이정민;배기서;노덕길;전병열
    • 한국염색가공학회지
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    • 제4권3호
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    • pp.74-81
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    • 1992
  • Chemical bonded nonwoven fabric for apparel use and spunlaced nonwoven fabric for medical use were finished for soil resistance and blood replellency with fluorochemicals utilizing foam finishing technology (FFT) and conventional padding application techniques. The FFT process improved soil and abrasion resistance properties of nonwoven fabrics compared with the conventional padding process. Excellent water-oil-saline-alcohol repellency values and water impact penetration values were obtained in the spunlaced nonwoven fabrics with both techniques.

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피조콘 관입저항치($q_c$)를 이용한 연약지반 심도결정에 관한 연구 (A Study on the Determination of Depth of Soft Ground by Cone Resistance)

  • 신윤섭;김민철;김연정;김영웅
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 2003년도 봄 학술발표회 논문집
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    • pp.701-708
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    • 2003
  • Recently, piezocone penetration test is frequently conformed in order to estimate the characteristics of soft ground with standard penetration test, generally used in the past. The soil characteristics, such as cone penetration resistance, friction resistence and excessive pore water pressure, can be evaluated continuously through the piezocone penetration test. In Incheon International Airport 2nd phase site preparation, standard penetration test and piezocone penetration test were used in order to increase the confidence for determination of soft ground depth. And the compressible layer was determined by the comparison between the preconsolidation pressure and the designed increase pressure. As the results, the relation between standard penetration test and piezocone penetration test shows q$_{c}$=(1.09~l.63)N at the soft ground, determined by 5/30 N value. And q$_{c}$=(1.21~l.98)N was shown at the point of compressible layer, evaluated by the preconsolidation pressure. These results were applied to determination for the depth of soft ground and to design the improvement for the soft clay.lay.

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CRPT를 이용한 연약지반 협재층 탐지 (Detection of thin-layered soil using CRPT in soft soil)

  • 윤형구;김준한;김래현;최용규;이종섭
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 2008년도 추계 학술발표회
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    • pp.117-125
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    • 2008
  • The detection of thin-layered soil is important in soft soils to evaluate the soil behavior. The smaller diameter cone penetrometer have been commonly used to detect the layer with increasing sensitivity. The objective of this study is to detect the thin-layered soil using cone resistance and electrical resistance. The cone resistivity penetration test (CRPT) is developed to evaluate the cone tip resistance and electrical resistance at the tip. The CRPT is a micro-cone which has a $0.78cm^2$ in projected area. The application test is conducted in a laboratory large-scale consolidometer (calibration chamber). The kaolinite, sand and water are mixed to make the specimen at the liquid limit of 46% using a slurry mixer. It takes two months for the consolidation of the specimen. After consolidation, the CRPT test is carried out. Furthermore the standard CPT results are compared with the electrical resistance measured at the tip in the field. This study suggests that the CRPT may be a useful tool for detecting thin-layers in soft soils.

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Theoretical resistance in cylindrical electrodes with conical tip

  • Hong, Chang-Ho;Kim, Jin-Seop;Chong, Song-Hun
    • Geomechanics and Engineering
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    • 제30권4호
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    • pp.337-343
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    • 2022
  • The electrical resistivity method is a well-known geophysical method for observing underground conditions, (such as anomalies) and the properties of soil and rock (such as porosity, saturation, and pore fluid characteristics). The shape of electrodes used in an electrical resistivity survey depends on the purpose of the survey and installation conditions. Most electrodes for field applications are cylindrical for sufficient contact with the ground, while some are conically sharpened at their tips for convenient penetration. Previous study only derived theoretical equations for rod-shaped electrodes with spherical tips. In this study, the theoretical resistance for two cylindrical electrodes with conical tips is derived and verified experimentally. The influence of the penetration depth and tip on the measurement is also discussed.

이산요소해석법을 활용한 개단말뚝의 관내토 거동 분석 (Discrete Element Method (DEM) Analysis of Soil Plug Formation in Impact-Driven Open-ended Piles)

  • 김영상;김민태
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제40권4호
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    • pp.145-154
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    • 2024
  • 본 연구에서는 개단말뚝의 항타 과정을 이산요소해석법(DEM)으로 모델링하여 관내토의 거동을 분석하였다. DEM 모델 검증을 위해 모형말뚝시험과 수치해석 결과를 비교하였으며, 입자 간 회전 저항력을 고려한 접촉모델을 적용하여 흙 입자 간 상호작용을 검증하였다. 2차원 원형 입상재료의 상대밀도와 말뚝의 관입 속도를 조절하여 관내토의 압축 거동을 성공적으로 모사하였으며, 초기 관입 속도가 감소할수록 관내토가 더 압축되는 경향을 확인하였다. DEM 모델을 통해 관내토 길이와 관내토 길이 지표인 Plug Length Ratio(PLR), Incremental Filling Ratio(IFR)를 분석하였으며, 이를 모형시험 결과와 비교하여 개단말뚝의 관내토 거동을 검증하였다. 본 연구는 관내토의 폐색상태를 직접 반영하여 개단말뚝의 거동을 분석할 수 있는 이산요소해석법을 활용한 모델을 개발하였으며, 그 모델링 과정와 검증 방법을 상세히 소개하여 향후 연구의 시행착오를 줄이는 데 기여할 것으로 판단된다.

모래지반에서 콘 저항값의 정규화에 관한 연구 (Normalization of Cone Resistance in Granular Soil)

  • 나영묵
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제20권9호
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    • pp.33-45
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    • 2004
  • 모래를 사용해서 매립하는 경우 일반적으로 한 가지 이상의 포설방법으로 매립이 수행된다. 따라서 모래매립지반은 그 특성이 층별로 다양하게 형성되며, 이러한 지반특성을 파악하기 위해서 일반적으로 콘관입시험이 널리 이용되고 있다. 콘저항값은 임의의 깊이에서 현장의 응력수준, 즉 상재하중의 크기에 따라 영향을 많이 받기 때문에 콘저항값을 현장의 응력수준으로 정규화할 필요가 있다. 그러므로 현장응력수준으로 정규화된 콘저항값을 이용하여 신뢰할 수 있는 지반정수와의 상관관계식을 도출하는 것이 바람직하다. 본 연구에서는 응력에 대해 최적으로 정규화된 콘저항값을 이용하여 더욱 합리적인 지반정수를 도출하고자, 싱가폴 창이 동부 매립현장에 위치한 l0m 높이의 여성토를 약 2 m씩 단계적으로 제거하며, 각 단계마다 콘관입시험을 실시하였다. 여기서 측정된 콘저항값을 다양한 방법으로 응력정규화하여 그 값들을 비교함으로써 최적의 정규화 방법을 제안하였다.