• 한국지반공학회논문집
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• 제30권1호
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• pp.65-74
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• 2014

시멘트 혼합토는 도로 및 댐 현장을 비롯하여 최근에는 연약지반 개량공법에도 자주 사용되고 있다. 시멘트 혼합토의 강도는 주로 현장에서 채취한 코어나 실험실에서 양생한 공시체를 이용하여 실내에서 일축압축시험이나 삼축압축시험을 통하여 측정되고 있다. 이와 같이 현장에서 시료를 채취하거나 실내에서 공시체를 양생하기 위해서는 상당한 비용과 시간이 소요된다. 하지만 때론 현장에서 빠르고 신속하게 지반의 고결 정도나 강도를 판단할 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 현장에서 고결된 지반의 강도 예측을 위한 기초연구로서 고결모래의 전단파속도와 일축압축강도의 상관관계를 연구하였다. 낙동강모래에 보통 포틀랜드 시멘트를 4, 8, 12, 16%로 혼합하여 다짐방법으로 직경 5cm, 높이 10cm의 소형 공시체 제작한 다음, 대기 중에서 7, 14, 28일 동안 양생하였다. 또한 최근 자원 재활용을 위해 자주 사용되고 있는 고로슬래그에 알칼리 활성화제인 수산화나트륨(NaOH)을 혼합하여 고결토를 제작하였다. 양생이 완료된 고결모래에 먼저 전단파속도시험을 실시한 다음 일축압축시험을 통하여 강도를 측정하였다. 고결모래의 시멘트비와 고로슬래그비가 증가할수록 공시체의 건조밀도가 증가하고 생성된 수화물로 인해 구조가 치밀해져 일축압축강도가 증가하면서 전단파속도 또한 증가하는 경향을 보였다. 고결제를 16% 이하로 혼합한 고결모래의 경우 전단파속도와 일축압축강도의 상관관계는 비선형적으로 증가하는 경향을 보였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제16권1호
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• pp.45-53
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• 2015

본 연구에서는 불포화토에 대한 압력판 추출시험을 수행하여 함수특성곡선을 구하고 불포화토의 삼축압축시험을 실시한 후, Geostudio 2007의 SEEP/W 해석 프로그램을 이용하여 부정류 침투해석을 수행하였으며, SLOPE/W 해석프로그램으로 비탈면 안정성을 검토하였다. 그 결과 모관흡수력 증가에 따라 순체적응력과 축차응력이 증가하고 겉보기점착력도 선형적으로 증가함으로 써 전단강도가 증가함을 알 수 있었다. 강우침투해석 결과 높은 음의 간극수압에서는 적은 강우량에도 간극수압의 증가폭이 크게 나타났고, 일정깊이 이하의 심도에서 지하수위의 상승을 제외하면 강우의 영향을 받지 않음을 알 수 있었다. 비탈면의 파괴양상과 동일한 단면으로 파괴면을 일정하게 고정시켜 안정 해석한 결과 실제로 비탈면 파괴 시에 안전율이 1.0 이하로 낮아지는 것을 확인할 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제31권1C호
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• pp.39-51
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• 2011

작은 입자 사이에 고립된 상태로 존재하는 굵은 입자는 비록 소량일지라도 흙의 전단거동에 영향을 미칠 수 있다. 이와같이 소량의 굵은 자갈이 포함된 지반의 전단특성을 평가할 경우, 실내시험에 사용되는 자갈의 크기와 공시체의 직경이 전단거동에 영향을 미칠 수 있다. 따라서 본 연구에서는 모래 입자 사이에 흩어져 있는 자갈의 크기와 공시체의 직경을 달리하면서 모래-자갈 혼합토의 전단특성을 연구하였다. 크기가 7, 12, 15, 18, 22mm인 다섯 종류의 자갈을 반복 사용하였으며, 각층 높이의 중간부분에 자갈을 넣고 다음 층을 쌓아 다지는 방식으로 조밀한 공시체를 완성하였다. 층당 들어가는 자갈의 크기에 따라 습윤모래를 5층 또는 10층으로 나누어 다져 직경 5cm(높이 10cm) 및 10cm(높이 20cm)인 공시체를 제작하였다. 자갈의 중량비는 3%로 동일하며 세 종류의 구속압으로 압밀시킨 다음, 비배수 삼축압축시험을 실시하였다. 직경 10cm인 공시체에서 얻은 최대축차응력은 직경 5cm인 공시체의 최대축차응력보다 자갈이 없는 경우 평균 30% 정도 높았으며, 자갈이 포함된 경우 최대 90%까지 증가하였다. 7mm와 12mm 자갈이 들어간 경우, 직경이 10cm인 공시체는 자갈의 크기에 관계없이 모두 자갈이 없는 경우보다 최대축차응력이 증가하였으나, 직경이 5cm인 공시체는 자갈의 크기에 따라 최대축차응력이 자갈이 없는 경우보다 증가하거나(7mm 자갈이 들어간 공시체) 또는 감소하였다(12mm 자갈이 들어간 공시체). 공시체 직경과 자갈의 크기가 비배수 전단거동에 큰 영향을 미쳤으며, 자갈과 공시체 직경의 비 1/5을 기준으로 자갈이 포함된 공시체의 최대축차응력이 자갈이 없는 경우보다 증가 또는 감소하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제16권1호
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• pp.27-35
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• 2004

지금까지 콘크리트에 대한 피로실험과 연구는 대부분 압축응력, 휨응력을 받는 경우에 대하여 연구를 진행하였으나 실제 교량이나 도로 포장콘크리트 구조물은 이축응력상태의 조합응력을 받게 된다. 따라서, 본 연구에서는 이러한 콘크리트 구조체가 받게 되는 이축응력 상태를 이상적으로 재현할 수 있는 쪼갬인장 피로실험방법을 제안하고 적용성을 평가 하고자 하였다. 실험은 ${\phi}15{\times}30cm$를 사용한 KS 규정을 응용하여 ${\phi}15{\times}7.5cm$의 시편을 제작하고, 쪼갬인장 피로실험에 적용하기 위한 타당성 검증을 수행하였으며, 이상적 탄성재료인 강재와 고체의 비교를 위하여 모르타르 시편을 제작하여 검증실험을 수행하였다. 또한, 이론적 고찰과 유한요소 해석을 수행하여 이론치와 해석치의 비교 고찰하였으며 정적 강도측정 및 게이지 부착실험을 수행하여 타당성을 입증하고자 하였다. 실험결과, FEA결과, 수평응력과 압축응력의 비는 3.1로 나타나 이론치 3.0과 유사한 결과를 얻을 수 있었다. 수평응력은 시편의 길이가 30cm일 경우 이론상 3MPa이지만, 본 연구에서는 시편의 길이가 30cm와 5cm일 때 각각 2.98MPa와 2.96MPa로 나타났다. 쪼갬인장 피로실험방법은 유한요소 해석, 정적 강도측정 및 게이지 부착실험모두에서 충분한 타당성을 나타내었으며, 이 방법은 실제 응력 모사, 실험의 간편성, 현장 시편 이용 가능성 등 많은 장점을 가지고 있는 것으로 판단되어 향후 교량이나 도로포장 구조물에 사용되는 콘크리트의 피로거동을 모사하는데 적합한 실험방법으로 사료된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권6호
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• pp.169-179
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• 2003

연약지반에 축조되는 구조물 설계에 매우 중요한 지반 특성치인 점토지반의 비배수 전단강도를 깊이에 따라 연속적으로 측정할 수 있는 현장 원위치 시험법으로서 피에조 콘의 활용도가 점점 높아지고 있다. 피에조 콘 시험으로 추정되는 비배수 강도의 신뢰성은 이에 적용되는 콘 계수 값의 신뢰성에 크게 의존한다. 콘 계수에 대한 여러 연구자들의 제안이 우리의 실정에 맞는지 검증하고 점토지반의 특성에 따른 콘 계수 값의 변화 특성을 파악하여 콘 계수 선정에 대한 합리적인 기준을 마련하는 것이 이 연구의 목적이다. 이 연구는 경남 양산물금 지역의 해성점토층을 대상으로 피에조 콘 시험과 비교란 시료에 대한 실내 전단강도시험(일축압축시험, 비압밀 비배수 삼축압축시험)과 압밀시험을 실시하였다. 시험 결과를 이용하여 콘 계수와 점토의 여러 역학적 특성치(비배수 전단강도, 선행압밀압력, 소성지수, 간극수압비, 강성지수, 마찰비)의 관계를 고찰하여 콘 계수 값의 합리적 선정을 위한 기준을 마련하고자 하였다. 연구 결과로부터 얻은 결론으로서는, 상관관계가 비교적 높은 특성치의 짝은 비배수 전단강도와 콘 계수$(N_{kt}, N_{ke}, N_{\Delta u})$, 선행압밀압력과 $(N_{kt}, N_{ke})$, 간극수압비(B$_{q}$ )와 $(N_{ke}, N_{\Delta u})$이었고 선행압밀압력과 $(N_{\Delta u}), B_q와 (N_{kt})$는 상관 관계가 나타나지 않았으며, 소성지수, 강성지수, 그리고 마찰비도 콘 계수와 상관 관계가 없는 것으로 나타났다. 또한, 비압밀 비배수(UU) 삼축압축시험으로 구한 점토의 비배수 전단강도를 기준으로 할 때, 여러 제안자들이 제안한 피에조 콘 시험결과를 이용한 비배수 전단강도 추정에서 $(N_{\Delta u})$가 다른 두개의 콘 계수보다 선행압밀압력의 크기에 상관없이 변화폭, 표준편차 및 분산도가 모두 작아서 신뢰성이 가장 높게 나타났다.

• 농업과학연구
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• 제14권2호
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• pp.329-344
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• 1987

과압밀비(過壓密比)와 전단속도(剪斷速度) 및 다짐율(率)이 점성토(粘性土)의 응력변형특성(應力變形特性)에 미치는 영향(影響)을 검토(檢討)하기 위해서 반부극하(反復戟荷)에 의(依)한 삼축압축시험(三軸壓縮試驗)을 한 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 반부재하(反復載荷)를 했을 때 같은 변형(變形)에서 축차응력의 차(差)는 큰 변형(變形)에서 반부재하(反復載荷)했을 때 더욱 크게 나타났고 공극수압(空隙水壓)은 제하시(除荷時)에는 감소(減少)하다가 다시 증가(增加)하며 재재하(再載荷)되면서 급격히 증가하는 현상(現象)을 나타냈다. 2. 과압밀비(過壓密比)가 클수록 변형(變形)의 증가(增加)에 따라 회복되는 탄성변형률은 감소(減少)하였으며 제일재하계수(除一載荷係數)는 과압밀비가 증가(增加)할수록 감소(減少)하였다. 3. 전단속도(剪斷速度)가 증가(增加)함에 따라 탄성변형율(彈性變形率)은 증가(增加)하였고 변형(變形)의 증가(增加)에 따라 탄성변형율(彈性變形率)은 감소(減少)하였다. 제일재하계수(除一載荷係數)는 변형(變形)이 증가(增加)함에 따라 감소(減少)하였고 전단속도(剪斷速度)가 빠른 경우에 큰 값을 나타냈다. 4. 회복되는 탄성변형율(彈性變形率)은 다짐율이 증가(增加)함에 따라 크게 나타났고 또 변형(變形)이 증가(增加)함에 따라 탄성변형율(彈性變形率)은 약간 감소(減少)하는 경향(傾向)을 나타냈다. 제일재하계수(除一載荷係數)는 다짐율(率)의 증가(增加)에 따라 뚜렷한 경향(傾向)은 보이지 않았으나 일반적(一般的)으로 변형(變形)이 증가(增加)함에 따라 감소(減少)하는 경향(傾向)을 나타냈다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제36권10호
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• pp.21-31
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• 2020

본 연구에서는, 제주도 현무암 암석의 삼축압축시험 결과에 대한 비선형 회귀분석을 통하여 Hoek-Brown 계수(m_i)를 계산하였다. 그리고 제주도 현무암 암석의 일축압축강도(UCS), 압열인장강도(BTS) 및 압열인장강도에 대한 일축압축강도의 비(UCS/BTS)와 m_i의 관계를 각각 살펴보았으며, 제주도 현무암의 Hoek-Brown 파괴 포락선을 결정하는데 있어서, 인장 및 압축파괴영역에서 이용할 수 있는 방법을 제안하였다. 그 결과, 제주도 현무암 암석의 UCS 및 BTS와 m_i 사이에는 뚜렷한 상관관계가 없었으며, UCS와 m_i/UCS 및 BTS와 m_i/BTS 사이에는 멱함수와 지수함수의 상관관계가 있음을 알 수 있었다. 제주도 현무암의 UCS/BTS와 m_i 사이에는 뚜렷한 상관관계가 없었으며, Hoek-Brown 파괴기준에 의해 계산되는 인장강도는 제주도 현무암의 인장강도를 과소평가하고 있다는 것을 알 수 있었다. 본 연구에서 제시한 방법은, 제주도 현무암의 인장 및 압축파괴영역에 대한 Hoek-Brown 파괴 포락선을 결정하는데 있어서 유용하게 이용할 수 있을 것이라 사료된다.

• 지질공학
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• 제21권2호
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• pp.147-156
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• 2011

이산화탄소 지중저항을 위한 주입공의 안정성 및 누출제어에 주요 영향을 미치는 그라우팅 시멘트의 물리, 역학적 물성과 파괴 거동 특성을 실내실험을 통해 규명하였다. 물과 조강 3종 포틀랜드 시멘트를 네 종류의 질량비(각각 0.4, 1, 2, 3)로 배합한 시편을 제작하여 시험하였다. 그라우팅재의 제반 물리, 역학적 물성은 물/시멘트 배합비 0.4와 1 사이에서 급격하게 변화하며 전체적으로 물/시멘트 배합비가 증가함에 따라 공극률은 증가, 탄성파속도, 탄성계수, 압축, 인장강도 등은 감소하는 체계적인 변화양상을 보였다. 특히 일련의 삼축압축실험에서는 시편 성형시 물/시멘트 배합비와 시편에 작용하는 구속압 조건에 따라 취성파괴와 연성변형의 경계가 명확히 구분되었다. 규명된 물성 및 파괴거동은 이산화탄소 주입공 주변의 암반응력과 주입압 조건에 따라 발생할 수 있는 그라우팅재의 일차적 변형, 파괴, 균열 등의 모델분석에 주요 입력인자로 활용될 수 있을 것으로 기대한다.

• 지질공학
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• 제23권3호
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• pp.247-256
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• 2013

중동지역의 Sabkha층 탄산질 모래는 낮은 전단강도를 나타내며, 입자파쇄시 내부공극의 외부노출로 인한 즉시침하와 파쇄입자의 재배열로 인한 시간 의존적 이차침하가 발생된다. 현장 대형기초에 의한 Sabkha층의 침하특성을 분석하기 위하여 Hydrotest를 수행하였고, 실내시험 결과와 비교하였다. 삼축압축시험 결과 일차입자파쇄의 정도에 따라 Sabkha층 GL-1.5 m에서 Strain-hardening, GL-7.0 m에서 Strain-perfect, GL-7.5 m에서 Strain-softening 형태의 응력-변형 거동이 나타났다. 일반적으로 전반전단파괴는 입자가 조밀하고 지반의 강도가 큰 경우 발생하나 Sabkha층 탄산질 모래에서는 Strain-softening 거동 발생시 Strain-hardening과 Strain-perfect 거동에 비하여 오히려 입자파쇄 강도가 작아지는 현상이 발생하였다. 이러한 응력-변형 특성은 상대밀도 증가시 전단강도가 증가하는 석영질 모래의 특성과는 상이한 것이다. 현장 Hydrotest시 입자파쇄의 영향으로 간극수압 소산 후에도 지속적인 이차압축침하가 발생되었으며, 입자파쇄응력이 상대적으로 작고 Strain-softening 거동, 혹은 Strain-perfect 거동을 나타낸 하부 Sabkha층의 입자파쇄가 기초침하에 지배적인 영향을 미친 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제29권9호
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• pp.43-54
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• 2013

본 연구는 연약지반현장의 사면활동에 관한 계측자료를 분석하여, p-q 응력경로에서 얻은 안정관리지수(Stability Control Index, SCI)를 이용한 새로운 성토체의 안정관리기법을 제안하고자 한다. 여기서는 이와 같은 새로운 기법을 검증하기 위하여 삼축압축시험(CU)을 실시하여 현장 계측자료와 상호 비교 검토하였다. 안정관리지수(SCI)는 응력경로에서 전응력경로점 $p_{max}$ 와 $k_f$선상의 점 $p_f$사이의 상대적인 위치를 이용하여 현재의 유효응력경로점 ($p^{\prime}=p-{\Delta}u$)으로부터 얻은 값이다. 이와 같은 결과로 유효응력점 $p^{\prime}(=p-{\Delta}u)$ 는 간극수압이 발생될 때는 $k_f$선상의 점인 $p_f$, 간극수압이 소산될 때는 전응력점인 $p^{\prime}_{max}$에 접근할 것이다. 따라서 안정관리지수(SCI)는 유효응력경로점의 상대적인 위치로부터 성토체의 안정상태를 정량적으로 평가할 수 있다.