• Geomechanics and Engineering
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• 제6권3호
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• pp.235-248
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• 2014

Population increase and economic developments can lead to construction as well as demolition of infrastructures such as buildings, bridges, roads, etc resulting in used concrete as a primary waste product. Recycling of waste concrete to obtain the recycled concrete aggregates (RCA) for base and/or sub-base materials in road construction is a foremost application to be promoted to gain economical and sustainability benefits. As the mortar, bricks, glass and reclaimed asphalt pavement (RAP) present as constituents in RCA, it exhibits inconsistent properties and performance. In this study, six different types of RCA samples were subjected classification tests such as particle size distribution, plasticity, compaction test, unconfined compressive strength (UCS) and California bearing ratio (CBR) tests. Results were compared with those of the standard road materials used in Queensland, Australia. It was found that material type 'RM1-100/RM3-0' and 'RM1-80/RM3-20' samples are in the margin of the minimum required specifications of base materials used for high volume unbound granular roads while others are lower than that the minimum requirement.

• Geomechanics and Engineering
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• 제33권4호
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• pp.327-339
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• 2023

The expansion capacity and strength of expansive grout have a significant influence on the stress state of a supported rock mass and the strength of a grout-rock mass structure. The expansion and strength characteristics are vital in grouting preparation and application. To analyze the expansion performance and mechanical properties of expansive grout, uniaxial compressive strength (UCS) tests, expansion ratio tests, XRD, SEM, and microscopic scanning tests (MSTs) of expansive grout under different curing pressure conditions were conducted. The microevolution was analyzed by combining the failure characteristics, XRD patterns, SEM images, and surface morphologies of the specimens. The experimental results show that: (1) The final expansion ratio of the expansive grout was linear with increasing expansion agent content and nonlinear with increasing curing pressure. (2) The strength of the expansive grout was positively correlated with curing pressure and negatively correlated with expansion agent content. (3) The expansion of expansive grout was related mainly to the development of calcium hydroxide (Ca(OH)2) crystals. With an increase in expansion agent content, the final expansion ratio increased, but the expansion rate decreased. With an increase in the curing pressure, the grout expansion effect decreased significantly. (4) The proportion of the concave surfaces at the centre of the specimen cross-section reflected the specimen's porosity to a certain extent, which was linear with increasing expansion agent content and curing pressure.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제15권3호
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• pp.33-40
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• 2014

본 논문에서는 준설토를 친수공간 조성과 같이 친환경적으로 재활용하기 위하여 고화준설토를 제작하였고, 역학적 특성과 식생 발아 특성을 분석하였다. 사용된 고화제는 고로슬래그 미분말을 기본재료로 고칼슘플라이애시 및 알칼리 복합 활성화제를 이용하여 제작한 고화제(Non Sintering Binder, NSB)이며, 비교 분석을 위해 포틀랜드 시멘트도 사용하였다. 고화준설토의 지반공학적인 개량 효과를 검토하기 위하여 유동성 시험, 단위중량 시험, 일축압축시험 등과 같은 다양한 실내 시험을 실시하고, 환경에 미치는 영향을 분석하기 위하여 중금속 용출과 식생 발아 실험을 실시하였다. 일축압축강도를 통하여 고화제의 함량이 증가할수록 모든 고화준설토의 강도가 증가하는 경향을 볼 수 있으며, NSB 고화준설토가 OPC 고화준설토보다 높은 강도를 나타냈다. 식생발아 실험 결과 OPC 고화준설토보다 NSB 고화준설토에서 발아 시기와 발아율이 우수하게 나타났다. 고화준설토의 pH와 7일 강도가 클수록 발아율과 발아 시기는 감소하는 경향을 보인다.

• 터널과지하공간
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• 제22권5호
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• pp.321-329
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• 2012

미생물의 유무에 따른 티탄철석의 물성변화를 살펴보기 위하여 공극률, 흡수율, 종파속도 및 일축압축강도(UCS) 등의 실내시험을 수행하였다. 물리적 성질 변화는 미생물을 배양하지 않은 무기적 산화와 미생물을 배양한 생물학적 산화의 조건에서 배양기간에 따라 정량적으로 비교하였다. 그 결과, 배양기간 45일까지 측정된 pH는 무기적 산화의 경우 3.82-4.26 범위에 분포하는 반면, 생물학적 산화에 의한 pH 값은 2.20-2.57 범위 내에서 분포를 보였다. 미생물 유무와 배양기간에 따라 측정된 흡수율의 경우 무기적 산화는 최종단계에서 0.052%, 생물학적 산화는 0.073%로 나타났다. 공극률의 경우 무기적 산화는 최종단계에서 0.206%, 생물학적 산화는 0.281%를 보였다. 미생물에 의한 생물학적 산화는 무기적 산화에 비해 전반적으로 높은 값을 보였다. 종파속도는 배양기간이 지남에 따라 전반적으로 초기 평균값에 비해 낮은 속도 분포를 보였으며, 무기적 산화는 최종단계에서 1886 m/s로, 생물학적 산화는 최종단계에서 1410 m/s로 나타났다. 일축압축강도는 배양기간 따라 모든 시험편에서 감소를 보이며, 무기적 산화의 경우 최종단계에서 241.4 MPa로, 생물학적 산화의 경우 140.0 MPa로 나타났다. 결론적으로 배양기간에 따른 티탄철석의 물리적 특성 변화는 미생물에 의한 영향이 크게 작용하였음을 의미한다.

• 터널과지하공간
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• 제33권3호
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• pp.141-149
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• 2023

근래 들어 도심지 지하공간에 대한 수요가 증가함에 따라 도심지 터널계획이 활발히 진행되고 있다. 특히 로드헤더 굴착공법은 도심지 터널에 대한 적용성이 우수하여 적용사례가 증가하고 있다. 그러나 로드헤더 굴착공법은 일축압축강도 100 MPa 이상인 고강도 암반구간에 대한 굴착효율이 저하되는 한계가 있는 것으로 알려져 있다. 이에 따라 본 연구에서는 고강도 암반구간에 대한 로드헤더 굴착효율 개선방안으로 선균열공법을 제안하고 적용성을 평가하였다. 이를 위해 일축압축강도와 RQD를 함께 고려하여 순굴착속도를 산정할 수 있는 Bilgin 예측식을 활용하여 순굴착속도를 평가하였다. 동일한 일축압축강도인 암반조건에서 RQD가 감소할수록 순굴착속도가 증가하는 것으로 나타났다. 이는 고강도 암반에서 절리가 증가할수록 로드헤더 굴착효율이 증가하는 것으로 판단된다. 또한 현장시험을 통해 고강도 암반구간에 대한 선균열공법의 현장 적용성을 검증하였다. 균열유도공을 중심으로 균열대가 형성되는 것을 확인할 수 있었으며, 이를 통해 고강도 암반구간에 선균열공법 적용이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2006년도 추계 학술발표회
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• pp.334-408
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• 2006

In Hong Kong, large-diameter (${\ge}600mm$) bored piles and large-section excavated rectangular barrettes are commonly used to support tall buildings to resist both vertical and horizontal loads. These piles and barrettes penetrate through and may found in saprolitic soils and decomposed rocks. Generally, the design of these large bored piles and barrettes involves considerable amount of uncertainty and design parameters must usually be verified by field tests. In this paper, over 50 full-scale load tests on large-diameter bored piles and over 15 large-section of rectangular barrettes in Hong Kong are reviewed and interpreted critically, in particular the degree of mobilisation of side shear resistance using a mobilization rating (MR) factor and a displacement index (DI) for floating bored piles and barrettes and rock-socketed piles, respectively. The author was heavily involved with many of these load tests. The diameter of the bored piles tested ranges from 0.6m to 1.8m and the depth varies from 12m to 75m. Sizes of barrettes critically reviewed include $2.2m{\times}0.6m,\;2.2m{\times}0.8m,\;2.8m{\times}0.8m\;and\;2.8m{\times}1.0m$ (on plan) and the depth varies from 36m and 63m. Based on these field tests, a new failure load criterion for large-diameter bored piles and barrettes is developed and proposed. The side shear resistance of the bored piles and barrettes is quantitatively analyzed with respect to local displacements, standard penetration tests, unconfined compressive strength (UCS) for rock sockets and using the effective stress principle. In addition, the effects of construction including post-grouting, construction time, side scraping and excavation tools on side shear resistance are investigated and reported.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권4호
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• pp.1499-1508
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• 2013

남극 암석의 동결-융해 풍화현상에 관한 연구를 위하여 테라노바 만 지역의 편마암을 대상으로 풍화등급에 따라 약한풍화(SW) 및 보통풍화(MW)로 분류하여 암석의 공학적인 특성 변화를 실험하였다. 동결-융해시험은 $-20{\pm}2^{\circ}C{\sim}20{\pm}2^{\circ}C$의 온도 조건에서 수행되었으며, 암석 시험편은 진공챔버에서 포화된 상태에서 5시간 동결과 5시간 융해 과정을 1 cycle의 동결-융해로 설정하였다. 본 논문에서는 전체 200 cycle의 동결-융해 과정을 진행하면서 20 cycle 마다 공극률, 흡수율, 초음파 속도 및 쇼어경도를 측정하였으며, 50 cycle 마다 일축압축시험을 수행하였다. SW 등급의 편마암은 동결-융해 1 cycle 마다 0.07 MPa 정도 일축압축강도가 감소하였으며, MW 등급의 암석은 0.2 MPa 정도 일축압축 강도가 감소하였다. 동결-융해가 200 cycle 진행되는 동안 SW 등급 암석의 흡수율은 0.23%에서 0.39%로 증가하였으며, P파 속도는 4,054 m/s에서 3,227 m/s로, S파 속도는 2,519 m/s에서 2,079 m/s로 감소하였다. 이와 유사하게 MW 등급 암석의 흡수율은 0.65%에서 1.6%로 증가하였으며, P파 속도는 3,207 m/s에서 2,133 m/s로, S파 속도는 2,028 m/s에서 1,357 m/s로 감소하였다. 동결-융해시험 결과, 남극 테라노바 만 지역의 SW 등급 편마암은 동결-융해가 200~300 cycle 반복될 경우 MW 등급 암석에 가깝게 풍화되는 것으로 밝혀졌다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제22권6호
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• pp.623-641
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• 2020

터널식 전력구는 약 5 km 이내의 연장을 기계식 굴착장비인 밀폐형 쉴드TBM을 이용하여 건설된다. 공기지연 예방 및 적기가압을 위해서는 암반등급별 공사기간의 예측정확도를 향상시켜야하며, 투입된 장비의 성능을 고려한 최적운전이 필수적이다. 이에 본 연구에서는 3.6 m급 쉴드TBM에 적합한 순굴진율 모델을 개발하고자 실대형 굴진시험을 수행하였다. 대표적인 일축압축강도에 대해서 소요추력과 커터헤드 회전속도를 바탕으로 약 100회의 실험을 수행하였다. 이에 풍화암, 연암, 경암분류에 따라 일축압축강도와 장비의 소요추력 조건이 고려된 연직력과 압입깊이 및 일축압축강도와 토크와의 상관관계를 제시하였다. 개발된 순굴진율 모델을 바탕으로 구동부 성능분석과 최적운전 조건에 대해 제시하였다. 본 연구결과를 통해 터널식 전력구 공사기간 단축 및 조기사용에 대한 사용자 편익증대를 기대할 수 있다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제12권5호
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• pp.13-19
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• 2011

작은 입자 사이에 소량의 굵은 입자가 고립된 상태로 존재하는 모래-자갈 혼합토의 강도는 흙에서 대부분을 차지하는 작은 입자 즉 모래나 점토의 역학적 특성에 따라 좌우되지만 소량의 굵은 입자인 자갈에 의해 영향을 받는 경우도 있다. 따라서 본 논문에서는 이와 같이 모래 지반 내에 흩어져 있는 소량의 굵은 자갈이 흙의 강도에 미치는 영향에 대하여 연구하였다. 시멘트로 고결된 모래에 일정한 비율로 굵은 자갈을 각층 높이의 중간부분에 넣고 다음 층을 쌓아 다지는 방식으로 자갈이 포함된 공시체를 완성하였다. 굵은 자갈의 크기와 개수를 달리하면서 다양한 공시체를 제작하여 2일 동안 양생시킨 다음 일축압축강도를 평가하였다. 한편 내부마찰각을 평가하기 위하여 깨끗한 모래에 포함된 자갈의 개수를 달리하면서 직접전단시험을 실시하였다. 공시체 내에 포함된 자갈의 개수나 크기는 다르지만 중량비가 7%로 동일한 경우, 자갈의 개수가 증가함에 따라 고결모래의 일축압축강도는 약 15% 정도 감소하다가 다시 증가하는 경향을 보였다. 동일한 크기의 자갈이 여러 개 포함된 경우에도 자갈의 개수가 증가할수록 일축압축강도는 감소하다가 다시 증가하는 경향을 보였다. 자갈이 포함된 모래의 내부마찰각은 자갈의 개수가 증가함에 따라 5도 정도 감소하다가 다시 회복되는 경향을 보였다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제22권2호
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• pp.143-152
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• 2020

In this research, soil samples of the Kerman sedimentary basin, Iran, were investigated through laboratory tests such as petrography (Scanning Electron Microscopy (SEM), X-Ray Fluorescence Spectroscopy (XRF) and X-Ray Diffraction (XRD)), physical and mechanical characteristics tests. The soil in this area is dominantly CL. The petrography results showed that the dominant clay mineral is Illite. This soil has made some problems in the earth dams due to the low shear strength. In this study, a set of samples were prepared by adding different amounts of lime. Next, the petrography and strength tests at the optimum moisture content were performed. The results of SEM analysis showed substantial changes in the soil structure after the addition of lime. The primary structure was porous and granular that was changed to a uniform and solid after the lime was added. According to XRD results, dominant mineral in none stabilized soil and stabilized soil are Illite and calcite, respectively. The pozzolanic reaction resulted in the reduction of clay minerals in the stabilized samples and calcite was known as the soil hardener material that led to an increase in soil strength. An increase in the hydrated lime leads to a decrease in their maximum dry unit weight and an increase in their optimum moisture content. Furthermore, increasing the hydrated lime content enhanced the Unconfined Compressive Strength (UCS) and soil's optimum moisture. An increase in the strength is significantly affected by the curing time and hydrated lime contents, as the maximum compressive strength is achieved at 7% hydrated lime. Moreover, the maximum increase in the California Bearing Ratio (CBR) achieved in clay soils mixed with 8% hydrated lime.