최근 국내에서는 지반개량 재료로 무기질계 급결재와 초미립자 시멘트를 주원료로 하는 NDS(Natural and Durable Stabilizer)공법 등의 개발이 활발하게 연구되어 왔다. 하지만 기존의 연구에서는 NDS의 재령일별 강도발현 과정에 있어서의 화학적인 변화과정 및 강도발현의 원리를 설명해 주지는 못하고 있는 실정이었다. 따라서 무기질계 주입재의 대중화를 위해서는 경화과정의 메커니즘 규명이 확실하게 선행되어야 한다고 판단하였고, 일축압축시험, SEM분석, XRD분석을 재령일 별로 실시하여 각각의 결과값을 분석하였다. 또한 그 특징을 더욱 분명히 구별하기 위하여 물유리계 주입재의 대표적인 예인 SGR 또한 동일한 시험을 실시하여 비교대상으로 하였다. 시험결과 NDS의 강도발현 메커니즘을 일축압축강도-SEM-XRD의 유기적 상관성을 통해 도출할 수 있었고 그 성능의 우수함을 확인하였다.
일축압축시험은 방법이 비교적 간단하고 경제적이기 때문에 점토지반의 비배수 전단강도($c_u$)를 결정하는데 널리 사용되고 있다. 하지만, 구속압이 없는 상태에서 시험이 시행되기 때문에 지중응력 조건을 재현할 수 없고, 또한 삼축압축시험에 의한 강도보다 과소평가 되는 경우가 많다. 따라서, $c_u$를 시료교란에 대해 보정하여 실무에서 간단히 사용할 수 있는 강도 보정법이 요구된다. 본 연구에서는 흡수력 측정을 겸한 일축압축시험 만으로 원지반의 비배수 전단강도(이하, 원지반 강도)를 추정할 수 있는 방법을 제시하고자 한다. 제안된 방법은 완전시료의 이론적 전단강도식(Noorany와 Seed, 1965)을 기본으로 하며, 유효토피압과 일축압축시험의 유효응력거동 분석 결과( $A_f,\phi'$)를 필요로 한다. 특히, 전단저항각($\phi'$)은 일축압축시험의 수정파괴포락선($K_f$) 기울기가 삼축압축시험에 비해 약 1.6배정도 더 크게 평가된다는 시험결과를 근거로 하여 간단히 유추할 수 있다. 연구 결과, 제안된 방법에 의해 추정된 원지반 강도는 삼축압축시험(CK$_0$UC)의 비배수 전단강도와 유사한 값을 나타냈다.
Soil-cement mixtures involve problems in it's durability in grain size distribution and mineral composition of the used soils as well as in cement content, compaction energy, molding water content, and curing. As an attempt to solve the problems associated with durability of weathered granite soil with cement treated was investigated by conducting tests such as unconfined compression test, it's moisture, immers, wet-dry and freeze-thaw curing, mesurement of loss of weight with wet-dry and freeze-thaw by KS F criteria and CBR test with moisture curing on the five soil samples different in weathering and mineral composition. The experimental results are summarized as follows; The unconfined compressive strength was higher in moisture curing rather than in the immers and wet-dry, while it was lowest in freeze-thaw. Decreasing ratio of unconfined compressive strength in soil-cement mixtures were lowest in optimum moisture content or in the dry side rather than optimum moisture content with freeze-thaw. The highly significant ceofficient was obtained between the cement content and loss of weight with freeze-thaw and wet-dry. It was possible to obtain the durability of soil-cement mixtures, as the materials of base for roads, containing above 4 % of cement content, above 3Okg/cm$_2$ of unconfined compressive trength with seven days moisture curing or 12 cycle of freeze-thaw after it, above 100% of relative unconfined compressive strength, 80% of index of resistance, below 14% of loss of weight with 12 cycle of wet-dry and above 1. 80g/cm$_2$ of dry density.
본 연구에서는 Mohr-Coulomb 파괴기준에 따라 고결모래의 전단강도를 유도하고, 삼축 및 일축압축시험으로 검증하였다. 모래의 마찰각은 고결의 영향을 받지 않으며, 일정구속압 이하에서 고결모래의 점착력은 고결정도에 따라 일정하다. 따라서 고결모래의 전단강도는 미고결 모래의 전단강도와 고결모래의 일축압축강도의 합으로 표현되며, 고결모래의 점착력은 마찰각과 일축압축강도의 함수로 표현되었다. 또한 고결결합 파괴구속압 이후인 전이구간에서 고결모래의 전단강도는 비교적 일정하게 유지된다고 가정하여 전이구간에서 고결모래의 전단강도와 점착력을 유도하였다. 추정된 고결모래의 전단강도와 점착력은 실험결과와 잘 일치하였다. 실험 결과는 또한 고결모래의 점착력 변화에 큰 영향을 미치는 고결결합 파괴구속압이 일축압축강도와 선형비례관계임을 보여준다.
The present study focuses on the application of artificial neural network (ANN) and Multiple linear Regression (MLR) analysis for developing a model to predict the unconfined compressive strength (UCS) and split tensile strength (STS) of the fiber reinforced clay stabilized with grass ash, fly ash and lime. Unconfined compressive strength and Split tensile strength are the nonlinear functions and becomes difficult for developing a predicting model. Artificial neural networks are the efficient tools for predicting models possessing non linearity and are used in the present study along with regression analysis for predicting both UCS and STS. The data required for the model was obtained by systematic experiments performed on only Kaolin clay, clay mixed with varying percentages of fly ash, grass ash, polypropylene fibers and lime as between 10-20%, 1-4%, 0-1.5% and 0-8% respectively. Further, the optimum values of the various stabilizing materials were determined from the experiments. The effect of stabilization is observed by performing compaction tests, split tensile tests and unconfined compression tests. ANN models are trained using the inputs and targets obtained from the experiments. Performance of ANN and Regression analysis is checked with statistical error of correlation coefficient (R) and both the methods predict the UCS and STS values quite well; but it is observed that ANN can predict both the values of UCS as well as STS simultaneously whereas MLR predicts the values separately. It is also observed that only STS values can be predicted efficiently by MLR.
Laboratory experiments were carried out to investigate the influence of pore water contamination on the treatment effect of sandy soil which was solidified by Portland cement. In the experiments, setting time of hydraulic cement that was mixed with contaminated mixing water was measured using Vicat equipment and observed the tendency of setting process with the kind of contaminants, organic or inorganic components. It was shown that organic contaminants of the mixing water affect largely on the initial setting process of hydraulic cement and inorganics, expecially heavy metals, did not affect on the initial setting process, otherwise it was appeared that setting time of the sandy soil that was contaminated with inorganic components was apparently faster than the sandy soil that did not include inorganic components even though organic concentrations was relatively low level (COD=200∼300) in the mixing water. The results of unconfined compression strength test (UCST) were well consistent with the results of Vicat equipment test.
We developed large diameter sampler (we called KICT type large diameter sampler) to obtain undisturbed clay and sand samples. In-situ test carried out in the In-Chon international airport and Kim-Hae. Also we obtained undisturbed sample with a hydraulic piston sampler in the nearly site and carried out unconfined compression test, consolidation test and triaxial test. The result, unconfined compression strength, secant modules, preconsolidation pressure and undrained shear strength of samples to obtain KICT type large diameter sampler are larger than that of samples to obtain hydraulic piston sampler. But failure strains and volume changes at the consolidation of samples to obtain KICT type large diameter sampler are smaller than that of samples to obtain hydraulic piston sampler
한반도 남해안 부산지역의 해성점토에 대하여 물리적 특성을 사전 파악하고, 지반 강도정수의 상관성을 분석하기 위하여 비교적 신뢰성이 크다고 할 수 있는 대형 항만공사 자료를 활용하였다. 분석자료의 정도를 높이기 위하여 해성점토만을 대상으로 하였다. 통일분류법으로 ML, MH, CL, CH, ML-CL에 해당되는 자료는 분석대상에 포함하였으며, SC로 분류되는 자료는 분석대상에서 제외하였다. 지반강도 특성에 대한 분석은 일축압축시험, 삼축압축시험, 현장베인시험 결과에 의한 비배수 전단강도, 예민비, 유효마찰각에 대하여 분석하였으며, 자료분석시 통계분석을 통하여 이상치를 제거하였으며, 또한, 교란도분석을 수행하여 결과에 대한 신뢰성을 높이고자 하였다. 상관관계 분석에서는 선형회귀분석을 수행하여 깊이에 따른 비배수전단강도의 상관관계를 검토하였다. 또한, 동일한 위치에서 수행된 일축 및 삼축압축시험 자료를 분석하여 비배수전단강도의 상관관계식을 도출하였으며, 그 결과 심도와 비배수전단강도는 $S_u=0.015148D+0.04624$의 관계를 보이며, 삼축압축시험에서 구한 비배수 전단강도가 일축압축시험에서 구한 비배수전단강도의 1.26배 정도 크게 평가되었다.
Plastic wastes, particularly polyethylene terephthalate (PET) generated from used bottled water constitute a worldwide environmental issue. Reusing the PET waste for geotechnical applications not only reduces environmental burdens of handling the waste, but also improves inherent engineering properties of soil. This paper investigated factors affecting shear strength improvement of PET-mixed residual soil. Four variables were considered: (i) plastic content; (ii) plastic slenderness ratio; (iii) plastic size; and (iv) soil particle size. A series of unconfined compression tests were performed to determine the optimum configurations for promoting the shear strength improvement. The results showed that the optimum slenderness ratio and PET content for shear strength improvement were 1:3 and 1.5%, respectively. Large PET pieces (i.e., $1.0cm^2$) were favorable for fine-grained residual soil, while small PET pieces (i.e., $0.5cm^2$) were favorable for coarse-grained residual soil. Higher shear strength improvement was obtained for PET-mixed coarse-grained residual soil (148%) than fine-grained residual soils (117%). The orientation of plastic pieces in soil and frictional resistance developed between soil particles and PET surface are two important factors affecting the shear strength performance of PET-mixed soil.
이 연구에서는 경제적인 매립장 설계를 위해 점토차수재를 순환토사와 벤토나이트-폴리머 혼합 차수재로 활용하는 방안을 연구하였다. 순환토사는 모래가 90.58%이고 세립분이 1.88%이며 입도가 불량한 모래질 흙인 SP를 사용하였다. 순환토사는 벤토나이트를 4%, 6%, 8% 혼합하여 투수실험을 한 후 해성점토에 벤토나이트를 2%, 3%, 4% 혼합한 시료와 비교하였다. 점토는 3%에서 투수기준을 만족하였으며, 순환토사는 8%에서 투수기준을 만족하였다. 폐기물 매립장의 차수기준에 맞는 시료를 만들기 위해 벤토나이트 혼합비가 4%인 시료를 대상으로 폴리머를 0.16%, 0.24%, 0.28% 혼합하여 투수시험을 하였다. 동일한 혼합비로 일축압축시험을 하여 시방기준에 만족하는지 확인하였다. 벤토나이트 혼합비가 증가할수록 투수계수와 일축압축강도는 감소하였다. 폴리머 혼합시 강도는 초기에 증가한 후 일정한 값을 유지하였다. 폴리머 혼합시 벤토나이트 혼합비를 50% 이상 감소시킬 수 있음을 확인하였다. 폐기물매립장 바닥차수재로서 순환토사-벤토나이트-폴리머 혼합시료는 벤토나이트 혼합비 4%, 폴리머 혼합비 0.28%에서 투수계수는 1.0×10-7cm/sec 이하, 일축압축강도는 500kPa 이상을 만족하여 폐기물매립장의 혼합차수재로 활용이 가능함을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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