• Advances in concrete construction
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• 제15권5호
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• pp.333-348
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• 2023

Fast infrastructure development boosts the demand for shotcrete. Despite sand and stone being the most common coarse and fine aggregates for shotcrete, excessive exploration of these materials challenges the ecological environment. This study utilized an industrial solid waste, high-titanium heavy slag, blended with steel fibers to form Wet Shotcrete of Steel Fiber-reinforced High-Titanium Heavy Slag (WSSFHTHS). It investigated its workability, shotcrete performance and mechanical properties under different water-to-cement ratios, fly ash content, superplasticizer dosage, and steel fiber content. The tunnel excavation and support were investigated by conducting finite element numerical simulation analysis and was used in 3 tunnel lining pipes in Zhonggouwan tailing pond. The major findings are as follows: (1) The water-to-cement ratio (w/c ratio) significantly impacted the compressive strength of WSSFHTHS. The highest 28-day compressive strength of 60 MPa was achieved when the w/c ratio was 0.38; (2) Adding fly ash improved the workability and shotcrete performance and strength development of WSSFHTHS. The best anti-permeability performance was achieved when the fly ash constituted 15%, with the lowest permeability coefficient of 4.596 × 10-11 cm/s; (3) The optimum superplasticizer dosage for WSSFHTHS is 0.8%. It provided the best workability and shotcrete performance. Excessive dosage resulted in water bleeding and poor aggregate encapsulation, while insufficient dosage decreased flowability and adversely affected shotcrete performance; (4) The dosage of steel fibers significantly impacted the flexural and tensile strength of WSSFHTHS. When the steel fiber dosage was 45 kg/m³, the 28-day flexural and tensile strengths were 8.95 MPa and 6.15 MPa, respectively; (5) By integrating existing shotcrete techniques, the optimal lining thickness was 80 mm for WSSFHTHS per simulation. The results revealed that after using WSSFHTHS, the displacement of the tunnel surrounding the rock significantly improved, with no cracks or hollows, similar to the simulation results.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제12권6호
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• pp.451-461
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• 2010

장기 부식 등 일반적인 건설재료의 문제점을 보완할 수 있는 대체재료로서, 섬유강화 복합재료의 활용이 증대되고 있다. 하지만 일반적으로 선형의 섬유강화 복합재료를 아치형인 터널구조물의 부재로서 활용하는 데는 많은 문제점이 대두된다. 따라서, 본 연구에서는 섬유강화 복합부재를 일정곡률로 인발성형 할 수 있는 신개념의 곡면 FRP 부재 성형장비를 개발하고 시제품을 생산하였으며, 시제품에 대한 물리적 특성 시험을 수행하였다. 이어, 곡면 FRP 시제품과 합체되어 제작된 콘크리트 복합부재에 대한 수치해석 검토 및 분석을 통하여 시제품의 터널 구조체로써의 적용성을 평가하였다. 수치해석적 적용성 검토 결과, 곡면 FRP 부재를 터널 구조물로 적용함에 있어서 터널 안정성을 충분히 확보할 수 있는 것으로 파악되었다.

• 지질공학
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• 제25권1호
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• pp.115-129
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• 2015

대단면 터널 입구부의 대절토 사면은 불안정한 응력분포 및 소성변형 가능성으로 인해 잠재적 취약부로 인식되고 있다. 본 사례연구에는 대단면 터널 갱구부 대절토 사면의 강우 후 유실사고 및 원인규명, 복구공법을 분석하여 제시하였다. 대상 현장은 46 mm의 강우 후 암반의 불연속면을 따라 대규모 평면파괴가 발생하였으며, 상부 절토사면의 불안정을 야기하였다. 지질조사 및 매핑 자료 분석 결과, 붕괴 원인은 풍화된 암반의 불연속면에 협재된 충전물과 지반 포화로 인한 절리면 연화(softening)로 판단되었다. 알칼리 장석이 풍부한 화강편마암은 풍화에 취약한 것으로 나타났다. 침하량 계측자료 분석 결과, 붕괴 직전에 급격한 변위량 증가를 관찰하였으며, 향후 사면 계측관리에 활용할 수 있을 것으로 판단된다. 응급복구 대책으로 콘크리트 공동충전 및 외부로부터 압성토 채움을 성공적으로 시행하였다. 항구복구 대책으로 사면부에는 격자블럭 및 지중 앵커 시스템을, 터널 측벽부에는 추가 락볼트 보강 및 그라우팅 공법을 성공적으로 적용하였다. 한계평형해석과 평사투영해석을 통해 원 사면의 불안정성과 보강방법의 유효성을 확인하였다. 본 사례연구는 향후 유사한 대절토 사면에 귀중한 참고자료로 활용될 것으로 기대된다.

• 터널과지하공간
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• 제14권4호
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• pp.241-247
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• 2004

본 연구에서는 숏크리트 보강용으로 폴리프로필렌 섬유의 표면을 무수말레인산이 그라프트된 폴리프로필렌(mPP)으로 표면 개질 처리한 새로운 폴리프로필렌 섬유를 개발하고, 개발된 섬유의 분산성을 조사하였다. 이 보강섬유가 혼입된 숏크리트의 강도 특성을 조사하였다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2011년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.979-987
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• 2011

The Ballast Track has been widely applied in traditionally due to low initial cost and abundant elastic property. But the disadvantages of Ballast track are; labor-intensive and costly maintenance, weak in high-speed and heavy axial load, in additionally need wide cross section of tunnel and massive substructure in viaduct. Therefore, recent applications tend to more and more towards slab track such as Gyeungbu high speed rail and existing line. The slab track increased the stability, resistance and durability of track, and save maintenance cost compare to the Ballast Track. But the slab track have weakness of track elongation by sub-ballast differential settlement and that threat safety of train operation. Therefor the slab track need to prevent cracks in concrete ballast for insure the durability of slab track. In this paper, review main items and its expected effects of the slab track maintenance standards that control sub-ballast settlement and concrete ballast cracks.

• Composites Research
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• 제18권4호
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• pp.59-65
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• 2005

This report is on the Reinforcing System(MFRI) for Concrete Structure using FRP ROD & High-Performance Mortar. The main characteristic of this system is as follow. First, the fiber rods in this system have seven times greater tensile strength than general reinforcing steel bars(re-bar) and the weight is a fifth lighter. Camels coated on the fiber rods' surfaces to improve adhesive strength and pull-out strength. Second, high strength shotcrete mortar is has very good workability and low rebound rate. After installing the Fiber Rods, Shotcrete mortar Is applied or sprayed to finish reinforcement. Finally, MFRI system has excellent fire-resisting performance and sogood tolerance against external environment by inserting fiber rods and reinforcing materials into mortar which has high compressive strength. It is applied to bridge slab, utility box and tunnel of civil engineering works, and beam and slab of building structures.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 1995년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.402-406
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• 1995

The purpose of this paper is to decrease shotcrete rebound losses and to produce economic effectiveness at the same time in construction. The mechanical properties and quick acceleration of various shoterete mixes were analyzed, which were intuenced by several accelerators and their amouts used. And the application and construction in the felds were evaluated. The shotcrete rebounds relied on the condition of construction rather than on the quality of materials, but it is found that the decreasing of the cost and time in shotcreting under the same condition was based on the rebounds which were affected by the accelerating capability of the accelerators. The application of the accelerator was limited by the condition of tunnel construction ; such as ground water, anti-corrosive, or anti-chemistry. It is important to choose a proper accelerator. Therefore, it is necessary that better accelerators which satisfly mechanical characteristics and economy are developed. Optimal working conditions should be announced to the workers and workers' skill be improved in the shotcrete construction feld as well.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2009년도 춘계 학술대회 제21권1호
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• pp.515-516
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• 2009

산업의 발전과 국토의 효율적인 활용을 위하여 많은 도로 및 철도 터널이 축조되어 사용되어 왔다. 하지만 이러한 터널 구조물의 지하수와 토양의 오염 물질 등으로 인한 손상에 의하여 많은 열화가 진행되고 있는 실정이다. 이러한 노후터널의 보수 보강에 있어 유해이온에 대한 저항성을 높이고 보수 보강 시간의 단축을 위하여 광물질 혼화재료인 고로슬래그 미분말과 급결제를 사용한 모르타르의 최적 배합을 찾는데 목적을 두었다.

• 터널과지하공간
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• 제11권2호
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• pp.120-121
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• 2001

연구의 목적은 콘크리트 결함 발견을 위하여 탄성파를 사용하여 구조물의 속도전파 단면도를 영상화시키고 그 결과를 분석하고자 하였다. 탄성파의 전파 양상을 유한요소법을 이용하여 이론모형에서 계산하고, 그 이론을 실험실의 구조물 모형에 적용하여 토모그램을 작성하였다. 또한 초동 주시를 5개 단계로 선택하여 역산을 행하였으며 계산된 탄성파 속도전파 단면도를 비교하여 가장 편리하고 정확한 초동주시 발췌법을 제시하였으며, 이러한 초동주시에 의해서 모형실험을 행하였다.

• 터널과지하공간
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• 제15권5호
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• pp.352-358
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• 2005

콘크리트 비파괴 검사를 위하여 배면공동모형과 교량공동모형에 대하여 시간영역 탐사와 주파수영역 탐사를 실시하였다. 시간영역 탐사는 초동주시 역산법을 이용하여 토모그래피를 작성하여 공동의 여부를 해석하였다. 주파수영역 탐사는 시간영역 기록을 푸리에 변환에 의한 주파수영역에서의 최대 주파수를 분석하여 해석하였다.