• 한국산학기술학회논문지
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• 제10권7호
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• pp.1668-1672
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• 2009

본 연구에서는 피조콘관입시험 결과를 활용한 토질분류법 중 가장 일반적으로 사용되고 있는 Robertson 방법과 최근 발표된 최신 분류법인 Schneider 방법을 비교분석하였다. 이를 위하여 경기해안 지역의 연약지반을 대상으로 두 방법 및 통일분류법의 토질분류 결과를 고찰하였다. 연구결과, 두 방법에 의한 결과 차이는 크지 않았으나 전반적으로 Schneider 방법이 점토지역에서, Robertson 방법이 사질토에서 보다 정밀한 결과를 보였다. 보다 신뢰도 높은 토질분류를 위하여 콘 시험의 데이터베이스, 정규화된 콘저항치, 간극수압 및 배수조건에 대한 심층 연구가 필요하다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제19권4호
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• pp.187-199
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• 2016

연약지반의 층서 파악을 위해 대상 지역 전체에서 취득되는 다중채널 표면파 탐사(Multichannel Analysis of Surface Wave; MASW)와 지반에 대한 직접적인 정보를 제공하는 피에조콘 관입시험(Piezo Cone Penetration Test; CPTu) 자료를 지구통계학적으로 복합 분석하였다. MASW 자료는 지반 강성도와 밀접한 관계를 갖는 것으로 알려져 있는데, 2개의 측선에 대해 자료를 취득하고 연구 지역 시료의 실내시험을 통해 이를 확인하였다. CPTu는 대상지역 내 6개 지점에서 취득하였고 선단저항($q_c$) 및 간극수압(u) 자료에 지구통계학적 복합 분석을 적용하여 3차원 물성 분포를 확보하였다. 복합 분석은 MASW 자료와 선단저항 및 간극수압의 공간적 상관성에 따라 시뮬레이션 할 수 있는 순차 가우시안 공동 위치 시뮬레이션(Sequential Gaussian Co-Simulation; COSGSIM) 기술을 적용하였다. 분석 결과의 검증을 위해 CPTu 자료 취득 위치와 다른 2개 지점에서 시추가 이루어졌으며, 이 지점에서 SPT N 값과 시추 주상도를 확보할 수 있었고 이 자료를 복합 분석 결과의 지반 공학적 정확도 분석을 위해 사용하였다. 복합 분석을 통해 확보한 3차원 선단저항 및 간극수압 분포도의 신뢰성 검증을 위해 2개의 시추 지역에서 획득한 지반 조사 자료와 비교한 결과, 매우 상관성이 좋은 결과를 확인할 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제38권3호
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• pp.429-438
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• 2018

원추형콘과 T-bar 관입시험기는 점토의 비배수전단강도를 측정하기 위해 널리 사용된다. 축소모형시험의 경우 소형관입시험기가 사용되어야 하지만 경험상관계수에 대해 발표된 자료가 부족하다. 본 연구에서는 소형콘과 소형T-bar 관입시험기의 경험상관계수를 도출하기 위한 시험시스템을 구축하였고, 카올린점토에 대하여 실험을 수행하였다. 직경 350mm의 강재원형챔버를 사용하여 4개의 모형지반을 조성하였고, 각 모형지반은 다른 선행압밀응력에서 압밀하여 비배수전단강도를 조절하였다. 경계면 효과, 관입속도, 직경 및 형상의 영향을 확인하기 위하여 다른 직경을 가진 두 직경의 소형콘(10mm, 16mm)과 직경 10mm T-bar를 이용하여 시험을 수행하였다. 또한 관입시험 후의 시편을 채취하여 비압밀비배수삼축시험을 수행하여 비배수전단강도로 결정하였다. 최종적으로 비배수전단강도와 관입시 선단저항력의 상관관계를 통해 경험상관계수를 산정하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제31권1C호
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• pp.29-38
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• 2011

소형 콘은 해상도가 뛰어나 국부영역의 탐지를 위하여 다양하게 활용되고있다. 소형 콘은 변형률계 부착 면적이 부족하여 half-bridge 형태로 회로를 구성하고 있으며, 이는 주변온도 변화에 의하여 민감하게 반응하는 것으로 알려져있다. 본 논문의 목적은 이러한 온도영향을 해소하기 위하여 소형 콘의 온도보상 기법에 관한 연구를 수행하는 것이다. 본 연구를 수행하기 위하여 직경과 길이가 각각 15mm 그리고 56mm인 소형 콘을 개발하였다. 로드셀은 온도변화만을 반영할 수 있는 공간을 확보하기 위하여 후면으로 54mm 연장하여 제작되었다. 온도보상회로는 스트레인 게이지를 선단저항 부분, 주면마찰 부분 그리고 연장한 로드셀에 부착하여 소형 콘 내에서 휘트스톤 브리지(Wheatstone bridge) 회로를 구성하였다. 소형 콘의 일반적 회로구성인 half-bridge도 내부에 함께 구성하여 상호간의 결과값을 비교 및 고찰하였다. 여름과 겨울의 계절적인 온도변화에 따라 측정값의 오차를 검증하기 위하여 계절적 온도 변화 실험을 수행하였다. 또한 지반다짐 실험으로 지반의 상대밀도를 증가시켜 관입 시 주변 온도변화에 따라 측정값 변화도 관찰하였다. 측정결과 온도보상회로를 이용하여 측정한 값은 half-bridge 회로로 측정한 값과 차이를 보였으며, 더욱 안정화되고 이상적인 경향을 보였다. 본 논문은 소형 콘 사용시 온 도 영향에 대한 문제를 해소하고 더욱 신뢰성 높은 측정값을 획득할 수 있는 기법에 대하여 제시하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권6호
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• pp.2359-2368
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• 2013

콘관입시험은 현장조사 시험법으로 사용 빈도가 증가되고 있다. 그러나 콘관입시험은 콘크기와 용량 등에 따라 적용 가능한 현장조건이 제한되는 단점이 있다. 소형콘의 감소된 단면적은 시스템 용량을 증대시켜 적용성을 향상시킬 수 있으며, 코일식 롯드를 이용한 연속관입 시스템은 신속하고 경제적인 지반조사를 가능하게 한다. 본 연구에서는 국내 여러 현장에서 연속관입형 소형콘관입시험 시스템의 성능을 표준 콘관입시험 시스템과의 비교시험을 통하여 평가하였다. 소형콘관입시험 장비는 기존의 표준콘관입시험 장비와 비교하여 지반정수 도출 및 지반분류에 동일한 성능을 발휘하는 것을 확인하였으며, 장비의 기동성 및 적용대상 토질 확대 등의 장점을 나타내는 것으로 평가되었다. 크기효과 검증을 위한 현장시험 결과 기존 시험 방법에 비해 콘저항력의 경우는 약 10% 과대평가하는 것으로 나타났다. 차량 형태의 조사장비는 표층이 연약하거나 진입이 어려운 경우에는 조사의 한계가 있으므로, 궤도장치에 탑재된 연속관입형 소형콘관입시험 시스템으로 개선하여 적용성을 확대시켰다. 따라서 개선된 연속관입형 소형콘관입시험 시스템은 연약지반 심도탐지 및 흙분류시 경제적이고 신뢰성 높은 지반조사 방법으로 활용할 수 있다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권4C호
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• pp.163-174
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• 2009

온도 변화에 의하여 로드셀이나 스트레인 게이지의 결과값이 변하기 때문에 로드셀이나 전기저항식 변형율계를 이용하는 기계적 장치는 주변 온도의 변화에 의하여 영향을 받는다. 본 연구에서는 기존의 전기저항식 변형율계 타입의 콘이 가지는 문제점과 한계를 극복하고 관입과 동시에 연속적으로 온도보상이 가능한 직경 1~7mm의 초소형 광섬유 마이크로콘을 개발하였다. 광섬유는 머리카락 굵기의 작은 직경을 가지고 있어 원하는 크기의 센서를 구성할 수 있고 전기적 신호인 전압을 측정하는 것이 아니라 빛의 파장변화를 감지하여 변형율로 변환하게 되므로 주변 조건에 의한 간섭 영향이 거의 없다. 개발된 콘의 온도보상 효과를 검증하기 위해 외력이 없는 상태에서 콘 주변의 온도를 변화시키는 온도시험을 실시하였다. 주변 온도에 따라 측정전압이 변화되는 전기저항식 변형률계 콘과는 달리 광섬유 센서를 적용한 콘은 일정한 값을 유지하는 것으로 나타났으며 관입과 동시에 지중의 온도변화를 연속적으로 확인할 수 있었다. 또한, 다층지반 콘관입시험에서는 관입되는 동안 교란영역이 적고 분해능이 뛰어나 선단지지력의 변화만으로도 다층지반의 경계를 명확하게 탐지할 수 있는 것으로 분석되었다. 본 연구에서는 광섬유 센서를 이용한 초소형 마이크로콘으로 다층지반을 효과적으로 탐지할 수 있으며 지중의 온도 영향이 고려된 순수한 선단저항력을 획득할 수 있음을 보여준다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제25권1호
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• pp.77-88
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• 2009

본 연구에서는 부산지역 점토의 비 배수전단강도를 추정하기 위해 현장 및 실내시험을 통해 부산점토의 콘계수를 평가하였다. 이를 위해 부산신항 지역 및 녹산지역에서 $CK_0U$ 삼축압축시험, 베인전단시험, 피에조 콘 관입시험(CPTu) 등을 실시하였다. 시험결과, 현장 점토의 비배수전단강도는 심도에 따라 증가하였으며, 강도증가비는 각각 $S_{u(CKU)}/{\sigma}'_v\;{\fallingdotseq}\;0.26{\sim}0.44$와 ${\mu}_{su(VST)}/{\sigma}'_v\;{\fallingdotseq}\;0.20{\sim}0.23$로 삼축 비배수전단강도가 베인 비배수전단강도에 비해 1.5배 정도 크게 나타났다. 또한 CPTu 시험결과 콘선단저항($q_c$)과 간극수압($u_2$)은 심도에 따라 증가하였으며, 간극수압비($B_q$)는 $0.3{\sim}1.0$정도로 나타났다. 삼축압축 및 베인시험 결과와 CPTu 결과로부터 콘계수를 산정한 후 간극수압비와 비교한 결과, 삼축 비배수전단강도와 베인 비배수전단강도를 추정하기 위한 부산지역 점토의 콘계수는 각각 $5{\sim}20$, $10{\sim}35$로 나타났다. 그리고 콘계수는 간극수압비가 증가함에 따라 선형적으로 감소하였으며, 이로부터 간극수압비를 이용한 부산점토 콘계수 추정방법을 제안하였다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제13권1호
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• pp.119-139
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• 2017

Static Penetration Test (CPT) and Dynamic Penetration Test (DPT) are commonly used in-situ tests in a routine geotechnical investigation. Besides their use for qualitative investigation (lithology, homogeneity and spatial variability), they are used as practical tools of geotechnical characterization (resistance to the penetration, soil rigidity) and modern foundation design as well. The paper aims at presenting the results of an extensive research work on the evaluation of the 1D primary consolidation settlement of saturated clayey soils on the basis of the CPT or DPT tests. The work is based on an analysis of the correlations between the tip resistance to penetration measured in these tests and the parameters of compressibility measured by the compressibility oedometer test, through a local geotechnical database in the northern Algeria. Such an analysis led to the proposal of two methods of calculation of the settlement, one based on the CPT test and the other one on the DPT. The comparison between the predicted settlements and those computed on the basis of the oedometer test showed a good agreement which demonstrate the possbility to use the CPT and DPT tests as reliable tools of computation of foundation settlements in clayey soils.

• 한국지반공학회논문집
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• 제25권2호
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• pp.45-54
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• 2009

흙의 전기적 특성은 지반 상태를 평가하는 방법으로 사용되어 왔다. 본 논문의 목적은 현장 지반의 간극률을 우수한 정밀도로 평가하기 위한 현장 관입용 전기비저항 콘 프로브의 개발 및 적용성 평가이다. 전기비저항 콘 프로브는 관입에 따른 교란을 최소화시키기 위해 콘 모양으로 제작되었다. 또한 전기적 간섭을 최소화시키기 위해 외부전극과 중심전극이 4단자 쌍 회로 방식으로 구성되어 있다. 개발된 장비의 현장 적용성 정가를 위하여 인천과 부산에서 현장실험을 수행하였으며, 콘관입장비를 이용하여 0.33mm/sec의 속도로 관입하면서 선단부에서 전기비저항 값을 측정하였다. 측정된 전기비저항 값과 비교란 시료로부터 얻은 간극수의 전기비저항 값을 Archie에 의해 제안된 경험식에 적용하여 대상지반의 간극률을 계산하였다. Archie 경험식의 실험상수는 비교란시료로부터 추출한 간극수에 근거하여 결정하였다. 산정된 간극률의 프로파일을 동일 지역에서 수행된 SPT, CPT, 그리고 DMT의 지반조사 결과와 비교한 결과 경향성이 상당히 유사한 것으로 나타났다. 본 논문에서 제안된 ERCP는 대상 지반의 교란을 최소화시키며 현장의 국부적인 간극률 산정에 효과적인 장비일 것으로 나타났다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제7권4호
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• pp.37-45
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• 2008

친환경배수재에 대한 현장 적용성을 평가하기 위해 연직배수재와 수평배수재 설치 조합으로 현장시험시공을 수행하였다. 본 시험시공에서는 기존의 천연섬유배수재(FDB)와 새로 개발한 볏짚배수재(SDB) 그리고 플라스틱배수재(PDB)를 연직배수재로 설치하였으며, 화이버매트와 샌드매트를 수평배수재로 사용하였다. 볏짚배수재(SDB) 설치지역을 제외하고는 플라스틱배수재(PDB)와 천연섬유배수재(FDB) 설치 지역에서 측정한 지표침하발생속도와 과잉간극수압 발생/소산 양상은 거의 유사한 것으로 나타났으며, 1차 압밀방치기간동안 측정된 상부 연약층의 콘관입저항력도 설치된 연직배수재 종류와 상관없이 일정하게 증가한 것으로 나타나 천연섬유배수재가 기존의 플라스틱이나 모래재료를 대체할 수 있을 것으로 판단된다.