• 한국지반공학회논문집
• /
• 제24권10호
• /
• pp.45-55
• /
• 2008

현장실험의 경우 규모에 따라 시간이나 비용 등의 측면에서 많은 제약과 어려움이 따르지만, 실내모형실험은 현장 실험에 비해 매개변수에 따라 다양한 실험을 실시할 수 있다. 본 연구에서는 축소된 모형을 사용하여 경제적으로 현장 원형구조물의 지반공학적 거동을 재현하기 위하여 인위적으로 원심력을 가하여 현장의 응력상태를 재현시킬 수 있는 원심모형실험기법을 실시하여 준설지반의 압밀거동을 예측하고 분석하는데 이용하였다. 자중압밀단계의 간극비-유효응력-투수계수의 관계를 유추하기 위하여 저응력 침투압밀 시험을 실시한 결과를 Curve fitting 결과 누승함수 형태의 구성관계를 얻을 수 있었다. 구성관계식을 이용하여 대표단면을 프로그램으로 수치해석 한 결과 최종침하량은 원심모형 실험에 의한 자중압밀 실험결과와 유사한 경향의 결과를 보이고 있었으나 원심모형실험 결과보다 다소 작게 산정되었다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제28권12호
• /
• pp.53-64
• /
• 2012

본 논문에서는 주문진 표준사를 대상으로 개량된 반복삼축압축 시험장치를 이용하여 탄성계수와 감쇠비에 대한 변형특성을 분석하였다. 기존의 낮은 정밀도를 갖는 LVDT를 사용한 반복삼축시험기를 개량하여 정밀하고 넓은 영역의 동적변형특성을 얻기 위해서 전단변형률(${\gamma}$) $10^{-4}-10^{-1}%$ 범위의 측정을 제어하는 셀 외부 LDT와 내부의 시료에 LDT를 설치하여 사용하였다. 이러한 미소변형제어를 통하여 5가지의 재하속도 변화와 간극비를 구분하고 4가지의 구속응력 조건을 달리하여 반복삼축시험을 수행하였다. 시험결과를 바탕으로 전단탄성계수와 감쇠비를 여러 조건에 대하여 반복하중 및 변형률 크기의 영향을 비교하고 분석한 결과, 주문진 표준사의 기존(공진주 시험)의 동적변형특성 보다 넓은 구간에서 시험값들을 얻을 수 있었다. 또한, 공진주 시험에서 0.02% 이하의 미소변형률 구간에서 얻은 결과를 토대로 중간변형률 구간을 비선형 모델로 예측한 값들은 반복삼축시험으로 얻은 실험값들과 다른 변형특성을 나타내고 있음을 관찰할 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제22권11호
• /
• pp.47-54
• /
• 2006

비고결화된 흙의 전단파 속도는 모세관 현상을 무시할 수 있는 경우 유효응력의 함수로 표현할 수 있다. 그러나 지반에서의 응력상태는 등방성인 경우보다는 이방성인 경우가 대부분이므로 이러한 유효응력은 파가 전파되는 방향과 입자가 움직이는 방향의 두 가지로 나눠진다. 또한, 전단파 속도는 입자 특성에 따라 실험적으로 결정되는 ${\alpha}$계수와 ${\beta}$지수에 영향을 받는데 ${\beta}$지수의 경우 입상 매질(particulate material)의 접촉 특성(입자크기, 입자모양, 입자들의 구조)에 따라 결정되며, ${\alpha}$계수는 패킹(packing)의 형태(즉, 간극률과 coordination number), 입자를 만드는 재료의 특성, 입자간의 접촉 거동, 구조의 변화에 따라서 변화한다. 본 연구에서는 입자구조의 특성이 다른 점토, 모래, mica등의 재료로 압밀시험을 실시하고 벤더 엘리먼트를 통하여 유효응력 방향과 입자 이방성에 따른 전단파 속도를 측정하였다. 연구 결과, 둥근 입자로써 입자자체가 등방성인 경우에는 응력이방성에 의하여 전단파 속도의 크기가 달라지는 것으로 나타났다. 또한 전단파 속도는 동일한 응력 하에서 입자 배열에 의존하는 것으로 나타났다. 이번 연구는 지반구조물의 설계와 시공 시 전단파 속도와 전단탄성계수는 매우 신중하게 계산되고 사용되어져야 함을 제시하고 있다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제11권1호
• /
• pp.71-83
• /
• 2009

숏크리트는 터널에서 적용되는 요요한 주지보재이다. 숏크리트의 품질평가는 터널의 안전한 시공과 효과적인 운영을 위한 핵심 요소이다. 숏크리트가 암반에 적절히 타설되었다 하더라도, 막장 및 벤치부에서의 발파, 수축, 지반의 변형 등으로 인해 숏크리트 균열발생 및 배면공동 등의 문제를 야기한다. 본 논문에서는 비파괴 시험인 충격 반항 기법(Impact-Echo) 및 지하레이다 탐사(GPR)를 이용하여 경임에 타설된 숏크리트 배면의 접착상태를 평가하고자 하였다. 기존의 수치해석 연구에 대한 검증과 더불어 현장 적용성에 대한 검토를 위해 실험적 연구를 수행하였다. 숏크리트의 접착상태는 완전 접착, 접착력 상실 및 공동 조건으로 구분할 수 있다. 실내 실대형 시험체에 이 세 가지 숏크리트 접착상태를 조사하였다. 충격반향시험으로부터 획득된 신호는 시간영역, 주파수 영역, 및 시간-주파수 영역에서 각각 분석되었다. 능동적 신호 처리 기법인 Short-Time Fourier Transform(STFT)을 이용하여 숏크리트 배면의 접착상태를 효과적으로 예측할 수 있었으며, 그 결과는 기존의 수치해석 연구로부터 획득한 신호특성과 잘 부합하였다. 숏크리트 배면의 접착상태가 불량할수록 다음과 같은 특징들을 나타낸다. 즉, 주파수 영역에서 자기스펙트럼밀도가 커지며, 기하학적 감쇠비는 감소하고, 시간-주파수 영역에서 윤곽선은 시간축에 평행한 형상을 나타내며, 숏크리트 두께가 얇을수록 그 공진시간이 길어진다. 또한 본 연구에서 제시한 상관계수를 이용하여 숏크리트의 접착상태를 정량적으로 평가할 수 있다. 본 연구 결과를 바탕으로 숏크리트의 접착상태를 평가할 수 있는 평가 기법 및 평가 기준을 제안하였다.

• 보존과학회지
• /
• 제27권4호
• /
• pp.395-401
• /
• 2011

석조 문화재의 보존을 위한 효과적인 처리 방법으로 제안되는 가압 함침 방법으로 methyl methacrylate (MMA), MMA-butyl acrylate (PMB73) 공조성물 및 MMA-vinyl trimethoxy silane (PMV5) 공조성물을 사용하여 사암 및 화강암에 함침 처리한 후 물리 화학적 특성을 평가하였다. 화강암과 비교하여 사암의 경우 함침율이 3.2 - 3.7 wt%로 높은 값을 보였고 고압 반응기 내에 감압 공정 도입 시 32%의 함침율 증가를 나타내었다. 물리화학적 특성인 발수성, 휨강도, 충격특성 및 초음파 속도 등도 화강암보다 사암에 대해 아크릴계 가압함침 처리제의 효과가 두드러지게 나타남을 알 수 있었고, 이는 사암의 공극이 많아 단량체 함침율이 크기 때문으로 해석할 수 있었다. 아크릴계 처리제별 사암에 대한 충격파괴 에너지는 PMMA의 경우 1.22 J, PMB73은 1.84 J, 그리고 PMV5의 경우 2.8 J을 나타내었다. 충격 특성에서 무기 특성을 개선한 PMV5가 최적의 성질을 나타내는 것은 아크릴계 처리제의 분자 구조보다는 처리제의 무기 친화 특성이 석재의 충격 특성에 더 많은 영향을 주기 때문으로 해석할 수 있었다.

• 한국농공학회지
• /
• 제25권4호
• /
• pp.50-60
• /
• 1983

305 samples of alluvial deposit in inland and harbour districts were selected and consolidation charateristics of the alluvium were put in order statiscally. The correlations between them were as follows. 1. The relationships between LL(liguid limit) and Cc (compression index) were explained as Cc=0. 03(LL-21. 7) in case of inland district soil and as Cc=0. 019(LL-19) in case of harbour district soil. As compared with formular proposed by Skernpton, the gradient of this linear line was slight steep. 2. The relationships between PI(plastic index) and Cc were explained as Cc=0. 063 PI-0. 52 in case of inland district soil and Cc=0. 043 PI-0. 31 in case of harbour district soil. 3. As void ratio and natural moisture content were increased, Cc was increased, and as wet density was increased, Cc was decreased with a gentle curve. 4. As LL and P1 increased, mv(coefficient of volume compressibility) was increased but if LL and P1 was increased beyond a certain extend, mv has a tendency of constant value, that is, mv show a tendency to take constant value in the very soft clay. and mv in P=2. 5kg/cm$^2$ was about l${\times}$ l0-$^1$cm$^2$/kg in case of land district soil and 6x 10-$^1$crn$^2$/kg in case of harbour district soil lower than that in P=0. 25kg/crn2. 5. Cv(coefficient of consolidation) was a tendency to decrease with a gentle curve as LL was increased, and Cv in P=0. 25kg/crn2 was about 3x l0-$^1$crn$^2$/min larger than that in P=2. 5kg/crn$^2$. 6. Relationships between Py(pre-consolidation pressure) which is included over consolidation soil and ∑r1h(effective over-burden pressure) were explained as Py=l. 12 ∑r'h in case of land district soil and as Py=l. l5∑r'h in case of harbour district soil. 7. Some of the properties show good correlations between them, practical and effective applications of these correlations are expected in the planning and excution of soil investigation and also in the evaluation of the results.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제25권6호
• /
• pp.17-29
• /
• 2009

에너지 수요의 증가 및 에너지 탐사와 연관되어 해저 지반의 조사가 증가하고 있다. 해수면 2100m 해저 110m 아래에서 얻어진 압력 코어 시료의 메탄 하이드레이트 생산 시험 후 얻어진 사료를 이용하여 울릉 분지 심해토의 지반공학적 특성을 조사하였다. 기본 토성, 광물학적 특성, 화학 조성, 그리고 미세구조 관찰을 위하여 토성 실험, XRD, 그리고 SEM을 실시하였다. 또한, 멀티 센서 압밀셀을 이용하여 두 시료의 압축성, 전단파 및 전자기파 파악하였다. 강도특성은 직접전단실험 이용하여 산정되었다. 주요 광물로는 카오리나이트, 일라이트, 크로라이트(chlorite), 그리고 캘싸이트(calcite)가 관찰되었다. SEM 결과 잘 발달된 내 외부 간극 구조가 관찰되었다. 수직유효응력의 증가에 따라 전단파 속도, 전기비저항, 실수 유전율, 그리고 전기전도도는 이중선형 거동을 보였다. 직접전단실험으로 얻은 마찰각은 약 $21^{\circ}$로 선행연구와 비슷한 결과를 보였다. 본 연구는 가스 하이드레이트와 같은 에너지 자원의 개발 및 새로운 지반공학적 영역의 확보를 위하여 심해 퇴적토의 거동 이해의 중요성을 보여준다.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제9권6호
• /
• pp.31-41
• /
• 2008

본 연구에서는 해성점토로 기 매립된 준설토 지반의 압밀특성 및 평가방법에 대한 연구를 실시하였다. 자중압밀 진행 중인 고함수비의 준설매립지반은 불교란 시료의 채취가 사실상 불가능하므로 압밀특성 파악에 어려움이 있다. 이를 위해 실무에서 압밀거동 분석을 위해 적용하는 압밀정수를 교란된 시료로 이용하여 실내실험으로 평가하는 방법에 대하여 연구를 진행하였다. 실험은 기본물성실험과 표준압밀실험, 일정변형률압밀실험과 60, 100, 150mm 직경의 Rowe-cell압밀실험을 수행하였으며, 함수비 조건을 변화하면서 40g의 중력수준에서 원심모형실험을 수행하였다. 실내 압밀실험시 현장의 응력조건에 해당하는 강제압밀로 시료를 조성하여 보다 합리적인 압밀특성을 파악할 수 있었다. 원심모형실험결과로 획득한 시간-침하관계를 침하예측기법으로 분석하여 최종침하량을 분석하였다. 분석결과, Asaoka방법을 적용한 해석결과가 원심모형실험에 의한 자중압밀결과의 경향을 잘 나타내었으며, 이를 통하여 최종침하량을 추정하였다. 또한, 실내압밀실험과 자중압밀실험결과에 대한 역해석을 통하여 유한변형률 압밀이론의 간극비-유효응력-투수계수 구성관계식을 산정하였다. 구성관계와 다양한 압밀실험을 통하여 획득한 결과를 비교 분석하여 연구대상 지역의 압축지수, 팽창지수, 체적변화계수, 연직 및 수평압밀계수 등의 압밀정수를 제안하였다.

• 지질공학
• /
• 제17권2호
• /
• pp.205-215
• /
• 2007

이 연구는 산사태가 발생한 자연사면의 토층을 대상으로 여러 토질시험을 실시하여 산사태에 영향을 미치는 토질특성을 고찰하고, 산사태와의 관련성 및 각 물성간의 상관관계를 분석하였다. 연구지역은 지질조건이 다른 3개지역으로서 같은 시기에 집중호우로 인해 산사태들이 집중적으로 발생된 경기 장흥 편마암류지역, 경북 상주 화강암류지역 및 경북 포항 제3기퇴적암류지역이다. 지질별로 다소의 차이는 있으나 산사태발생지역의 토충은 미발생지역에 비해 세립자의 함유 비율이 더 높고 대체로 큰 간극율과 작은 밀도특성을 갖는다. 그리고 동일한 지질조건인 경우 투수성이 양호한 토층이 산사태에 더 취약한데, 투수성은 입도분포, 간극크기, 흙입자의 거칠기 및 구조 등의 토질특성과 풍화나 퇴적환경 등 지질성인에 영향을 받는다. 모든 지질조건에서 전단저항각이 큰 토층은 작은 토층에 비해 산사태에 더 안정한 지반으로 분류된다. 투수계수에 영향을 미치는 토질인자는 유효경, 균등계수, 곡률계수, 간극율 및 밀도 등이고 이들은 서로 상관관계에 있는 물성이다. 이러한 상관성은 3개지역 모두에서 유사한 경향성을 보였다. 한편, 간극비와 간극율이 크면 투수계수도 따라서 커지는 상호 비례적 관계를 갖는다.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제11권8호
• /
• pp.5-14
• /
• 2010

최근의 자갈질 지반에 대한 연구는 주로 상대밀도 혹은 자갈함유량에 바탕을 둔 연구로써 자갈질 지반의 액상화거동에 대하여 일부 연구자들은 상대밀도, 다른 연구자들은 자갈함유량에 상관성을 가지고 있음을 발표하였다. 그러나 자갈질 지반의 상대밀도는 자갈함유량에 따라 달라지게 되며 상대밀도만으로 자갈질 흙의 거동을 충분히 표현하기에는 어려운 점이 있다. 따라서 본 연구에서는 밀도와 구속압을 동시에 고려할 수 있는 상태정수를 도입하고 비배수 삼축압축시험을 통하여 자갈혼합율에 따른 정상상태선(Steady State Line, SSL)을 결정하고 상태정수에 따른 비배수 응력 거동을 고찰하였다. 연구 결과 정상상태선의 위치는 간극비에 의존하여 자갈 함유율이 증가할수록 상대적으로 아래쪽에 위치한다는 것을 알 수 있었다. 또한 같은 상대밀도라 할지라도 구속압에 따라 조밀하거나 혹은 느슨한 거동을 보였다. 특히 상대밀도가 80% 이상인 조밀한 시료일지라도 큰 구속압 아래에선 느슨한 거동을 하였다. 그러나 유사한 상태정수를 갖는 자갈질 흙은 비슷한 응력거동을 나타내었다. 이로서 흙의 거동은 상대밀도보다는 상태정수에 근거해야 함을 알 수 있었다. 또한 상태정수와 비배수전단강도는 좋은 상관 관계를 나타내었다.