• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2008년도 춘계 학술발표회 초청강연 및 논문집
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• pp.926-931
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• 2008

This paper show two different standardized test methods(Japanese Geotechnical Society; JGS 2003). One test is a "Test Method for Frost Heave Prediction Test, JGS 0171-2003", and the other test is a "Test Method for Frost Susceptibility, JGS 0172-2003". The purpose of this test is to obtain the freezing rate(freezing speed), frost heave ratio(heave to sample height), frost heave rate(heaving speed), and other parameters to be used for frost heave prediction and determine the frost susceptibility by freezing test with water intake. This method shall be used to predict the frost heave in frozen ground and evaluate the frost susceptibility of natural and replacement materials.

• Geomechanics and Engineering
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• 제19권2호
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• pp.193-199
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• 2019

A frozen fringe plays a key role in frost heave development in soils. Previous studies have focused on the physical and mechanical properties of the frozen fringe, such as overall hydraulic conductivity, water content and pore pressure. It has been proposed that the thickness of the frozen fringe controls frost heave behavior, but this effect has not been thoroughly evaluated. This study used a temperature-controllable cell to investigate the impact of frozen fringe thickness on the characteristics of frost heave. A series of laboratory tests was performed with various temperature boundary conditions and specimen heights, revealing that: (1) the amount and rate of development of frost heave are dependent on the frozen fringe thickness; (2) the thicker the frozen fringe, the thinner the resulting ice lens; and (3) care must be taken when using the frost heave ratio to characterize frost heave and evaluate frost susceptibility because the frost heave ratio is not a normalized factor but a specimen height-dependent factor.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제9권2호
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• pp.147-154
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• 2006

The authors conducted field experiments of frost heave to evaluate a method for reducing frost susceptibility using granulated used-tire mixture for 3 winters. Qualitative analyses for the evaluation of restraint effect of frost susceptibility by utilizing granulated used-tire soil mixture were conducted with the segregation potential concept and frost heave ratio. By mixing soil with granulated tire, the frost susceptibility was decreased drastically. From the result of the analyses, it was confirmed that granulated tire is an excellent material in controlling the frost susceptibility.

• 한국지반공학회논문집
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• 제37권10호
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• pp.27-40
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• 2021

동상민감성 지반의 융기 및 침하 방지를 위한 공법을 지반 안정화 공법이라고 하며 열 사이펀은 대표적인 지반 안정화 공법 중 하나이다. 열 사이펀은 최근 간편한 해석모델 개발과 더불어 열 해석이 진행되었지만, 이에 따른 동상민감성 지반의 열적 거동을 고려하지 않았다. 따라서 본 연구는 열 사이펀의 성능에 따른 지반의 온도 변화를 위한 열 해석과 이에 따른 지반의 거동을 예측하기 위한 구조해석을 동시에 수행하기 위해 ABAQUS 내부 사용자 서브루틴을 사용하여 열 사이펀을 적용한 TM(Thermo-Mechanical) 모델을 개발하여 열 사이펀의 성능에 따른 지반 융기 억제성능을 확인하였다. 해석결과 열 사이펀의 성능 증가에 따라 지반의 최종 융기가 감소하였으며 냉매 충전율 25%, 50% 그리고 100%의 열 사이펀 적용 시 각각 5.5%, 14.4%, 21% 융기 억제성능을 나타내었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제26권4호
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• pp.5-14
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• 2010

본 연구에서는 새로운 동상 억제제로서 폐타이어 파우더의 활용가능성을 검토하기 위해 폐타이어 분말 혼합토와 미혼합토를 대상으로 3년간 일본 토마코마이에서 야외실험 수행하였다. 야외실험 결과, 폐타이어 파우더를 20% 혼합함에 의해 현저한 동상억제 효과가 발생함을 확인하였으며, 관련 동상억제 효과를 동상량, 동상율, 열전도율, 투수성, segregation potential 이론 등을 중심으로 정량적으로 검토하였다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제17권2호
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• pp.133-143
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• 2019

An optimal hydraulic section is critical for irrigated water conservancy in seasonal frozen ground due to a large proportion of water leakage, as investigated by in-situ surveys. This is highly correlated with the frost heave of underlain soils in cold season. This paper firstly derived a practical model for frost heave of clayey soils, with temperature dependent thermal indexes incorporating phase change effect. A model test carried out on clay was used to verify the rationality of the model. A novel approach for optimizing the cross-section of irrigation canals in cold regions was suggested with live updated geometry characterized by three unique geometric constraints including slope of canal, ratio of practical flow section to the optimal and lining thickness. Allowable frost heave deformation and tensile stress in canal lining are utilized as standard in computation iterating with geometry updating while the construction cost per unit length is regarded as the eventual target in optimization. A typical section along the Jinghui irrigation canal was selected to be optimized with the above requirements satisfied. Results prove that the optimized hydraulic section exhibits smaller frost heave deformation, lower tensile stress and lower construction cost.

• 한국농공학회지
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• 제27권4호
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• pp.53-60
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• 1985

The plaster mixed to loam and sandy soil from 4 to 12 percent by dry soil weight, and the compaction, permeability, CBR, unconfined compressive strength and freezingthawing test were performed The results obtained are summarized as follows; 1.The coefficient of permeability reduced sharply at the plaster content of 4 percent, and in the CBR test, the swelling ratio reduced by the increment of plaster content. 2.The addition of plaster increased the unconfined compressive strength by the cementing effect, and it was found that the optimum plaster content, existed with the soil type, which showed the maximum strength 3.It was possible to enhance the unconfined compressive strength of the gypsum-lime-soil mixtures when the optimum content of plaster was mixed to the hydrated lime. 4.In case of sandy soil, the relative frost heave decreased with the mixture of plaster, however in loam soil, the relative frost heave began to increase at the plaster content of 12 percent than non-treated soil. Therefore the optimum plaster content existed for protecting frost heave by the different soil type. 5.The above summarized results make it possible to expect the effects such as improvement of soil properties, decrement of permeability, increment of unconfined compressive strength, and protection of frost heave, etc, therefore, it is considered that it is possible to it is plaster as sub-base materials of road.

• 한국지반공학회논문집
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• 제36권8호
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• pp.49-60
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• 2020

동상민감성 시료의 동상 거동을 평가하기 위해 완전히 결합된 열-수리-역학 연계해석을 수행하였다. 이를 위한 구성모델은 질량보존방정식, 에너지보존방정식, 힘평형방정식을 기반으로 유도되었다. 구성모델을 통해 간극수의 상변화, 간극수 유동 및 수반되는 기계적 변형 등 1차원 동결에 대한 다양한 물리적 현상을 정량적으로 고려할 수 있었다. 한편, 시료의 동상발생량 및 동상속도에 미치는 영향 인자들을 조사하기 위해 민감도 분석 연구가 수행되었다. 민감도 분석 결과에 따르면, 시료의 초기 간극비는 종속변수인 동상발생량과 동상속도에 독립적으로 큰 영향을 미치는 반면 흙 입자 열전도도 및 온도구배는 독립적으로 미치는 영향보다 두 변수 간 상호 작용을 통해 더 큰 영향을 미침을 확인하였다. 본 연구에서 고려된 인자들은 모두 동상발생량과 동상속도에 영향을 미치는 주요 인자이며, 표본시료의 동상민감성 여부를 결정하는 데에 활용될 수 있을 것이다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제26권4호
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• pp.15-26
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• 2010

폐타이어 파우더 혼합에 따른 동상억제 메커니즘을 규명하기 위해, 부동수, 열전도율, 동상실험 등 3종류의 실내실험을 수행하였다. 본 연구에서는 폐타이어 혼합에 따른 투수계수 변화에 주목하여 먼저 마동결토의 불포화 투수계수를 계산하였고 ice-impeding factor, 혼합토내 토립자와 폐타이어 단면적을 고려하여 동결토frozen fringe내의 온도변화에 따른 투수계수 특성을 분석하였다. 그 결과 흡수속도와 투수계수 사이에는 비례관계가 존재함을 확인하였고, 동상성 저하의 주된 원인은 폐타이어 파우더 혼합에 따른 부동수분량과 투수계수의 감소임을 알 수 있었다. 또한 폐타이어 파우더 혼합토 구성성분의 체적비를 이용하여 흙과 폐타이어 간극내의 수분량을 정량적으로 산출하였다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제11권3호
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• pp.27-35
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• 2012

본 논문에서는 $-20^{\circ}C{\sim}10^{\circ}C$의 온도 유지가 가능한 길이 3.2m, 폭 3.2m, 높이 2.4m의 대형 냉동고 내부에 길이 0.9m, 폭 0.9m, 높이 0.9m의 실험용 토조를 실제 도로 아스팔트 포장체의 형상과 유사하게 구성하여 실험 조건에 따른 시료 깊이별 온도변화, 동상 팽창압, 팽창량 등 도로의 동결 특성을 분석하였다. 또한, 소형충격재하 장치(LFWD)를 활용하여 동결 전과 융해 후 도로포장구조체의 동상방지층 유무에 따른 실험을 실시하여 아스팔트 포장체 표면의 처짐을 측정하였다. 즉, 도로포장 중앙부의 처짐비와 표층곡률지수비를 분석, 평가함으로써 도로동상방지층의 효용성 및 공용성을 규명하였다.