• 제목/요약/키워드: geomaterials

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Uncertainty effects of soil and structural properties on the buckling of flexible pipes shallowly buried in Winkler foundation

  • Khemis, Asma;Chaouche, Abdelmadjid Hacene;Athmani, Allaeddine;Tee, Kong Fah
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제59권4호
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    • pp.739-759
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    • 2016
  • The failure of civil engineering systems is a consequence of decision making under uncertain conditions. Generally, buried flexible pipes are designed for their transversal behavior to prevent from the important failure mode of buckling. However, the interaction effects between soil and pipe are neglected and the uncertainties in their properties are usually not considered in pipe design. In this regard, the present research paper evaluates the effects of these uncertainties on the uncertainty of the critical buckling hoop force of flexible pipes shallowly buried using the subgrade reaction theory (Winkler model) and First-Order Second-Moment (FOSM) method. The results show that the structural uncertainties of the studied pipes and those of the soil properties have a significant effect on the uncertainty of the critical buckling hoop force, and therefore taking into account these latter in the design of the shallowly flexible pipes for their buckling behavior is required.

다져진 도로기초 재료의 불포화투수특성 평가 (I) : 실내실험 (Evaluating Unsaturated Hydraulic Properties of Compacted Geomaterials in Road Foundations (I) : Laboratory Test)

  • 박성완;성열정
    • 대한토목학회논문집
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    • 제31권1D호
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    • pp.73-82
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    • 2011
  • 일반적으로 다져진 도로기초 지반재료의 장기적인 강도나 배수 거동 평가시 불포화상태를 고려하지 않고 있다. 그래서 보조기층과 노상토와 같은 도로하부 기초에서의 불포화상태와 이력현상을 고려하는 것은 현실적이다. 따라서 보다 정량적인 불포화 지반의 평가를 위하여 흡수력과 함수특성을 평가하기 위한 적절한 장비, 재료모델, 그리고 투수계수에 대한 평가가 필요하다. 본 논문에서는 이러한 거동을 알아보기 위해서는 흙-수분 관계인 재료의 함수특성곡선 측정 자료를 통하여 불포화 투수계수를 추정하고 이를 통하여 국내 대표적인 입상재료에 대한 불포화상태에서의 수분의 이동에 대한 관찰 및 분석을 수행하였다.

Combined effect of mineral admixture and curing temperature on mechanical behavior and porosity of SCC

  • Djamila, Boukhelkhal;Othmane, Boukendakdji;Said, Kenai;El-Hadj, Kadri
    • Advances in concrete construction
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    • 제6권1호
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    • pp.69-85
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    • 2018
  • In order to provide sufficient stability and resistance against bleeding and segregation during transportation and placing, mineral admixtures are often used in self-compacting concrete mixes (SCC). These fine materials also contribute to reducing the construction cost and the consumption of natural resources. Many studies have confirmed the benefits of these mineral admixtures on properties of SCC in standard curing conditions. However, there are few published reports regarding their effects at elevated curing temperatures. The main objective of this study is to investigate the effect of three different mineral admixtures namely limestone powder (LP), granulated blast furnace slag (GS) and natural pozzolana (PZ) on mechanical properties and porosity of SCC when exposed to different curing temperatures (20, 40, 60 and $80^{\circ}C$). The level of substitution of cement by mineral admixture was fixed at 15%. The results showed that increasing curing temperature causes an improvement in performance at an early age without penalizing its long-term properties. However the temperature of $40^{\circ}C$ is considered the optimal curing temperature to make economical and high performance SCC. On the other hand, GS is the most suitable mineral admixture for SCC under elevated curing temperature.

안정처리된 도로하부 지반재료의 내구성 (Durability Performance on Stabilized Geomaterials in Pavement Foundations)

  • 박성완;조충연
    • 한국도로학회논문집
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    • 제11권3호
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    • pp.75-83
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    • 2009
  • 안정처리된 도로 지반재료는 현장에서 환경적인 요인으로 인하여 내구성능은 여전히 구조적인 성능과 더불어 평가가 요구되고 있다. 이에 본 논문에서는 국내에서 대표적으로 활용하고 있는 기층과 노상재료를 활용하여 다양한 안정제 종류와 함유량을 달리하여 공시체를 제작하였고 동결-융해 및 습윤-건조하여 여러 조건의 반복재하 회복탄성계수시험을 실시하여 내구성능 및 특성을 파악하였다. 또한 결과에 기초하여 안정처리된 지반재료에 대한 회복탄성계수 예측모델을 살펴보고 모델계수의 범위를 평가후 문헌의 자료와 비교하였다.

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비정상면열원법을 이용한 지반물질의 열전달 특성 평가 (Thermal measurement of Geomaterials using Transient Plane Source)

  • 김영진;윤태섭
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 2010년도 추계 학술발표회 2차
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    • pp.45-52
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    • 2010
  • Thermal properties of geomaterial are overlooked with other geomechanical properties. The transient line-source (TLS) method is one of the most used testing methods for measuring the thermal conductivity (K) and thermal diffusivity ($\alpha$) of materials. But more recently, Transient Plane-Source method was developed to measure these. It has several advantage of comparing with TSL method, but there has not been documented application in geomaterial. A Resistance Temperature Detector is used to construct sensor. For durability of Probe, Adopt a new technique that two probes are bonded in exact matching. For standard materials, such as glycerin, and ice the measured K and a values of these materials were generally within 2-5% from the standard values in the literature. This document present to evaluate the thermal properties of geomaterials and its application was tested for varying degree of saturation using the Transient Plane Source method. The result of this study suggests that it is an comparatively accurate method for simultaneously measuring thermal conductivity and thermal diffusivity and can identify the feasibility to geomaterial.

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도로기초에서 교통 및 환경하중에 의한 비선형 현장응력 평가 (Evaluation of Traffic Load and Moisture-Induced Nonlinear In-situ Stress on Pavement Foundation Layers)

  • 박성완;황규영;정문경;서영국
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제25권7호
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    • pp.47-54
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    • 2009
  • 도로하부에 대한 현장에서의 역학적인 거동에 대한 이해는 교통기반시스템의 장기공용성을 예측하는데 매우 중요하다. 이러한 현장거동에서 지반재료에 대한 회복변형 거동 정량화는 교통하중과 환경조건을 고려한 역학적인 해석이 필수적이다. 따라서 본 논문에서는 한국도로공사 시험도로에서 현장자료의 계측과 분석을 통하여 선택된 도로하부 입상재료에 대한 구성방정식을 활용한 비선형 재료거동과 응력을 예측 분석하고 이를 현장자료와 비교하고 검증하였다.

Engineering characterization of intermediate geomaterials - A review

  • T. Ashok Kumar;Ramanandan Saseendran;V. Sundaravel
    • Geomechanics and Engineering
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    • 제33권5호
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    • pp.453-462
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    • 2023
  • Intermediate Geomaterials (IGMs) are natural formation materials that exhibit the engineering behavior (strength and compressibility) between soils and rocks. The engineering behavior of such material is highly unpredictable as the IGMs are stiffer than soils and weaker/softer than rocks. Further, the characterization of such material needs exposure to both soil and rock mechanics. In most conventional designs of geotechnical structures, the engineering properties of the IGMs are either aligned with soils or rocks, and this assumption may end up either in an over-conservative design or under-conservative design. Hence, many researchers have attempted to evaluate its actual engineering properties through laboratory tests. However, the test results are partially reliable due to the poor core recovery of IGMs and the possible sample disturbance. Subsequently, in-situ tests have been used in recent years to evaluate the engineering properties of IGMs. However, the respective in-situ test finds its limitations while exploring IGMs with different geological formations at deeper depths with the constraints of sampling. Standard Penetration Test (SPT) is the strength-based index test that is often used to explore IGMs. Moreover, it was also observed that the coefficient of variation of the design parameters (which represents the uncertainties in the design parameters) of IGMs is relatively high, and also the studies on the probabilistic characterization of IGMs are limited compared with soils and rocks. With this perspective, the present article reviews the laboratory and in-situ tests used to characterize the IGMs and explores the shear strength variation based on their geological origin.

IGM에 근입된 현장타설말뚝의 설계사례 연구(II) (Case Study on Design of Axially Loaded Drilled Shafts in Intermediate Geomaterials(II))

  • 이정훈;김원철;서덕동;남현우
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제7권1호
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    • pp.19-28
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    • 2006
  • 현재 국내 설계기준에는 풍화암이나 N치 50이상의 양질의 토사지반에서의 현장타설말뚝 지지력 산정방법이 별도로 제시되어 있지 않으며, 말뚝의 지지력에 영향을 미치는 많은 요소를 반영할 수 있는 방법 또한 제시되어 있지 않다. 따라서 현장타설말뚝의 지지력을 산정하기 위해 지반을 토사와 암으로만 구분하고 있으며, 이로 인해 IGM으로 분류될 수 있는 풍화암을 대부분의 경우 양질의 토사지반으로 간주하여 지지력을 추정하고 있다. O'Neill 등(1996)의 연구보고서와 FHWA(1999) 설계기준에는 토사와 암반의 중간특성을 지닌 지반, 즉 IGM에서의 현장타설말뚝 지지력 산정방법을 제시하고 있으며, FHWA(1999) 설계기준에서는 IGM을 포함하여 지반을 명확하게 분류함으로써 이를 설계에 반영할 수 있도록 하였다. 본 연구에서는 IGM에서의 지지력 이론을 적용한 국내 3개 현장의 현장타설말뚝 설계사례 분석하여 그 이론의 적용성을 평가하였다. IGM에서의 현장타설말뚝의 지지력과 비교하기 위해 IGM을 양질의 사질토 지반으로 간주하고 지지력을 산정하였으며, 이를 비교 분석하였다. 지지력 비교 결과, 풍화암을 IGM으로 분류하고 IGM에서의 지지력 이론을 적용한 경우 전반적으로 지지력이 크게 나타났다.

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IGM에 근입된 현장타설말뚝의 설계사례 연구(I) (Case Study on Design of Axially Loaded Drilled Shafts in Intermediate Geomaterials(I))

  • 김원철;황영철;이정훈
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제6권2호
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    • pp.61-73
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    • 2005
  • 현재 국내 설계기준에는 풍화암이나 N치 50이상의 양질의 토사지반에서의 현장타설말뚝 지지력 산정방법이 별도로 제시되어 있지 않으며, 말뚝의 지지력에 영향을 미치는 많은 요소를 반영할 수 있는 방법 또한 제시되어 있지 않다. 따라서 현장타설말뚝의 지지력을 산정하기 위해 지반을 토사와 암으로만 구분하고 있으며, 이로 인해 IGM으로 분류될 수 있는 풍화암을 대부분의 경우 양질의 토사지반으로 간주하여 지지력을 추정하고 있다. O'Neill 등(1996)의 연구보고서와 FHWA(1999) 설계기준에는 토사와 암반의 중간특성을 지닌 지반, 즉 IGM에서의 현장타설말뚝 지지력 산정방법을 제시하고 있으며, FHWA(1999) 설계기준에서는 IGM을 포함하여 지반을 명확하게 분류함으로써 이를 설계에 반영할 수 있도록 하였다. 본 연구에서는 IGM에서의 지지력 이론을 적용한 국내 2개 현장의 현장타설말뚝 설계사례 분석하여 그 이론의 적용성을 평가하였다. IGM에서의 현장타설말뚝의 지지력과 비교하기 위해 IGM을 양질의 사질토지반으로 간주하고 지지력을 산정하였으며, 이를 비교 분석하였다. 지지력 비교 결과, 풍화암을 IGM으로 분류하고 IGM에서의 지지력 이론을 적용한 경우 전반적으로 지지력이 크게 나타났다.

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인공 매립 지반에서의 지진파 증폭 특성 (Seismic Motion Amplification Characteristics at Artificial Reclaimed Land)

  • 김용성;문용
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 2005년도 춘계 학술발표회 논문집
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    • pp.1134-1139
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    • 2005
  • Seismic motion amplification owing to the input motion level at bedrock is one of the important topics to understand various geomaterials behavior. The extremely valuable borehole records at Port Island were obtained during the 1995 Hyogoken Nanbu Earthquake and also before and after the main event. In this study, the seismic motion amplification at the soft reclaimed ground was discussed. Comparison of measured records with numerical simulation results were made with focus on seismic motion amplification characteristics at the soft reclaimed ground.

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