• 한국철도학회논문집
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• 제19권6호
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• pp.792-801
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• 2016

철도노반에 대한 지반조사 방법은 표준관입시험(SPT), Cone 관입시험 등이 널리 이용되고 있다. 그러나 표준관입시험은 시험장비가 크기 때문에 운행선 주변의 전철주 등에 접촉 위험이 있어 적용에 어려움이 있다. 그리고 휴대용 장비인 DCP(Dynamic Cone Penetrometer)의 경우 타격에너지가 부족하고 관입되는 Cone-rod의 강성이 부족하므로 필요 깊이까지 관입이 불가능하여 사용에 제한을 받고 있다. 이에 본 연구에서는 휴대용 장비이면서 타격에너지와 강성이 큰 Pagani Cone Test를 표준관입시험과 동일한 지반에서 시험을 실시하여 N값을 비교 분석하였다. 그 결과 Pagano Cone Test의 N값을 보정시 사질토에서 SPT의 N값의 1.48배, 점토에서 1.33배를 얻었으며, Pagani Cone Test의 N값과 표준관입시험의 N값과의 상관관계를 제안하였다.

• 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.

• Smart Structures and Systems
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• 제15권4호
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• pp.1085-1101
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• 2015

Changes in substructure conditions, such as ballast fouling and subgrade settlement may cause the railway quality deterioration, including the differential geometry of the rails. The objective of this study is to develop and apply a hybrid cone penetrometer (HCP) to characterize the railway substructure. The HCP consists of an outer rod and an inner mini cone, which can dynamically and statically penetrate the ballast and the subgrade, respectively. An accelerometer and four strain gauges are installed at the head of the outer rod and four strain gauges are attached at the tip of the inner mini cone. In the ballast, the outer rod provides a dynamic cone penetration index (DCPI) and the corrected DCPI (CDCPI) with the energy transferred into the rod head. Then, the inner mini cone is pushed to estimate the strength of the subgrade from the cone tip resistance. Laboratory application tests are performed on the specimen, which is prepared with gravel and sandy soil. In addition, the HCP is applied in the field and compared with the standard dynamic cone penetration test. The results from the laboratory and the field tests show that the cone tip resistance is inversely proportional to the CDCPI. Furthermore, in the subgrade, the HCP produces a high-resolution profile of the cone tip resistance and a profile of the CDCPI in the ballast. This study suggests that the dynamic and static penetration tests using the HCP may be useful for characterizing the railway substructure.

• 한국도로학회논문집
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• 제8권4호
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• pp.75-85
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• 2006

포장하부구조의 지지력을 평가하기 위해 많이 사용되는 방법은 평판재하시험(Plate Bearing Test) 현장 CBR시험(California Bearing Ratio Test) 등이 있으나, 시험을 수행하는데 있어 많은 인력과 시간이 소비되는 단점이 있어, 많은 연구자들은 현장에서 포장하부구조의 강성을 측정할 수 있는 간편한 방법으로 동적 콘 관입시험(Dynamic Cone Penetrometer Test)을 제안하였다. 이에 본 연구에서는 DCP의 현장적용성을 평가하기 위해, 총 4개 현장의 노상층과 보조기층에서 DCP, 평판재하시험, 현장CBR시험, FWD시험을 동시에 수행하여 그 결과를 상호 비교 분석하였다. 그 결과 DCPI, $M{FWD},\;PBT\underline{\;}K_{30}$은 서로 일정한 상관관계가 존재하는 것으로 나타났으나, CBR은 다른 결과 값들과 비교한 결과 상관관계가 매우 낮은 것으로 나타났다. 본 연구에서는 이 결과로부터 $DCPI-M_{FWD},\;DCPI-PBT\underline{\;}K_{30}$ 관계식을 다음과 같이 제안하였다. $$M_{FWD}=993.10\Big(\frac{1}{DCPI}\Big)+33.95\;R^2=0.774$ $$M_{FWD}=3.7533K_{30}+23.085\;R^2=0.69$$

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제27권6호
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• pp.537-546
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• 2002

In this study an automatic soil hardness measuring system mountable on agricultural tractors was developed to improve the accuracy of manual soil hardness testers by a constant penetrating rate, right direction of the cone-penetrometer and the isolation of vibration from the operator. This was necessary to supply similar experimental condition for performance test of new model and comparative experiment. The results of the study are summaried as follows; 1. The system consisted of a sensing part of soil hardness, a driving part of the measuring system and an attaching part between the tractor and the measuring system. 2. The allowable limit value of the system developed was set to 392N to protect from breaking the serve motor and the coupling used in this system. 3. The driving shaft penetrated into soil by 0.3m to measure soil hardness. The soil hardness was measured at the depth of 0.3m from the soil surface but the penetrating work was stopped and the driving shaft was pulled out to protect the system when the value of the soil hardness was too big on foreign substances like stones or straws. 4. Two values measured by automatic measuring system developed in this research and manual penetrometer were compared by statistics hypothesis testing method. When two people measured the soil hardness at the depth of 0.1 and 0.15m by manual cone penetrometer, there was no relationship between two values by two people but the values at the same depths by automatic measuring system developed showed similarity. The automatic system, therefore, developed in this research was proper for measuring soil hardness.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제40권3호
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• pp.165-177
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• 2015

Purpose: Accurate monitoring of soil strength is a key technology applicable to various precision agricultural practices. Soil strength has been traditionally measured using a cone penetrometer, which is time-consuming and expensive, making it difficult to obtain the spatial data required for precision agriculture. To improve the current, inefficient method of measuring soil strength, our objective was to develop and evaluate an in-situ system that could measure horizontal soil strength in real-time, while moving across a soil bin. Methods: Multiple cone-shape penetrometers were horizontally assembled at the front of a vertical plow blade at intervals of 5 cm. Each penetrometer was directly connected to a load cell, which measured loads of 0-2.54 kN. In order to process the digital signals from every individual transducer concurrently, a microcontroller was embedded into the measurement system. Wireless data communication was used between a data storage device and this real-time horizontal soil strength (RHSS) measurement system travelling at 0.5 m/s through an indoor experimental soil bin. The horizontal soil strength index (HSSI) measured by the developed system was compared with the cone index (CI) measured by a traditional cone penetrometer. Results: The coefficient of determination between the CI and the HSSI at depths of 5 cm and 10 cm ($r^2=0.67$ and 0.88, respectively) were relatively less than those measured below 20 cm ($r^2{\geq}0.93$). Additionally, the measured HSSIs were typically greater than the CIs for a given numbers of compactor operations. For an all-depth regression, the coefficient of determination was 0.94, with a RMSE of 0.23. Conclusions: A HSSI measurement system was evaluated in comparison with the conventional soil strength measurement system, CI. Further study is needed, in the form of field tests, on this real-time measurement and control system, which would be applied to precision agriculture.

• 지질공학
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• 제8권1호
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• pp.25-34
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• 1998

흙은 실제 비균질,비등방성이기 때문에 정확한 지반 특성을 파악하기는 쉽지 않다. 또한, 지반조사는 시간적, 경제적 측면에서 비효율적인 경우가 많다. 따라서, 본 연구는 지반조사의 효율적인 방법을 제시하기 위해 콘 관입치와 탄성속도에 대한 연약지반의 특성 파악에 적합한 장비로서 본 연구에서는 휴대용 원추형 콘관입시험기를 사용하였다. 휴대용 원추형 콘관입시험기는 조작이 편리하고 신속하게 지반상태를 파악할 수 있는 장점이 있다. 또한, 탄성탐사는 물리 탐사방법중 개략적 지반상태의 추정에 가장 많이 이용되는 방법으로 연약지반에 대한 이용이 계속 증가하고 있다. 콘저항치는 심도별 지층구성에 따라 일정한 군을 형성하였고 탄성파속도 또한 지층경계에 따라 일치하는 경향이 나타났다. 따라서, 타성파 속도와 콘관입저항치는 상당한 연관성을 가지고 있으며 이는 지반조사의 효율성을 증대 시킬 수 있을 것이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권2호
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• pp.927-935
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• 2011

노상층의 지지력을 평가하는 일반적인 방법의 하나로 현장 CBR(California Bearing Ratio) 시험이 널리 이용되고 있다. 그러나 현장 CBR은 시간과 비용이 많이 소모되어 포장층의 강도특성을 단시간에 파악하기에는 어려운 단점이 있다. 최근에는 보다 신속하고 경제적인 방법으로 동적 콘관입시험(Dynamic Cone Penetrometer, DCP)이 많이 이용되고 있다. 본 논문에서는 폐석회를 혼합한 현장모형 노상토에 대하여 현장 CBR 시험과 DCP 시험을 수행하여 현장 지지력을 평가하였으며, 현장 CBR 값과 DCP 지수에 대한 상관관계를 분석하였다. 사용한 폐석회는 인천의 화학공장에서 소다회($Na_2CO_3$)를 생산하는 공정에서 부수적으로 발생하는 부산물이며, 현장시험에서는 현장함수비, 현장밀도, 현장 CBR 시험, DCP 시험을 수행하였다. 시험결과로부터 폐석회 활용도로 노상층에 대한 DCP지수를 제안하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제17권1호
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• pp.49-54
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• 2016

동토지반을 구성하는 지층 중 표층에 분포하는 활동층은 계절에 따라 동결과 융해를 반복하여 지표면의 동상을 야기한다. 동상 높이는 활동층의 두께에 큰 영향을 받으므로, 동토지반 상부 인프라시설의 안전한 설계 및 시공을 위하여 활동층의 두께 산정은 매우 중요한 부분을 차지한다. 본 연구에서는 경량화된 원위치 관입시험 방법인 동적 콘 관입기를 이용하여 동토지반에서 활동층이 분포하는 심도를 평가하고자 하였다. 동적 콘 관입시험을 적용하기 위한 대상현장으로서 알래스카에 위치한 솔로몬 지역의 동토지반이 선택되었으며, 해당 지역의 두 개소에서 지중온도계측 및 동적 콘 관입시험이 수행되었다. 적용실험 결과 동적 콘 관입시험으로부터 획득된 동적 콘 관입지수는 활동층 및 영구동토층에서 서로 상이한 값을 나타내는바 동적 관입특성에 따른 활동층과 영구동토층의 경계부 심도가 산정되었으며, 경계부 심도에서 아이스 렌즈층으로 판단되는 구간이 감지되었다. 해당 개소에서 획득된 지중온도분포도에서 영상 및 영하 온도의 경계 심도는 본 연구의 동적 콘 관입시험으로부터 획득된 활동층 분포 심도와 부합하는 결과를 보였다. 본 연구에서 적용된 동적 콘 관입기는 대형장비의 접근 및 적용에 한계가 있는 극한지 동토 지역의 활동층 심도평가를 위하여 활용될 수 있을 것이라 기대된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제38권11호
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• pp.55-67
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• 2022

본 연구에서는 동적콘관입시험(dynamic cone penetrometer test, DCPT)과 소형충격재하시험(light weight deflectometer test, LWDT)을 다짐품질 관리에 적용하기 위해서, 서로 다른 성토재료를 사용하는 국내의 두 토공사 현장을 대상으로 DCPT, LWDT, 평판재하시험(plate load test, PLT)을 수행했다. 동일한 조건에서 수행되었음에도 DCPT와 LWDT 결과는 위치에 따라 변동성이 매우 컸다. 이는 위치에 따라 변동성이 큰 초기 타격 시의 측정값이 시험 결과에 큰 영향을 주었기 때문으로, 두 번째 타격까지를 예비타격으로 간주하고 이후 측정값을 바탕으로 도출된 결과를 다짐품질 지표로 활용하는 것이 적절한 것으로 나타났다. 또한 동일한 시험 조건에서 수행된 DCPT, LWDT, PLT 결과는 서로 높은 상관성을 보였다. 특히, 일점 분석(individual point analysis)보다, 평균값 분석(average point analysis) 시 상관성이 향상되는 것으로 나타나, 인접한 여러 위치에서 수행된 DCPT 및 LWDT 결과의 평균값을 다짐품질 지표로 활용하는 것이 적절할 것으로 판단된다.