Alireza Hasibi Taheri;Navid Hadiani;S. Mohammad Ali Sadredini;Mahmood Zakeri Nayeri
Geomechanics and Engineering
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제36권4호
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pp.317-328
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2024
Adopting a rational engineering methodology for building structures on sandy-clay soil layers has become increasingly important since it is crucial when structures erected on them often face seismic and cyclic wave loads. Such loads can cause a reduction in the stiffness, strength, and stability of the structure, particularly under un-drained conditions. Hence, this study aims to investigate how the dynamic properties of sand-clay mixtures are affected by loading frequency and clay content. Cyclic triaxial tests were performed on a total of 36 samples, comprising pure sand with a relative density of 60% and sand with varying percentages of clay. The tests were conducted under confining pressures of 50 and 100 kPa, and the samples' dynamic behavior was analyzed at loading frequencies of 0.1, 1, and 4 Hz. The findings indicate that an increase in confining pressure leads to greater inter-particle interaction and a reduced void ratio, which results in an increase in the soil's shear modulus. An increase in the shear strength and confinement of the samples led to a decrease in energy dissipation and damping ratio. Changes in loading frequency showed that as the frequency increased, the damping ratio decreased, and the strength of the samples increased. Increasing the loading frequency not only reflects changes in frequency but also reduces the relative permeability and enhances the resistance of samples. An analysis of the dynamic properties of sand and sand-clay mixtures indicates that the introduction of clay to a sand sample reduces the shear modulus and permeability properties.
석조문화재 주변의 환경적인 요인은 다양한 형태의 손상을 불러일으킨다. 본 연구에서는 여러 환경 요인 중에서 지면에 조성된 조립사질 토양이 석조문화재의 손상에 끼치는 영향을 불국사 다보탑을 중심으로 살펴보았다. 복잡한 구조를 지닌 불국사다보탑의 주변 지면에는 조립사질토양이 조성되어 있고, 주변은 회랑으로 둘러싸여 있다. 경주의 거센 바람과 수많은 관람객으로 인하여 지면의 토양이 부유되어 복잡한 석탑의 부재 사이에 침착되고 있다. 조립사질토양이 석탑의 손상에 미치는 영향을 살펴보기 위하여 조립사질 토양과 석탑 주변에 떨어진 풍화편을 채취하여 X-선 회절분석, 편광현미경 및 전자현미경으로 광물조성과 조직을 관찰하였으며, IC와 ICP-AES를 이용하여 수용성 염성분을 분석하였다. 조립사질토양과 풍화편에서는 스멕타이트 뿐만 아니라, 일라이트, 카올리나이트가 검출되었는데, 이들은 수분과 접촉시 팽창을 하여 암석에 압력을 가중시킨다. 풍화편과 조립사질 토양에서는 또한 NaCl 염이 검출되었는데, 이 염은 점토광물에 나트륨이온을 제공하여서, 또는 상대습도 평형을 떨어뜨려서 점토광물의 팽창을 증진시킨다. 분석결과는 조립사질토양이 풍화된 석조문화재의 사이트환경으로는 적절치 못함을 보여준다.
This study aims to recycle redmud which is a byproduct in the alumina industry. Redmud ceramics were prepared according to the type of raw materials by blending redmud with the raw materials used in the conventional clay bricks. In this paper, the compressive strength, water absorption ratio, and shrinkage of redmud ceramics prepared by mixing clay bricks were evaluated. Compressive strength and absorption ratio of redmud ceramics were compared with the clay brick criteria of KS L 4201. At the firing temperature of $1200^{\circ}C$, the specimens containing redmud only and the redmud with sandy loam and black clay were found to satisfy the 1st class of clay brick. The quality standard of compressive strength and absorption ratio was obtained by firing redmud with black clay and sandy loam at $1200^{\circ}C$. Also, when the redmud was mixed with black clay and feldspar, the 2nd class was satisfied when the sample was fired at $1100^{\circ}C$.
본 연구는 해안점토 또는 육상의 사질토에 지반개량재를 혼합하였을 때 어떤 강도변화를 보이는지에 관한 것이다. 철광석을 제련할 때 부산물인 슬래그와 제지류 소각할 때 생기는 paper fly ash를 일정한 비율로 혼합하여 지반개량재를 만들었다. 이러한 지반개량재를 해안점토와 육상의 사질토에 혼합한 후 함수비, 양생일, 혼합비 등으로 구분하여 일축압축강도 시험용 공시체를 제작하였다. 공시체가 28일간 양생되는 동안 일축압축강도의 변화와 생성물질의 변화를 분석하였다. 강도분석 결과 육상의 사질토보다 해안점토에서 최대 11배 정도의 강도증가의 효과가 나타났는데, 이는 지반개량재로 인한 ettringite 반응이 사질토보다 해안점토에서 명확하게 보여주는 것을 의미한다.
펄스동전기법은 점토성-사질토에서 탈수화 공정을 효율적으로 진행하기 위해 제안되었다. 제안된 동전기법은 점토성-사질토에서 토양 안정성의 증진을 위해 전류 흐름에 따르는 유체의 이동에 의한 탈수화 공정을 진행하는 것이다. 제안된 동전기법의 성능을 확인하기 위해 제작된 샘플은 총 7일간에 점진적으로 압력을 증가시켜 30 psi($2.11kgf/cm^2$)의 최종압력으로 압축과정을 거쳐 완성되었다. 기존의 연속적인 처리와 펄스방식으로 처리하는 공정을 비교하여 각각의 특성을 관찰하였다. 각각의 테스트는 48시간 동안 3 V/cm의 전압 경사 조건으로 연속적인 처리공정과 48시간 동안 총 8시간씩 3회에 걸쳐 전기를 차단하는 펄스방식으로 진행하였다. 그 결과, 펄스방식의 효율이 연속처리방식의 효율과 비슷한 것으로 나타났고 펄스방식이 연속처리방식보다 전력소비가 약 50 % 감소로 그 경제성을 입증하였다.
시설참외 재배지 연작장해 경감을 위한 객토시 토성이 생육과 과실의 품질 및 수량에 미치는 영향을 조사하였다. 객토시 기존 작토층에 함유된 유ㆍ무기물질들은 교반으로 감소되었고, 토양수분 장력은 점토함량이 낮은 사양토가 양토와 미사질식토 보다 감소폭이 크게 나타났으나 토양경도의 증가폭은 낮았다. 초기 생육은 사양토에서 초장과 엽면적 그리고 지상ㆍ지하부 생체중과 건물중이 모두 높은 경향을 보였으나 엽록소함량은 낮았다. 과실은 사양토에서 크고 무거웠으며 단도와 색은 미사질식토에서 높게 나타났다. 상품과와 비상품과 수량은 사양토에서 가장 많았으며 또한 발효과 발생률도 높게 나타났다. 저장기간이 경과할수록 모든 토성에서 경도와 과중은 서서히 감소되었으나 당도는 저장 후 5일까지 증가한 후 감소되었다. 따라서 시설참외 재배지 객토시 과실의 품질과 수량에 영향을 미치는 토성이 고려되어야 하겠다.
The effect of heavy construction equipment on the excavated slope is investigated by slope stability analysis. A mobile crane with 500 kN capacity is applied as a working load to the background surface of the excavated slope, in both sandy soil and clay, designed to guarantee the safety of slope stability. Major parameters such as the distance between the edge of the slope and the mobile crane, groundwater level, and ground plate size of the mobile crane are considered. Only 23.8% and 14.3% of the analysis models with sandy soil and clay excavated slope, respectively, satisfied the slope stability. By changing the slope of the sandy soil from 1:1.0 to 1:1.2, the number of analysis models securing slope stability increased from 23.8% to 40.5%. For the clay excavated slope, the analysis models securing slope stability increased from 14.3% to 42.9% by changing slope inclination from 1:0.8 to 1:1.2. In addition, it is found that the increase in the size of the ground plate of the mobile crane increases the analysis models that secure slope stability. Therefore, it is an effective way to relax the excavated slope's inclination angle and simultaneously increase the ground plate size to guarantee stability.
A large amount of the mineral nitrogen is necessary for crop growth. With the use of nitrogen fertilizers, agricultural yield has increased during the last few decades. However, at the same time, nitrate from the cultivated land can be a source of environmental pollution, especially in water systems. For nitrogen management, it is necessary to analyze the pattern of nitrogen movement in soil. In this study, nitrogen leaching in upland soils was evaluated using undisturbed lysimeters with different soil textures during sesame cultivation. The soil texture of the lysimeters was clay loam (Songjung series) and sandy loam (Sangju series) soils. Sesame was cultivated from May 25 to August 24 in 2020. The standard amount of NPK fertilizer (N-P2O5-K2O = 2.9-3.1-3.2 kg·10 a-1) was applied before sowing. The amount of nitrogen leaching was calculated by multiplying the nitrogen (NO3-N + NH4-N) concentration and the amount of water drained below 1.5 m soil depth. The water was drained through percolation into macropores in the clay loam lysimeter. In contrast, in the sandy loam lysimeter, water drained more slowly than in the clay loam lysimeter. There was a slight difference in the total amount of leachate during the cultivation period, but the amount of nitrogen leaching was high in sandy loam soil. During the sesame cultivation period, the amount of nitrogen leaching from clay soil was 5.64 kg·10 a-1, and 10.70 kg·10 a-1 for sandy soil. We found that there was a difference in leaching depending on the soil physical characteristics. Therefore, it is necessary to consider the characteristics of soil to evaluate the leaching of nitrogen.
Three soils, sandy loam, loam and silty clay loam, were selected and three inches soil cores with 4 bulk density(BD) levels were made by compressing the soils wetted with 3 levels water. Mechanical and water characteristics were measured and analyzed the mechanical resistance limiting water, available water and least-limiting water range. Mechanical resistance limiting water(MRLW) were appeared at higher bulk density than $1.6Mg/m^3$ in sandy loam, and $1.4Mg/m^3$ in loam and silty clay loam. The least-limiting water ranges were sharply decreased at the bulk density $1.6Mg/m^3$ in sandy loam and loam, $1.4Mg/m^3$ in silty clay loam. There were big deferences between available water contents and least limiting water ranges in finer texture and higher bulk density soils.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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