• 지질공학
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• 제32권1호
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• pp.173-191
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• 2022

본 연구에서는 Flat TDR을 이용하여 지반의 전단파속도를 측정하였고 측정값의 정밀도 분석 및 현장적용성에 대한 검증을 수행하였다. Flat TDR 내 결합되어 있는 Piezo-stack을 이용하여 현장에서의 전단파속도 측정값을 도출하였고, 도출한 값의 검증을 위해서 들밀도시험, 동적콘관입시험(DCPT), 문헌조사 등을 적용하여 비교·분석하였다. 실험결과 그라우트재 주입시 재령 초기 전단파속도 변화의 평균값은 10.15 m/s이며, 7~14일차 이후의 전단파속도 변화의 평균값은 65.99 m/s로 재령일 증가하는 경향을 보였다. 또한 OMC를 기준으로 건조 측에서는 함수비가 증가할수록 건조밀도와 전단파속도가 증가하고, 습윤 측에서는 함수비가 증가할수록 건조밀도와 전단파속도가 감소하는 것을 알 수 있었다. 현장시험 결과 도출된 전단탄성계수 값이 최소 17.36 MPa에서 최대 28.13 MPa로 확인되어 참고문헌 값과 유사한 측정값을 확인하였다. 이를 통해 Flat TDR을 이용한 전단탄성계수의 측정값이 신뢰성이 있는 데이터임을 알 수 있고, 추후 현장 지반의 다짐관리를 효과적으로 할 수 있음을 판단할 수 있다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제22권8호
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• pp.43-54
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• 2006

본 논문은 벤더 엘리먼트를 압밀, 토모그래피, 그리고 액상화에 적용하는 방법을 다루었다. 모래와 점토를 이용하여 압밀 시험을 수행하면서 전단파 속도를 측정하여 하중 재하 및 제하 시기를 평가하였다. 전단파 속도는 유효응력의 함수이므로 전단파 속도를 이용하여 하중 재하시기를 결정할 수 있으나, 침하량 기준과 전단파 속도(유효응력) 메카니즘이 다를 수 있으므로 주의해야 한다. 또한 전단파 속도는 고결화 제어 구간(cemented controlled regime)과 응력 제어 구간(stress controlled regime)으로 구별할 수 있어 응력이력현상을 확인할 수 있다. 벤더 엘리먼트가 설치된 고정된 프레임에서 전단파 토모그래피가 가능하다. 낮은 구속응력상태와 진 삼축 장비 내에서 토모그래피 실험을 수행한 결과 전단파 토모그래피는 평균유효응력과 관련된 전단파 속도 변화의 관측에 사용될 수 있음을 보여 주였다. 한편 액상화와 같은 어떤 현상을 관측하기 위하여 반복 주기가 높은 방식의 전단파 트랜스-일루미네이션(trans-illumination)이 적용되었다. 전단파 속도와 크기의 전개는 액상화 동안 과잉간극수압의 경향과 평행함을 알 수 있었다. 본 논문에서 소개한 적용들은 벤더 엘리먼트가 실내 시험에서 전단파 검측에 상당히 효과적인 방법이 될 수 있음을 보여준다.

• Earthquakes and Structures
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• 제27권2호
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• pp.155-164
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• 2024

Studying the propagation characteristics of waves in circular plates has important engineering value. In this paper, graphene sheet reinforced foam (GPLRMF) circular plates are taken as the research object, and the propagation characteristics of shear and bending waves in the structure are analyzed. In the process of research, we assume that the material properties are closely related to temperature, and use the first-order shear deformation theory (FSDT) to establish the dynamic model of GPLRMF circular plates. Considering the simply supported boundary conditions, the relationship between phase velocity/group velocity and wave number was obtained through Laplace transform. Subsequently, the influence of material and geometric parameters on wave propagation characteristics was analyzed, and the results showed that the porosity coefficient and temperature had a significant impact on the characteristics of wave propagation in circular plates.

• 지질공학
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• 제28권2호
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• pp.297-312
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• 2018

노후 제체의 안전진단 및 그라우팅 보강효과 판정을 위해 지자체와 관공서는 전기비저항탐사를 주로 활용하고 있으나, 전기비저항탐사는 다양한 탐사조건에 의해 비저항 값이 변하는 정성적 평가이다. 또한 제체의 안정성과 직결되는 강성변화(stiffness change)를 파악하기 어려워, 그라우팅 시공 후 지속적인 안정성 모니터링에는 그 적용성이 떨어진다. 이에 본 연구는 지반의 강성(${\mu}$)과 밀접한 관계가 있는 전단파속도(Vs, shear velocity)를 통해 시멘트 그라우팅 시공에 따른 제체의 정량적인 보강효과에 대한 검증방안을 연구하였고, 검증방안에 대한 적용성을 검토하였다. 본 연구는 2개소의 제체를 대상으로 수행되었으며, 시멘트 그라우팅 시공 전 후의 투수시험, 표준관입시험, 다운홀시험(Down-hole Test) 및 MASW(Multi-channel Analysis of Surface wave) 탐사결과를 대비 분석하여 보강효과를 평가하였다. 그라우팅 시공 전 후 전단파속도 변화는 위상속도차이(phase velocity difference) 및 역산해석(inversion analysis)을 통해 각각 분석하였으며, 현장시험 결과와의 비교를 통해 분석결과의 신뢰성을 평가하였다. D 제방의 경우 약 5~10%, H 제방은 약 10~20% 이상의 속도증가가 나타났으며, 현장시험결과와 유사한 양상의 결과를 나타냈다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제9권3호
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• pp.193-206
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• 2006

실체파 속도 결정 목적의 여러 시추공 탄성파 시험 기법 중에서 크로스홀 기법은 지반 동적 특성 평가에 신뢰성이 가장 높은 결과를 도출할 수 있는 기법 중의 하나로 알려져 있다. 이에 본 연구에서는 지하수위 존재 여부에 관계 없이 토사 뿐 만 아니라 암반을 대상으로 크로스홀 탄성파 시험을 성공적으로 수행할 수 있도록, 연직 시추공 안에서 지반에 대한 수평 방향 가진이 가능한 다목적의 스프링식 발진 장치를 개발하고, 국내 주요 시설물 부지들을 대상으로 크로스홀 탄성파 시험을 실시하였다. 대상 부지에서의 수평방향 가진의 크로스홀 탄성파 시험으로부터 전단파 속도 및 압축파 속도와 같은 실체파 속도의 결정을 통해 지반 동적 특성을 효율적으로 평가하였으며, 적용 대상인 시설물들의 내진 성능 평가 및 내진 설계를 위한 근본 자료로 제시하였다.

• Smart Structures and Systems
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• 제18권5호
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• pp.911-930
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• 2016

The main purpose of this paper is to study the effects of initial stress, gravity, anisotropy and porosity on the propagation of shear wave (SH-waves) in a fiber-reinforced layer placed over a porous media. The frequency equations in a closed form have been derived for SH-waves by applying suitable boundary conditions. The frequency equations have been expanded and approximated up to $2^{nd}$ order of Whittaker's function. It has been observed that the SH-wave velocity decreases as width of fiber-reinforced layer increases. However, with the increase of initial stress, gravity parameter and porosity, the phase velocity increases. The results obtained are in perfect agreement with the standard results investigated by other relevant researchers.

• 대한기계학회논문집A
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• 제24권2호
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• pp.496-505
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• 2000

A semi-infinite parallel crack propagated with constant velocity in two bonded anisotropic strip under anti-plane clamped displacement is analyzed. Using Fourier integral transform a Wiener-Hopf equation is derived. By solving this equation the asymptotic stress and displacement fields near the crack tip are determined, where the results give the more general expression applicable to the extent of the anisotropic material having one plane of elastic symmetry for the parallel crack. The dynamic stress intensity factor and energy release rate are also obtained as a closed form, which are the results applicable to the problem both of dynamic and static crack under the same geometry as this study. The stress intensity factor approaches zero at the critical crack velocity which is less than the shear wave velocity, but in typical case of isotropic or orthotropic material agrees with the velocity of shear wave. Also a circular shear stress around crack tip is considered, from which the stress is shown to be approximately symmetric about the horizontal axis. Referring to the maximum stress criteria, it could be shown that a brenched crack is formed by crack growth as crack velocity increases.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제22권12호
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• pp.15-24
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• 2021

대부분이 산악지역인 국내에서는 터널 및 지하공간개발의 비중이 점점 높아지고 있다. 지하공간개발 시 지반 개량공법을 적용하여 지반을 보강하지만 국내에서는 여전히 사건 사고가 빈번하게 발생하고 있다. 대표적인 지반 보강공법인 그라우팅 공법은 주입재의 총량과 실제 그라우팅 시공 시 사용한 주입재의 양을 비교하여 효과를 판정하였으며, 혹은 그라우팅 공법을 적용한 지반에 보링 후 시료의 일축압축강도 평가 혹은 현장 투수시험을 통하여 지반 보강여부를 판단하였다. 하지만, 시공 중 혹은 대상 지반 내에 지반 보강이 제대로 이루어졌는지는 판단하기는 어렵다. 이러한 문제를 해결하기 위해 전도성 재료인 탄소섬유와 그라우트 재료인 마이크로시멘트를 혼합하여 그라우팅을 수행한 후 전기비저항 측정을 통해 시공 중이나 시공 후에 품질관리가 가능한 새로운 방법에 대해 연구가 필요한 실정이다. 본 연구는 이에 대한 기초연구로 전도성 재료인 탄소섬유가 혼합된 그라우트 재의 성능을 평가하기 위해 탄소섬유 0%, 3%, 5%, 7%로 혼합된 시멘트 공시체를 제작하였으며, 제작한 공시체에 대하여 3일, 7일, 28일 습도 99%의 조건으로 습윤양생 시킨 후 압축파 속도 및 전단파 속도 측정을 수행하였다. 압축파 속도 및 전단파 속도 측정 결과 탄소섬유의 배합비 및 재령일수 증가에 따라 증가하는 경향을 보였으며, 재료의 강성인 탄성계수 및 전단탄성계수도 증가하는 것을 확인하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2010년도 춘계 학술발표회
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• pp.208-212
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• 2010

The high-speed railway consists of tracks, gravel ballast and subgrade, and the dynamic load is passed to subgrade through track and gravel ballast. The relaxation condition of the gravel ballast is able to be evaluate relatively and to be repaired through a continuous management, but it is difficult to evaluate the condition of subgrade, which is final part of supporting dynamic load and to repair it when made a problem. The gravel ballast and subgrade are evaluated by determining shear wave velocity. To evaluate ballast and subgrade, a good method to determine shear wave velocity is a non-destructive experiment such as surface wave tests providing a prompt experiment because an experiment in railway has a lot of tests which are carried out following railway directions and needs to prevent damage of the system. In general, a railway has limitation of an experimental space by narrow width, sleeper and etc., and background noise by a reflector exists. The existing surface wave tests need a minimum space, and it is difficult to get a reliable test results on account of background noise effect. Therefore, it is difficult or impossible to apply to existing surface wave test of subgrade and ballast. In this study, the HWAW method is applied to determine a shear wave velocity profile of the underground. The HWAW method is the experiment which is able to be carried out on a narrow space, and it determines share wave velocity of a site by measuring the wave from surface sources on the same spot. In addition, it removes effects of background noise accordingly to a signal processing using harmonic wavelet transforms, so it is useful to evaluate subgrade of a high-speed railway in the narrow space and the situation of background noise. In order to check an application of the HWAW method, an experiment is carried out on a high-speed railway field and a test result is compared to boring results.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2006년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.607-616
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• 2006

More strict construction control of railway roadbeds is demanded in high speed railway system because of heavier repeated dynamic loading than conventional railways. The aim of this study is to propose a compaction control methodology of crushed-rock-soil-fills including as large particles as $200\sim300mm$ in diameter, which are easily encountered in high speed railway roadbed. Field tensity evaluation and in turn compaction control of such crushed-rock-soil-fills are almost impossible by conventional methods such as in-situ density measurements or plate loading tests. The proposed method consists of shear wave measurements of compaction specimens in laboratory and in-situ measurements of fills. In other words, compaction control can be carried out by comparing laboratory and field shear wave velocities using as a compaction control parameter. The proposed method was implemented at a soil site in the beginning and will be expanded to crushed-rock-soil-fills in future. One interesting result is that similar relationship of shear wave velocity and water content was obtained as that of density and water content with the maximum value at the optimum moisture content.