• Geomechanics and Engineering
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• 제15권4호
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• pp.987-995
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• 2018

In this study, a relationship between small-strain shear modulus ($G_{max}$) and overconsolidation ratio (OCR) based on shear wave velocity ($V_S$) measurement was established to identify the stress history of centrifuge model ground. A centrifuge test was conducted in various centrifugal acceleration levels including loading and unloading sequences to cause various stress histories on centrifuge model ground. The $V_S$ and vertical effective stress were measured at each level of acceleration. Then, a sensitivity analysis was conducted using testing data to ensure the suitability of OCR function for the tested cohesionless soils and found that OCR can be estimated based on $V_S$ measurements irrespective of normally-consolidated or overconsolidated loading conditions. Finally, the developed $G_{max}$-OCR relationship was applied to centrifuge models constructed and tested under various induced stress-history conditions. Through a series of tests, it was concluded that the induced stress history on centrifuge model by compaction, g-level variation, and past overburden load can be analysed quantitatively, and it is convinced that the OCR evaluation technique will contribute to better interpret the centrifuge test results.

• Geomechanics and Engineering
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• 제20권2호
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• pp.165-174
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• 2020

The enzyme-induced carbonate precipitation (EICP) method has been investigated to improve the hydro-mechanical properties of natural soil deposits. This study was conducted to explore the stiffness evolution during various stress scenarios. First, the optimal concentration of urea, CaCl₂, and urease for the maximum efficiency of calcite precipitation was identified. The results show that the optimal recipe is 0.5 g/L and 0.9 g/L of urease for 0.5 M CaCl₂ and 1 M CaCl₂ solutions with a urea-CaCl₂ molar ratio of 1.5. The shear stiffness of EICP-treated sands remains constant up to debonding stresses, and further loading induces the reduction of S-wave velocity. It was also found that the debonding stress at which stiffness loss occurs depends on the void ratio, not on cementation solution. Repeated loading-unloading deteriorates the bonding quality, thereby reducing the debonding stress. Scanning electron microscopy and X-ray images reveal that higher concentrations of CaCl₂ solution facilitate heterogeneous nucleation to form larger CaCO₃ nodules and 11-12 % of CaCO₃ forms at the interparticle contact as the main contributor to the evolution of shear stiffness.

• Geomechanics and Engineering
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• 제16권5호
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• pp.463-469
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• 2018

In offshore engineering, lateral cyclic loading may induce excessive lateral movement and bending strain in pile foundations. Previous studies mainly focused on deformation mechanisms of single piles due to lateral cyclic loading. In this paper, centrifuge model tests were conducted to investigate the response of a $2{\times}2$ pile group due to lateral cyclic loading in clay. After applying each loading-unloading cycle, the pile group cannot move back to its original location. It implies that residual movement and bending strain are induced in the pile group. This is because cyclic loading induces plastic deformation in the soil surrounding the piles. As the cyclic load increases from 62.5 to 375 kN, the ratio of the residual to the maximum pile head movements varies from 0.30 to 0.84. Moreover, the ratio of the residual to the maximum bending strains induced in the piles is in a range of 0.23 to 0.82. The bending strain induced in the front pile is up to 3.2 times as large as that in the rear pile. Thus, much more protection measures should be applied to the front piles to ensure the serviceability and safety of pile foundations.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제13권1호
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• pp.35-46
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• 1997

실제지반에 하중이 가하여 질 경우 발생되는 주응력회전시의 지반거동을 해석하기 위하여 등 방단일경화구성모델이 적용되었다. 이 모델에 의한 해석결과는 Ko압밀점토의 중공 원통형 공시체에 여러가지 응력경로를 대상으로 실시된 일련의 비틀림전단시험에 의한 시험치와 좋은 일치를 보이고 있다. 결국 주응력회전시의 지반거동은 등방압축 및 통상적인 압밀비배수 삼축압축시험으로 얻을 수 있는 간단한 정보만을 활용한 이 모델로 예측될 수 있음을 알았다. 비틀림전단시험결과와 해석결과 모두에서 등방탄소성 지반거동을 최초재하 (primary loading)단계 동안에 관찰할 수 있었다. 그러나, Ko압밀응력의 등방항복면내에서 감하나 수재하와 같은 응력 반전을 실시할 경우 최대주변형률증분 방향의 해석치는 시험치와 일치하지 않았다. 이는 응력반전시의 지반거동을 해석하기 위하여는 등방경화모델 (isotropic hardening model)보다 는 이동경화모델(kinematic hardening model)이 개발되어야함을 의미한다. 또한 본 연구에서는 일공간에서 변형률증분벡터의 시험치가 관련흐름법칙 및 비관련흐름법칙에 의한 해석법과 비교되었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.151-151
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• 2011

Large amounts of natural gas, mainly methane, in the form of hydrates are stored on continental margins. When gas hydrates are dissociated by any environmental trigger, generation of excess pore pressure due to released free gas may cause sediment deformation and weakening. Hence, damage on offshore structures or submarine landslide can occur by gas hydrate dissociation. Therefore, geotechnical stability of gas hydrate bearing sediments is in need to be securely assessed. However, geotechnical characteristics of gas hydrates bearing sediments including small-strain elastic moduli have been poorly identified. Synthesizing gas hydrate in natural seabed sediment specimen, which is mainly composed of silty-to-clayey soils, has been hardly attempted due to their low permeability. Moreover, it has been known that hydrate loci in pore spaces and heterogeneity of hydrate growth in specimen scale play a critical role in determining physical properties of hydrate bearing sediments. In the presented study, we synthesized gas hydrate containing sediments in an instrumented oedometric cell. Geotechnical and geophysical properties of gas hydrate bearing sediments including compressibility, small-strain elastic moduli, elastic wave, and electrical resistivity are determined by wave-based techniques during loading and unloading processes. Significant changes in volume change, elastic wave, and electrical resistivity have been observed during formation and dissociation of gas hydrate. Experimental results and analyses reveal that geotechnical properties of gas hydrates bearing sediments are highly governed by hydrate saturation, effective stress, void ratio, and soil types as well as morphological feature of hydrate formation in sediments.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제14권2호
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• pp.93-106
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• 1998

축하중 재하시 실제 강관말뚝의 거동을 API 하중전이 곡선을 이용한 유한차분해석과 FLAC 프로그램을 이용한 수치해석으로 분석하였다. 실험적으로 계측한 말뚝두부의 하중-변위 관계와 깊이에 따른 축하중 분포를 적합하게 예측할 수 있었다. 특히, FLAC 프로그램 해석결과에서는 하중 제거시 매립층에서 응력 경로가 파괴 포락선 상에서 발생하여 비선형적인 하중-변위 관계를 매우 유터사하게 예측할 수 있었다. 또한 FLAC 프로그램 해석결과 및 API 규준에 따른 하중전이 관계를 실험결과와 비교하여, 말뚝-지반간 전이거동을 분석하였다. 사례연구를 통하여 API 하중전이관계를 이용한 유한차분해석이나 FLAC 프로그램을 이용한 수치해석으로 축하중 재하 말뚝의 공학적인 거동을 합리적으로 평가할 수 있음을 알 수 있었다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제12권3호
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• pp.361-397
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• 2017

The unloading effect from excavations can cause the deformation of adjacent tunnels, which may seriously influence the operation and safety of those tunnels. However, systematic studies of the deformation characteristics of tunnels located along side excavations are limited, and simplified methods to predict the influence of excavations on tunnels are also rare. In this study, the simulation capability of a finite element method (FEM) considering the small-strain characteristics of soil was verified using a case study. Then, a large number of FEM simulations examining the influence of excavations on adjacent tunnels were conducted. Based on the simulation results, the deformation characteristics of tunnels at different positions and under four deformation modes of the retaining structure were analyzed. The results indicate that the deformation mode of the retaining structure has a significant influence on the deformation of certain tunnels. When the deformation magnitudes of the retaining structures are the same, the influence degree of the excavation on the tunnel increased in this order: from cantilever type to convex type to composite type to kick-in type. In practical projects, the deformation mode of the retaining structure should be optimized according to the tunnel position, and kick-in deformation should be avoided. Furthermore, two methods to predict the influence of excavations on adjacent tunnels are proposed. Design charts, in terms of normalized tunnel deformation contours, can be used to quantitatively estimate the tunnel deformation. The design table of the excavation influence zones can be applied to determine which influence zone the tunnel is located in.

• 한국지반공학회논문집
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• 제34권7호
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• pp.39-49
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• 2018

유압잭을 통해 지반에 압입 시공되는 압입강관말뚝은 소음 및 진동을 적게 발생시켜 도심지 공사에 적합한 기초형식으로 알려져 있다. 특히 협소한 공간에서 시공이 용이하여 리모델링 혹은 수직증축 공사에 널리 활용될 수 있을 것으로 기대되지만, 연직지지거동이 명확히 규명되지 않아 제한적으로만 적용되고 있는 실정이다. 본 연구에서는 압입강관말뚝의 연직지지거동을 평가하기 위하여 국내의 대표적인 지층인 풍화토 및 풍화암 지반에서 말뚝재하시험을 수행하였다. 재하시험 결과를 통해 각 시험조건 별 주면지지력 및 선단지지력을 평가하였고 이를 항타말뚝을 대상으로 제안된 지지력 평가식과 비교분석하였다. 그 결과, 항타말뚝을 대상으로 제안된 평가식을 통한 예측값은 압입강관말뚝의 주면지지력 및 선단지지력을 각각 57.2% 및 33.8% 과소평가 하는 것으로 나타났다. 이는 기존의 지지력 평가식이 단단한 풍화토 및 풍화암층의 강도를 적절히 고려하지 못하며, 항타공법에 비해 압입공법을 통한 말뚝 설치 시 말뚝주변 지반교란에 따른 지지력 감소가 더 작게 나타나기 때문으로 판단된다. 추가적으로, 기존의 지지력 평가식을 재하시험 결과를 바탕으로 개선하여 압입강관말뚝의 연직지지거동 평가 및 연직지지력 산정 시 활용 가능하도록 하였다.

• 유기물자원화
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• 제27권1호
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• pp.49-56
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• 2019

본 연구의 목적은 배추재배 시 바이오차 펠렛 완효성 비료의 적정 시용량 구명을 위해 수행하였다. 바이오차 팰릿 완효성 비료는 돈분과 바이오차 혼합비(6 : 4)로 조제한 후 N : P : K 용액을 추가하여 총 질소 함량이 약 9%가 되도록 조제하였다. 본 시험의 처리는 대조구, 추천 질소 시비량의 바이오차 펠렛 완효성 비료 질소기준 40%(N 40%), 바이오차 펠렛 완효성 비료 질소기준 40% + 0.07M MgO(N 40% + 0.07M MgO)와 바이오차 펠렛 완효성 비료 질소기준 60%(N 60%) 시용구로 구성되어있다. 배추의 생육기간동안 토양 중 $NH_4-N$, $NO_3-N$, $P_2O_5$, $K_2O$의 농도 변화를 분석하였다. 실험 결과로서 토양중의 $NH_4-N$, $NO_3-N$, $K_2O$ 함량은 대조구와 비교하여 N 40%처리구가 유의차를 보였다. 토양 중의 $P_2O_5$농도는 바이오차 팰릿 완효성 비료의 처리구들 중 N 40%가 가장 높았다. 배추의 생체중은 N 40% 처리구는 대조구와 비교하여 유의적인 차이가 나지 않았으며(p>0.05), N 40% + 0.07M MgO 처리구와 N 60% 처리구는 대조구에 비해 감소하였다. 농경지에서 배추재배 시 추천 질소 시비량 기준의 N 40%가 적정 시용량이라 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제27권6호
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• pp.17-26
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• 2011

그라운드 앵커공법은 현재 우리나라에서 가장 일반적으로 사용되는 사면보강공법들 중 하나이다. 그러므로 앵커로 보강된 사면의 안정성을 장기간 확인하기 위해서는 그라운드 앵커의 긴장력을 측정하는 것이 매우 중요하다. 그러나 전통적인 로드 셀 방식의 측정기술을 제외하고는 특별한 기술이 개발된 것이 없다. 본 논문에서는 지반구조물의 보강을 위해 널리 사용되는 그라운드 앵커의 단기 및 장기 장력을 측정하기 위해 기존에 현장에서 주로 사용되는 스트레인게이지 또는 V/W 타입 로드 셀을 대체할 수 있는 새로운 방법에 대하여 기술하였다. 사용된 센서는 스트레인게이지 또는 V/W타입의 센서에 비해 크기가 작고 내구성이 우수하며 전자기파에 의한 노이즈 발생이 없는 광섬유 브래그격자(Fiber Bragg Grating ; FBG)센서이다. FBG 센서를 내장한 7연 강연선을 이용하여 원하는 위치에서 변형률 감지가 가능한 인장형 앵커를 제작하고 앵커 정착장을 연암과 화강풍화토 지반조건에 각각 2세트(set)씩 시공하여 현장인발실험을 수행하였다. 재하-제하단계를 포함하는 전 하중단계에서 FBG센서로 측정된 변형률로부터 장력 모니터링을 수행하였고 기존 로드 셀로 측정된 결과와 비교하였다. 현장 인발실험 결과, 제안된 광섬유 센서를 이용한 그라운드 앵커의 시공 중 긴장력 측정결과 실내 UTM 결과와 달리 약간의 차이가 있으나 실용적인 차원에서는 충분히 활용 가능한 것으로 확인되었다.