• Geomechanics and Engineering
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• 제14권2호
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• pp.115-129
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• 2018

This paper presents a set of results of plate load tests that imposed incremental cyclic loading to a sandy soil bed containing multiple layers of granulated rubber-soil mixture (RSM) at large model scale. Loading and unloading cycles were applied with amplitudes incrementally increasing from 140 to 700 kPa in five steps. A thickness of the RSM layer of approximately 0.4 times the footing diameter was found to deliver the minimum total and residual settlements, irrespective of the level of applied cyclic load. Both the total and residual settlements decrease with increase in the number of RSM layers, regardless of the level of applied cyclic load, but the rate of reduction in both settlements reduces with increase in the number of RSM layers. When the thickness of the RSM layer is smaller, or larger, settlements increase and, at large thicknesses may even exceed those of untreated soil. Layers of the RSM reduced the vertical stress transferred through the foundation depth by distributing the load over a wider area. With the inclusion of RSM layers, the coefficient of elastic uniform compression decreases by a factor of around 3-4. A softer response was obtained when more RSM layers were included beneath the footing damping capacity improves appreciably when the sand bed incorporates RSM layers. Numerical modeling using "FLAC-3D" confirms that multiple RSM layers will improve the performance of a foundation under heavy loading.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제13권6호
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• pp.95-106
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• 1997

공내재하시험은 고무 튜브를 보링공에 넣어 압축을 가함으로써 압력과 변형관계 곡선을 얻을 수 있는데 지반교란이 해석 결과에 큰 영향을 미친다. 공내재하시험의 지배방정식은 공동확장이론과 쌍곡선 형태의 흙모델을 기본으로 이론적으로 유도할 수 있으며 이렇게 유도된 식과 곡선 보정기법을 적용시키면 지반교란이 없는 상태의 응력-변형 곡선을 얻을 수 있다. 이러한 해석 방법은 재하단계에 적용할 수 있으며 국내의 화강풍화토의 공내재하시험 결과에 적용하여 초기전 단계수를 구하였다. 이렇게 구한 초기전단계수값을 표준관입시험 결과와 비교 분석하여 초기전 단계수값과 표준관입시험의 상관관계를 구하였다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제37권5호
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• pp.443-452
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• 2024

The use of sand-tire chip mixtures in construction industry is a sustainable and environmentally friendly approach that addresses both waste tire disposal and soil improvement needs. However, the addition of tire chip particles to natural soils decreases maximum shear modulus (G_max), but increases compressibility, which can be potential drawbacks. This study examines the effect of overconsolidation stress history on the maximum shear modulus (G_max) of rigid-soft mixtures with varying size ratios (SR) and tire chip contents (TC) by measuring the wave velocity through a 1-D compression test during loading and unloading. The results demonstrate that the G_max of tested mixtures in the normally consolidated state increased with increasing SR and decreasing TC. However, the tested mixtures with a smaller SR exhibited a greater increase in G_max during unloading because of the active pore-filling behavior of the smaller rubber particles and the consequent increased connectivity between sand particles. The SR-dependent impact of the overconsolidation stress history on G_max was verified using the ratio between the swelling and compression indices. Most importantly, this study reveals that the excessive settlement and lower G_max of rigid-soft mixtures can be overcome by introducing an overconsolidated state in sand-tire chip mixtures with low TC.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권3호
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• pp.93-104
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• 2003

간단한 제하/재재하 구성방정식을 이용하여 기존의 교란상태개념(DSC)모델을 수정하였고, 그 수정된 DSC모델을 비선형 동역학적 유한요소 프로그램인 DSC_DYN2D에 수치해석적으로 접목(implementation)하였다. 본 연구에서 이용한 구성방정식 DSC 모델은 상대적으로 손상받지 않은 상태(RI)를 정의하기 위하여 HiSS모델을 이용하였고, 완전파괴상태(FA)는 한계상태모델을 이용하였다. 이렇게 수정된 DSC_DYN2D 프로그램을 이용하여 동하중을 받는 현장파일 및 그 주변 지반의 거동을 수치해석적으로 모사 하였다. 해석 결과를 기존의 HiSS모델을 이용한 해석결과와 비교, 분석하였다. 비교결과, DSC모델을 이용하여 해석한 결과가 HiSS모델로 해석한 결과보다 현장계측과 유사하였다. 이를 통해 DSC모델을 이용한 수치해석이 복잡한 점토-파일 접촉면 상호작용 거동을 실제적으로 잘 모사할 수 있다고 판단된다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제37권4호
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• pp.341-358
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• 2024

This paper reports several plane-strain trapdoor tests conducted to investigate the effects of reinforcement on soil arching development under localized surface loading with a loading plate width three times the trapdoor width. An analogical soil composed of aluminum rods with three different diameters was used as the backfill and Kraft paper with two different stiffness values was used as the reinforcement material. Four reinforcement arrangements were investigated: (1) no reinforcement, (2) one low stiffness reinforcement R1, (3) one high stiffness reinforcement R2, and (4) two low stiffness reinforcements R1 with a backfill layer in between. The stiffness of R2 was approximately twice that of R1; therefore, two R1 had approximately the same total stiffness as one R2. Test results indicate that the use of reinforcement minimized soil arching degradation under localized surface loading. Soil arching with reinforcement degraded more at unloading stages as compared to that at loading stages. The use of stiffer reinforcement had the advantages of more effectively minimizing soil arching degradation. As compared to one high stiffness reinforcement layer, two low stiffness reinforcement layers with a backfill layer of certain thickness in between promoted soil arching under localized surface loading. Due to different states of soil arching development with and without reinforcement, an analytical multi-stage soil arching model available in the literature was selected in this study to calculate the average vertical pressures acting on the trapdoor or on the deflected reinforcement section under both the backfill self-weight and localized surface loading.

• Geomechanics and Engineering
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• 제28권2호
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• pp.157-169
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• 2022

Preloading of soft clays is a common ground stabilization method for improvement of compressibility and the undrained shear strength. The waiting period under preload is a primary design criterion controlling the degree of improvement obtained. Upon unloading the overconsolidation attained with respect to actual loads defines the long term performance. This paper presents a laboratory study for investigation of creep behavior of Famagusta Bay alluvial soft soil preloaded under various effective stresses for analysis of long term performance based on the degree of overconsolidation. Traditional one-dimensional consolidation tests as well as modified creep tests are performed on reconstituted soft specimens. Compressibility parameters are precisely backcalculated using one dimensional consolidation theory and the coefficient of creep is determined using the traditional Cassagrande method as well as two modified methods based on log cycles of time and the inflection of the creep curve. The test results indicated that the long term creep can be successfully predicted considering the proposed method. The creep coefficients derived as part of this method can also be related to the recompression index (recompression index, swelling index) considering the results of the testing method adopted in this study.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권5호
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• pp.311-317
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• 2003

일정변형속도 압밀시험(CRS)을 이용하여 점성토의 팽창지수 산정 특성을 조사하였다. CRS압밀시험에서 재하단계의 변형률은 0.05%/min와 0.03%/min을 적용하였으며, 재하단계에서는 재하단계의 변형속도의 1/1, l/5, 1/10, 1/15에 해당하는 변형속도를 적용하였다. 표준압밀시험과 비교하여 팽창지수를 산정한 결과 1/5∼1/10정도의 변형속도를 적용했을 때 서로 유사한 팽창지수가 산정되었다. 또한, 유효응력과 과잉간극수압비의 관계에서 교차점이 존재함을 알았으며 이 교차점을 기준으로 변형속도에 의존적인 부분과 비의존적인 부분이 존재함을 알 수 있었다.

• 한국농공학회지
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• 제38권3호
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• pp.101-110
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• 1996

The aim of the work described in this paper is to develope a constitutive model for the prediction of an unsaturated clayey soil and to confirm the application of the model. To this end a series of suction controlled isotropic and triaxial compression tests are conducted on clayey soils. Matric suction is controlled by the axis translation technique using high air entry ceramic disk. Total volume change, air and water volume changes are measured by the device made for the experiment. The specimens are compacted by dynamic compaction using a half of Proctor compaction energy with the water contents of 5% drier than the optimum moisture contents. From test results, volume changes and deviator stresses are analyzed at each state and their relationships are formulated. And the application of the model to clayey soils is confirmed by the comparison between test and predicted results. During drying-wetting and loading-unloading processes for isotropic states, the agreement between predicted and test results are satisfactory. And predicted deviator stresses are well agreed with the test results in shearing process, but volumetric strain is not well agreed with the test results in high suctions.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제13권4호
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• pp.109-120
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• 1997

공용하중 상태에서 지반이 경험하는 변형률 크기는 0.1~1% 미만임이 밝혀지고 있다. 변형특성을 보다 엄밀히 평가하기 위하여는 미소변형률 영역에서의 신뢰성 있는 변형측정이 가능한 현장시험기기의 개발이 필요하다. 본 연구의 목적은 공내째하시험기(PMT)를 사용하여 지반의 미소변형률 전단탄성계수를 측정하는 것이다. 공내재하시험에서 시추공 설치에 따른 주위 지반의 교란효과를 제거하기 위하여 초기 하중재하단계가 아닌 역재하-재재하 단계에서 PMT 주위지 반의 응력상태 및 변형률 크기를 고려하여 미소변형률 잔단탄성계수를 결정하였다. 실내 토조에서 성형한 모래시료와 화강풍화토 현장지반에서 시험을 수행하였으며,시험결과로부터 본 연구 에서 사용한 PMT시험은 변형률 크기 10-2%~0.5% 범위에서 신뢰성 있는 전단탄성계수 측정이 가능하였다. 또한 변형률 크기를 고려하여 다른 실내외시험에서 결정된 전단탄성계수와 비교 하면 서로 잘일치하는 결과를 얻을 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제21권8호
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• pp.27-35
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• 2005

액상화에 따른 지반의 과도한 변형으로 인한 피해가 자주 발생되고 있다. 그에 따른 지반의 움직임을 예측하기 위해서는 유효응력 개념에 기초한 수치해석 기법이 요구되어 진다. 본 연구에서는 지진 및 유사한 반복 하중에 따른 수압의 상승을 예측할 수 있는 연성(fully coupled) 유효응력 구성모델인 UBCSAND를 제안하였다. 제안된 모델은 간단한 완전탄소성모델인 Mohr-Coulomb을 변형한 형태로 마찰각(friction angle)과 팽창각(dilation angle)을 점진적으로 증가시킴으로써, 기존의 파괴상태내에서도 연속적인 소성변형 발생을 표현할 수 있다. 항복함수는 전단응력과 평균응력의 비인 $(\sigma'_1-\sigma'_3)/(\sigma'_1-\sigma'_3)$로 나타내며, 응력도의 원점에서 시작하는 무한개의 방사선을 의미한다. 따라서, Mohr-Coulomb의 파괴면과 같은 형태의 무수한 항복면을 가진다. 소성 경화법칙은 등방경화(isotropic hardening)와 이동경화(kinematic hardening)를 혼합한 형태를 이루고 있다. 재하(loading) 및 재재하(reloading)시에는 연속적인 소성 변형이 일어나나, 제하(unloading)시에는 탄성변형을 가정하였다. 제안된 모델은 느슨한 Fraser River 모래를 이용한 직접단순전단시험(Direct simple shear test)결과와 비교하여 검증하였다.