• 한국철도학회논문집
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• 제11권3호
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• pp.257-262
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• 2008

반복하중을 받는 도로 노반체의 경우 회복탄성계수를 이용한 해석 및 설계 방법이 이루어지고 있는데 유사한 형태의 하중조건인 철도 노반체의 경우에도 그 거동은 크게 다르지 않을 것으로 판단된다. 이러한 현상적인 특성을 감안하여 본 논문에서는 회복탄성계수를 기반으로 하는 구성방정식을 상용 유한요소 해석 프로그램에 적용하였다. 일반적으로 K-${\theta}$ 혹은 Uzan 모델을 기반으로 수치해석 프로그램과의 접목이 이루어져 왔다. 이러한 모델의 기본 가정은 반복하중으로 인하여 재료의 상태는 비선형탄성 상태까지 도달한 조건으로 보고 있으므로 추가적인 반복하중으로 인한 재료의 거동은 탄성구간 내에서만 발생하는 것으로 가정하고 있다. 그러나 점성토에 대한 회복탄성실험 결과를 보면 하중의 재하 횟수 증가에 따라 영구변형이 발생하는 상황이므로 기존의 모델을 사용한다면 발생하는 영구변형을 충분히 모델링 할 수 없게 된다. 따라서 본 논문에서는 실험결과로부터 도출된 소성특성과 간단한 파괴기준을 적용하여 영구변형이 발생하는 조건에서 구성모델을 개발하였으며 개발된 모델의 적용결과는 실험 결과값과 잘 일치하는 것으로 확인되었다.

• 한국철도학회논문집
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• 제18권4호
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• pp.354-362
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• 2015

콘크리트궤도의 경우, 허용침하기준이 30mm 이하로 매우 엄격하게 관리되기 때문에, 궤도 하부의 토공노반(강화노반, 상부노반, 하부노반)의 침하에 대한 관리가 필수적으로 요구되고 있다. 이를 위해서는 먼저 이들 노반 재료의 침하특성에 대해 보다 정확한 이해와 자료의 축적이 우선되어야 할 것이다. 이에 본 연구에서는 노반 재료를 대상으로 대형 오이도미터시험과 삼축압축시험을 통해 여러 입도조건, 함수비 변화조건, 반복하중 조건 등에 의한 장기침하특성을 평가하였다. 강화노반 재료가 설계기준에 적합하게 조성될 경우, 열차하중 하에서 발생되는 침하는 매우 적었다. 한편, 노반재료의 경우 일정 하중 하에서 함수비가 증가할 때, 입도조건에 따라 침하 발생량이 매우 크게 발생할 수 있는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국도로학회논문집
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• 제11권4호
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• pp.17-23
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• 2009

노상토의 변형특성은 포장설계에 있어서 매우 중요한 기본적인 입력물성치다. 노상토의 탄성계수를 실험적으로 결정하기 위해서는 많은 노력이 필요하다. 포장 단면이 간단하거나 중요도가 낮은 도로 설계의 경우 시험적인 탄성계수 결정이 과다한 비용을 요구하게 된다. 보다 간편한 대체시험 또는 기초물성치로부터 탄성계수를 결정하는 다양한 경험모형이 제안되어 있다. 본 연구에서는 7종의 국내 노상토에 대한 시험을 수행하였다. 국내 노상토의 경우 강도특성과 변형특성의 밀접한 상관성을 확인 하였으며, 경험적 상관모형을 제안하였다. 점착력과 낮은 구속응력단계에서의 탄성계수는 매우 큰 상관관계가 있었다($r^2=0.93$). 제안된 상관모형을 적용하여 강도특성으로부터 추정된 탄성계수와 시험을 통하여 측정된 탄성계수의 비교에서 결정계수($r^2$)는 0.75로 나타났다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제33권3호
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• pp.301-315
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• 2023

Adopting cohesive soil as geocell-pocket infill materials is not fully accepted by researchers in the field of road engineering. The cohesion that may inhibit the lateral limitation of geocells is a common vital idea that exists within every researcher. However, the influence of infill materials' cohesion on geocell-reinforced performance is still not thoroughly determined. The mechanism behind this still needs to be studied in depth. This study initially discussed the relationship between subgrade bearing capacity, geocells' contribution to reinforced performance, and infill materials' cohesion (IMC). A law was proposed that adopting the soil with high cohesion as infill materials benefited the subgrade bearing capacity, but this was attributed to the superior mechanical properties of infill materials rather than geocells' contribution. Moreover, the vertical and lateral deformation of subgrade, coupling shear stress and confining stress of geocells, and deformation of geocells were deeply studied to analyze the mechanism that high cohesion can inhibit the geocells' contribution. The results indicate that the infill materials with high cohesion result in the total displacement of the subgrade toward to deeper depth, not the lateral direction. These responses decrease the vertical coupling shear stress, confining stress, and normal displacement of geocell walls, which weaken the lateral limitation of geocells.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제14권3호
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• pp.31-42
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• 2015

강성벽 일체형 철도보강노반의 열차하중 하에서의 성능을 평가하기 위하여 실물 단선 철도 노반과 동일한 규모인 높이*폭*길이(5m*6m*20m)의 보강노반을 건설하였다. 철도보강노반은 높이의 30~40%의 짧은 보강재와 강성벽체, 보강재 연직배치간격 30와 40cm를 적용한 특징이 있다. 경제성 및 시공성 향상을 위하여 강성벽체와 보강토체와의 일체화 연결방식을 3종류(용접형, 힌지볼트형, 굵은 철사형)로 다르게 설계하였다. 철도 설계하중 50kPa의 19.6배에 해당되는 0.98MPa (최대시험하중 5.88MN) 최대하중에 대하여 2회 정하중 재하시험을 실시하였다. 철도보강노반의 성능은 파괴에 대한 안정성, 지지력과 침하, 벽체 발생 수평변위, 보강재 발생 변형률에 대한 검토로부터 평가하였다. 실물 실대형 시험결과로부터 높이의 35% 수준의 짧은 보강재와 힌지 볼트형 연결방식을 채택한 강성벽체 일체형 철도보강노반에서 40cm의 보강재 연직간격을 적용하여도 열차 설계하중 하에서 좋은 성능을 보이는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제8권1호
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• pp.33-40
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• 2009

본 논문에서는 도로를 보강하는 토목섬유 중 지오셀을 이용하였을 때의 보강효과를 알아보기 위해서 실내시험과 현장시험을 실시하였다. 실내 시험은 실대형 직접전단시험기와 모형토조 직접전단시험기를 이용하여 수직응력에 따른 전단응력 곡선을 산정하고 이를 통해 지오셀이 점착력과 내부마찰각을 증가하는 효과를 볼 수 있었다. 실내시험의 결과값을 Terzaghi 공식과 Meyerhof의 공식을 이용하여 극한지지력값을 계산하고 현장시험에서 확인한 극한 지지력값과 비교하여 지오셀의 보강효과를 확인하였다. 분석결과, 직접전단시험을 통해 지오셀의 보강효과가 내부마찰각의 증가에 영향을 미치는 것을 확인하였다. 또한 셀의 개수가 커질수록 내부마찰각이 커짐을 확인하여 보강면적이 넓을수록 보강효과가 증가하는 것으로 나타났다. 지지력에 미치는 영향요소중 내부마찰각을 증가시키는 지오셀을 도로저부에 시공할 경우 내부마찰각의 증가로 지지력 또한 증가하는 것을 확인하였으며, 평판재하시험의 결과값을 통해 지오셀보강이 극한지지력값의 증가효과에 2배정도의 보강효과를 확인하였다. 수치해석을 통해 변형의 분포와 침하량을 확인한 결과, 침하량은 지오셀에 의해 줄어드는 결과를 보여 침하에 대한 보강효과를 확인하였다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제11권4호
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• pp.27-35
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• 2012

국내에 적용되고 있는 블록식 보강토 옹벽의 전면벽체는 보강재의 고정 및 뒷채움재의 유실방지 역할을 하지만, 벽체에 작용하는 하중에 대한 역학적 기능은 부족하다. 보강토체를 구성하는 벽체에 휨 및 전단에 대한 저항 성능을 부여하기 위하여 개발된 강성벽 일체형 보강노반은 다양한 장점에도 불구하고, 기존 공법과 비교하여 경제성 및 시공성 측면에서 단점이 부각되어 현장에의 적용은 미루어져 왔다. 본 연구에서는 강성벽 일체형 보강노반의 국내 적용성 향상을 목적으로 강성벽의 성능은 확보하면서 경제성 및 시공성을 향상시키기 위한 보강재 연직 배치 간격 및 길이 변화가 보강토체 전체의 거동에 미치는 영향을 평가하였다. 이를 위하여 강성벽을 갖는 1/10 축소모형 보강토체 및 높이 3m의 실내 실대형 시험체를 조성하고, 모사 열차하중 하에서의 변형 특성을 평가하였다. 시험 결과 비록 짧은 보강재를 사용함에도 불구하고 강성벽 보강노반에서 벽체 수평 발생변위 및 침하는 허용한계 수준 이하이었으며, 보강재 연직 배치간격이 30cm에서 40cm로 증가하여도 사용성 측면에서의 성능 수준에는 큰 변화가 없는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국도로학회논문집
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• 제6권3호
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• pp.17-26
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• 2004

아스팔트 포장에서 노상층의 상태를 평가하는 방법 중 하나로 현장 CBR(California Bearing Ratio)시험이 이용되고 있다. 그러나 현장 CBR 시험의 경우 시험특성상 시간과 비용이 많이 소모되어 광활한 구간에서의 각 구간별 포장층의 현장강도 특성을 일일이 파악하기란 매우 힘든 단점이 있다. 이에 현장에서 보다 신속하고 경제적으로 포장 지지력을 측정하는 방법으로 동적관입시험 (Dynamic Cone Penetrometer DCP)이 많이 사용되고있다. 이미 외국의 경우 많은 실내 외 시험을 통하여 CBR 값과 DCP 시험을 통한 DCP지수(DCP Index, mm/blow)간의 상관관계가 연구되어 왔으며 최근에 국내에서도 연구가 수행되었으나 실내에 국한된 것이었다. 따라서 본 연구에서는 국내현장에서 사용중인 노상토에 대한 현장 CBR값과 DCP지수에 대한 상관관계를 파악하는 연구를 수행하였다. 이를 통해 국외 자료와 비교하며 국내에서 노상토의 지지력을 평가하기 위한 DCP지수를 제안하고자 하였다. 연구결과, 노상층에서의 CBR 시험방법과 동적관입시험법간 상관관계식을 제시하였으며 국내 노상토의 지지력은 현장CBR값이 20$\sim$45% 범위로 설계시 CBR값을 고려한다면 상당히 우수한 것으로 나타났다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제19권2호
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• pp.1-11
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• 2020

대구경 현장타설말뚝의 수평지지 특성은 말뚝의 강성, 인접지반의 수평지반반력에 따라 크게 좌우된다. 특히 말뚝설계 시 많이 활용되는 경험적인 수평지반반력계수는 그 결과의 값에 따라서 지지력의 차이가 크므로 수평지지력을 평가하는 데 매우 중요한 요소임에도 불구하고 대구경 현장타설말뚝에 대한 지반반력계수의 평가가 미흡한 실정이다. 또한, 말뚝의 취약부인 수평하중에 대한 영향범위와 최대 모멘트의 발생위치는 서로 상관관계가 있을 수 있고, 수평하중에 대한 말뚝의 보강영역을 판단하는데 주요 고려사항임에도 기존 연구에서는 이 관계에 대해 평가되지 않았다. 이에 본 연구는 대구경 현장타설말뚝의 수평지반반력계수를 평가하고, 말뚝의 영향범위(1/β)와 최대 모멘트의 발생위치(z_m)의 관계를 조사하고자 대구경 현장타설말뚝에 대한 현장시험과 비선형 해석을 수행하였다. 연구결과, 대구경 현장타설말뚝의 수평지지력은 경험식을 통한 산정결과에 따라 최대 190%정도 차이를 보였다. 또한, 말뚝의 수평거동에 대한 영향범위와 최대 모멘트의 발생위치의 관계는 지반조건에 따라 선형적 관계인 것으로 평가되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제34권2호
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• pp.55-63
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• 2018

열차의 하중을 적절한 강성으로 지지하기 위하여 다짐시공된 노반의 효과적인 강성특성 평가 기법에 대한 연구가 요구된다. 본 연구에서는 상부노반에 대하여 크로스홀 형태의 동적 콘 관입기(CDCP)를 적용함으로써 심도에 따른 강성특성을 평가하고자 하였다. CDCP의 적용을 위하여 세 단면의 다짐시공 완료된 상부노반이 대상 현장으로 선택되었으며, 각각의 개소에 대하여 CDCP 관입실험 및 들밀도시험, 동평판재하시험(LFWD)이 수행되었다. CDCP 관입실험 결과, 심도에 따른 탄성파 발신시간 및 전단파 수신시간을 획득하였으며, 이를 이용하여 노반의 전단파속도 주상도를 획득하였다. 또한, 동일 개소에서 들밀도시험으로부터 획득한 노반의 밀도 및 전단파속도 주상도를 이용하여 심도에 따른 최대전단강성계수($G_{max}$)를 평가할 수 있었다. CDCP 관입실험 및 들밀도시험으로부터 평가된 최대전단강성계수와 LFWD시험으로부터 획득한 동탄성계수($E_{vd}$)를 상호비교한 결과 매우 우수한 선형관계를 보이므로, CDCP 관입실험으로부터 유효한 강성특성을 평가할 수 있을 것이라 판단되었다. 또한, CDCP 관입실험으로부터 도출되는 결과는 일정 심도에 대한 대표 강성특성이 아닌 심도에 따른 연속적인 강성특성 이므로 노반의 강성특성 평가에 효과적으로 이용될 수 있을 것이라 기대된다.