• Geomechanics and Engineering
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• 제16권6호
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• pp.627-634
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• 2018

Soil stabilization is an essential engineering process to enhance the geotechnical properties of soils that are not suitable for construction purposes. This study focuses on using coconut coir, a natural fibre to enhance the soil properties. Lime, an activator is added to the reinforced soil to augment its shear strength and durability. An experimental investigation was conducted to demonstrate the effect of coconut coir fibers and lime on the consistency limits, compaction characteristics, unconfined compressive strength, stress-strain behaviour, subgrade strength and durability of the treated soil. The results of the study illustrate that lime stabilization and coir reinforcement improves the unconfined compressive strength, post peak failure strength, controls crack propagation and boosts the tensile strength of the soil. Coir reinforcement provides addition contact surface, improving the soil-fibre interaction and increasing the interlocking between fibre and soil and thereby improve strength. Optimum performance of soil is observed at 1.25% coir fibre inclusion. Coir being a natural product is prone to degradation and to increase the durability of the coir reinforced soil, lime is used. Lime stabilization favourably amends the geotechnical properties of the coir fibre reinforced soil.

• Geomechanics and Engineering
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• 제32권2호
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• pp.209-232
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• 2023

A comprehensive study was conducted to design economical foundations for a number of buildings on soft cohesive soil in the southern coastal regions of Iran. Both static and seismic loads were considered in the design process. Cyclic experiments indicated that the cohesive soil of the area has potential for softening. Consequently, the major challenge in the design stages was relatively high dimensions of settlement, under both static and seismic loadings. Routine soil-improvement methods were too costly for the vast area of the project. After detailed numerical modeling of different scenarios, we concluded that, in following a performance-based design approach and applying a special time schedule of construction, most of the settlement would dissipate during the construction of the buildings. Making the foundation as rigid as possible was another way to prevent any probable differential settlement. Stiff subgrade of stone and lime mortar under the grid foundation and a reinforced concrete slab on the foundation were considered as appropriate to this effect. In favor of an economical design, in case the design earthquake strikes the site, the estimations indicate no collapse of the buildings even if considerable uniform settlements may occur. This is a considerable alternative design to costly soil-improvement methods.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권3B호
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• pp.281-287
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• 2009

본 연구에서는 우리나라 인천 남구 시화호 연안의 퇴적토를 가토제(containment dyke)내에 펌핑 매립한 인천 LNG 인수기지 조성부지 내의 준설지반과 인근 시화호 조성공사 지역의 해성퇴적토에 대해 토질시험을 실시하여 토질정수를 산정하고, 돌핀 기초말뚝의 배열 조건을 달리하여 태풍 내습 시 돌핀에 작용하는 최대 파고에 의한 돌핀 기초말뚝의 변위, 전단력과 모멘트에 대한 거동 특성을 해석하였다. 수치해석 결과, 최대 심해설계파와 만내발생파의 파력에 의한 돌핀구조물의 거동은 일반적으로 준설토와 퇴적토의 지반반력계수 보다는 말뚝 직경의 크기에 더 큰 영향을 받는 것으로 나타나고 있다. 또한 돌핀구조물 기초말뚝을 직항으로 모델링한 경우와 경사말뚝을 조항으로 모델링한 경우, 조항이 직항보다 돌핀에 작용하는 외력에 대해 수십 배 이상의 저항효과가 있는 것으로 나타나고 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권4호
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• pp.571-577
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• 2018

본 선회다짐기는 도로 현장에서 가장 많이 사용하는 다짐 롤러의 다짐 특성을 반영하기 위해 개발된 실내 다짐장비이다. 기존의 충격을 이용한 프록터 다짐과는 달리 압축력과 회전을 통한 전단력을 이용한 현장 롤러의 다짐특성을 모사하였다. 본 연구의 목적은 기존의 프록터 다짐과정에서 얻기 힘든 전단응력 및 다짐중의 밀도변화 특성 등을 선회다짐기를 이용하여 평가하고, 이를 도로설계에 반영할 수 있는 기초자료로 활용하는 것이다. 이러한 선회다짐기를 이용하여 도로 현장 및 지하매설물 시공 시 가장 많이 사용되는 모래 및 노상토의 다짐 특성을 분석 및 평가하였다. 선회다짐기를 이용한 다짐 특성은 기본적으로 선회다짐 횟수와 시편의 높이, 다짐밀도, 간극비, 포화도 및 전단응력이다. 선회다짐 횟수가 증가할수록 시편의 높이는 작아지고, 간극비는 작아지고, 다짐 밀도는 증가하고, 포화도는 증가하며, 전단응력은 커지는 경향을 보였다. 전단응력은 다짐 초기에 200kPa 수준에서 시작하여 선회다짐 횟수 50회 정도가 되면 대략 330-350 kPa 수준으로 증가하였다. 동일한 시편의 경우 함수비가 커짐에 따라 다짐 밀도, 포화도 및 전단응력이 증가하는 경향을 보였다. 선회다짐기를 이용한 다짐은 밀도 및 전단응력 등 도로 설계 시 필요한 물성을 측정할 수 있는 장점을 가지고 있어 이를 도로설계시 반영한다면 더 공학적인 도로설계를 할 수 있을 것이다.

• 한국도로학회논문집
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• 제9권3호
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• pp.111-121
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• 2007

지난 2005년 12월 호남지역에 내린 폭설과 연이은 한파로 서해안고속도로와 호남고속도로에 많은 피해가 보고되었다. 특히 2.0m 이하의 저토피고를 갖는 통로 암거 상부의 포장에 최대 6.0cm 높이의 노면 융기와 횡방향 균열이 발생하였다. 이는 포장의 수명단축 및 공용성 저하, 교통사고 발생 등에 영향을 미치기 때문에 시급한 대책마련이 요구되었다. 현장 조사 결과 단기간에 증가한 침투수가 노상과 노체에 함유된 세립분의 영향으로 포장 내부의 배수가 지연되고 저온에서 발생한 동상이 포장 파손의 일차적인 원인으로 지적되었다. 최근 한국도로공사는 도로교통기술원과 공동연구를 통해서 신설되는 암거상부 포장에 대한 새로운 설계안을 제시하였다. 본 설계안은 암거 상단부에 맹암거를 설치하여 침투수의 원활한 배수를 유도하고 간극수압의 저감을 통해 포장하부의 동상을 예방하고자 한다. 본 논문에서는 위의 설계법 개발을 위해서 수행한 실험과 수치해석결과를 다루고 있다. 현장에서 채취한 지반시료에 대한 점토함유량 분석을 실시하고 2차원 유한요소해석을 실시하여 골재 입경에 따른 침투류의 배수특성을 조사하였다. 저토피고(2.0m 이하) 암거 상부 포장에 적용될 맹암거의 규격은 침투류 해석결과와 현장 시공성을 고려하여 폭과 높이를 각각 400mm, 800mm로 결정하였다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제7권4호
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• pp.25-34
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• 1991

본 연구에서는 KS규정에 의한 CBR 값과 삼축압축시험을 이용하여 구한 탄성계수와의 관계를 구명하였다. 시료는 통일분류법에 의하여 5가지로 분류된 전국고속도로 15개 지점에서 채취한 노상 토재료를 선정하였으며 각 시료에 대하여 CBR시험과 삼축압축시첩을 병행하여 실시하였다. 압 밀 비배수 삼축압축시헙 (CU triaxial teat)을 실시하여 얻어진 응력과 변형률의 관계로부터 탄성 계수를 산정하였으며 노상에 발생되는 모든 응력상태에 적용할 수 있도록 일반화하기 위하여 삼축 압축시험시 구속음력은 3가지로 달리하여 실험하였다. 실험결과로부터 얻은 수정 CBR값과 탄성계수간의 상관관계를 회귀분석하여, 구속음력과 유효 평균주응력의 함수로 표현된 탄성계수와 수정 CBR값과의 관계식들을 제안하였다. 또한 D-2 다짐에 의하여 얻어진 최대 건조밀도와 수정 CBR값과의 상관관계식을 제안하였다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제10권3호
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• pp.33-41
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• 2011

본 논문에서는 국내 건설현장 29개 지점에서 국내 철도노반 다짐품질관리 방법인 반복평판재하시험과 LFWD(Light Falling Weight Deflection)에서 구한 변형률계수(Ev2)와 변형계수($E_{LFWD}$)에 대하여 응력보정을 통해 자갈재료와 사질토에 대하여 상관성을 비교하였다. 실험결과 대부분 다짐품질관리 기준을 만족하고 있으며, 입상재료의 경우 관리기준치에 약 3배이상 값을 나타내었다. 두 시험방법에 따른 상관성은 토사의 경우에는 서로 상관성이 높은 것으로 나타났지만, 강성이 상대적으로 큰 입상재료의 경우 두 시험간의 상관성이 적은 것으로 나타났다. 또한, 시험방법 별로 탄성계수를 구하여 응력상태를 보정한 후 회귀 분석한 결과 응력 보정하지 않는 조건보다 상관성이 더 높게 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제43권2호
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• pp.187-193
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• 2023

이 논문은 말뚝체의 자중을 고려한 말뚝의 좌굴거동에 관한 연구이다. 비균질 지반에 설치된 부분매립 말뚝의 좌굴을 지배하는 미분방정식과 경계조건을 유도하였다. Runge-Kutta법과 Regula-Falsi법을 결합한 수치해석법을 적용하여 말뚝의 좌굴하중과 좌굴형을 산정하였다. 계산된 좌굴하중의 수치해와 문헌값은 잘 일치하였고, 수치예를 통해 말뚝의 자중, 매립비, 세장비, 경계조건 및 지반의 반력형상비, 지반강성비가 말뚝의 좌굴특성에 미치는 영향을 분석하였다. 분석결과, 말뚝의 자중은 말뚝의 좌굴하중을 감소시켰으며 이러한 자중효과의 무시는 부분매립 말뚝의 좌굴하중을 과대평가할 수 있음을 확인하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제17권6호
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• pp.163-171
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• 2001

콘크리트 구조물과 토공의 인접부인 구조물 뒷채움의 구조적 연속성을 위해서는 뒷채움 시공이 중요하다. 뒷채움부의 구조적 연속성을 증가시키기 위해서는 양질의 뒷채움재 사용과 대형 진동다짐장비에 의한 정밀다짐이 효과적이다. 그러나 정밀다짐시에 발생하는 과도한 토압에 의해 암거 구조물에 구조적 결함이 발생할 수 있다. 본 연구에서는 다짐재와 다짐방법을 변화시키면서 2개소의 암거를 건설하였다. 뒷채움재로는 선택층재와 노상토재를 사용하였다. 뒷채움 다짐시에 큰 다짐에너지를 얻기 위하여 대부분의 경우 총중량 11~12톤의 다짐롤러를 2000rpm 에서 2400rpm의 주파수로 적용하였다. 노상토를 사용하여 뒷채움 시공을 하는 경우에는 충격완화재를 설치하여 동적 수평하중에 미치는 영향을 분석하였다. 충격완화재로는 EPS재와 타이어 칩을 사용한 패널들을 사용하였으며, 뒷채움 시공시에 이들 충격완화재를 암거의 외벽체에 부탁하였다. 본 논문에서는 콘크리트 암거의 뒷채움 시공시에 발생하는 동적지응력 특성을 기술하였다. 계측 결과, 다짐하중에 의한 수직토압과 수평토압의 크기는 다짐재료, 다짐 측정깊이 및 다짐방법에 의존하고 있었다. 뒷채움 다짐시에는 정적토압계수 보다 큰 동적토압계수$(\DeltaK_{dyn}=\DeltaK\sigma_h\DeltaK\sigma_v)$를 나타내고 있어 동적토압에 의해 암거에 유해한 영향을 줄 수 있다. 충격완화재 EPS(t=10cm)와 고무계(t=5cm)는 암거 벽체에 작용하는 동적 수평토압을 경감시키는데 효과적인 것을 알았다.

• 한국도로학회논문집
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• 제11권1호
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• pp.165-175
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• 2009

역학적 경험적 포장 설계법을 도입하려는 현재의 연구추세에 발 맞추어 정확한 응력, 변형률, 변형을 기초로 포장구조체를 해석하기 위한 역학적 접근방법이 필요한 시점이다. 기존의 실험결과에 따르면 연성포장 구조의 기층에 이용되는 자갈과 노상층에 이용되는 노상토등의 포장 하부재료는 반복하중 조건하에서 비선형 회복탄성계수의 특징을 따르는 것으로 나타났다. 이 비선형 거동은 재료의 현재 응력에 의한 회복탄성계수 모델로 나타나질 수 있으며 정확한 해를 구할 수 있는 역학적 방법중의 하나인 유한요소 해석 방법에 적용되어 질 수 있다. 이 연구에서는 비선형 해석기법과 효과적인 해 수렴기법이 구현된 재료 모델 부 프로그램을 범용 유한요소 프로그램의 하나인 아바쿠스에 적용시켰다. 이 수치해석 방법에는 더 정확한 해를 찾기 위한 체눈분할에 의해 만들어진 유한요소 모델이 이용되었다. 이런 일련의 방법들에 의한 포장구조체의 해석결과, 2차원과 3차원 비선형 유한요소 해석의 결과가 큰 차이를 보이는 것으로 나타났다. 또한, 사용된 부 프로그램은 미연방 항공국 공항 시험포장에서 측정되어진 결과 값에 의해 비교 검증되었다.