• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제11권3호
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• pp.277-286
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• 2009

본 연구는 쉴드 TBM 테일 보이드 동시주입용 가소성 그라우트의 적합성을 규명하기 위하여 강도특성, 수중 재료분리현상 및 점도특성 실험을 실시하였다. 무기계 가소성 그라우트는 쉴드 TBM 뒤채움 그라우트 주입 시 시멘트, 물, MG-A로 구성된 A액과 스칼렛, 물, MG-B로 구성된 B액을 주입하는 2액성 그라우트 주입공법이다. 적정 배합비로 제작된 무기계 가소성 그라우트의 일축압축강도는 초기강도 및 장기강도 기준을 만족하는 결과를 보였다. 지하수가 존재하는 현장에서 그라우트 주입 시 발생하는 재료분리현상을 관찰하기 위하여 기존 현장에서 적용된 규산계 그라우트와 무기계 가소성 그라우트를 비교하였으며, 그 결과 규산계 그라우트에서 발생하는 재료분리 현상이 무기계 가소성 그라우트에서는 관찰되지 않았다. 또한 무기계 가소성 그라우트의 장거리 이송에 대한 현장 적용성을 확인하기 위하여 A, B액의 점도를 측정한 결과 A, B액 모두 120분 이상 2000 cP 이하가 측정되었다. 이러한 결과는 추후 현장적용 시 A, B액의 원활한 이송이 가능한 점도를 확보하고 있음을 확인하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권5C호
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• pp.303-312
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• 2006

본 연구에서는 급결성 유동화 뒷채움 재료의 역학적 특성을 파악하여 토질 조건에 따른 배합비 설계 기준을 제시하고 거동 특성을 파악하는데 그 목적이 있다. 국내 토질 여건을 고려하여 사질토(SW-SM)에 자갈과 점토의 혼합비를 차별적으로 적용하여 사질토는 SP와 SW-SM, 점토는 CH, 그리고 혼합토는 SW-SM, SP-SM, SC, 그리고 GP-GM등 총 17종류의 대상토를 선정하였으며 대상토에 고결재료와 물을 혼합하여 급결성 유동화 뒷채움재로 사용하였다. 본 연구결과 고화재의 종류와 양을 차별적으로 적용하여 만든 뒷채움재는 기존의 모래로 다짐된 뒷채움재의 특징인 유지 및 보수를 위한 재굴착성 뿐만 아니라 고유동성, 굴착잔토의 재활용성 등 많은 장점들을 가지고 있어 모래 뒷채움재를 대체 할 수 있다고 판단되어 토질 조건에 따라 배합비 설계기준을 제시하고 거동 특성을 파악하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권4A호
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• pp.743-752
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• 2006

다축 응력 상태의 구속된 콘크리트는 구속되지 않은 콘크리트에 비해 강도가 크게 증가한다고 알려져 왔고, 많은 연구자들은 아직도 여러 분야에서 구속된 콘크리트에 대한 연구를 진행 중에 있다. 최근 FRP를 이용한 구속된 콘크리트에 대한 많은 연구가 진행 중에 있지만, FRP는 높은 강도에 비해 취성 재료여서 실제 구조물 적용에 많은 어려움이 있다. 본 연구에서는 높은 강도 및 연성을 갖는 강재로 구속된 콘크리트에 대하여 강재의 구속 강성이 콘크리트의 강도 증진 및 연성거동에 미치는 영향을 알아보기 위해 51개의 시험체를 통해 비교 분석해 보았다. 이 실험을 통해 구속된 콘크리트의 강도 증진 효과 및 연성 거동이 뛰어나게 증가함을 확인하였다. 또한 실험 결과를 회귀분석하여 구속 강성이 콘크리트 응력-변형률 곡선에 미치는 영향을 고려한 CSS(원형 강재 구속 시험체)와 R4S(사각형 이방향 강재 구속 시험체)에 대한 응력-변형률 모델을 제안하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제24권11호
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• pp.5-10
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• 2023

지하수 제어가 필요한 분야에서 다방면으로 활용되는 Slag-CB는 CB의 일종으로 CB에 혼합되는 시멘트의 일부를 GGBS 로 치환하여 사용하는 차수벽의 일종이다. 일반적으로 Slag-CB는 GGBS의 치환율이 증가함에 따라 압축강도, 차수성, 내구성 및 내화학성 등이 장기적으로 향상되는 장점이 있으나, 벽체의 유연성 및 변형에 대한 저항성이 저하되며 파괴 시 취성을 보이는 문제가 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 일부 품질기준에서는 Slag-CB를 저강도로 설계하도록 권장하고 있어 GGBS 치환율이 높은 고강도의 Slag-CB의 현장 적용에 다소 어려움이 있다. 이에 본 연구에서는 Slag-CB의 유연성 및 변형에 대한 저항성을 개선하여 취성파괴를 방지함으로 Slag-CB의 현장 활용성 및 적용성을 향상시키기 위해 나일론 섬유를 혼합한 Slag-CB 차수벽을 대상으로 압축거동 특성을 평가하고, 이를 비교·분석함으로 Slag-CB의 유연성 및 변형에 대한 저항성을 향상시킬 수 있는 방안을 제시하였다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제37권1호
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• pp.85-95
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• 2024

This study investigates the influence of nano-silica and basalt fiber content, curing duration, and freeze-thaw cycles on the static and dynamic properties of soil specimens. A comprehensive series of tests, including Unconfined Compressive Strength (UCS), static triaxial, and dynamic triaxial tests, were conducted. Additionally, scanning electron microscopy (SEM) analysis was employed to examine the microstructure of treated specimens. Results indicate that a combination of 1% fiber and 10% nano-silica yields optimal soil enhancement. The failure patterns of specimens varied significantly depending on the type of additive. Static triaxial tests revealed a notable reduction in the brittleness index (IB) with the inclusion of basalt fibers. Specimens containing 10% nano-silica and 1% fiber exhibited superior shear strength parameters and UCS. The highest cohesion and friction angle were obtained for treated specimens with 10% nano-silica and 1% fiber, 90 kPa and 37.8°, respectively. Furthermore, an increase in curing time led to a significant increase in UCS values for specimens containing nano-silica. Additionally, the addition of fiber resulted in a decrease in IB, while the addition of nano-silica led to an increase in IB. Increasing nano-silica content in stabilized specimens enhanced shear modulus while decreasing the damping ratio. Freeze-thaw cycles were found to decrease the cohesion of treated specimens based on the results of static triaxial tests. Specimens treated with 10% nano-silica and 1% fiber experienced a reduction in shear modulus and an increase in the damping ratio under freeze-thaw conditions. SEM analysis reveals dense microstructure in nano-silica stabilized specimens, enhanced adhesion of soil particles and fibers, and increased roughness on fiber surfaces.

• Geomechanics and Engineering
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• 제36권5호
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• pp.465-474
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• 2024

Uniaxial compressive strength (UCS) is a critical geomechanical parameter that plays a significant role in the evaluation of rocks. The practice of indirectly estimating said characteristics is widespread due to the challenges associated with obtaining high-quality core samples. The primary aim of this study is to investigate the feasibility of utilizing the gene expression programming (GEP) technique for the purpose of forecasting the UCS for various rock categories, including Schist, Granite, Claystone, Travertine, Sandstone, Slate, Limestone, Marl, and Dolomite, which were sourced from a wide range of quarry sites. The present study utilized a total of 170 datasets, comprising Schmidt hammer (SH), porosity (n), point load index (Is(50)), and P-wave velocity (Vp), as the effective parameters in the model to determine their impact on the UCS. The UCS parameter was computed through the utilization of the GEP model, resulting in the generation of an equation. Subsequently, the efficacy of the GEP model and the resultant equation were assessed using various statistical evaluation metrics to determine their predictive capabilities. The outcomes indicate the prospective capacity of the GEP model and the resultant equation in forecasting the unconfined compressive strength (UCS). The significance of this study lies in its ability to enable geotechnical engineers to make estimations of the UCS of rocks, without the requirement of conducting expensive and time-consuming experimental tests. In particular, a user-friendly program was developed based on the GEP model to enable rapid and very accurate calculation of rock's UCS, doing away with the necessity for costly and time-consuming laboratory experiments.

• Geomechanics and Engineering
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• 제36권6호
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• pp.589-599
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• 2024

Dispersion occurs when clay soil disperses under specific conditions and is rapidly washed away. While there are numerous methods for rectifying it, they are neither cost nor time-effective. The current study used metakaolin and zeolite to improve heavily dispersive clay soil either separately or in combination at 0%, 2%, 4%, 6%, and 8% of the soil weight. After 7 days of curing, the samples were tested to determine the extent of change in the dispersion potential, as well as the improvement of the geotechnical properties of the soil. The results indicated that the addition of 2% zeolite with 6% to 8% metakaolin decreased the dispersion potential considerably. Double hydrometry test findings revealed that the dispersion potential decreased by almost 70% and entered the non-dispersive group; the crumb test also revealed this. Atterberg limits testing indicated a decrease in the plasticity index which reduced the flexibility of the samples. The greatest decrease in PI (67.5%) was achieved with the addition of 8% zeolite plus 8% metakaolin to the soil. The results of density tests revealed that a decrease in the optimal moisture content increased the maximum dry density of soil. This increase in density was a response to the high reactivity of metakaolin with calcium hydroxide and the formation of calcium hydroxide hydrate gel. This eventually caused an increase in the unconfined compressive strength, the greatest increase in strength of about 1.8-fold was observed with a combination of 2% zeolite and 6% metakaolin compared to the unmodified sample.

• Advances in nano research
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• 제17권2호
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• pp.125-136
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• 2024

In the present research the durability and geotechnical properties of an expensive clayey soil stabilized by two different compositions of additives were investigated and compared. The first composition consisted of environmentally and ecofriendly materials: BOF steel slag ranging from 0-20% as well as rice husk ash (RHA) ranged 0-16%wt of dry soil. The other composition consisted of relatively new generation of materials including nanomaterials: nano-CaCO3 as well as nano-SiO2. Atterberg limits test, free swell percent test, swelling pressure test and unconfined compressive test were used to assess the stabilizers influences upon expansive soil geotechnical characteristics. Also, the recurrent wet-dry cycles test was exerted on experimental and non-experimental samples for estimating stabilizers effects on durability. According to the results, each of the BOF slag and RHA enhances the expansive soil properties individually, while combination of slag-RHA led to better improvement of the soil properties. Also, the composition of nano-CaCO3 and SiO2 dramatically improved the clay soil operation. The optimum values of slag+RHA were suggested as 20% slag+12% RHA to enhance percent of swelling, pressure of swelling in addition to UCS as much as 95%, 96%, and 370%, respectively. The optimum value for the second stabilizer in this study was found to be 2%nano-SiO2+2% nano-CaCO3 which led to 318% increase in UCS and 86% decrease in swelling pressure.

• Structural Monitoring and Maintenance
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• 제11권3호
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• pp.187-202
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• 2024

For the problems of high compressibility and low strength of peat soil formed by lake-phase deposition in Dianchi Lake, microbial-induced calcium carbonate deposition (MICP), phyto-urease-induced calcium carbonate deposition (EICP) and phyto-urease-induced calcium carbonate deposition combined with lignin (EICP combined with lignin) were used to reinforce the peat soil, the changes in mechanical properties of the soil before and after the reinforcement of the peat soil were experimentally investigated, and the effect and mechanism of peat soil reinforcing by the three reinforcing techniques were tested and analyzed using X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscope (SEM). The results show that: compared to the unreinforced remolded peat soil specimens, the unconfined compressive strength (UCS), cohesion and internal friction angle of the specimens reinforced by MICP, EICP and EICP combined with lignin techniques have been greatly improved, and the permeability resistance has been improved by two, two and three orders of magnitude, respectively; the different methods of reinforcing generate different calcium carbonate crystalline phases, with the EICP combined with lignin technique generating the most stable calcite, and the MICP and EICP techniques generating a mixed phase of calcite and spherulitic chalcocite. Analyses showed that for peat soil reinforcement, the acidic environment of peat soil inhibited the growth and reproduction of bacteria, EICP technology was superior to MICP technology, and the addition of lignin solved the defect of the EICP technology that did not have a "nucleation site", so EICP combined with lignin reinforcement was preferred for the improvement of peat soil.

• 지질공학
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• 제28권1호
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• pp.101-115
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• 2018

본 연구는 자유면대수층 즉, 충적대수층에서 다양한 필터조건에 따른 영향을 평가하기 위하여 수행하였다. 시험을 위해 모래층 및 자갈층으로 구성된 충적대수층에 필터층, 양수정, 관측정을 각각 설치한 모형시험장치를 제작하였다. 제작된 모형시험장치를 이용해 단계 및 장기양수시험을 수행하였으며, 각 시험조별 투수특성을 확인하고 적정양수량을 산정하였다. 모래층에서 수행한 이중필터와 단일필터의 적정양수량을 비교하면, 이중필터인 SD-300은 동일두께의 단일필터인 SS-300에 비해 최종 적정양수량이 216.8% 높게 평가되었다. 이중필터 SD-300과 필터층 두께가 얇은 단일필터 SS-100을 비교하면, 이중필터인 SD-300은 SD-100에 비해 최종 적정양수량이 709.2% 높게 나타났다. 시간경과에 따른 적정양수량의 변화를 분석한 결과, 이중필터와 단일필터의 적정양수량 비는 시간이 경과할수록 증대됨을 확인하였다. 장기적인 취수효율의 변화를 평가하기 위하여 초기 적정양수량이 50% 저감되는 시점을 검토한 결과, 이중필터인 SD-300은 동일두께 단일필터인 SS-300 대비 약 351.1% 높은 값을 보이며, SS-100 대비 약 579.0% 높은 값을 보인다. 이러한 결과를 볼 때, 초기 양수량이 50%로 저하되는 지점을 우물 수명으로 가정하면, 이중필터는 동일두께의 단일필터 대비 약 3.5배, 일반적인 단일필터 대비 약 5.8배의 수명 증대가 예상된다. 이와 같은 결과는 강변여과수나 해변여과수를 활용하기 위한 우물설계에 활용될 수 있을 것이다. 또한, 향후 수행될 현장실증시험 성과와의 상호비교를 통해 이중필터 효과에 대한 보다 명확한 규명이 가능할 것으로 판단된다.