• Geomechanics and Engineering
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• 제17권5호
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• pp.497-505
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• 2019

Biocementation based on the microbially induced calcite precipitation (MICP) process is a novel soil improvement method. Biocement can improve significantly the properties of soils by binding soil particles to increase the shear strength or filling in the pores to reduce the permeability of soil. In this paper, results of triaxial consolidated undrained (CU) tests and constant shear drained (CSD) tests on biocemented Ottawa sand are presented. In the CU tests, the biocemented sand had more dilative behaviour by showing a higher stress-strain curves and faster pore pressure reducing trends as compared with their untreated counterparts. In the CSD tests, the stress ratio q/p' at which biocemented sand became unstable was higher than that for untreated sands, implying that the biocementation will improve the stability of sand to water infiltration or liquefaction.

• 한국지반공학회논문집
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• 제34권2호
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• pp.5-17
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• 2018

본 연구에서는 연약지반에서의 재하/제하에 대한 안정해석과 응력-변형 해석시 전단 파라미터(UU; Unconsolidated Undrained, CU; Consolidated Undrained(전응력), ${\bar{CU}}$ ; Consolidated Undrained(유효응력))에 따른 초기 지중응력, 강도, 응력-변형 특성을 평가하였다. 시공단계를 고려한 유한요소 해석시 입력하는 전단 파라미터에 따라 초기 지중응력과 이후 해석 결과가 달라질 수 있음을 확인하였다. 특히, Mohr-Coulomb 모델의 입력 파라미터인 내부마찰각(Phi)을 0으로 입력하여 초기 지중응력과 이후 응력-변형 거동을 해석할 경우 잘못된 결과를 도출 할 수 있다는 것을 확인하였다. 전응력 파라미터, CU를 초기 및 전단시 일괄 적용한 해석과 유효응력 파라미터, CU에서 전응력 파라미터, CU로 변경한 해석 결과가 큰 차이를 보이지 않았다. 따라서, 연약지반에 대한 수치해석시 CU 파라미터를 적용하여도 초기 지중응력과 이후 응력-변형 거동에 큰 차이 없이 예측할 수 있음을 알 수 있었다. 또한, 실무에서 적용하기 편한 방법으로 실제 흙의 거동과 동일한 강도를 갖는 Mohr-Coulomb 모델의 전단 파라미터를 산정하는 방법을 제안하였다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제11권3호
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• pp.325-343
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• 2016

A total stress-based bounding surface model is developed to predict the undrained behaviour of saturated soft clays under cyclic loads based on the anisotropic hardening modulus field and bounding-surface theories. A new hardening rule is developed based on a new interpolation function of the hardening modulus that has simple mathematic expression and fewer model parameters. The evolution of hardening modulus field is described in the deviatoric stress space. It is assumed that the stress reverse points are the mapping centre points and the mapping centre moves with the variation of loading and unloading paths to describe the cyclic stress-strain hysteresis curve. In addition, by introducing a model parameter that reflects the accumulation rate and level of shear strain to the interpolation function, the cyclic shakedown and failure behaviour of soil elements with different combinations of initial and cyclic stresses can be captured. The methods to determine the model parameters using cyclic triaxial compression tests are also studied. Finally, the cyclic triaxial extension and torsional shear tests are performed. By comparing the predictions with the test results, the model can be used to describe undrained cyclic stress-strain responses of elements with different stress states for the tested clays.

• Geomechanics and Engineering
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• 제34권6호
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• pp.637-648
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• 2023

When an earth pressure balance (EPB) shield machine bores a tunnel in gravelly sand stratum, the excavated natural soil is normally transformed using foam and water to reduce cutter wear and the risk of direct muck squeezing out of the screw conveyor (i.e., muck spewing). Understanding the undrained shear behavior of conditioned soils under pressure is a potential perspective for optimizing the earth pressure balance shield tunnelling strategies. Owing to the unconventional properties of conditioned soil, a pressurized vane shear apparatus was utilized to investigate the undrained shear behavior of foam-conditioned gravelly sands under normal pressure. The results showed that the shear stress-displacement curves exhibited strain-softening behavior only when the initial void ratio (e₀) of the foam-conditioned sand was less than the maximum void ratio (e_max) of the unconditioned sand. The peak and residual strength increased with an increase in normal pressure and a decrease in foam injection ratio. A unique relation between the void ratio and the shear strength in the residual stage was observed in the e-ln(τ) space. When e₀ was greater than e_max, the fluid-like specimens had quite low strengths. Besides, the stick-slip behavior, characterized by the variation coefficient of measured shear stress in the residual stage, was more evident under lower pressure but it appeared to be independent of the foam injection. A comparison between the results of pressurized vane shear tests and those of slump tests indicated that the slump test has its limitations to characterize the chamber muck fluidity and build the optimal conditioning parameters.

• 한국지반공학회논문집
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• 제22권10호
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• pp.173-181
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• 2006

본 논문에서는 정적 및 액상화와 같은 동적하중을 받는 흙의 거동해석을 위한 두 개의 활성면을 가진 구성모델을 제안하였다. 이 모델은 두 개의 활성면에 기초하고 있으며, 첫번째면은 회전하는 최대전단면을 나타내며 두 번째면은 고정된 수평면을 나타낸다. 이와 같은 두 개의 활성면을 이용하여 본 모델은 초기의 다른 응력상태하에 있는 시료의 직접단순전단시에 발생하는 주응력회전현상을 모델링할 수 있다. 제안된 모델은 초기의 응력비에 관계없이 평균유효응력이 동일할 경우에 유사한 거동을 보이는 흙의 실내실험결과를 묘사할 수 있다 그리고, 배수시 반복 직접단순전단으로 발생하는 흙의 거동 즉 제하시에 나타나는 체적감소 및 대변형에서 발생하는 체적팽창을 묘사할 수 있다. 비배수시의 흙의 정적 및 동적 거동은 배수거동에서 흙 골격사이에 존재하는 물의 구속력을 고려함으로써 해석하였다. 본 모델의 구성관계식은 응력-물의 상관관계를 동시에 묘사할 수 있는 FLAC을 이용하여 구현하였다. 배수 직접단순전단 시험을 이용한 Fraser River Sand의 실험결과를 이용하여 모델을 먼저 검증하였으며, 동일한 입력변수를 이용한 Fraser River Sand 비배수 거동의 예측치와 실험치를 비교하여 검증하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제12권8호
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• pp.13-24
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• 2011

지반공학에서 흙은 흙 입자에 의한 세립분 함유율($F_c$=50%)에 따라 모래와 점토로 분류되며, 그들의 역학적 거동에 의해 설계가 이루어진다. 그러나, 모래-점토 혼합토는 일반적으로 intermediate soils로 불리어, 모래나 점토로 쉽게 구분할 수 없다. 본 연구에서는 다양한 비율을 갖는 실리카모래 세립혼합토에 대하여 정적비배수 전단시험을 수행하였고, 미리 계산된 에너지의 다짐방법과 예압밀법을 이용하여 모래부터 점토에 이르는 폭넓은 범위의 흙 구조에 대해 공시체를 준비하였다. 한계 세립함유율 보다 작은 혼합토의 전단강도는 세립분이 증가할수록 증가하며 최대 축차응력비는 조밀한 시료에 대하여 감소하고 느슨한 시료에 대하여 증가한다. 그 후, 골격간극비의 개념을 이용하여 혼합토의 단조 전단강도를 평가하였으며. 이에, 혼합토의 전단강도는 모래입자가 이루는 골격구조에 밀접한 관계가 있음을 알았다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권1호
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• pp.93-102
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• 2003

일축압축시험은 방법이 비교적 간단하고 경제적이기 때문에 점토지반의 비배수 전단강도($c_u$)를 결정하는데 널리 사용되고 있다. 하지만, 구속압이 없는 상태에서 시험이 시행되기 때문에 지중응력 조건을 재현할 수 없고, 또한 삼축압축시험에 의한 강도보다 과소평가 되는 경우가 많다. 따라서, $c_u$를 시료교란에 대해 보정하여 실무에서 간단히 사용할 수 있는 강도 보정법이 요구된다. 본 연구에서는 흡수력 측정을 겸한 일축압축시험 만으로 원지반의 비배수 전단강도(이하, 원지반 강도)를 추정할 수 있는 방법을 제시하고자 한다. 제안된 방법은 완전시료의 이론적 전단강도식(Noorany와 Seed, 1965)을 기본으로 하며, 유효토피압과 일축압축시험의 유효응력거동 분석 결과( $A_f,\phi'$)를 필요로 한다. 특히, 전단저항각($\phi'$)은 일축압축시험의 수정파괴포락선($K_f$) 기울기가 삼축압축시험에 비해 약 1.6배정도 더 크게 평가된다는 시험결과를 근거로 하여 간단히 유추할 수 있다. 연구 결과, 제안된 방법에 의해 추정된 원지반 강도는 삼축압축시험(CK$_0$UC)의 비배수 전단강도와 유사한 값을 나타냈다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2000년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.295-302
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• 2000

Earthquakes not only produce additional load on the structures and underlying soil, but also change the strength characteristics of the soil. Therefore, in order to analyze soil structures for stability, the behaviour after earthquake must be considered. In this paper, a series of cyclic triaxial tests and monotonic triaxial tests were carried out to investigate the undrained shear strength and liquefaction strength characteristics of Nak-Dong River sand soils which were subjected to cyclic loading. The sample was consolidated in the first stage and then subjected to stress controlled cyclic loading with 0.1Hz. After the cyclic loading, the cyclic-induced excess pore water pressure was dissipated by opening the drainage valve and the sample was reconsolidated to the initial effective mean principal stress(p/sub c/'). After reconsolidation, the monotonic loading or cyclic loading were applied to the specimen. In the results, the undrained shear strength and liquefaction strength characteristics depended on the pore pressure ratio(Ur=U/p/sub c/'). The volume change following reconsolidation can be a function of cyclic-induced excess pore water pressure and the maximum double amplitude of axial strain.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제2권1호
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• pp.15-26
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• 1986

포화된 정규압밀 점토가 비배수 전단을 받을 때 흙 속에 발생하는 과열간극수압과 변형의 관계를 밝히기 위하여 두개의 재성형 점토와 한개의 비휴선 시료를 사용하여 압밀-비배수 삼축위축 시험을 시행하였다. 시험은 등방일정규압밀된 시료이 열색 표준 삼축타축 시험으르 변형 제어와 응력 제어 방식에 의하여 수행되었으며, 시험 결과로 부터 전단중의 과잉간변수압과 변형의 관계를 표현 할 수 있는 쌍유선 함수를 찾아내었다. 이 쌍곡선함수는 응력일변형 거동에 대한 Kondner의 쌍곡선 모형과 같은 형태의 함수이며 이 함점니 사용되는 두 개의 계수는 삼축압축 시험(CU)으로부터 구해진다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제14권1호
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• pp.1-8
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• 2018

This paper presents an investigation of the liquefaction characteristics and particle crushing of isotropically consolidated silica sand specimens at a wide range of confining pressures varying from 0.1 MPa to 5 MPa during undrained cyclic shearing. Different failure patterns of silica sand specimens subjected to undrained cyclic loading were seen at low and high pressures. The sudden change points with regard to the increasing double amplitude of axial strain with cycle number were identified, regardless of confining pressure. A higher cyclic stress ratio caused the specimen to liquefy at a relatively smaller cycle number, conversely producing a larger relative breakage $B_r$. The rise in confining pressure also resulted in the increasing relative breakage. At a specific cyclic stress ratio, the relative breakage and plastic work increased with the rise in the cyclic loading. Less particle crushing and plastic work consumption was observed for tests terminated after one cyclic loading. Majority of the particle crushing was produced and majority of the plastic work was consumed after the specimen passed through the phase transformation point and until reaching the failure state. The large amount of particle crushing resulted from the high-level strain induced by particle transformation and rotation.