• Geomechanics and Engineering
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• 제6권4호
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• pp.359-376
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• 2014

Thermal conductivity of ground has a great influence on the performance of Ground Heat Exchangers (GHEs). In general, the ground thermal conductivity significantly depends on the density (or porosity) and the moisture content since they are decisive factors that determine the interface area between soil particles which is available for heat transfer. In this study, a large number of thermal conductivity experiments were conducted for soils of varying porosity and moisture content, and a database of thermal properties for the weathered granite soils was set up. Based on the database, a 3D Curved Surface Model and an Artificial Neural Network Model (ANNM) were proposed for estimating the thermal conductivity. The new models were validated by comparing predictions by the models with new thermal conductivity data, which had not been used in developing the models. As for the 3D CSM, the normalized average values of training and test data were 1.079 and 1.061 with variations of 0.158 and 0.148, respectively. The predictions became somewhat unreliable in a low range of thermal conductivity values in considering the distribution pattern. As for the ANNM, the 'Logsig-Tansig' transfer function combination with nine neurons gave the most accurate estimates. The normalized average values of training data and test data were 1.006 and 0.954 with variations of 0.026 and 0.098, respectively. It can be concluded that the ANNM gives much better results than the 3D CSM.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제12권5호
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• pp.137-154
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• 1996

화강토(화강암풍화토)의 세립자함유율에 따른 각종 띠형 보강재의 겉보기마찰계수의 변화를 알아보기 위하여 세립자함유율이 각각 7.28%, 19.58%, 35.86%인 3가지의 화강토 시료와 판형, 돌기형과 거친 무의형의 띠형 보강재를 대상으로 인발시험을 시행하였다. 인발시험결과 세립자함 유율이 증가하면 겉보기마찰계수는 감소하지만 세립자함유율이 35%인 화강토에서도 보강재 형상에 따라 보강토체 안정에 필요한 겉보기마찰계수를 얻을 수 있음이 확인되었다. 특히 돌기형 보강재는 세립자 함유율이 큰 화강토에서 매우 우수한 결과를 보였으며, 거친무늬형도 무늬깊이를 수정하면 35%의 세립자함유율의 화강토에 적용이 가능하다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제27권3호
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• pp.19-26
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• 2011

본 연구에서는 유기물이 혼합된 사질토와 점성토의 다짐특성을 파악하기 위하여, 사질토로는 풍화토를, 점성토로는 카오리나이트를, 유기물로는 석탄을 사용하여 혼합토를 만들고 다짐시험을 실시하였다. 또한 다짐시험시 계면활성제의 일종인 비눗물을 물 대신에 사용하여 다짐특성의 차이를 검토하였다. 유기질 풍화토에서 비눗물을 사용해 다짐시험을 하는 경우 물을 사용하여 다짐시험을 하는 경우와 마찬가지로 유기물함량이 클수록 최적함수비는 증가하고 최대건조단위중량은 감소하였다. 유기질 풍화토에서 작은 다짐에너지를 사용하는 경우에는 물 대신에 비눗물을 사용하면 다짐효과가 다소 증진하는 것으로 나타났다. 유기질 점성토에서는 비눗물을 사용해 다짐시험을 하는 경우 물을 사용하여 다짐시험을 하는 경우와 마찬가지로 유기물함량이 클수록 최적함수비는 감소하고 최대건조단위중량은 증가하였다. 유기질 점성토에서는 다짐에너지의 크기에 관계없이 물 대신에 비눗물을 사용하면 다짐효과가 다소 증진하는 것으로 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제10권11호
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• pp.3287-3295
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• 2009

본 연구는 강우재현장치를 제작하고, 화강암질 풍화토로 조성된 모형사면에 강우 및 사면조건에 따라 모형실험과 수치해석을 실시하였다. 모형실험에서 계측된 체적함수비와 간극수압의 변화특성을 분석하였으며 또한 수치해석 결과와 비교하였다. 체적함수비는 강우강도가 크고 사면경사가 급할수록 한계값에 도달하는데 짧은 시간이 소요되는 반면 강우강도가 작고 사면경사가 완만할수록 많은 시간이 소요되는 것으로 나타났다. 강우강도가 작고 강우지속시간이 짧을수록 더 큰 부의 간극수압을 나타내고 회복하는 시간도 짧은 것으로 나타났다. 이와 반면 강우강도가 크고 강우지속시간이 길수록 부의 간극수압을 회복하는데 오랜 시간이 소요되는 것으로 나타났다. 강우재현 모형실험과 수치해석을 수행한 결과 체적함수비와 간극수압의 분포경향이 유사하게 나타났다. 그러나 체적함수비는 최대 5% 정도, 간극수압은 최대 3kPa 정도의 차이를 보였다.

• 한국농공학회논문집
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• 제61권6호
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• pp.103-110
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• 2019

The purpose of this study is to investigate the reaction mechanism of soil and bacteria solution by various mixing ratios. For this purpose, in order to understand the reaction mechanisms of microorganisms and weathered granite soil, the tests were carried out under various mixing ratios additives such as soil, bacteria solution, $Ca(OH)_2$ and fixture. The test results from this study are summarized as follows. Firstly, the reaction between the bacteria solution and fixture produced a precipitate called vaterite, a type of silicate and calcium carbonate. Secondly, as a result of SEM analysis, the resulting precipitates generated from the test results using the specimens with various mixing ratios except SW condition and the irregular spherical microscopic shapes were formed in the size of $150{\mu}m$ to $20{\mu}m$. In addition, it can be seen that the bacteria solution and the fixture reacted between the granules to form an adsorbent material layer on the surface, and the microorganisms had a biological solidifying effect when the pores are combined into hard particles. Finally, The XRD analysis of the sediment resulting from the reaction between the microorganism and the deposit control agent confirmed the presence of a type of calcium carbonate ($CaCO_3$) vaterite, which affects soil strength formation, as well as silicate($SiO_2$).

• 지질공학
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• 제32권3호
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• pp.401-410
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• 2022

본연구에서는 순수한 흙입자의 무게를 측정하는 유효한 방법을 찾기 위하여 예천지역의 화강풍화토를 대상으로 노건조 시험을 수행하였다. 노건조 후 데시케이터를 사용하는 한국산업표준(KS F)에 규정된 방법과 데시케이터를 사용하지 않는 경우에 대하여 비교하였다. 노건조 후 45분간 공기 중에 노출된 흙시료는 공기 중에서 수분을 흡수하여 무게가 점진적으로 증가하였다. 공기 중에 노출 후 30초에 측정된 결과에서 데시케이터를 사용한 경우는 데시케이터를 사용하지 않은 경우에 비하여 흙의 입경에 따라 0.103~0.735%의 무게가 증가되었다. 노건조 후 데시케이터를 사용하면 순수한 흙무게를 과대평가하는 결과가 나타난다. 그러므로, 데시케이터의 사용 없이 노건조 후 시료의 무게를 곧바로 측정하면 흙무게의 측정오차를 감소시킬 수 있다.

• 지질공학
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• 제32권2호
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• pp.241-255
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• 2022

본 연구에서는 예천지역의 화강풍화토에 대하여 KS F 2302의 체 분석 방법과 규정에 준하여 체분석 시험을 수행하고, 물 세척시 발생되는 흙의 입자분리와 입도분포 변화의 특성을 비교 분석하였다. 광학현미경에 의한 영상이미지 분석결과 흙입자가 물에 의해 더 작은 입자로 분리됨을 확인하였고 입도분포곡선의 변화를 5가지 지표값으로 산출한 결과 세립분(0.075 mm)의 증가량은 13.67%, 임의 입경(0.25 mm)의 증가량은 19.44%, 입도분포곡선의 최대통과율폭(B_M)은 #30 체에서 21.08%가 증가되었고 입도분포곡선의 이동면적(A)은 69.28%·mm로 분석되었으며 평균입경(D₅₀)은 0.663 mm가 감소되었다. 이러한 결과는 물 세척을 수행하는 것이 세립토의 함량이 실제보다 과소평가 되는 것을 막을 수 있는 효과적인 방법임을 의미한다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제31권6호
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• pp.71-82
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• 2015

최근 시민편의를 위한 도심지 사회기반시설의 확충으로 인하여 민원최소화와 시공안정성을 고려한 쉴드터널 시공이 증가하고 있다. 대부분의 쉴드터널은 지하수가 유입되지 않는 비배수조건으로 가정하여 설계되지만 현장에서는 배수시설을 설치하여 지하수를 배출하는 배수터널처럼 운영되므로 설계 시 배수조건이 고려될 필요가 있다. 또한 우리나라 전역에 넓게 분포하고 가장 많이 이용되는 화강풍화토 지반에 대한 고려도 필요하다. 본 논문은 배수 및 응력조건을 조절할 수 있고 지하수면 아래 화강풍화토 지반에 위치한 터널을 모사할 수 있는 실험장비를 이용하여 실험하였으며, 전응력, 간극수압 및 배수내관의 유입유량을 측정하였다. 실험결과 배수조건 시 간극수압 감소로 인하여 전응력이 비배수조건보다 작게 나타났고, 유입유량은 재하응력에 비례하였다. 결과적으로 쉴드터널 설계 시 배수조건이 고려된다면 라이닝 작용 응력이 감소되기 때문에 경제성 높은 설계가 가능할 것으로 예상된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제11권5호
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• pp.53-60
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• 2010

불포화토의 역학적 성질을 규명하기 위한 가장 기본적인 요소인 함수특성곡선을 연구하기 위하여 대구 팔공산 지역의 화강풍화토를 대상으로 함수특성곡선시험을 수행하였다. 기존의 함수특성곡선 실험은 상재하중과 체적변형의 고려없이 실시하였지만, 본실험은 두요소를 고려하기 위하여 기존의 실험장비인 압력판 추출기를 개량하여 함수특성곡선 실험을 실시하였다. 시험과정에 있어 상재하중은 0, 25, 50, 75, 100kPa을 가하였으며, 체적변형은 각 단계마다 측정하였다. 본 실험의 시료를 통한 함수특성곡선 실험 결과는 상재하중의 증가에 따라 동일한 모관흡수력에서 낮은 체적함수비를 가졌으며, 공기함입치는 증가하였다. 또한 전이영역 구간의 기울기는 감소하는 결과를 나타내었으며 이력현상은 줄어드는 결과를 보였다. 포화도는 상재하중의 증가에 따라 동일한 흡수력에서 큰 값을 나타내었으며 건조과정보다는 습윤과정이 큰 값을 나타내었다. 체적변화를 고려한 함수특성곡선은 미고려한 함수특성곡선보다 미세하게 큰 값을 나타낸다. 본 실험의 실측치와 Fredlund와 Xing(1994)의 이론식은 잘 부합하는 결과를 나타내었으며, 상수값 a, n, m값은 상재하중에 따라 기존의 연구결과와 비슷한 양상을 보였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제40권1호
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• pp.47-54
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• 2024

기존의 사면안정해석은 포화토 이론에 기반하여 비탈면 안정성에 대한 평가가 진행되었다. 그러나 자연 지반은 기후에 따라 함수 특성이 변화하기 때문에 포화토 이론은 한계가 있어 불포화토의 특성을 고려한 안정해석 연구가 필요하다. 또한, 실제 불포화토 지반은 호우로 인해 모관흡수력이 감소하여 사면 안정성의 저감을 유발하기 때문에 이에 대한 공학적 특성을 평가하는 것이 중요한 실정이다. 본 연구에서는 국내 산지에 내포된 화강풍화토를 활용하여 세립분 함량을 0%, 10%, 20%, 30%로 구분한 4가지 시료를 통해 흙-함수 특성 시험을 수행하였으며, 특히 건조과정뿐만 아니라 실제 사면에서 호우로 인한 안정성 평가를 고려하기 위해 함수비를 증가시키는 습윤과정을 진행하였다. 또한, 다양한 이론식을 적용하여 실험에 가장 일치하는 이론식인 van Genuchten(1980) 모델을 활용하였으며, 건조과정과 습윤과정에 대한 화강풍화토의 세립분에 따른 파라미터를 분석하였다.