• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제14권7호
• /
• pp.19-29
• /
• 2013

동토지역에서 지반의 역학적인 특징은 기존 토질역학이론과 다르기 때문에 동토지반 내 응력분포와 파괴조건을 묘사하기 위하여 기존 토질역학을 동토에 적용하는 것은 효과적이지 못하거나 적합하지 않다고 할 수 있다. 따라서, 동토지역에서 구조물의 설계 및 시공을 위해서는 동토역학에 관한 기술 자료의 수집 및 분석, 그리고 체계적이고 전문화된 연구가 필수적으로 요구된다. 극한지에서 나타나는 영구동토지역은 계절에 따라 활동층이 동결 융해를 반복하게 되며, 이에 따라 구조물에 영향을 끼치는 하중조건 또한 변화된다. 특히, 동토의 역학적인 성질들은 온도, 함수비, 입도분포, 상대밀도, 하중을 가하는 속도에 따라 민감하게 반응하기 때문에 동토지역 구조물 설계 및 시공에 있어 다양한 조건에 따른 동토의 역학적인 특징들을 신뢰성 있게 분석할 수 있는 방법이 필수적으로 요구된다. 본 연구에서는 동토의 전단강도 특성을 분석하기 위하여 영하 30도에서 작동 가능한 직접전단시험장비와 대형 냉동 챔버를 활용하였으며, 동결온도, 수직응력, 함수비 및 상대밀도를 달리하여 화강풍화토의 전단강도 특성을 분석하였다. 본 연구에 따르면 수직응력, 함수비 및 상대밀도는 동결온도 조건하에서 화강풍화토의 전단강도 특성에 영향을 끼치는 것으로 나타났다.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제14권12호
• /
• pp.23-30
• /
• 2013

비동결된 지반에서의 말뚝기초 지지력은 주면마찰력과 선단지지력에 의해 지배되는 것과 달리 동토지역에서의 말뚝기초지지력은 일반적으로 주면마찰력에 의해 지배된다. 동토지역에서 말뚝기초와 동결토 사이 접촉면에서 발현하는 주면마찰력은 동착강도로 정의하며, 동착강도는 동토지역 말뚝기초의 설계 지배정수로 알려져 있다. 동토지역에서 말뚝기초의 지지력을 지배하는 설계정수인 동착강도 특성을 분석하기 위하여 지난 50여 년 동안 많은 연구가 수행되었으며, 현재에도 활발히 연구가 수행 중에 있다. 하지만 동착강도의 경우 토사의 물성특성, 말뚝표면의 거칠기 및 외부적인 시험조건에 의하여 민감하게 반응하는 것으로 알려져 있어 현재까지 진행된 많은 연구들은 제한된 영향인자를 고려하여 수행되었다. 본 연구에서는 동결온도 및 수직응력 조건에 따른 동착강도 특성을 분석하기 위하여 대형 냉동챔버 내에서 직접전단시험을 수행하였으며, 시험결과를 바탕으로 기존에 동일한 조건으로 측정된 동결토 전단강도와 상관관계를 분석하였다. 또한, 향후 동결토 전단강도를 활용하여 동착강도를 추정할 수 있는 동착강도 비례계수를 산정하였으며, 기존 연구와의 비교분석을 통하여 기존 계수에 대한 문제점을 고찰하였다.

• 한국지반신소재학회논문집
• /
• 제5권1호
• /
• pp.33-38
• /
• 2006

쇄석의 전단강도와 쇄석과 부직포사이의 접촉면 전단강도를 산정하기 위해서 본 연구에서는 대형직접전단시험기를 사용하였다. 두 개의 서로 다른 쇄석의 단위중량을 한 종류의 직포와 두 종류의 부직포인 총 3가지 형태의 토목섬유에 고려하였다. 본 연구에서는 총 15번의 시험을 수행하였다. 그 결과는 쇄석의 단위중량이 각각 $1.4t/m^3$과 $1.5t/m^3$일 때 $47^{\circ}$와 $57^{\circ}$의 내부마찰각을 나타내었다. 부직포와 쇄석의 접촉면 마찰각은 쇄석의 내부마찰각에 비하여 A타입에서 $39^{\circ}$로 83%의 효율을 보였으며 B타입은 $42^{\circ}$로 89%의 효율을 나타내었다. 이와 비슷하게 직포와 쇄석의 접촉면 마찰각은 $39^{\circ}$로 83%의 효율을 나타내어 비교적 거칠기가 작은 A타입 부직포와 거의 동일한 결과를 보였다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제28권5호
• /
• pp.5-12
• /
• 2012

토목섬유튜브공법은 고분자 합성섬유인 지오텍스타일을 활용하여 하천 및 해안구조물을 비롯하여 다양한 토목구조물을 축조할 수 있는 최신 적용공법이다. 본 논문에서는 해안가 모래의 침식을 방지를 위해 토목섬유튜브의 거동과 안정성, 침식방지 활용 가능성을 파악하고자 실내시험과 현장시험을 실시하였다. 실내시험인 대형직접전단시험 결과에 의하면 상대밀도가 증대됨에 따라 마찰각이 증가함을 알 수 있었고, 모래/토목섬유의 마찰각이 모래/모래의 마찰각보다 더 크게 나타났다. 현장시험 결과에 의하면 계측을 통해 시공 중 및 시공 후의 거동과 안정성을 파악하였고 침식방지 효과를 확인하였다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제19권5호
• /
• pp.223-232
• /
• 2003

본 연구에서는 DSC를 이용한 구성방정식을 이용하여 토목섬유 사이의 접촉전단 응력과 변위와의 관계를 모델링하였다. DSC 모델은 두 개의 기준 상태, 즉 상대적으로 손상되지 않은 RI 상태와 완전히 파괴된 FA 상태와 한가지의 교란 함수로 구성된다. 본 모델은 통합된 모델로서, RI 상태를 탄성-완전 소성 모델, 계층적 단일 항복곡면 (HiSS) 모델 등 다양한 모델을 이용하여 모사할 수 있다. 한편 본 모델은 탄성과 소성 변위를 동시에 고려할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 4가지의 대형 직접전단 시험으로부터 측정된 자료와 측정자료로부터 도출된 모델 변수를 이용하여 재해석한 결과를 서로 비교하여, 둘 사이의 비교 결과가 상당히 일치함을 발견하였으며, 특히 표면이 매끄러운 지오멤브레인의 접촉면에서는 매우 상관관계를 보였다. 비록 표면이 거친 지오멤브레인이 포함된 접촉면에서는 예측 최대 전단강도가 실험결과와 약간의 차이를 보이기는 하였지만, 전체적으로 본 모델이 최대 전단응력이 나타나는 변위점과 대변형에서의 전단강도를 상당히 정확히 예측하였으며, 이를 통해 본 모델이 변형율 연화 현상을 보이는 접촉면 전단거동의 모델링에 유용함을 확인하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제14권10호
• /
• pp.49-57
• /
• 2013

전남 여수, 광양지역을 중심으로 한 광양만권 지역의 공업기반 시설은 석유화학단지와 제철소 및 제철연관단지 등 대단위산업단지로 조성되어 있으며, 이중 여수산업단지에서만 발생되는 다양한 산업부산물의 발생량만도 160만 톤이나 이들의 재활용률은 52%에 불과하다. 한편 우리나라의 천연골재의 채취 가능량은 80억$m^3$이며, 연간 수요량 2.4억$m^3$을 고려하면 33년간만 채취가 가능하며, 골재채취로 인한 환경파괴 등으로 정부는 연간 골재 채취량을 제한하고 있다. 이와 같은 환경과 자원의 문제가 국가적인 차원의 중요한 문제로 대두되고 있는 가운데, 각종 산업부산물의 재자원화를 위한 다양한 연구가 요구되고 있는 실정이다. 이 논문에서는 광양만권 산업부산물의 적절한 대량 처리방안과 광양만권 연약지반 건설현장의 경제적인 골재확보 방안의 일환으로, 인산석고와 슬래그를 이용한 인공골재를 제작하고 연약지반 개량을 위한 배수재로의 활용방안을 검토하였다. 인공골재의 제작 시 소정의 강도를 가지며, 인산석고와 슬래그 등 산업부산물의 재활용을 극대화하기 위하여 소량의 시멘트를 첨가하였으며 비소성 방식으로 제작하였다. 제조된 인공골재를 배수재용 골재로 사용하기 위해 시방기준의 검토를 위한 입도시험, 정수위 투수시험과 대형직접전 단시험을 실시한 결과, 인공골재에는 #200체 통과량이 15% 이하이며, 투수계수 $1{\times}10^{-3}cm/sec$ 이상인 시방기준을 충분히 만족하는 것으로 나타났다. 또한 대형직접전단시험 결과 건조 시료는 천연 쇄석과 유사한 내부마찰각을 가지며, 24시간 수침조건에서도 해사보다 우수한 것으로 나타나 연약지반에서 장비주행을 위한 지지력 확보에도 매우 유용할 것으로 판단된다.

• 한국지반신소재학회논문집
• /
• 제15권3호
• /
• pp.27-37
• /
• 2016

국내 GCP공법은 많은 선행연구가 진행되었으나, 설계자의 경험에 의해 의존하여 설계되고 있는 실정이므로 파괴사례가 종종 보고되고 있다. 이에 따라 명확한 파괴 원인규명 및 파괴예방대책 수립이 어려운 실정이다. 따라서 본 연구에서는 GCP공법의 합리적인 설계법의 제안을 위한 기초단계로써, GCP에 사용되는 최적배합비를 대형직접전단시험을 통해 결정하고, 내부마찰각의 변화에 따른 응력분담비의 변화 및 지반의 수직/수평 침하거동을 수치해석을 통하여 분석하였다. 직접전단 실험결과 쇄석과 모래의 최적배합비는 70:30으로 평가되었다. 수치해석결과 내부마찰각이 증가할수록 응력분담비가 증가하나 일정한 값으로 수렴하고 침하량이 감소하며, 최적배합비로 시공할 경우 측방유동 및 히빙현상의 감소를 유도할 것으로 판단된다.

• 한국환경복원기술학회지
• /
• 제5권3호
• /
• pp.23-30
• /
• 2002

In recently, using of steel reinforcements by reinforcing materials of the reinforced earth, micro-pile and root-pile etc,. is wide-spreading in the stabilizing control of cutting and embankment slopes, but the failure mechanism of reinforced earth as well as the effect of insert angles or types of reinforcement and others are not defined clearly. In this study, therefore heavy-duty direct shear tests were exercised on the reinforced soil and the non-reinforced soil, which was executed for research on the interaction of soil-reinforcement and theirs behavior. The hardness and softness and the standard sands were used for modeling of reinforced soil, the material constants for the computer simulation were estimated from the results of CD-Test. The effects of reinforcing and of friction increasing on the softness, area ratio of reinforcements is equal, were the better than them of the hardness, as well the reinforcing effects of shear strength without regard to the area ratio is much the same at $10^{\circ}$, insert angle of reinforced bar, differ from them of the existing study. Then, the results of numerical analysis showed that the behavior of reinforcements displayed bending resistance and shear resistance at $15^{\circ}$ and $30^{\circ}$, respectively. Also, the state of strain transfer was observed and the behavior of resistance mechanism on reinforcements presented almost the same them of landslides stabilizing pile.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
• /
• 한국지반공학회 2008년도 추계 학술발표회
• /
• pp.1630-1637
• /
• 2008

Jeju-do is a island formed by the volcanic activity and has more than 360 volcanic cones distributed widely along the long axis of the elliptically shaped island. The volcanic cones consist mainly of scoria, so called "Song-I" in the local dialect. In this study the chemical and soil mechanical properties of scoria being very different from those of the inland were investigated with the various tests. In the sieve-passing test the particle size of scoria had more than 10 of uniformity coefficient and gradation coefficient of 1 ~ 3, showing relatively homogenous distribution. Based on the uniformity classification, scoria was assorted into GW. In the large scale direct shear tested for measuring the mechanical strength of scoria the internal friction angle of red scoria was $37^{\circ}$ and that of black scoria was $36^{\circ}$. This indicated that there was no difference in the mechanical strength between two types of scoria. On the other hand, red and black scoria had $1.24{\times}10^{-3}$ to $3.55{\times}10^{-2}$ cm/sec of k values for the static water level permeability, thus being classified into a coarse or fine sand as compared with that representing the saturated soil. They also had 1.411 to $1.477\;g/cm^3$ of notably low $r_{dmax}$ values for the compaction test as compared with common soil, which was considered to be due to their low specific gravity and high porosity. In conclusion, the soil mechanic properties of scoria obtained from this study are thought to be very helpful for reducing lots of trial and error happening in the civil engineering construction.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제23권12호
• /
• pp.33-42
• /
• 2007

연약지반의 강성평가는 샘플링(sampling)과 현장 접근에 따른 교란으로 인해 정확하게 평가하는 것이 상당히 어렵다. 이를 위해 개발된 링 타입 FVP를 이용하여 부산 신항에서 실험이 수행 되었다. 이 논문의 목적은 지반 관입시 발생하는 교란을 최소화 할 수 있도록 기존의 링 타입 FVP를 블레이드 타입 FVP로 개량하는 것이다. 블레이드 타입 FVP는 하단의 웨지 모양, 시료 교란, 트랜스듀서, 케이블의 보호, 그리고 케이블과 트랜스듀서간의 전자기적 커플링을 고려하여 설계하였다. 케이블 간 누화현상은 케이블의 접지와 통합을 통해 제거 할 수 있었다. FVP의 전단파 속도는 초기 도달 시간과 이동거리를 이용하여 간단하게 계산될 수 있었다. FVP 블레이드의 관입에 의한 교란 효과 조사 및 FVP를 통해 측정된 전단파 속도의 타당성을 확인하기 위하여 실내 대형 calibration 챔버를 이용하여 비교 시험을 수행하였다. 블레이드 타입 FVP는 30m 깊이까지 측정이 되었으며, 전단파 속도는 매 심도 10cm마다 측정이 되었다. 본 논문에서 제시된 개량된 블레이드 타입의 FVP는 대상 지반의 교란을 최소화 시키며 현장에서 직접 전단파 속도를 측정 할 수 있는 효과적인 장비라고 할 수 있다.