• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제10권6호
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• pp.105-115
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• 2009

본 연구에서는 국내 초연약지반의 비배수전단강도 특성파악을 위해 남해안 일대 초연약지반 5개 현장에서 표준관입시험, 베인전단시험, 콘관입시험을 실시하여 분석하였고, 초연약지반상에서 적용 가능한 개량표준관입시험기를 개발한 내용을 다루었다. 연구결과 초연약지반(N값 2미만)의 비배수전단강도는 표준관입시험의 결과를 선행연구자들이 제안한 식으로 비배수전단강도를 환산했을 경우 12.5kPa 이하, 현장시험에서의 베인전단강도 분석결과 50kPa 이하, 콘관입시험결과 65kPa 이하의 범위에 있는 것으로 나타났다. 원위치시험의 결과가 표준관입시험의 결과를 비배수전단강도로 환산한 값보다 높게 나타났고 초연약지반의 비배수 전단강도는 실질적으로 상당히 폭넓은 전단강도의 범위를 가지고 있는 것으로 분석되었다. 또한 개량표준관입시험기에 의한 $N_m$값과 베인전단시험에 의한 비배수전단강도와의 상관관계는 $S_u=1.76N_m-10.47$, 콘관입시험에 의한 비배수전단강도와의 상관관계는 $S_u=1.82N_m-9.71$로 분석되었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제36권3호
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• pp.463-470
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• 2016

베인 전단시험은 흙의 교란을 최소화하면서 점성토의 비배수전단강도를 측정하는 간단한 시험이다. 하지만, 본 논문에서는 베인 전단시험기를 이용하여 모래의 배수전단강도를 측정하기 위한 연구를 수행하였다. 건조한 낙동강모래를 원통형 셀에 느슨하거나 조밀한 상태로 재성형한 다음 상부에서 공기압 실린더로 상재하중(overburden pressure)을 25, 50, 75 또는 100kPa 가한 다음 베인(직경 5cm, 높이 10cm)을 회전시켜 회전 모멘트인 최대 토크를 구하였다. 베인 회전 모멘트와 모래 입자의 마찰 저항 모멘트가 평형을 이룬다는 조건을 이용하여 모래의 마찰각을 구하였다. 점토의 경우에는 베인 전단 시 원통형의 회전체 상하면과 주면에 균일한 비배수전단강도인 점착력이 작용한다고 가정하지만, 사질토를 사용한 본 연구에서는 베인 날 주면에서 형성되는 파괴면을 원기둥, 팔각기둥 또는 사각기둥 형태로 가정하여 각각에 대한 마찰각을 계산하였다. 한편, 본 연구에서 제안한 방법을 검증하기 위해 동일한 모래로 직접전단시험을 실시하여 마찰각을 구하였다. 베인 전단시험으로부터 구한 마찰각은 가정한 파괴면의 형태에 따라 느슨한 모래의 경우 24-42도, 조밀한 모래는 33-53도 사이이며, 직접전단시험 결과는 이 범위 내에 속하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권7호
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• pp.87-98
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• 2007

본 연구에서는 DMT를 이용한 비배수 전단강도를 파악하기 위하여 부산신항 점토층에 DMT 시험, 베인전단시험, $CK_0U$ 삼축압축시험을 실시하였다. 시험결과 정규화한 비배수 전단강도비는 삼축시험의 경우 $S_{u(CKU)}/{\sigma}'_v=0.30{\sim}0.35$, 베인전단시험의 경우 ${\mu}S_{u(VST)}/{\sigma}'_v=0.20{\sim}0.22$로 나타났다. 본 연구에서는 현장 베인전단시험 및 삼축압축시험 결과와의 비교를 통해, DMT를 이용하여 비배수 전단강도를 추정하는 두 가지 방법을 제안하였다. 첫 번째는 $S_u/{\sigma}'_v$와 횡방향 응력지수의 관계를 이용하는 방법이고, 두 번째는 $N_c-I_D$ 또는 $N_c-E_D$ 관계로부터 비배수 전단강도를 추정하는 방법이다. 베인전단시험 및 삼축시험 결과와 두 가지 추정방법을 비교한 결과, $N_c-I_D$ 또는 $N_c-E_D$ 관계를 이용한 방법이 $K_D$ 이용하는 방법보다 비배수 전단강도를 정확하게 추정하는 것으로 나타났다. 이것은 $I_D$와 $E_D$가 토질상태를 반영하는 $p_1-p_0$항을 포함하고 있어, $N_c$를 이용하는 방법이 토질을 고려한 비배수 전단강도 추정을 할 수 있기 때문으로 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제25권1호
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• pp.77-88
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• 2009

본 연구에서는 부산지역 점토의 비 배수전단강도를 추정하기 위해 현장 및 실내시험을 통해 부산점토의 콘계수를 평가하였다. 이를 위해 부산신항 지역 및 녹산지역에서 $CK_0U$ 삼축압축시험, 베인전단시험, 피에조 콘 관입시험(CPTu) 등을 실시하였다. 시험결과, 현장 점토의 비배수전단강도는 심도에 따라 증가하였으며, 강도증가비는 각각 $S_{u(CKU)}/{\sigma}'_v\;{\fallingdotseq}\;0.26{\sim}0.44$와 ${\mu}_{su(VST)}/{\sigma}'_v\;{\fallingdotseq}\;0.20{\sim}0.23$로 삼축 비배수전단강도가 베인 비배수전단강도에 비해 1.5배 정도 크게 나타났다. 또한 CPTu 시험결과 콘선단저항($q_c$)과 간극수압($u_2$)은 심도에 따라 증가하였으며, 간극수압비($B_q$)는 $0.3{\sim}1.0$정도로 나타났다. 삼축압축 및 베인시험 결과와 CPTu 결과로부터 콘계수를 산정한 후 간극수압비와 비교한 결과, 삼축 비배수전단강도와 베인 비배수전단강도를 추정하기 위한 부산지역 점토의 콘계수는 각각 $5{\sim}20$, $10{\sim}35$로 나타났다. 그리고 콘계수는 간극수압비가 증가함에 따라 선형적으로 감소하였으며, 이로부터 간극수압비를 이용한 부산점토 콘계수 추정방법을 제안하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제20권2호
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• pp.59-67
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• 2019

전남 남해안 지역인 광양항 동측배후단지 연약지반에서 수행한 실내시험, 현장베인시험 및 피에조콘 관입시험 결과를 이용하여 연약지반의 공학적 특성을 규명하고, 피에조콘계수 산정을 위해 최적의 피에조콘 관입시험 심도를 결정하였다. 본 논문에서 이용한 자료는 61개의 실내시험과 226회의 현장베인시험, 피에조콘 관입시험 26개소이다. 실내시험 분석 결과 남해안의 다른 지역에 비해 비중, 함수비, 액성한계 및 소성지수 등의 물리적 특성이 높게 나타나며, 일축압축강도와 비배수전단강도의 역학적 특성은 넓은 범위로 분포하고 비교적 작은 값을 나타냈다. 소성도에 의한 흙 분류 결과 소성이 큰 무기점토(CH)와 소성이 작은 무기점토(CL)로 분류되었으며, Robertson(1990) 분류도표에 의한 흙 분류 결과 대부분 Type 3인 점성토에 해당하였다. 현장베인시험으로 구한 비배수전단강도를 기준으로 경험적 방법에 의해 피에조콘계수를 산정했다. 이를 위해 현장베인시험 측정심도와 비교되는 피에조콘 관입시험의 적정 측정심도 범위를 설정하기 위해 3가지 심도범위로 상관성을 분석한 결과 베인 길이의 5배 범위 측정값의 평균을 사용하는 것이 높은 상관성을 보여준다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제36권9호
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• pp.33-44
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• 2020

순결 특성을 갖는 그라우트에 대한 경화 전 소성상태의 전단강도 특성을 분석하기 위하여 혼합물의 점도와 실내 베인전단시험을 수행하였다. 그라우트를 물-시멘트비(w/c) 별로 제조하고 전단강도시험을 실시하였다. 그라우트의 소성상태 전단강도는 물-시멘트비에 영향을 많이 받아 물-시멘트비가 낮을수록 초기에 높은 전단강도가 발현되었으며, 양생 시간이 길어질수록 높은 전단강도를 나타내었다. 최대전단강도는 그 값이 클수록 작은 회전각에서 발현되고, 최대전단강도 값이 작을수록 큰 회전각에서 발현되었다. 또한, 겔 상태의 그라우트는 최대 전단강도가 발현 이후 급격히 전단강도가 저하되고 베인날의 회전각이 약 70°~90°이후에는 일정한 수준으로 수렴되는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 1996년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.285-294
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• 1996

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제24권5호
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• pp.355-374
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• 2022

쏘일 컨디셔닝(soil conditioning)은 굴착토의 전단강도를 감소시키고 작업성(workability)을 확보하여, EPB 쉴드 TBM의 굴진면 전방을 지지하며 TBM의 굴진 성능을 향상시키는 기술이다. 다양한 지반 조건에 대한 최적의 첨가제 주입 조건을 결정하기 위해서는 첨가제를 혼합한 굴착토의 역학적 유동학적 거동을 평가해야 한다. 따라서, 본 연구에서는 TBM 챔버 내 압력 상태를 모사하고 시료의 유동학적 특성을 평가할 수 있는 실내 가압 베인시험 장비를 개발하였다. 인공 사질토 시료에 대하여 폼(foam)과 폴리머(polymer)의 주입변수인 FIR (foam injection ratio)과 PIR (polymer injection ratio)을 변화시켜가며 일련의 실내 가압 베인시험을 수행하였다. 또한, 슬럼프 시험을 통해 컨디셔닝된 흙의 작업성을 평가하였다. 실내 가압 베인시험 장비를 통해 베인 전단시험을 수행함으로써 측정된 토크 데이터로부터 컨디셔닝된 흙의 유동곡선(rheogram)을 도출하여 주입변수에 따른 첨두응력과 항복응력의 경향을 분석하였다. 시험 결과, FIR이 커지거나 PIR이 작아질수록 작업성이 증가하는 경향을 나타냈으며, 최대 토크, 첨두응력과 항복응력은 모두 감소하였다. 실내 가압 베인시험으로 측정된 시료의 첨두응력과 항복응력이 슬럼프 시험을 통해 측정된 작업성과 상응하는 결과는 제안된 시험이 굴착토 물성 평가에 활용될 수 있음을 보여준다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제3권2호
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• pp.17-28
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• 1987

본연구에서는 해양토질의 전단강도 산정에 대한 Cone관입시험의 신뇌도를 조사하였다. 사질토에 대하여는 내부마찰각의 불확정성을 조사하였으며, 불확정성에는 자료의 공간적 변화와 해석에 사용 되는 공식의 모텔오차 등이 있고, 그중 해석모텔의 오차가 가장 큰 불확정성이었다. 해석 방법마다 구한 내부마찰각이 서로 다르므로, 해석결과를 종합할 수 있는 주관적 견해개념(subjective opinion) 을 도입하였다. Cone관입시험을 이용하여 잡토지반에서 비배빙전단강도를 산정하기 위해서는 실훈시험이나 현장베인 시험으로 구한 전단강도와 Cone 저항력의 경험적인 관계를 이용하여야 한다. 비배수전단강도의 불확정성은 Cone 계수(Nk)의 자료 산포, Nk의 모델 오차, 이방성과 Cone 저항력의 공간적 변화 등에 기인하며, Nk의 자료산포가 가장 큰 불확정성이었다. Nk값의 산정에 이용되는 비교강도시험은 실내시험보다는 현장베인시험의 신뢰성이 더 큰 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제17권4호
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• pp.259-267
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• 2001

실내시험으로 구한 점토의 공학적 성질은 샘플링, 운반, 저장, 그리고 성형과정 동안에 발생하는 시료의 교란으로 인해 원지반의 성질과 다르게 측정된다. 본 연구에서는 양산점토에 대한 삼축압축시험($CK_{o}$ UC) 결과를 이용하여 샘플링 방법에 따른 교란의 정도를 평가하였다. 실험에 사용된 시료는 76mm 튜브샘플러, 76mm 피스톤샘플러, 블록샘플러로 채취되었으며, 시료의 교란정도를 평가하기 위해 각 시료에서 측정된 체적변형률, 비배수 전단강도, Secant Youngs modulus, 그리고 파괴시 간극수압계수를 비교하였다. 시료의 교란정도를 평가하는 것 이외에도 SHANSEP 방법을 이용하여 수행한 $CK_{o}$ U 삼축압축시험 결과를 이용하여 양산점토에 대한 정규화 전단강도($C_{u}$ /$\sigma$$_{vc}$ )와 OCR 관계를 규명하였다. 또, 피에조콘 관입시험, 딜라토메타 시험, 그리고 현장 베인시험결과를 이용하여 구한 양산점토의 비배수 전단강도를 삼축압축시험 결과와 비교하였다.