• 한국철도학회논문집
• /
• 제8권1호
• /
• pp.57-62
• /
• 2005

The frost heaving pressure can be a problem for weakening of the railway roadbed material. This study was initiated to investigate the soils frost heaving pressure and physical characteristics(Liquid limit, permeability, SEM analysis) resulting from freezing and freezing-thawing cycle process. Therefore, upon freezing a saturated soil in a closed-system from the top, a considerable pressure was developed. Weathered granite soils, sandy soil were used in the laboratory freezing test which sometimes subjected to thermal gradients under closed-systems. The frost heaving pressure arising within the soil samples and the temperature of the samples inside were monitored with elapsed time. The degree of saturation versus heaving pressure curve is also presented for weathered granite soil and the maximum pressure is closely related to this curve. Based on the laboratory test results, fine-grained soils with strong attractive forces between soil grains md water molecules, and additional water is attracted into the pores leading to further volume changes and ice segregation.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제29권2C호
• /
• pp.71-79
• /
• 2009

본 연구에서는 국내 철도 토공노반 재료로 가장 흔히 사용되는 입도조정쇄석, 화강풍화토, 암버럭-토사 혼합 재료에 대해 평균유효주응력과 축변형률의 함수로 표현되는 회복탄성계수 예측모델을 결정하였다. 회복탄성계수 예측모델은 대표적인 동적물성치인 변형률에 따른 전단탄성계수 감소곡선의 표현과 같이 최대영탄성계수와 정규화 영탄성계수 감소곡선으로 구성된다. 평균유효주응력의 함수로 표현되는 최대영탄성계수의 모델인자는 $A_E$와 $n_E$이고, 비선형 영역의 정규화 영탄성계수 감소곡선은 기준변형률(${\varepsilon}_r$)과 곡률계수(a)를 모델인자로 하는 수정 쌍곡선 모델로 표현된다. 제안된 회복탄성계수 예측모델을 검증하기 위해 3차원 다층탄성해석 프로그램(GEOTRACK)을 이용하여 평택 시험 철도노반의 탄성거동을 평가하였고, 화물열차 및 여객열차가 시험구간을 통과할 때 계측한 노반의 수직 탄성변위와 비교하였다. 현장계측은 자갈도상 아래의 재료가 각각 입도조정쇄석과 양질의 화강풍화토인 두 개소에서 수행되었다. 자갈도상 아래에서 계산된 수직 탄성변위는 대략 0.6mm 이내였고 계측 결과와 잘 일치하였다. 본 연구를 통해 제안된 회복탄성계수 예측모델이 열차하중에 의한 노반의 탄성거동을 적절히 표현하고 있음을 확인하였다.

• 한국지반신소재학회논문집
• /
• 제20권1호
• /
• pp.9-19
• /
• 2021

본 논문에서는 침하된 철도노반 보강을 위한 아크릴레이트의 보강 성능에 대한 내용을 다루었다. 콘크리트궤도는 궤도유지보수 비용의 절감과 궤도파괴에 높은 저항력을 가지는 장점이 있다. 하지만 최근 콘크리트궤도에서의 노반침하가 발생하고 있고, 이에 대한 유지보수에 어려움을 겪고 있기 때문에 철도 운행에 안전이 우려되고 있다. 현재 국내에서는 콘크리트궤도의 노반침하에 대한 방안으로 궤도복원공법을 통한 유지보수를 시행중에 있지만 노반 자체를 보강할 수 없기 때문에 지속적인 재침하가 발생할 수 있으며, 철도노반 보강에 대한 연구 및 현장적용 사례는 극히 드물어 철도노반을 보강하기 위한 보강재료 및 공법의 개발이 요구된다. 따라서 본 논문에서는 철도노반의 보강재료로 아크릴레이트 약액을 선정하였으며, 실내실험을 통해 아크릴레이트 약액의 보강성능을 분석하였다. 그 결과 1×10^-4cm/sec 투수계수에 침투가 가능하며, 일축압축강도 0.5MPa/30min, 강성 80MPa 이상 확보하는 것으로 분석되었다.

• 한국철도학회논문집
• /
• 제12권2호
• /
• pp.183-189
• /
• 2009

경부고속철도 2단계 구간은 콘크리트궤도 형식으로 건설되고 있다. 콘크리트궤도는 궤도의 강성 구조적 특징으로 인하여 잔류침하 규정이 엄격하게 적용되고 있다. 궤도의 잔류침하는 궤도를 지지하는 하부구조인 노반과 원지반으로부터 기인된다. 암버럭과 흙 재료로 건설되고 있는 노반의 잔류침하는 현장다짐품질에 따라 원지반을 포함한 총 잔류침하의 중요한 부분이 될 수 있다. 따라서 암버럭 토사 혼합성토재로 이루어진 노반에서의 잔류침하를 최소화하는 것은 콘크리트궤도의 성공적인 건설을 위하여 중요한 요소 중 하나이다. 본 논문에서는 암버럭-토사 혼합성토재의 거동을 이해하기 위하여 총 31회의 대형다짐시험을 수행하였다. 다짐시료는 건설 중인 2개 현장으로부터 혈암과 이암을 주성분으로 하는 노반 재료를 채취하여 조성하였고, 다짐시험은 암 종류, 4번체 통과율, 최대입경, 함수비를 변화시키면서 수행하였다. 시험결과로부터 혼합성토재의 최대건조단위중량에 영향을 미칠 수 있는 인자들에 대한 평가를 수행하였다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
• /
• 한국철도학회 2006년도 추계학술대회 논문집
• /
• pp.474-477
• /
• 2006

• 한국철도학회논문집
• /
• 제19권2호
• /
• pp.204-212
• /
• 2016

국내 궤도 흙노반재료의 선정기준은 기초물성 값(입경, 200번체 통과량($P_{200}$), 4번체 통과량($P_4$), 균등계수($C_u$), 곡률계수($C_c$)등)을 이용하는 통일분류법에 의존하고 있으며, 선정된 궤도노반의 현장 다짐도는 들밀도 시험 및 반복평판재하시험 결과 $E_{v2}$에 의해 파악한다. 그러나 궤도노반의 변형 및 안정성에 미치는 가장 큰 영향요소는 강성(Stiffness)이므로, 노반재료의 분류특성은 기초물성 값 자체 보다는 다짐 후 변형계수를 활용하는 것이 보다 정확하다고 할 수 있다. 본 연구에서는 궤도노반에 사용되는 국내 대표적인 흙 재료의 기초물성과 현장시험에 의한 변형계수($E_{v2}$, $E_{vd}$)와의 상관식을 도출하였다. 이와 같은 상관특성은 성능설계를 위한 국내 고유의 철도궤도용 전용흙분류기준수립을 위한 근거로 사용될 수 있다.

• 한국철도학회논문집
• /
• 제3권1호
• /
• pp.34-41
• /
• 2000

The analysis of static and dynamic characteristics of reinforced roadbed materials was performed through model and laboratory tests. The strength characteristic of reinforced roadbed materials such as HMS-25 and soil were investigated through the unconfined axial compression test, the model soil box test and the combined resonant column and torsional shear test. The unconfined axial compression strength of HMS-25 shows a steady increasement in strength due to the chemical hardening reaction between HMS-25 and water. The result of model soil box test reveals that railroad roadbed of HMS-25 is better than that of soil in several aspects, such as, bearing capacity and settlement. The combined resonant column and torsional shear test result indicates that shear modulus of HMS-25 and soil increase with the power of 0.5 to the confining pressure and linear relationship to normalized shear modulus and damping ratio.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제39권11호
• /
• pp.23-31
• /
• 2023

콘크리트 궤도의 침하는 고속열차의 안전한 운행을 크게 저해할 수 있으며 복구에 상당한 비용이 소요되므로 최근 큰 문제로 대두되고 있다. 침하의 가장 큰 원인 중 하나는 터널공사의 부산물로 발생하는 암석재료를 적정한 입도분를 가진 토사 혼합 없이 하부노반 성토에 사용하기 때문으로 보고되고 있다. 본 논문에서는 암석재료로 성토된 하부노반의 부분 보강으로 인한 침하억제 효과를 수치해석으로 평가하였다. 하부노반에 일정하게 배치된 기둥 형태의 보강 영역은 상부노반에 지반아칭을 유발하게 되며 성토하중이 보강된 영역에 집중하게 되어 침하가 억제되는 효과가 있다. 유한요소해석을 통하여 보강된 영역의 크기, 강성, 간격이 하부노반의 침하억제에 미치는 효과를 평가하였으며, 해석 결과를 토대로 침하를 허용치 이내로 억제하기 위한 최소 보강 간격을 결정하는 설계 방법을 제안하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제12권7호
• /
• pp.13-21
• /
• 2011

동절기와 해빙기의 기온차가 큰 지역에서는 일정 깊이까지 동결, 융해 작용이 반복적으로 발생하여 흙의 역학적 특성이 변화를 보이게 된다. 특히 세립분이 많은 흙인 경우 팽창과 수축을 통한 입자의 재배열 등으로 인하여 노반의 연약화가 많이 발생된다. 이러한 노반의 연약화는 지지력이 낮은 지반에서 반복하중이 재하 되었을 때 급격하게 나타날 수 있다. 본 연구에서는 국내의 철도 노반재료로 사용되는 대표 토질 3가지를 대상으로 세립분의 함유량, 간극비의 영향 등을 고려하여 동결융해 반복횟수에 따른 직접전단 시험을 실시하여 그 감소량을 정량적으로 평가하였으며, 이를 통하여 세립분의 함유량과 함수비 조건, 동결융해 횟수 등을 고려할 수 있는 전단강도 저감 모델 식을 제안하였다.

• 한국철도학회논문집
• /
• 제11권3호
• /
• pp.257-262
• /
• 2008

반복하중을 받는 도로 노반체의 경우 회복탄성계수를 이용한 해석 및 설계 방법이 이루어지고 있는데 유사한 형태의 하중조건인 철도 노반체의 경우에도 그 거동은 크게 다르지 않을 것으로 판단된다. 이러한 현상적인 특성을 감안하여 본 논문에서는 회복탄성계수를 기반으로 하는 구성방정식을 상용 유한요소 해석 프로그램에 적용하였다. 일반적으로 K-${\theta}$ 혹은 Uzan 모델을 기반으로 수치해석 프로그램과의 접목이 이루어져 왔다. 이러한 모델의 기본 가정은 반복하중으로 인하여 재료의 상태는 비선형탄성 상태까지 도달한 조건으로 보고 있으므로 추가적인 반복하중으로 인한 재료의 거동은 탄성구간 내에서만 발생하는 것으로 가정하고 있다. 그러나 점성토에 대한 회복탄성실험 결과를 보면 하중의 재하 횟수 증가에 따라 영구변형이 발생하는 상황이므로 기존의 모델을 사용한다면 발생하는 영구변형을 충분히 모델링 할 수 없게 된다. 따라서 본 논문에서는 실험결과로부터 도출된 소성특성과 간단한 파괴기준을 적용하여 영구변형이 발생하는 조건에서 구성모델을 개발하였으며 개발된 모델의 적용결과는 실험 결과값과 잘 일치하는 것으로 확인되었다.