• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권10호
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• pp.23-29
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• 2020

철도 공용에 따른 반복 동하중을 지속적으로 경험하는 흙 구조물은 지속적인 침하가 발생한다. 본 논문에서는 흙 구조물을 구성하는 세립분 함량 변화에 따른 시멘트 혼합토의 침하 및 강성 특성을 반복 동하중 시험을 실시하여 평가하였다. 흙의 세립분 함량, 시멘트 함량, 양생일 수을 변화시켜가면서 총 18 케이스의 시험을 실시하였다. 동 시험결과로부터 시멘트 혼합토는 침하 측면에서 시멘트 함량 3% 이상 사용 시 세립분 함량이 높은 흙에서도 침하 저감 가능성이 크다는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 시멘트 함량이 0% 에서 3 ~ 4% 로 증가 시 탄성 침하량은 1/4 수준으로, 소성 침하량은 1/6 수준으로 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 시멘트 혼합토는 강성 측면에서 시멘트 함량 증가에 따라 회복탄성계수가 증가하는 경향을 보였다. 시멘트 함량 3% 이상 사용 시에는 흙의 세립분 함량 40% 수준에서도 철도 상부노반 다짐 강성 품질기준인 80 MPa을 만족하는 것을 확인할 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제9권3호
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• pp.143-151
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• 1989

본 연구에서는 소성변형 이론에 근거한 무라야마의 침하 산정식에 탄성변형을 반영시켜 사질토층의 터널 굴착에 따른 지반침하를 보다 간편하고 정확하게 예측할 수 있는 식을 제안하였다. 국내외 터널현장의 계측자료들의 분석결과로부터, 사질토지반의 침하는 지반의 체적변화와 밀접한 관계를 갖고있어 터널의 단순한 기하학적 제원만으로는 해석이 불가능하다는 사실을 밝혔으며, 제안식의 구성요소인 전단대 폭, t값이 현장조건에서는 무라야마의 실험실 관측치보다 2~6배 정도 큰 값으로 나타남도 밝혔다. 본 제안식의 타당성을 검증하기 위하여 현장 실측결과와 무라야마 해석결과 및 탄소성 유한요소 해석결과 등과의 비교 분석을 수행하였으며, 그 결과 본 제안식에 의한 계산치는 탄소성 해석결과 및 실측치 등과 매우 근사한 값을 나타내며, 무라야마 방법은 실제 터널현장의 지반 침하량을 과소 평가함을 알 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제20권2호
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• pp.5-13
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• 2004

기존의 흙을 사용하여 건설된 철도 노반은 반복적인 교통하중의 증가, 열차속도의 향상, 노반상으로의 지하수의 유입, 노반의 배수능력 저하 등의 이유로 인해 시간경과에 따라 쉽게 그 기능을 상실할 수 있다. 본 연구에서는 실대형시험과 수치해석을 수행함으로씨 철도노반으로서의 쇄석강화노반의 성능을 평가하였다. 쇄석강화노반의 탄$.$소성 연직변위는 모사열차하중의 재하횟수에 관계없이 일반 흙노반에 비해 작은 응답특성을 보였으며, 동일한 노반 부설두께에서는 노반반력계수의 증가에 따라 감소하며, 동일한 강성인 경우 노반 부설두께 증가에 따라 감소하는 경향을 보였다. 하지만, 쇄석강화노반의 부설두께에 비해 노반의 강성이 궤도에 발생하는 전체 소성 연직변위에 더욱 큰 영향을 미치는 것으로 평가되었다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제8권4호
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• pp.559-594
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• 2015

A nonlinear creep function incorporated into the elastic visco-plastic model may describe the long-term soil deformation more accurately. However, by applying the conventional procedure, there are challenges to determine the model parameters due to limitation of suitable data points. This paper presents a numerical solution to obtain several parameters simultaneously for a nonlinear elastic visco-plastic (EVP) model using the available consolidation data. The finite difference scheme using the Crank-Nicolson procedure is applied to solve a set of coupled partial differential equations of the time dependent strain and pore water pressure dissipation. The model parameters are determined by applying the algorithm of trust-region reflective optimisation in conjunction with the finite difference solution. The proposed method utilises all available consolidation data during dissipation of the excess pore water pressure to determine the required model parameters. Moreover, the reference time in the elastic visco-plastic model can readily be adopted as a unit of time; denoting creep is included in the numerical predictions explicitly from the very first time steps. In this paper, the settlement predictions of thick soft clay layers are presented and discussed to evaluate and compare the accuracy and reliability of the proposed method against the graphical procedure to obtain the model parameters. In addition, comparison of the available experimental results to the numerical predictions confirms the accuracy of the numerical procedure.

• Geomechanics and Engineering
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• 제22권4호
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• pp.339-348
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• 2020

The uncertain geotechnical properties of frozen soil are important evidence for the design, operation and maintenance of the frozen ground. The complex geological, environmental and physical effects can lead to the spatial variations of the frozen soil, and the uncertain mechanical properties are the key factors for the uncertain analysis of frozen soil engineering. In this study, the elastic modulus, strength and Poisson ratio of warm frozen soil were measured, and the statistical characteristics under different temperature conditions are obtained. The autocorrelation distance (ACD) and autocorrelation function (ACF) of uncertain mechanical properties are estimated by random field (RF) method. The results show that the mean elastic modulus and mean strength decrease with the increase of temperature while the mean Poisson ratio increases with the increase of temperature. The average values of the ACD for the elastic modulus, strength and Poisson ratio are 0.64m, 0.53m and 0.48m, respectively. The standard deviation of the ACD for the elastic modulus, strength and Poisson ratio are 0.03m, 0.07m and 0.03m, respectively. The ACFs of elastic modulus, strength and Poisson ratio decrease with the increase of ratio of local average distance and scale of fluctuation. The ACF of uncertain mechanical properties is different when the temperature is different. This study can improve our understanding of the spatial autocorrelation variations of uncertain geotechnical properties and provide a basis and reference for the uncertain settlement analysis of frozen soil foundation.

• 한국지반공학회논문집
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• 제38권10호
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• pp.31-40
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• 2022

본 연구에서는 기초 지지층의 응력-침하특성을 평가하기 위해 변형률 범위가 다른 두 가지 강성측정 시험법으로 산정한 탄성계수를 비교하였다. 미소변형률 범위의 흙강성측정기(SSG)와 중변형률 범위의 평판재하시험(PLT)이 탄성계수 산정에 이용되었다. 변형률 범위가 다른 시험방법으로 구한 탄성계수를 기초설계 및 시공실무에 적용하기 위해서는 각각의 값에 대한 상관관계가 사전에 파악되어야 한다. 국내의 대표적인 지지층인 풍화토 및 풍화암에서 두 가지 방법에 의한 탄성계수를 비교·분석한 결과에 따르면, 지반의 종류 및 응력조건에 따라 탄성계수가 상이하게 평가되는 것으로 나타났다. 다양한 조건의 지반에 대해 평판재하시험으로 산정한 정적 탄성계수는 흙강성측정기로 측정한 동적 탄성계수와 비교할 때, 시험의 변형률 수준 차이로 인해 56% 감소된 결과를 나타냈다. 따라서, 평판재하 시험을 대체하여 흙강성측정기를 효과적으로 사용하기 위해서는 지반강성에 따른 응력분포, 응력수준, 동적효과에 대한 영향을 보정하여 측정값을 적용할 필요가 있다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 1999년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.249-258
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• 1999

Dynamic load and static load tests are performed on steel pipe piles and concrete piles at five construction sites in highway to compare the difference of load bearing mechanisms. At each site, one steel pile is instrumented with electric strain gages and dynamic tests are performed on the pile during installation. Damages of strain gages due to the installation are checked and static test is performed upon the same pile after two or seven days as well. It shows that load transfer from side friction to base resistance behaves somewhat differently according to the results of load-settlement analysis obtained from PDA and static load test. Initial elastic stage of load settlement curves of two load tests is almost similar. But after the yielding point, dynamic resistance of pile behaves more stiffer than static resistance, thus, dynamic load test result might overestimate the real pile capacity compared with static result. Analysis of gage readings shows that unit skin friction increases exponentially with depth. The skin friction is mobilized at the 1∼2m above the pile tip and contributes to the considerable side resistance. Comparison of side and base resistances between the measured value and the calculated value by Meyerhof's bearing capacity equation using SPT N value shows that the calculated base resistance is higher than the measured. Therefore, contribution of side resistance to total capacity shouldn't be ignored or underestimated. Finally, based upon the overall test results, a construction control procedure is suggested.

• Interaction and multiscale mechanics
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• 제5권3호
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• pp.267-284
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• 2012

In most of the design offices, analysis of the frame is carried out without considering the effect of the rigidity of mat. The analysis of the superstructure without modelling the foundation properly and conversely analysing the foundation system without considering the stiffness of the superstructure may mislead the estimation of the forces. This paper examines the parameters, which affect the interaction and they are grouped into relative stiffness factors ${\kappa}_{rs}$ and ${\kappa}_{sb}$. An interaction analysis is performed for the five storeyed space frame of 3 bays ${\times}$ 5 bays, using ANSYS finite element code. The soil was treated as an isotropic, homogenous and elastic half space medium and the following conclusions were drawn from the analyses. The differential settlement is reduced due to interaction and the performance of the mat depends on ${\kappa}_{sb}$ values. The moments $M_x$ and $M_y$ in the corner column at all the storey levels are higher in the case of the interaction analysis than in the conventional analysis. The axial forces in the peripheral columns increased and to that extent, the inner column axial loads are reduced. In the beam, more variation is seen in the support moments than in the span moments.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2004년도 추계학술대회 논문집
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• pp.1058-1064
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• 2004

As one of reinforcing methods for soft roadbed, the problems that mud-pumping and settlement occurred by soft roadbed, were investigated, evaluated and analyzed through installing relatively economical and efficient geosynthetics on the selected track-bed for testing. Mock-heang to Dong-ryang on the filed resting sections in the Chung-buk lines were selected as investigating the state of track and prepared field after selecting three of 1,700 spots which often make mud-pumping and requiting maintenance for that. Long curved line radiuses(R) of Mock-heang to Dong-ryang are 500m that were installed with 4 types of geosynthetics layers and one ballast layer. Installed testing cross-section is 200m totally with 40 m between places. Strength or prepared roadbed was measured to investigate the state of roadbed and track with constructing(installing) field testing sections and physical properties of roadbed soils were evaluated and analyzed. Also, mud-pumping, settlement of elastic or plastic sleeper, failure or track, wheel-loads, transverse and earth pressures were measured after installing field testing sections.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권6호
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• pp.103-114
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• 2007

제주도 해안지역에 분포하고 있는 모래는 화산암류가 풍화되어 형성된 모래와 조개 등의 어패류가 풍화되어 탄산염 $(CaCO_3)$ 함유량이 많은 모래, 그리고 이들 두 가지 특징이 혼재한 모래로 분류할 수 있었다. 분류된 모래들 중 삼양, 김녕, 제주외항 지역의 모래에 압축 특성을 알고자 압축시험을 수행한 결과, 삼양인 경우 초기압축이 다른 모래에 비해 큰 것으로 나타났으며 김녕, 제주외항 모래인 경우 초기압축외의 추가적인 압축도 상당히 발생하였으며, 이는 압축시험 전·후의 모래의 입도분포 분석 결과 입자의 파쇄와 재배열에 의한 것으로 나타났다. 또한 현재 제주외항 항만시설 축조공사에 따른 지반의 침하특성을 분석한 결과 초기 압축 외에도 모래의 파쇄성과 재배열에 의해 상당시간동안 압축이 일어난 것을 알 수 있으며, 파쇄성과 재배열이 고려되지 않은 기존 탄성침하량 산정법을 이용한 침하량과 기존의 침하시간 산정 시 과소평가 될 우려가 있는 것으로 나타났다.