• Geomechanics and Engineering
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• 제15권2호
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• pp.783-791
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• 2018

In consideration of the mesoscopic structure of soil-rock mixtures in which the rock aggregates are wrapped by soil at normal temperatures, a two-layer embedded model of single-inclusion composite material was built to calculate the shear modulus of soil-rock mixtures. At a freezing temperature, an interface ice interlayer was placed between the soil and rock interface in the mesoscopic structure of the soil-rock mixtures. Considering that, a three-layer embedded model of double-inclusion composite materials and a multi-step multiphase micromechanics model were then built to calculate the shear modulus of the frozen soil-rock mixtures. Given the effect of pore structure of soil-rock mixtures at normal temperatures, its shear modulus was also calculated by using of the three-layer embedded model. Experimental comparison showed that compared with the two-layer embedded model, the effect predicted by the three-layer embedded model of the soil-rock mixtures was better. The shear modulus of the soil-rock mixtures gradually increased with the increase in rock regardless of temperature, and the increment rate of the shear modulus increased rapidly particularly when the rock content ranged from 50% to 70%. The shear modulus of the frozen soil-rock mixtures was nearly 3.7 times higher than that of the soil-rock mixtures at a normal temperature.

• 한국농공학회논문집
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• 제48권1호
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• pp.81-88
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• 2006

Numerical analyses were carried out for studying on seepage problems due to seawater intrusion through the embedded rock layers of the sea-dike. A seepage analysis model, SAMTLE was developed fur two-layer embankment system. The analyses by SAMTLE showed that the size of embedded rock layer had a significant effect on the seepage problems of sea-dike. If the embedded rock layer is longer and thicker, the seepage problems become more serious to water head, seepage rate and safety factor of piping in embankment. On the other hand, if the width of embedded rock layer is equivalent to the sea-dike's bottom width, the water head becomes lower and seepage rate and safety factor of piping are dramatically increasing. This makes another seepage problems such that the fresh water becomes saltier and higher seepage rates result in internal erosion of sea-dike.

• 한국지반공학회논문집
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• 제21권8호
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• pp.63-72
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• 2005

해안매립 및 방조제 공사 시 바닥사석은 장비의 이동성 및 현장 시공성을 개선하기 위하여 포설된다. 그러나 공사완료 후 이러한 바닥사석층은 상부 구조물에 치명적인 침투피해의 원인으로 작용하나 이러한 바닥사석층에 대한 침투특성이 규명되지 않아 바닥사석층이 있는 구조물의 정확한 침투거동 파악이 곤란하다. 보통 사석층내의 침투는 Non-Darcy 흐름으로 알려져 있지만, 성토층 등 지중에 매설된 사석층 내의 침투는 Darcy 흐름 또는 Non-Darcy 흐름인지는 아직까지 명확히 파악되지 않고 있다. 따라서 본 연구에서는 성토지반에 매설되어 있는 사석층의 침투특성을 파악하기 위하여 수치해석, 실내모형실험, 현장조사 등 다각적인 방법으로 접근하였다. 그 결과 성토지반내 사석층의 침투는 Darcy 흐름으로 가정하고 유도한 해석모형에 의해 계산한 침윤선과 실내모형에서 실측한 침윤선을 서로 비교한 결과 $95\%(\alpha=0.05)$ 신뢰구간에서 유의성이 있었으며, 실내모형실험에서 구한 유속에 대한 레이놀즈 수가 10미만의 층류이고, 유속과 동수경사가 비례관계로 나타났다. OO 방조제를 대상으로 바닥사석층까지 보링을 하고 측정한 투수계수와 동수경사로부터 계산한 Darcian 유속에 대해서는 레이놀즈 수가 $1\~6$ 범위의 층류로 나타났다. 이상의 결과로 보아 성토지반에 매설되어 있는 사석층내의 침투는 층류의 Darcy 흐름일 가능성이 높다고 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제22권3호
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• pp.5-11
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• 2006

광안대교에 설치된 두개의 대구경 말뚝(TS-1과 TS-2)에 대하여 최대 2000톤의 하중을 재하하여 정재하시험을 수행하였다. 시험 말뚝 TS-1의 경우는 연암에 근입되었고 시험 말뚝TS-2의 경우는 풍화암에 근입되었다. 재하시험 결과에 의하면, 지지층과 상관없이 시험말뚝 TS-1과 TS-2 양쪽 경우다 대부분의 하중이 풍화암에 의해 지지되었다. 추가적으로 펜타곤3D와 ROCKET 프로그램으로 수치해석을 수행하였다. 본 연구에 의하면 풍화암이 깊게 발달되어 말뚝 시공상 어려움이 있을 경우, 풍화암도 대안의 지지층으로 고려되어질 수 있다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제21권3호
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• pp.49-59
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• 2022

본 연구는 현장타설말뚝의 합리적인 적정설계를 알아보기 위하여 수행하였다. 즉, 현장타설말뚝의 지지층 변경에 따른 극한지지력변화를 알아보기 위하여 현장타설말뚝에 대해 실시된 양방향 말뚝재하시험을 이용하여 역해석을 수행하였다. 역해석된 자료를 바탕으로 두부재하하중에 대한 수치해석을 진행하여 대상 지반에서의 극한지지력을 Davisson 판정법으로 평가하였다. 말뚝 단부가 풍화암층 상단에 안착된 1개의 경우와 풍화토 내 서로 다른 위치에 근입된 3개의 경우에 대한 수치해석 결과, 모든 경우에서 충분한 극한지지력을 확보하는 것으로 나타났다. 즉 말뚝의 단부가 풍화암 근입이 아닌 풍화암층 상단에 안착된 경우와 풍화토 내에 근입된 현장타설말뚝도 충분한 지지력을 가지고 있어 현장타설말뚝의 지지층으로 활용할 수 있음을 알 수 있다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2005년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.545-552
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• 2005

For the purpose of studying on the seepage characteristics of embedded gravel layer in embankment, laboratory model tests were carried out. The embedded layer under embankment was $19{\sim}26mm$ diameter of gravel and those embankment materials were Saemangum dredged sand, river sand and mixed(1:1) sand with dredged and river one. Those permeability coefficients of three different sands are $5.00{\times}10^{-5}$, $3.00{\times}10^{-4}$, $7.50{\times}10^{-5}m/s$, respectively. Seepage characteristics of these results are as follows; 1) The Reynolds number of water flow through embedded gravel layer in three different permeable soils is less then 10, it is laminar flow. 2) These flow velocities through embedded gravel layer in soils are in proportion to these hydraulic gradients, it is Darcy flow. 3) These Darcian permeability coefficients of water flow through embedded gravel layer in soils show as $2.95{\times}10^{-3}$, $1.38{\times}10^{-2}$, $3.33{\times}10^{-3}$m/s, respectively, by varying permeability of embankment soils and embankment lengths. It is approximately 100 times of those permeability coefficients of embankment materials.

• 한국농공학회논문집
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• 제48권6호
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• pp.79-85
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• 2006

A simulation was done to analyze the seepage problems due to seawater intrusion through the embedded rock layers on heterogeneous layers of sea-dike. Numerical analysis with SAMTLE(developed by author) was done by taking various relative permeability $ratio(R_r/R_e)$. These results showed, when the sed-dike is newly designed, operated, and maintained considering the safety of sea-dike in seepage problems, these embankment materials are prudently chosen. The permeability of the soil materials, within the range of salinity management in freshwater, is comparatively high, however, the permeability of rock materials for bottom rock layer is low. Therefore, when the relative permeability $ratio(R_r/R_e)$ is bellow 10 it is safety in seepage problems of sea-dike.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제15권1호
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• pp.1-10
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• 2016

최근 해상풍력발전 단지 조성은 많은 양의 에너지를 창출할 수 있어 그 기대는 점차적으로 증가하고 있다. 특히 제주도는 풍황이 우수하여 해상풍력발전 시스템 운영을 위한 최적의 대상지이기는 하나, 화산활동에 의해 형성된 지형으로 육지부와 달리 현무암층 사이에 연약층인 화산쇄설물 및 공동이 불규칙하게 발달된 층상구조로 이루어져 있다. 이에 본 연구에서는 제주현무암의 p-y 곡선을 얻기 위한 수평재하시험을 실시하였다. 말뚝 수평재하시험중에 측정한 변형률 데이터로부터 p-y 곡선을 유도하기 위하여 수평변위(y)는 high order polynomial curve fitting 기법을 적용하고, 지반반력(p)은 piecewise cubic polynomial curve fitting 기법을 추천한다. 이는 지반반력을 계산하기 위하여 미분하는 과정에서 발생하는 에러를 최소화 할 수 있으므로 역해석을 통한 말뚝두부에서 하중-변위를 예측할 때 에러가 가장 작게 발생한다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제21권2호
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• pp.49-56
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• 2022

본 연구는 말뚝으로 보강된 풍력발전기초의 수평저항력을 실내모형실험을 통해 구하였다. 특히 말뚝과 풍력발전기초 및 암반지반을 일체화시켜 기존의 중력식 풍력발전기초와의 수평저항력을 비교하였다. 또한 말뚝의 근입깊이를 달리하여 말뚝의 수평저항력 및 휨모멘트의 변화를 분석하였다. 그 결과 말뚝의 근입깊이가 깊어짐에 따라 수평저항력이 커짐을 알 수 있었다. 특히 암석층까지 말뚝이 근입된 경우가 사석층까지 근입된 경우보다 말뚝의 저항력 증가비가 2.11배 크게 나타났다. 말뚝이 암반지반까지 근입될 경우 최대 휨모멘트의 발생위치는 풍력발전기초와 사석층의 경계면에서 나타남을 알 수 있었다. 이를 통해 기존 중력식 풍력발전 기초보다 말뚝으로 보강된 풍력발전 기초의 수평저항력이 크게 나타남에 따라 안전성 측면에서 더 유리한 시공방법이 될 수 있을 것으로 파악된다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제69권2호
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• pp.221-230
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• 2019

In this paper, shear behavior of non-persistent joint surrounded in concrete and gypsum layers has been investigated using experimental test and numerical simulation. Two types of mixture were prepared for this study. The first type consists of water and gypsum that were mixed with a ratio of water/gypsum of 0.6. The second type of mixture, water, sand and cement were mixed with a ratio of 27%, 33% and 40% by weight. Shear behavior of a non-persistent joint embedded in these specimens is studied. Physical models consisting of two edge concrete layers with dimensions of 160 mm by 130 mm by 60 mm and one internal gypsum layer with the dimension of 16 mm by 13 mm by 6 mm were made. Two horizontal edge joints were embedded in concrete beams and one angled joint was created in gypsum layer. Several analyses with joints with angles of $0^{\circ}$, $30^{\circ}$, and $60^{\circ}$ degree were conducted. The central fault places in 3 different positions. Along the edge joints, 1.5 cm vertically far from the edge joint face and 3 cm vertically far from the edge joint face. All samples were tested in compression using a universal loading machine and the shear load was induced because of the specimen geometry. Concurrent with the experiments, the extended finite element method (XFEM) was employed to analyze the fracture processes occurring in a non-persistent joint embedded in concrete and gypsum layers using Abaqus, a finite element software platform. The failure pattern of non-persistent cracks (faults) was found to be affected mostly by the central crack and its configuration and the shear strength was found to be related to the failure pattern. Comparison between experimental and corresponding numerical results showed a great agreement. XFEM was found as a capable tool for investigating the fracturing mechanism of rock specimens with non-persistent joint.