• 한국도로학회논문집
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• 제15권1호
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• pp.47-56
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• 2013

PURPOSES: This study is to evaluate a ground water level effect on frost heaving in road pavements. METHODS: The effects of water table on frost heaving in pavement systems were evaluated from the mechanical analysis using FROST program. The input parameters and boundary conditions were determined by considering climates, pavement sections, and material properties specially subgrade soil types in Korea. RESULTS: When the water table located above the freezing depth, amount of frost heaving caused by freezing the water in pavement itself was big enough to damage in pavement system, although pavement system consists of fully non-frost-susceptible materials with sufficient thickness of anti-freezing layer. The amount of frost heaving was decreased rapidly with increasing the distance between the water table and freezing depth. CONCLUSIONS: It was concluded that there is no engineering problems related with frost heaving in practical sense when the distance between freezing depth and water table is over 1.5m for having subgrade soils less than 50% of #200 sieve passing to meet specification on quality control in Korea.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제8권1호
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• pp.53-59
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• 2009

본 연구에서는 변형된 동결-융해 시험장치를 이용하여 동상민감성흙의 동결-융해 과정시 지반공학적 특성을 평가하였다. 흙시료의 정상상태에서 동상이 발생되는 양은 전체 동상량의 70~80% 정도로 정상상태의 동상이 일어나기 위한 열흐름 조건을 제안하였다. 즉, 동결시 동결전선에서 순열흐름을 0으로 하기 위해서 열적 경계조건을 변화시키는 방법이다. 제안된 방법으로 변형된 동결-융해 시험의 결과에 대하여 적합성을 평가하였다. 또한, 동상 발현중 제안된 방법을 적용 결과, 장기적인 동상현상을 제시하였으나, 장기적 동상은 매우 작은 동상량이 나타나기 때문에 공학적 요소에서는 무시할 수 있는 동상으로 판단하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2008년도 추계 학술발표회
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• pp.1144-1156
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• 2008

In this paper, heaving phenomenon is analyzed by laboratory tests. A laboratory test is consist of building soft clay foundation in plane-strain soil tank, construction of retaining wall, and excavation work. And range of shear strain, and destruction shape about soft clay foundation is compared, and analyzed with results of proposal formula. Using this study, safety factor is suggested for heaving phenomenon in the construction of wall on the soft clay. Actual theory is suggested by this suggested safety factor. There are various proposal formula for heaving phenomenon. For example, Terzaghi & Peck, Tschebotarioff, Bjerrum & Eide(Experience formula) and so on. Terzaghi & Peck's proposal formula is chosen, compared with laboratory test's result and analyzed in this study. A soft clay used in study is assumed homogeneous. A Depth of foundation is enough to observe shear strain by heaving phenomenon. Retaining wall is enough hard not to have vertical displacement.

• 한국지반공학회논문집
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• 제33권3호
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• pp.49-62
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• 2017

지반의 동결-융해 과정에 의한 지반구조물의 거동 특성을 이해하기 위해서는 지반내 간극수의 상변화와 지반과 구조물의 상호작용에 대한 이해가 필요하다. 본 연구에서는 모듈러 도로시스템의 동결융해의 영향에 대한 수치해석적 연구를 수행하였다. Neumann의 동결-융해 이론식을 이용하여 기본 지반 물성치와 지중과 지표면의 온도조건에 대한 동결심도와 히빙량을 예측할 수 있으나, 지반의 완전포화 및 완전동결의 제한된 경우에만 적용할 수 있다. 동결지수에 따른 모듈러 도로시스템의 수치해석은 다양한 지반조건과 지하수위에 대하여 수행되었다. 동결 히빙량은 화강풍화토이나 모래지반에 비하여 실트질 지반에서 매우 크게 발생하였으며, 지하수위의 저하는 동결 히빙량을 감소시켰다. 실트질 지반에 설치된 도로시스템의 온도이력에 대한 수치해석은 지표면의 동결-융해 과정을 거치면서 지표면에 잔류히빙을 예측하였다. 이는 지반의 강성과 지지력을 급격하게 감소시켜 모듈화 도로시스템의 안정성과 사용성을 저해할 수 있다. 다만, 화강풍화토와 모래지반의 경우는 잔류 히빙량은 미비한 것으로 나타났다. 모듈러 도로시스템은 기존 도로포장 시스템과 달리 지지구조 상부에 설치된 포장 구조물이므로, 포장 구조물의 균등 연직변위와 부등 변형에 대한 엄격한 기준이 적용되어야 할 것으로 사료된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권2호
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• pp.65-74
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• 2003

최근 우리나라는 산업화 및 기술의 현대화로 국토의 유효면적이 인구에 비해 부족하기 때문에 대규모 공유수면을 매립하여 지하구조물 설치를 위한 연약지반의 동결, LNG와 같은 저온 액체를 저장하기 위한 지하저장탱크 건설 및 주변지반의 동결 등 인공동결 공법에 관심이 집중되고 있다. 본 연구에서는 화강풍화루 실트질 흙, 모래질 흙에 대해서 동결시 흙의 거동을 지배하는 동상팽창압과 부동수분의 변화에 대해서 연구하였다. 즉, 단일방향으로 흙이 동결될 때 함수비에 지배되는 결과 뿐만아니라 시간과 온도변화에 대한 동상팽창압을 연관시켜 연구를 수행하였다. 그 결과, 동상팽창압을 보다 더 용이하게 측정할 수 있었고, 온도변화에 따른 동상팽창압과 수분특성을 알 수 있었다. 또한,TDR 장비를 이용하여 온도와 함수비와의 관계를 도출함으로서 동상팽창압이 발현되는데 지배적인 역할을 하는 수분 특성을 제시하였다. 실험조건은 매립지반의 특성상 지하수위가 지표면에 위치하며, 수분공급 방식 또한 수분이동이 없는 폐쇄형에 적합하므로 완전포화 및 각각의 포화도에 따라 동상팽창압 실험과 수분 특성 실험을 수행하였다. 연구 결과, 동상팽창압은 세립분을 많이 함유한 흙일수록 발휘되는 동상팽창압은 크게 나타났고, 동상이 발현되기까지의 시간과 동상 지속시간 또한 크게 나타났다. TDR을 이용한 부동수분 측정 결과, 온도가 감소할수록 부동수분이 급격히 감소하였고, 비표면적이 큰 세립분을 많이 함유할수록 부동수분이 많이 존재하였다. 이는 동결된 간극수의 체적증가로 인한 Ice segregation이 발생되어, 부동수분이 많은 흙일수록 동상팽창압도 증가하는 것으로 판단되었다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2005년도 INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON SOIL & GROUNDWATER ENVIRONMENT
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• pp.55-57
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• 2005

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제7권3호
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• pp.77-83
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• 2006

본 연구의 목적은 연약점토층에 성토하는 경우 하중속도에 따른 수평변위거동을 모형실험을 이용하여 분석하고자 하는 것이다. 모형실험은 연약점토층의 두께와 하중속도를 고려한 7가지 경우로 구성되어있으며, 모형실험의 결과로부터 지반변위 거동과 재하속도와의 관계를 규명하였다. 연약토의 두께와 재하속도에 변화를 주어 모형실험을 실시한 결과, 재하속도가 작은 경우에는 재하판 부근의 1차원 연직 아래방향의 움직임이 분명하게 발생하였으며, 지표면 융기량은 작게 발생되었다. 재하속도가 큰 경우에는 재하판 끝의 지반변위는 측방변위가 크게 나타나고 지표면 융기량도 크게 발생하였다. 현장적용성을 확인하기 위하여 지표면 변위가 관측된 3가지 사례에 대하여 비교 검토한 결과 고함수비 점토지반에서 실측값과 계산 값이 비교적 잘 일치하였고, 지표면 융기영역과 융기량 등의 변위를 예측할 수 있다는 것을 알았다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제13권4호
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• pp.153-159
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• 2014

우리나라는 계절적 특성상 겨울철 지반동결과 봄철 해빙이 반복적으로 나타나 지반의 부등침하가 발생하고 이로 인해 철도나 도로, 상수관등의 구조물이 손상되거나 피해를 입는다. 이러한 현상을 방지하기 위해자갈 또는 잡석 등을 동상저감재로 이용하고 있다. 이 연구에서는 폐 PET를 가공하여 인공골재를 제작하고 이에 대한 공학적 특성 시험과 동상팽창실험을 통해 동상저감 대체 재료로 활용 가능여부를 판별하였다. 또한 동상저감 대체 재료로 폐 PET를 가공한 인공골재를 사용할 경우와 기존 재료를 사용할 경우의 경제성 비교를 통해 현장적용의 적절성에 대한 평가를 수행 하였다.

• 한국도로학회논문집
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• 제12권2호
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• pp.71-79
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• 2010

겨울에는 시베리아기단의 영향으로 한랭 건조한 대륙성 고기압의 영향을 받아 춥고 건조하여 1월 평균기온이 $-6{\sim}-7^{\circ}C$의 영하의 온도로 낮아져 지반동결시 수분이동으로 동상현상이 발생하여 도로의 불균형 동결팽창을 초래하며, 결국 포장체를 파손시킨다. 동상발생시 토립자는 모관력에 의해 지하수를 흡수하여 아이스렌즈를 형성하며, 이 모관 흡수력은 토립자의 크기에 영향을 받는다. 도로는 다양한 재료와 단면으로 구성된 구조물이기 때문에 환경성과 재료 물성뿐만 아니라 포장체 각 층의 구조적 적정성 또는 지지력을 파악하는 것이 무엇보다 중요하다. 현재 기존 동상방지층 설계법에 따르면, 동상방지층은 포장체의 구조적 적정성과는 무관하게 온도 조건에 따른 동결깊이에 따라 일률적으로 결정되고 있다. 이러한 동결깊이를 포장구조설계에 적용함으로써 포장의 과다설계 우려가 있다. 따라서 본 논문에서는 도로 동상방지층의 효용성 검증 및 설치기준 확립을 위해 실내동결시스템을 활용하여 도로 노상토의 동상 특성에 대한 민감성을 판별, 도로건설 현장 노상토에 대한 역학적 특성과 실내 동결 시험을 수행하였으며, 외부 동결온도의 지속 조건에 대한 시료의 온도변화, 동상팽창압, 동상팽창량, 부동수분 등의 결과값을 통하여 동결 과정에 따른 지반공학적 특성을 평가하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2000년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.548-555
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• 2000

It was investigated whether the waste polyethylene chips can be recycled as construction materials in geotechnical engineering field. The standard Proctor test, the hydraulic conductivity test, the large box direct shear test, the thermal conductivity test, the frost heaving test and the time domain reflectometry test were performed on weathered granite soil mixed with variable amount of the waste polyethylene chips. The experimental results showed that the hydraulic conductivity and the shear strength of weathered granite soil increase with increasing the amount of the waste polyethylene chips. On the other hand, the thermal conductivity, the amount of frost heaving and the unfrozen water contents of weathered granite soil decrease with increasing the amount of the waste polyethylene chips.