• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제9권6호
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• pp.61-70
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• 2008

본 연구는 저소성 실트의 비배수 전단거동특성을 파악하기 위해서 낙동강 중류에서 채취한 저소성 실트를 이용하여 비배수 삼축압축시험을 수행하였다. 시험 결과 축차응력은 항복응력에 도달한 후 사질토의 거동인 경화현상이 나타났으며, 간극수압은 최대값 이후 감소하여 한계상태에 도달하였다. 유효응력경로에서는 압밀응력이나 과압밀비에 상관없이 사질토와 같이 한계상태선(CSL)과 상태전이선(PTL)이 존재하였다. 저소성 실트 거동에 대해 Modified Cam-Clay(MCC) 모델과 동적인공신경망 모델인 Jordan과 Elman-Jordan 모델을 적용하여 예측을 실시하였다. 예측결과, MCC model은 저소성 실트의 전반적인 거동을 예측할 수 없었으나, Jordan과 Elman-Jordan 모델은 모두 저소성 실트의 거동을 비교적 잘 예측하였다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제7권3호
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• pp.297-316
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• 2014

This paper presents a detailed study focused on investigating the effects of silt content on the static and dynamic properties of sand-silt mixtures. Specimens with a low-plastic silt content of 0, 15, 30 and 50% by weight were tested in static triaxial, cyclic triaxial, and resonant columns in addition to consolidation tests to determine such parameters as compression index, internal friction angle, cohesion, cyclic stress ratio, maximum shear modulus, normalized shear modulus and damping ratio. The test procedures were performed on specimens of three cases: constant void ratio index, e = 0.582; same peak deviator stress of 290 kPa; and constant relative density, $D_r$ = 30%. The test results obtained for both the constant-void-ratio-index and constant-relative-density specimens showed that as silt content increased, the internal friction angle, cyclic stress ratio and maximum shear modulus decreased, but cohesion increased. In testing of the same deviator stress specimens, both cohesion and internal friction angle were insignificantly altered with the increase in silt content. In addition, as silt content increased, the maximum shear modulus increased. The cyclic stress ratio first decreased as silt content increased to reach the threshold silt content and increased thereafter with further increases in silt content. Furthermore, the damping ratio was investigated based on different silt contents in three types of specimens.

• 한국지반공학회논문집
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• 제31권3호
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• pp.27-38
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• 2015

본 논문에서는 모래-실트 혼합토의 압력수준별 전단특성을 파악하기 위해 모래가 골격구조를이루는 세립분 함유율의 시료를 이용하여 저압 및 고압 삼축압축시험을 수행했다. 시험조건으로 세립분 함유율(0%, 9.8%, 14.7%, 19.6%), 공시체의 밀도(다짐에너지 $22kJ/m^3$, $504kJ/m^3$), 구속압(100kPa, 1MPa, 3MPa, 5MPa) 등을 변화시켜가며 각 조건에서 비소성 실트가 혼합토의 전단강도와 거동에 미치는 영향을 조사했다. 시험 결과, 모래의 골격구조에서 세립분 구조로 전환되는 전환 세립분 함유율은 구속압이 높을수록 감소하는 경향을 나타낸다. 구속압력이 높은 고압영역에서의 전단 특성은 구속압이 높을수록 조립자의 파쇄로 인하여 조밀한 모래에서도 느슨한 모래와 같은 경화, 수축거동을 나타내고 세립분 함유율이 증가함에 따라 전단강도 또한 증가하였다. 이러한, 비소성 실트가 혼합토의 전단특성에 미치는 영향은 실트도 모래와 같은 입상체이므로 소성점토 혼합토와는 상이한 거동을 나타냄을 알았다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권3호
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• pp.41-50
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• 2007

본 논문에서는 실트 함유율이 높은 모래에 대한 정규압밀 등방배수 및 비배수 삼축압축시험(NCIU 및 NCID) 결과를 나타내었다. 유효구속응력 $100\sim400kpa$하에서 실트 함유율이 63%인 낙동강 모래 시료를 사용하여 실험을 실시하였다. 실험결과, 모래질 실트는 초기에는 압축이 되지만 전체적인 응력-변형률 곡선에서 최종적으로 체적팽창반응을 보였다. 모래질 실트의 거동은 낮은 소성 특성으로 인하여 점토와 모래보다 비하여 그 특성을 묘사하기가 어려웠다. 특히, 시료는 파괴 후 전단과정에서 팽창현상을 보였다. 모래질 실트의 전단거동과 전단강도정수는 응력-변형률 거동과 Mohr-Coulomb 파괴규준에 의하여 결정되는데, 전단거동은 파괴 후 변형률 연화 경향과 같이 체적변화가 증가하는 것으로 관찰되었다. 본 논문에서 모래질 실트의 전단과정 동안에 발생되는 팽창거동은 모래 함유율 뿐만 아니라 저점착력을 가진 세립자의 함유율에 의해서도 달라졌다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제17권3호
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• pp.9-18
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• 2018

연약지반 설계에 중요한 지반정수는 압축지수($C_c$)이며, 현장의 압밀침하량 및 압밀침하속도를 산출하는데 필요하다. 이러한 압축지수 산정은 실내압밀시험을 통해 얻어지는데, 실내압밀시험에서는 반드시 시료교란이 발생하며, 이러한 교란현상을 보정하기 위하여 Schmertmann(1955)이 제시한 보정 압축지수 산정방법이 일반적으로 사용되고 있다. 그러나 최근 시료 샘플링기술의 발전과 국내 지반조건 등이 Schmertmann이 제시한 것과 상이하므로 이에 대한 검증이 필요하다. 이에 본 연구에서는 저소성 실트(ML), 저소성(CL) 및 고소성 점토시료(CH)에 대하여 교란도를 변화시켜 압밀시험을 실시하여 각각의 압밀곡선의 교차 간극비를 평가하였다. 시험결과 저소성 실트(ML)의 경우 $0.521e_0$, 저소성 점토(CL)의 경우 $0.404e_0$, 고소성 점토(CH)의 경우 $0.458e_0$로 산정되어, Schmertmann이 제시한 $0.42e_0$의 보정값과 다른 결과를 확인하였으며, 흙의 종류에 따른 소성지수(PI)를 활용한 보정식을 제안하였다. 그러나 본 연구결과는 한정된 지역에서의 시험결과이므로 흙의 소성도에 따른 압축지수 보정방법을 제시하기 위해서 다양한 국내 점토에 대한 후속연구가 필요할 것으로 판단된다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제12권3호
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• pp.55-64
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• 2013

본 연구는 포천석분을 재성형하여 등방압축-팽창시험과 구속압력을 달리한 일련의 비배수삼축압축시험을 실시하여 Lade 단일항복면 구성모델의 토질매개변수를 결정하였으며, 실험결과의 역해석을 통하여 단일항복면 구성모델의 적용성과 포천석분의 거동특성을 확인하였다. 그 결과 포천석분은 축변형률이 증가함에 따라 축차응력이 증가하는 경화현상을 보이고 있으며 큰축변형률에서 파괴되므로 실용적인 파괴기준을 검토할 필요성을 확인하였으며, 구성모델의 11개 토질매개변수를 이용하여 시험치를 역해석한 결과 응력-변형거동을 양호하게 예측하지만 항복함수에 관련된 토질매개변수를 파괴규준에 관련한 상관식과 상수로 역해석한 경우는 다소 상이한 양상을 보이고 있다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제18권5호
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• pp.535-543
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• 2019

Building on/with expansive soils with no treatment brings complications. Compacted expansive soils specifically fall short in satisfying the minimum requirements for transport embankment infrastructures, requiring the adoption of hauled virgin mineral aggregates or a sustainable alternative. Use of hauled aggregates comes at a high carbon and economical cost. On average, every 9m high embankment built with quarried/hauled soils cost $12600MJ.m^{-2}$ Embodied Energy (EE). A prospect of using mixed cutting-arising expansive soils with industrial/domestic wastes can reduce the carbon cost and ease the pressure on landfills. The widespread use of recycled materials has been extensively limited due to concerns over their long-term performance, generally low shear strength and stiffness. In this contribution, hydromechanical properties of a waste tyre sand-sized rubber (a mixture of polybutadiene, polyisoprene, elastomers, and styrene-butadiene) and expansive silt is studied, allowing the short- and long-term behaviour of optimum compacted composites to be better established. The inclusion of tyre shred substantially decreased the swelling potential/pressure and modestly lowered the compression index. Silt-Tyre powder replacement lowered the bulk density, allowing construction of lighter reinforced earth structures. The shear strength and stiffness decreased on addition of tyre powder, yet the contribution of matric suction to the shear strength remained constant for tyre shred contents up to 20%. Reinforced soils adopted a ductile post-peak plastic behaviour with enhanced failure strain, offering the opportunity to build more flexible subgrades as recommended for expansive soils. Residual water content and tyre shred content are directly correlated; tyre-reinforced silt showed a greater capacity of water storage (than natural silts) and hence a sustainable solution to waterlogging and surficial flooding particularly in urban settings. Crushed fine tyre shred mixed with expansive silts/sands at 15 to 20 wt% appear to offer the maximum reduction in swelling-shrinking properties at minimum cracking, strength loss and enhanced compressibility expenses.

• Ocean and Polar Research
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• 제25권2호
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• pp.133-145
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• 2003

Deep-sea surface sediments were collected using a multiple corer at 20 stations of Clarion-Clipperton fracture zone in the northeast equatorial Pacific to understand latitudinal and longitudinal variations of geotechnical properties. There was a distinct latitudinal variation of geotechnical properties in the study area. The northern sediments showed finer grain size, lower water content and porosity, higher bulk density and specific grain density, lower liquid limits and plastic limits than their southern counterparts. The northern sediments are classified into inorganic clays of low plasticity (fat clays) on plasticity charts and normal to active clay on activity chart, whereas, the southern sediments are classified into fine-grained, highly-plastic, inorganic and biogenic silt or organic clays on plasticity chart and normal to very active clay on activity chart. When shear strength are considered, the northern sediments were found to be in unconsolidated states, while the southern ones to be normal to over-consolidated states. These latitudinal variations in sediment characteristics are likely caused by differences in productivity of surface water that controls sediment compositions, sedimentation rates, and grain solubility.

• 지질공학
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• 제17권1호
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• pp.125-133
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• 2007

본 연구에서는 난지도 매립지내 하수슬러지만으로 이루어진 8호 매립장에 대하여 환경 및 지반공학적 특성을 조사한다. 이를 위하여 대상현장에 대하여 시료를 채취하고, 용출시험, 중금속 총량시험 등을 실시하여 환경적인 특성을 조사하였다. 중금속 총량시험결과 Pb, Zn, Cu, Ni, Cd, Cr 등의 성분이 검출되었으며, Cu의 경우 캘리포니아주 규제기준을 초과하므로 하수슬러지 재활용시 함량을 낮추어야 할 것이다 한편, 하수슬러지의 비중, 입도분석, 액소성한계, 다짐, 투수, 전단시험을 실시하여 지반공학적 특성을 조사하였다. 하수슬러지는 모래, 실트 및 점토로 구성되어 있으며, 소성지수는 42.3%로서 압축성이 큰 무기질 실트 혹은 유기질 점토인 것으로 분류된다. 다짐시험결과 건조단위중량이 낮고 다짐곡선이 비교적 평탄한 형태를 보이고 있으므로 함수비 변화에 따른 다짐효과가 비교적 적을 것으로 예상된다. 그리고 직접전단시험결과 점착력은 $0.058kg/cm^2$이고, 내부마찰각은 $14^{\circ}$ 것으로 나타났다. 대상현장의 하수슬러지는 다짐이 잘 되지 않으며, 전단강도도 비교적 낮으므로 매립지의 복토층 등으로 재활용할 경우 여러 가지 문제가 발생될 것으로 예상된다. 그리고 하수슬러지에 포함되어 있는 중금속의 용출에 따른 지하수 오염문제도 예상된다. 따라서 대상현장의 하수슬러지를 재활용하기 위해서는 이에 대한 보완 및 처리방안이 마련되어야 할 것이다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제34권3호
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• pp.221-231
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• 2023

Biopolymer stabilization is a sustainable alternative to traditional techniques that cause a lesser negative impact on the environment during production and application. The study aims to minimize the biopolymer dosages by sizing the bio-additives to the nanoscale. This study combines the advantages of bio and nanomaterials in geotechnical engineering applications and attempts to investigate the behaviour of a low viscous biopolymer, nano sodium carboxymethyl cellulose (nCMC), to treat organic soil. Soil is treated with 0.25%, 0.50%, 0.75% and 1.00% of nano-bio additive, and its effect on the plastic behaviour, compaction characteristics, strength, hydraulic conductivity (HC) and compressible nature are investigated. The strength increased by 1.68 times after 90 days of curing at a dosage of 0.5% nCMC through the formation of gel threads connecting the soil particles that stiffened the matrix. The viscosity of 1% nCMC increased exponentially, deterring fluid flow through the voids and reduced the HC by 0.85 times after curing for 90 days. Also, beyond the optimum dosage of 0.50%, the nCMC forms a film around the soil particles that inhibits the inter-particle cohesion causing a reduction in strength. Experimental results show that nCMC can effectively substitute conventional additives to stabilize the soil.