• Elastomers and Composites
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• 제44권1호
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• pp.22-33
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• 2009

최근에 나노충전제를 낮은 부피 분율로 보강한 엘라스토머-나노복합체는 흥미 있는 물성 때문에 관심을 크게 불러 일으켰다. 특히 층화 규산염 클레이(clay), 카본 나노튜브(carbon nanotube), 나노섬유, 탄산칼슘, 금속 산화물 또는 실리카 나노입자 등과 같은 나노충전제를 탄성체에 혼입하면 기계적 물성, 내열성, 동적 기계적 물성, 화염지연성, 차단성 등이 크게 향상된다. 나노복합체의 물성은 크게 고분자 기질, 나노충전제의 성질과 이들의 혼입 방법에 좌우한다. 탄성체 기질 내에 나노충전제들의 균일한 분산은 원하는 물리적 특성과 기계적 특성을 얻기 위한 일반적 필수조건이다. 본 논문은 층화 규산염, 실리카(silica), 카본 나노튜브(carbon nanotube), 나노섬유와 여러 가지 다른 나노입자로 보강된 탄성체 나노복합체의 현재 개발 현황을 소개하였다.

• Earthquakes and Structures
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• 제20권2호
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• pp.149-160
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• 2021

Buildings made using the locally available clay materials are amongst the least expensive forms of construction in many developing countries, and therefore, widely popular in remote areas. It is despite the fact that these low-strength masonry structures are vulnerable to seismic forces. Since transporting imported materials like cement and steel in areas inaccessible by motorable roads is challenging and financially unviable. This paper presents, and experimentally investigates, adobe masonry structures that utilize the abundantly available local clay materials with moderate use of imported materials like cement, aggregates, and steel. Shake-table tests were performed on two 1:3 reduce-scaled adobe masonry models for experimental seismic testing and verification. The model AM1 was confined with vertical lightly reinforced concrete columns provided at all corners and reinforced concrete horizontal bands (i.e., tie beams) provided at sill, lintel, and eave levels. The model AM2 was confined only with the horizontal bands provided at sill, lintel, and eave levels. The models were subjected to sinusoidal base motions for studying the damage evolution and response of the model under dynamic lateral loading. The lateral forcedeformation capacity curves for both models were developed and bi-linearized to compute the seismic response parameters: stiffness, strength, ductility, and response modification factor R. Seismic performance levels, story-drift, base shear coefficient, and the expected structural damages, were defined for both the models. Seismic performance assessment of the selected models was carried out using the lateral seismic force procedure to evaluate their safety in different seismic zones. The use of vertical columns in AM1 has shown a considerable increase in the lateral strength of the model in comparison to AM2. Although an R factor equal to 2.0 is recommended for both the models, AM1 has exhibited better seismic performance in all seismic zones due to its relatively high lateral strength in comparison to AM2.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제21권2호
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• pp.1-9
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• 2022

최근 환경적 문제로 공유수면 매립사업이 감소추세에 있으나 매립사업의 특성상 일률적인 지표로 환경성을 평가하는 데 한계가 있다. 이 연구에서는 공유수면 매립지의 토질역학적 침하거동 인자를 활용하여 폐석회 매립시설의 침하 안정성을 분석하였다. 1차 압밀특성 인자로부터 폐석회는 압밀이 진행중인 점토특성과 유사함을 확인하였다. 매립지 지층을 얇은 토목섬유 보강재로 보강된 층상구조로 가정하고, Westergaard 방법에 따른 응력증가량을 이용하여 침하량을 예측하였다. 압밀도에 따른 침하량을 예측한 결과 연약지반의 표층이 토목섬유로 보강된 경우 보강되지 않은 경우보다 응력증가량이 40% 감소하는 것으로 나타났다. 또한, 폐석회의 소성지수와 내부마찰각의 상관관계를 이용하여 점토와 폐석회의 압밀거동 특성을 비교하였다. 공유수면 매립지내 폐석회는 압밀이 진행중인 상태이므로 장기적으로 침하는 더 증가하는 경향을 보일 것으로 예측되었다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제28권6호
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• pp.599-611
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• 2022

Tendon reinforced cemented soil is applied extensively in foundation stabilisation and improvement, especially in areas with soft clay. To solve the deterioration problem led by steel corrosion, the glass fiber-reinforced polymer (GFRP) tendon is introduced to substitute the traditional steel tendon. The interface bond strength between the cemented soil matrix and GFRP tendon demonstrates the outstanding mechanical property of this composite. However, the lack of research between the influence factors and bond strength hinders the application. To evaluate these factors, back propagation neural network (BPNN) is applied to predict the relationship between them and bond strength. Since adjusting BPNN parameters is time-consuming and laborious, the particle swarm optimisation (PSO) algorithm is proposed. This study evaluated the influence of water content, cement content, curing time, and slip distance on the bond performance of GFRP tendon-reinforced cemented soils (GTRCS). The results showed that the ultimate and residual bond strengths were both in positive proportion to cement content and negative to water content. The sample cured for 28 days with 30% water content and 50% cement content had the largest ultimate strength (3879.40 kPa). The PSO-BPNN model was tuned with 3 neurons in the input layer, 10 in the hidden layer, and 1 in the output layer. It showed outstanding performance on a large database comprising 405 testing results. Its higher correlation coefficient (0.908) and lower root-mean-square error (239.11 kPa) were obtained compared to multiple linear regression (MLR) and logistic regression (LR). In addition, a sensitivity analysis was applied to acquire the ranking of the input variables. The results illustrated that the cement content performed the strongest influence on bond strength, followed by the water content and slip displacement.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제13권6호
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• pp.83-90
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• 2012

일반적으로 심층혼합공법에 의한 점토지반의 개량효과는 물리적 개량효과에 비해서 훨씬 크며 조기에 큰 개량 강도를 얻을 수 있으나, 국내 시공실적이 부족하고 시멘트-점토의 혼합방법에 따른 품질관리에 문제점이 있는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 시멘트, 모래, 점토의 배합비에 따른 강도특성과 연직MAT의 형태에 따른 연약지반의 개량특성을 파악하기 위해 해성점토를 이용하여 일축압축 강도시험과 모형토조시험을 수행하였다. 일축압축강도 시험을 위한 공시체는 시멘트와 물의 중량비를 기준으로하여 모래를 일정 비율로 혼합하였고, 시멘트는 점토중량대비 각각 10%, 20%, 30%, 40%를 혼합하였고 대상지반토의 함수비는 40%, 60%, 80%로 조정하여 제작하였다. 공시체는 습윤방법을 이용하여 7일, 14일, 28일간 양생하여 양생기간에 따른 일축압축강도시험을 수행하였다. 지지력시험은 모형토조를 제작하고 Mat식으로 개량한 지반을 형성한 다음 개량률에 따른 지지력을 비교하고 연직MAT 장벽 상호간의 간섭효과를 분석하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제21권5호
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• pp.179-186
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• 2005

실내 모형실험으로 정,반복하중 재하 실험을 실시하여 하중과 침하, 지중 측방변위, 토목섬유 변위 등을 측정한 결과 지반과의 마찰과 토목섬유 인장력의 영향으로 전반적으로 지반의 변위가 줄고 지지력이 증가하였다. 또한 Mohr-coulomb 및 수정Mohr-Coulomb 모델들과 FLAC 4.0 2D을 사용하여 수치해석을 실시하였고 실내 모형 실험결과와 비교하였다. 기존식들은 토목섬유 모델링시 FLAC의 케이블 요소는 하중증가에 따른 전단강도를 증가되는 특성을 고려할수 없었기 때문에 실험 결과치와 상이하게 나타났다. 따라서 본 연구에서는 반복적인 학습으로 상재 하중의 영향을 고려한 케이블 구성요소의 적절한 식을 제시하였다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제30권5호
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• pp.461-469
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• 2022

One of the most important factors that should be considered for using any ground improvement technique is the stability of stabilized soil and the durability of the provided solution for getting the required engineering properties. Generally, most of the earth structures that are constructed on clayey soils are exposing movements due to the long periods of drying or wetting cycles. Over time, environmental changes may result in swells or settlements for these structures. In order to mitigate this problem, this research has been performed on mixtures of high plasticity clay with traditional additives such as lime, cement and non-traditional additives such as polypropylene fiber. The purpose of the research is to assess the most appropriate ground improvement technique by using commercially available additives for resisting the developed desiccation cracks during the drying process and resisting the volume changes that may result during wet/dry cycles as an attempt to simulate the changes of environmental conditions. The results show that the fiber-reinforced samples have the lowest volumetric deformation in comparision with cement and lime stabilized samples, and the optimum fiber content is identified as 0.38%. In addition, the desiccation cracks were not visible on the samples' surface for both unreinforced and chemically stabilized samples. Regarding cracks resistance resulting from the desiccation process, it is observed, that the resistance is connected with the fiber content and increases with the increase of the fiber inclusion, and the optimum content is between 1% and 1.5%.

• 대한토목학회논문집
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• 제11권3호
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• pp.75-84
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• 1991

방조제(防潮堤)와 같은 토공구조물(土工構造物)을 연약 지반위에 건설(建設)할 때에 두꺼운 퇴적층(堆積層)의 해성(海成) 실트질 점토(粘土)로 이루어진 기초지반(基礎地盤)은 압밀(壓密)과 Creep으로 변형(變形)이 발생한다. 연약지반(軟弱地盤) 위에 축조(築造)된 토공구조물(土工構造物)의 안정화(安定化)를 위하여 보통 매트리스를 사용하게 되며 이는 제체(堤體)의 하중(荷重)을 분산(分散)시킴으로 인하여 극한지지력(極限地支力)을 증가(增加)시키는 중요한 역할(役割)을 하게 된다. 본 연구(硏究)에서는 토공구조물(土工構造物)의 장기적인 변형(變形)을 합리적(合理的)으로 예측(豫測)하여 방조제(防潮堤) 설계(設計) 및 사후관리(事後管理)에 기여(寄與)하고자 한다. 따라서 실험(實驗)에 의하여 해성점토(海成粘土)의 유변학적(流變學的) 모델을 결정(決定)하고 선정(選定)된 모델에 맞는 기존 프로그램인 압밀과 Creep이 각각 해석 가능한 S/W를 두 가지가 동시에 해석가능한 S/W로 수정하여 장기(長期) 응력(應力)-변형거동(變形擧動)을 구명(究明)하였다. 연구결과(硏究結果) 내용(內容)을 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 개발(開發)한 프로그램은 압밀(壓密)과 Creep을 동시에 해석(解析)할 수 있다. 2. Creep 시험 결과(結果), Rheology 모델은 Vyalov 모델로 나타났다. 3. 연약지반(軟弱地盤)이 보강(補強)된 경우는 비보강(非補強) 경우 보다 압밀(壓密) 및 Creep 변위(變位)가 작게 나타나 토목 섬유의 효과(效果)가 어느 정도 있음을 알 수 있었다.

• 한국항해항만학회지
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• 제30권8호
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• pp.711-719
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• 2006

본 연구는 변위억제형 Sheet pile 이 설치된 SCP복합지반의 지지력 특성에 대한 연구로서 원심모형실험과 수치해석을 통하여 SCP 복합지반의 하중-침하 관계, 응력분담특성, 최종함수비 등의 변화에 대해 알아보았다. SCP를 기초폭의 2배로 개량한 조건과 Sheet pile를 기초 한쪽 모서리에 설치한 경우, Sheet pile를 기초 양쪽 모서리에 설치한 경우 3가지에 대하여 연직하중재하 실험을 실시하였다. 한편, 원심모형실험 결과를 모사하기 위하여 상용 유한요소 프로그램인 CRISP을 이용하였으며 수치해석시 모래다짐말뚝은 탄소성모델로 점토지반은 한계평형 상태에 기초한 수정 Cam-clay 모델을 사용하였다. 원심모형실험결과 Sheet pile이 기초파괴활동을 억지하여 항복하중강도가 증가하였으며 Sheet pile 설치에 따른 응력분담비는 $2{\sim}4$의 값을 나타내었다. 또한 수치해석 결과 Sheet pile설치에 따라 지반융기량이 $20{\sim}30%$감소하였고 수평변위는 $28{\sim}43%$ 감소효과를 나타내었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제1권1호
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• pp.27-33
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• 2000

쇄석말뚝 공법은 다져진 자갈, 폐석, 쇄석 등을 이용하여 느슨한 사질지반이나 연약점성토 지반을 개량하는 공법으로 일반적으로 말뚝은 70%이상의 치환율로 실트질 점토에 시공되어 지지력을 증진시키는 공법이나 말뚝을 배수층으로 압밀에 의한 점성토의 지반의 강도 증가를 전제로 치환율을 30% 이하로 억제하는 저치환 공법의 효율에 관한 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 쇄석말뚝의 치환율에 따른 단일 등가원주 모형 실험을 실시하여 쇄석말뚝이 연약지반의 압밀거동에 미치는 영향을 분석하였다. 실험결과 치환율의 증가에 따른 침하감소효과와 침하저감계수를 산정하였으며 복합지반의 압밀시간 단축을 확인하였다. 또한, 복합지반에 대한 이론식을 이용한 장기침하량 예측을 통해 보강지반의 침하억제 경향을 평가하고 베인전단시험을 통해 복합지반의 강도증가특성을 확인하였다.