• Geomechanics and Engineering
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• 제12권5호
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• pp.831-847
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• 2017

Conventional geotechnical engineering soil binders such as ordinary cement or lime have environmental issues in terms of sustainable development. Thus, environmentally friendly materials have attracted considerable interest in modern geotechnical engineering. Microbial biopolymers are being actively developed in order to improve geotechnical engineering properties such as aggregate stability, strength, and hydraulic conductivity of various soil types. This study evaluates the geotechnical engineering shear behavior of sand treated with xanthan gum biopolymer through laboratory direct shear testing. Xanthan gum-sand mixtures with various xanthan gum content (percent to the mass of sand) and gel phases (initial, dried, and re-submerged) were considered. Xanthan gum content of 1.0% sufficiently improves the inter-particle cohesion of cohesionless sands 3.8 times and more (up to 14 times for dried state) than in the untreated (natural) condition, regardless of the xanthan gum gel condition. In general, the strength of xanthan gum-treated sand shows dependency with the rheology and phase of xanthan gum gels in inter-granular pores, which decreases in order as dried (biofilm state), initial (uniform hydrogel), and re-submerged (swollen hydrogel after drying) states. As xanthan gum hydrogels are pseudo-plastic, both inter-particle friction angle and cohesion of xanthan gum-treated sand decrease with water adsorbed swelling at large strain levels. However, for 2% xanthan gum-treated sands, the re-submerged state shows a higher strength than the initial state due to the gradual and non-uniform swelling behavior of highly concentrated biofilms.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제2권4호
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• pp.51-61
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• 2001

본 논문에서는 지반의 상대다짐도(RC)와 매입말뚝의 근입비에 따른 하중-침하 거동을 연구하기 위하여 모형실험과 하중전이 함수를 이용한 해석을 수행하였다. 모형시험에서 말뚝은 근입비(L/D)를 15, 20, 25로 설치하였고, 지반의 상대다짐도를 85%, 95%로 각각 조성하였으며 말뚝주면은 시멘트를 주입하였다. 본 논문은 매입말뚝의 해석을 위하여 Vijayvergia의 하중전이 모델, Castelli 모델, Gwizdala의 탄소성-완전소성 모델, coyle의 제안식 등을 사용하여 실험결과와 비교하였으며, 매입말뚝의 하중-침하 거동을 예측하는데 가장 적합한 하중전이 방법을 제안하였다. 하중전이 함수에 의한 지지력 예측 결과 매입말뚝의 극한 지지력은 Coyle의 제안식이 실측값에 가장 근접한 것으로 나타났으며, 초기 하중-침하 거동은 Castelli에 의한 함수가 가장 유사하게 하중-침하 거동을 평가하는 것으로 나타났다. 매입말뚝의 축하중 해석결과 하중전이법에 의해 평가된 주면마찰력이 실측값보다 과소평가 되는 것으로 나타났다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제25권3호
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• pp.43-51
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• 2020

About 90% of groundwater wells in Jeju Island are reported to be under the threat of contamination by infiltration of the surface pollutants. Most of those wells have improperly grouted annulus which is an empty space between the well and the inner casing. As a remedy to this problem, some of the wells were re-grouted by filling the annulus with cement without lifting an inner casing. In order to evaluate whether this method is appropriate for the geological structure of Jeju Island, two wells (W1 and W2) were selected and this method was applied. The water holding capacity did not decrease while the nitrate levels decreased from 16.8 and 20.2 to 6.8 and 13.8 mg/L in W1 and W2, respectively. The higher nitrate level in W2 is deemed to be influenced by the livestock farms located in the upper area of the well. In addition, transmissivity of the vedose zone was higher in W2 than W1, potentially facilitating the transport of nitrate to the groundwater. The overall result of this study suggests re-grouting of wells for the purpose of protecting water quality of goundwater should take into account geological structure of vadose zone as well as appropriate source control of the contaminants.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권1호
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• pp.500-506
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• 2011

본 연구에서는 일반적으로 연약지반 개량 공사에 사용하는 심층혼합처리 공법을 도심지 공사에서 지반개량 공법으로 적용하는 방안을 평가하였다. 심층혼합처리 공법을 협소한 도심지 현장에서도 시공이 가능하도록 소형화시킨 시공 장비를 사용하여 서울 시내 재개발 현장에서 기초 지반개량 목적으로 적용하고 개량한 지반의 강도 특성, 지반교반 시 발생한 진동, 시공위치와 인접한 석축구조물에 발생한 변위를 측정하였다. 강도 시험 및 현장계측 결과 심층혼합처리 공법은 원지반의 강도를 효과적으로 개량시켰으며 시공 시 발생시킨 진동과 인접 구조물에 발생한 변위가 미소하여 도심지 공사에서 요구하는 기준을 만족시키는 것으로 판단되었다. 따라서 심층혼합처리 공법은 소음 및 진동 문제가 중요한 고려사항인 도심지 공사에서 기초공법으로 유용하게 적용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제4권2호
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• pp.89-99
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• 1984

본(本) 연구(硏究)는 1.5 shot system의 대형약액주입장치(大形藥液注入裝置)에 의하여 물유리계 약액(藥液)을 주입(注入)시켜 고결토(固結土)에 대한 공학적(工學的) 특성(特性)을 구명(究明)하고 물유리계의 부족(不足)한 강도증대(强度增大)를 목적(目的)으로 보통포틀란드 시멘트를 병용(倂用)하여 그 주입효과(注入効果)를 판정(判定)한 것이다. 약액주입효과(藥液注入効果)는 지하수(地下水)의 유속(流速), 온도(溫度), 시료토(試料土)의 입도분포(粒度分布), 밀도(密度), 주입재(注入材)의 농도(濃度), 점도(粘度), Gel time, 주입량(注入量), 주입압력(注入壓力) 및 주입방식(注入方式) 등(等)에 좌우됨을 알고 이들 요소간(要素間)의 상관관계(相關關係)를 비교분석(比較分析)하였다. 현장주입시험(現場注入試驗)을 통(通)하여 유수중(流水中)에서의 희석(稀釋), 유실(流失)을 막아 주입효과(注入効果)의 증대(增大), 지반국부전단파괴(地盤局部剪斷破壞) 또는 지반융기현상(地盤隆起現象)에 대하여 검토(檢討)하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제14권2호
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• pp.51-55
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• 2013

연약지반을 개량하기 위한 심층혼합처리공법과 같은 다양한 공법은 지반보강을 위하여 그라우트를 광범위하게 사용하고 있다. 반복하중 및 동하중을 받는 지반-구조물계의 설계에 사용되는 중요한 동적변수는 사질토 및 화강풍화토, 암시편에 관하여 많이 연구 발표되었다. 하지만 그라우트로 보강된 지반에 대한 내진설계 연구는 미비한 실정이다. 이에 본 연구에서는 공진주시험기를 이용하여 점성토와 보통 포틀랜드 시멘트의 함수비와 그라우트 주입률의 변화에 따른 전단변형률과 전단탄성계수의 상관관계를 Ramberg-Osgood Model로 정규화하여 비교 분석하였다. 그 결과 동적계수는 함수비와 그라우트 주입율에 의해 영향을 받는 것으로 나타났다.

• Advances in concrete construction
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• 제9권6호
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• pp.537-545
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• 2020

In order to reduce the usage of cement slurry in grouting engineering and consume the tunnel excavation waste soil, a new geopolymeric grouting material (GGM) was prepared by combine completely weathered granite (CWG) and blast-furnace slag (BFS), which can be applied to in-situ grouting treatment of completely weathered granite strata. The results showed CWG could participate in the geopolymerization process, and GGM slurry has the characteristics of short setting time, high flowability, low viscosity, high stone rate and high mechanical strength, and a design method of grouting pressure based on viscosity evolution was proposed. By adjusted the content of completely weathered granite and alkali activator concentration, the setting time of GGM were ranged from 5 to 30 minutes, the flowability was more than 23.5 cm, the stone rate was higher than 90%, the compressive strength of 28 days were 7.8-16.9 MPa, the porosity were below 30%. This provides a novel grouting treatment and utilizing excavated soil of tunnels in the similar strata.

• 보존과학회지
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• 제34권5호
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• pp.421-431
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• 2018

경주 불국사 삼층석탑에서 발생한 무기오염물과 보수물질의 생성 원인 및 재질 특성을 규명하기 위해 분석을 실시하였다. 그 결과, 황색 오염물은 외부 기원 토양 또는 풍화토의 침착으로 인한 변색, 적갈색 오염물은 산화철 광물의 한 종류인 침철석(Goethite, FeOOH)에 의한 오염, 흑색 오염물은 망간(Mn) 산화물이 부재 표면에 고착되면서 암석의 색상 변화를 유발하는 것으로 확인되었다. 과거에 사용된 보수 재료 중 시멘트 모르타르는 외부 환경과 반응하여 백화현상을 야기한 것으로 판단된다. 이를 통해 석탑 오염물질과 관련된 기초 자료를 확보하고, 효율적인 보존처리 방안마련 자료로 활용하였다. 한편, 외부환경에 노출되어 있는 석탑은 오염물 재형성 가능성이 높으므로 지속적인 모니터링을 통한 체계적인 관리가 요구된다.

• Computers and Concrete
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• 제31권4호
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• pp.293-306
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• 2023

This study proposes and demonstrates a smart monitoring system that uses transmission lines embedded in a reinforced concrete structure to detect the presence of defects through changes in the electromagnetic waves generated and measured by a time-domain reflectometer. Laboratory experiments were first conducted to identify the presence of voids in steel-concrete composite columns. The results indicated that voids in the concrete caused a positive signal reflection, and the amplitude of this signal decreased as the water content of the soil in the void increased. Multiple voids resulted in a decrease in the amplitude of the signal reflected at each void, effectively identifying their presence despite amplitude reduction. Furthermore, the electromagnetic wave velocity increased when voids were present, decreased as the water content of the soil in the voids increased, and increased with the water-cement ratio and curing time. Field experiments were then conducted using bored piles with on-center (sound) and off-center (defective) steel-reinforcement cage alignments. The results indicated that the signal amplitude in the defective pile section, where the off-center cage was poorly covered with concrete, was greater than that in the pile sections where the cage was completely covered with concrete. The crosshole sonic logging results for the same defective bored pile failed to identify an off-center cage alignment defect. Therefore, this study demonstrates that electromagnetic waves can be a useful tool for monitoring the health and integrity of reinforced concrete structures.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제17권2호
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• pp.41-49
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• 2018

본 연구에서는 준설토 활용을 촉진하고 지반개량을 최소화 하기위한 목적으로 연약지반에서 경량기포혼합토를 토공재료로 이용하여 실규모의 도로 성토체를 제작하고 그 재료특성과 거동을 분석하였다. 현장에서 배합된 시료의 실내시험 결과 공시체의 습윤단위중량은 양생 28일까지 거의 선형적으로 감소하였고, 특히 28일 양생 후 습윤단위중량은 양생 전 슬러리 상태의 약 81%로 감소되었으므로 향후 유사한 원료토의 배합설계시 활용이 가능하다. 일축압축강도는 기존의 연구와 같이 양생 14일을 기준으로 강도증가율이 감소하기 시작하였고, 시멘트 함유량이 많아질 경우 최대 압축강도 발생 후 적은 변형률 변화에서 강도가 급격히 감소하며, 통상보다 작은 축변형률 범위에서 최대강도가 발현되는 현상이 나타났다. 경량성토로 인한 원지반 천층부에서의 침하량은 토사성토의 약 1/2.75로서 성토재료의 단위중량 비율(1/2.7)과 일치함으로써 자중의 차이로 인한 침하량의 인과관계가 잘 나타났다. 또한 원지반 하부로 내려갈수록 토사 및 경량성토 사이의 침하량 차이가 크게 나타남으로써 침하종료 심도에 차이가 명확하게 나타났다. 경량성토 구간의 지중수평변위량은 토사성토 대비 약 15~20% 정도 작게 나타났고, 그 발생심도 또한 경량성토의 경우가 4.5~5.0m 가량 얕게 나타나 경량기포혼합토가 전단변형의 영향심도를 현저히 감소시키는 효과가 있음을 확인하였다.