• 한국철도학회논문집
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• 제5권2호
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• pp.70-76
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• 2002

In this study, performance of reinforced railroad roadbeds with the reinforced roadbed materials were investigated through the real scale roadbed tests. It was also found that the reinforced roadbed with reinforced roadbed materials has less elastic and plastic settlement than the one with soil. The slag roadbed was more effective than the crushed stone roadbed with the same condition for load distribution. Therefore considering overall characteristics of reinforced roadbed material, the optimum thickness was recommended as 50 cm. Furthermore the real scale model test under the simulated rainfall condition, the settlement in the slag roadbed was about 8 times smaller than the settlement in the soil roadbed.

• Geomechanics and Engineering
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• 제33권2호
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• pp.141-154
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• 2023

This study investigated the effect of water retention characteristics between aged and fresh Municipal Solid Waste (MSW) on the stability of the landfill. A series of transient numerical modeling for the slope of an MSW landfill was performed considering the variation of water retention characteristics due to leachate circulation. Four different scenarios were considered in this analysis depending on how to obtain hydraulic conductivity and the aging degree of materials. Unsaturated hydraulic properties of the MSW used for the modeling were evaluated through modified hanging column tests. Different water retention properties and various landfill conditions, such as subgrade stiffness, leachate injection frequency, and gas and leachate collection system, were considered to investigate the pore water distribution and slope stability. The stability analyses related to the factor of safety showed that unsaturated properties under those varied conditions significantly impacted the slope stability, where the factor of safety decreased, ranging between 9.4 and 22%. The aged materials resulted in a higher factor of safety than fresh materials; however, after 1000 days, the factor of safety decreased by around 10.6% due to pore pressure buildup. The analysis results indicated that using fresh materials yielded higher factor of safety values. The landfill subgrade was found to have a significant impact on the factor of safety, which resulted in an average of 34% lower factor of safety in soft subgrades. The results also revealed that a failed leachate collection system (e.g., clogging) could result in landfill failure (factor of safety < 1) after around 298 days, while the leachate recirculation frequency has no critical impact on stability. In addition, the accumulation of gas pressure within the waste body resulted in factor of safety reductions as high as 24%. It is essential to consider factors related to the unsaturated hydraulic properties in designing a landfill to prevent landfill instability.

• Smart Structures and Systems
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• 제18권2호
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• pp.197-216
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• 2016

The increased speed of a train causes increased loads that act on the track substructures. To ensure the safety of the track substructures, proper maintenance and repair are necessary based on an accurate characterization of strength and stiffness. The objective of this study is to develop and apply a cone penetrometer incorporated with the dynamic cone penetration method (CPD) for investigating track substructures. The CPD consists of an outer rod for dynamic penetration in the ballast layer and an inner rod with load cells for static penetration in the subgrade. Additionally, an energy-monitoring module composed of strain gauges and an accelerometer is connected to the head of the outer rod to measure the dynamic responses during the dynamic penetration. Moreover, eight strain gauges are installed in the load cells for static penetration to measure the cone tip resistance and the friction resistance during static penetration. To investigate the applicability of the developed CPD, laboratory and field tests are performed. The results of the CPD tests, i.e., profiles of the corrected dynamic cone penetration index (CDI), profiles of the cone tip and friction resistances, and the friction ratio are obtained at high resolution. Moreover, the maximum shear modulus of the subgrade is estimated using the relationships between the static penetration resistances and the maximum shear modulus obtained from the laboratory tests. This study suggests that the CPD test may be a useful method for the characterization of track substructures.

• 한국철도학회논문집
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• 제11권3호
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• pp.334-341
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• 2008

자갈궤도는 압축성 재료인 자갈과 흙을 기초로 하여 건설되므로 공용 기간 중 승차감을 확보하고 수명연장을 위해서는 유지보수작업이 필수적이다. 현재 수행되고 있는 자갈궤도에 대한 유지보수 작업은 EM120 검측차를 이용한 궤도틀림 측정 결과로부터 결정된다. 궤도틀림은 궤도에 변형이 발생된 결과를 측정하는 것으로, 궤도틀림을 유발시키는 근본적인 원인을 평가해 볼 필요가 있다. 본 연구에서는 궤도틀림의 원인이 궤도를 지지하는 도상과 노반에 있다고 판단하고, 도상 및 노반의 싱태를 평가할 수 있는 비파괴탐사법 (GPR4과 PFWD)을 개발하고 이를 경부선 500m구간에 적용하였다. 개발 작용된 방법은 층 두께 평가법과 궤도수직강성 평가법 및 도상 노반 시추법이다. 도상 및 노반 상태평가 결과를 기 수행된 궤도틀림 검측결과 및 유지보수작업과 비교함으로서 불필요한 유지보수작업 구간을 평가하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제31권1C호
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• pp.19-27
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• 2011

본 연구에서는 도로 성토현장에서 파 기반의 비파괴시험법과 관입시험의 현장 다짐품질 측정에 대한 적용성을 평가하였다. 현장에서 다짐 노상토의 물리 역학적 특성을 평가하기 위해 흙강성 측정기(SSG), 시간영역 반사측정기(TDR), 소형 전기-기계 시스템(MEMS) 가속도계 등의 비파괴시험을 이용하여 다짐 전후 흙의 응답을 평가하였고, 동적 콘관입시험기(DCP)를 이용하여 다짐 후 전단특성을 평가하였다. 현장시험은 두 가지 흙의 종류에 대해 네 가지의 다짐장비 및 다짐에너지로 조성된 성토지반에서 수행되었다. 시험결과, 조사 매커니즘이 다른 시험법인 SSG, TDR, MEMS 가속도계 및 DCP로 측정된 흙의 파라메터들은 상호 연관성이 있는 것으로 분석되었으며, 다짐지반의 전체적인 품질 및 공학적인 응답을 고려하여 시험 방법들을 현장에 적용할 경우, 기존의 다짐도 평가 방법들을 대체 또는 보완하여 현장에서 신속한 다짐품질 평가를 수행할 수 있는 것으로 나타났다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제16권2호
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• pp.45-52
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• 2015

철도궤도 하부구조물의 유지, 보수 및 과다설계에 따른 비용을 최소화하기 위하여 궤도 하부구조물의 강도 및 강성특성에 대한 정확한 평가는 필수적이다. 본 연구에서는 궤도 하부구조물의 상태를 평가하기 위한 콘 관입기(CPI)를 개발하였으며, 적용성 검증을 위하여 실내실험과 현장실험을 수행하였다. CPI를 이용한 철도궤도 하부구조물 평가의 결과로서 획득되는 결과는 동적 콘관입지수(DCPI), 원추관입저항력($q_c$), 마찰저항력($f_s$) 및 마찰력비(Fr)이다. 실험결과, 실내실험의 경우 도상자갈층에서 획득한 동적 콘 관입지수와 상부노반층에서 획득한 원추관입저항력, 마찰저항력 및 마찰비는 조성한 시료에 대하여 신뢰할 만한 결과를 보였다. 현장실험의 경우 도상자갈층의 경계면을 명확히 구분해 내었으며, 상부노반층의 불연속면을 감지하였다. 본 연구에서 개발된 CPI는 동적 관입과 정적 관입 방법을 이용함으로써 궤도 하부구조물 평가에 유용한 방법이 될 것이라 기대된다.

• Steel and Composite Structures
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• 제33권2호
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• pp.209-224
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• 2019

This paper describes a study of the mapping relationship between the vertical deformation of bridge structures and rail deformation of high-speed railway, taking the interlayer interactions of the bridge subgrade CRTS II ballastless slab track system (HSRBST) into account. The differential equations and natural boundary conditions of the mapping relationship between the vertical deformation of bridge structures and rail deformation were deduced according to the principle of stationary potential energy. Then an analytical model for such relationship was proposed. Both the analytical method proposed in this paper and the finite element numerical method were used to calculate the rail deformations under three typical deformations of bridge structures and the evolution of rail geometry under these circumstances was analyzed. It was shown that numerical and analytical calculation results are well agreed with each other, demonstrating the effectiveness of the analytical model proposed in this paper. The mapping coefficient between bridge structure deformation and rail deformation showed a nonlinear increase with increasing amplitude of the bridge structure deformation. The rail deformation showed an obvious "following feature"; with the increase of bridge span and fastener stiffness, the curve of rail deformation became gentler, the track irregularity wavelength became longer, and the performance of the rail at following the bridge structure deformation was stronger.

• 한국해양공학회지
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• 제12권3호통권29호
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• pp.19-30
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• 1998

In this paper, the dynamic analysis of a dolphin system for mooring a floating structure such as barge mounted plant is studied. The characteristics of the soil-pile system are simplified by a set of equivalent spring elements at the mudline. To evaluate the equivalent spring constants, the finite difference method is used. Since the characteristics of the soil-pile system are nonlinear in case of soft foundation, the nonlinear dynamic analysis technique is needed. The Newmark $beta$ method incorporating the modified Newton-Raphson method(initial stiffness method) is used. A numerical analysis is performed on two mooring dolphin systems on soft foundation and rock foundation. In case of the rock foundation, the characteristics are found to be nearly linear, so the linear dynamic analysis may be sufficient to consider the foundation effect. But in case of soft foundation, the non-linearity of the foundation appears to be very signigicant, so the nonlinear dynamic analysis si needed.

• 한국지반공학회논문집
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• 제15권6호
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• pp.167-185
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• 1999

수평거동의 특성을 파악하기 위하여 일련의 연속된 모형실험을 수행하였다. 본 논문은 균질 및 비균질의 사질토 지반에서 항타 시공된 단일 강성말뚝의 수평거동에 대한 모형실험 결과들을 고찰하였다. 본 연구의 목적은 말뚝의 수평거동 특성에 대한 말뚝 시공상태(Driven & Embedded), 말뚝 근입길이에 대한 하부지반의 두께비(H/L), 그리고 지반반력 계수비의 영향에 관하여 실험 적인 연구를 수행하였다. 모형실험 결과들에 의하면, 수평거동은 비균질 지반에서 항타 에너지에 상당히 의존하고 있다. 즉, H/L=0.75의 경우 항타 에너지가 3배 증가에 의하여 매입말뚝에 대한 수평변위 감소율이 약 2.12배 정도 증가하였다. $E_{h1}/E_{h2}=5.56$인 비균질 지반에서 항타말뚝의 경우 수평변위의 감소에 대한 강성이 큰 상부층의 효과가 매입말뚝에 비하여 상당히 적게 작용하였다. 항타 진동으로 토립자의 재배열 현상으로 말뚝주변 지반 강성이 증가하고 이로 인하여 말뚝의 상대강성이 크게 증가하여 말뚝이 휨성말뚝과 비슷한 거동을 보였으며, 비균질 지반에서 항타 시공에 따른 최대 휨모멘트는 매입말뚝의 100 - 132%정도 크게 나타났다. 본 연구에서는 $y_D/y_E\; 와\; MBM_D/MBM_E$에 대한 수평하중과 H/L의 영향들을 모형실험 결과들로부터 실험식으로 제안하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권6호
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• pp.261-271
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• 2003

본 연구에서는 다단계 하중 Falling Weight Deflectometer를 사용하여 도로기초의 상태를 평가하는 방법을 제시하였다. 응력의존 재료모델을 포함한 동적 유한요소법을 활용하여 가상의 처짐과 응력/변형률 데이터베이스를 구축하였다. 이러한 가상의 데이터베이스를 바탕으로 표면처짐 및 보조기층 또는 노상의 중요한 위치에서 발생하는 응력/변형률과의 관계를 제시하였다. 미국의 LTPP와 노스캐롤라이나 주도로국에서 실시한 FWD 처짐값, 동적관입시험 결과, 그리고 반복하중 탄성계수시험을 활용하여 평가방법을 개발하였다. 특히 본 연구는 FWD 하중크기가 상태평가 방법에 미치는 영향에 대하여 연구의 초점을 맞추었다. 연구결과, 구조적으로 수정된 보조기층 손상지수와 보조기층 곡률지수가 각각 보조기층과 노상토의 강성도 특성을 예측할 수 있는 좋은 인자들로 판단되었다. 66.7kN 또는 그 보다 작은 하중은 예측의 정밀도를 높이는데 부족하였다. 도로기초의 비선형 거동에 대한 연구결과, 다단계 하중으로부터 발생하는 처짐비는 도로기초 재료의 종류와 상태를 판단할 수 있었다.