• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제17권12호
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• pp.35-43
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• 2016

시공기술의 발전과 더불어 댐 제방 건설과 환경문제가 크게 대두되고 있는 실정이다. 최근 여러 국가에서 댐 제방 건설시 골재, 시공성, 기초지반에 대한 요구가 상대적으로 높지 않은 CSG(Cemented Sand and Gravel)재료를 활발히 연구, 적용하고 있다. CSG 재료는 시공현장 하상골재, 현장에서 발생하는 암버럭 등을 인위적으로 입도조정하지 않고 최대골재 치수만을 선별하여 소량의 시멘트와 혼합하여 강도증가 및 급속시공이 가능하다. CSG 재료는 인위적인 석산개발 등에 의한 환경파괴를 최소화함으로써 환경부하저감 및 공사비 등의 측면에서 비교적 경제적이며 친환경적이다. CSG 재료의 외부환경은 일반콘크리트가 접하는 수화열환경과는 달리 건습반복, 동결융해 등의 환경에 노출되게 된다. 그러므로 댐 제방구조물의 중요성을 감안하여 CSG 재료의 내구성에 대한 연구가 필요하다. 본 연구는 CSG 재료의 내구성에 대하여 고찰하고자 현장채취 CSG 코어재료에 대하여 동결융해 시험을 실시하였다. 시험결과, CSG 재료의 내구성 지수는 시멘트함량 $0.4{\sim}0.6kN/m^3$의 경우 30~40, $0.8{\sim}1.0kN/m^3$의 경우 40 이상으로 나타났다. 일축압축강도는 $0.4{\sim}0.6kN/m^3$에서 동결융해 전의 30~50%, $0.8~1.0kN/m^3$에서 동결융해 전의 40~70%로 감소하는 것으로 나타났다. 결과적으로 시멘트함량 $0.8kN/m^3$이상의 경우 강도 및 내구성 측면에서 비교적 타당한 것으로 판단된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제17권12호
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• pp.17-26
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• 2016

본 연구에서는 등급 외 플라이애쉬 중 산화칼슘 함량이 높은 플라이애쉬를 저강도 유동화 채움재(controlled low strength material, CLSM)의 바인더로써 활용 가능성을 알아보았다. 사용된 플라이애쉬는 상대적으로 산화칼슘 함량이 높은 플라이애쉬를 배출하는 유동층형 보일러(circulating fluidized bed combustion boiler, CFBC)에서 시료를 채집하여 사용하였다. 배합한 시료의 유동성, 일축압축강도, 단위중량 등을 파악하여 CLSM 시료의 공학적 특징을 알아보았으며, 미세구조관찰과 X선 회절분석을 통한 CLSM 시료의 경화 메커니즘을 파악하였다. 실험 수행 결과 유동성을 만족하는 함수비는 42에서 85%의 범위를 보였으며, 유동성 시험 결과 골재의 종류와 관계없이 골재율이 증가함에 따라 유동성이 증가하는 것으로 나타났다. 일축압축강도는 0.3MPa에서 1.9MPa의 분포를 보였다. 규사를 골재로 사용한 경우 골재율이 증가함에 따라 일축압축강도는 증가하였으나, 바텀애쉬를 골재로 사용한 경우 골재율이 증가함에 따라 일축압축강도는 감소하였다. 미세구조관찰 결과와 X선 회절분석을 통해 CLSM 시료는 고분자 중합반응과 시멘트 수화반응을 통해 강도를 발현하는 것으로 확인하였다. 본 연구의 결과로부터 산화칼슘 함량이 높은 플라이애쉬의 자체 경화성을 이용하여 저강도 유동화 채움재로써 활용이 가능하다고 판단된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제16권8호
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• pp.5-12
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• 2015

연구대상은 건축물에 지하부의 이용 극대화 목적으로 지하부의 부력에 대한 부력 저항용 앵커를 고려하였다. 그러나 투수계수가 크고 지하수 유속이 빠른 화산쇄설층에서 앵커 천공부를 통해 지하수가 급격히 유출되어 앵커체 삽입이 불가능하였다. 또한 억지로 삽입된 앵커공에서는 계속적으로 많은 양의 해수와 시멘트가 유출되었으며, 앵커의 일부는 지반에 정착이 되지 않는 현상이 발견되었다. 이러한 문제를 해결하기 위한 지하수 차단방법으로 초고압 분사교반 공법을 적용하였고, 그중 단일공 차수방법을 채택하여 부력방지앵커를 설치하였다. 본 연구에서는 초고압 분사교반 공법을 이용한 단일공 차수방법을 현장에 적용하고 3회에 걸친 시험시공을 통해 본 시공 시험에 적용할 주입재를 결정하였고 투수시험, 코어채취 표준관입시험 일축압축강도시험을 통하여 차수효과 및 지반개량 정도를 확인하였다. 또한 부력방지앵커의 설치 및 인장시험을 통해 앵커의 안정성을 확보하여 화산쇄설층에서 단일 차수공법의 적용성을 검증하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제27권1호
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• pp.17-24
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• 2011

CLSM의 플로우 및 강도특성은 비회, 매립회, 시멘트, 수량 등과 같은 배합비에 크게 의존하므로, 각 구성요소들의 배합비와 플로우 및 강도값에 대한 역학적 관계를 정량적으로 도출하기가 현실적으로 매우 어렵다. 따라서 CLSM의 구성성분 비율에 대한 플로우 및 압축강도값을 도출할 수 있는 산정방법이 필요하다. 이에 본 연구에서는 인공신경망 학습을 통해 플로우 및 일축압축강도를 실험을 통하지 않고 인공신경망을 이용하여 CLSM의 플로우 및 일축압축강도를 예측하고자 한다. 본 연구에 사용한 인공신경망모델에는 BPNN 학습 알고리즘을 적용, 인공신경망 학습효율 및 예측능력에 영향을 미치는 은닉층, 모멘텀상수, 목표시스템 오차값, 은닉층의 노드 수와 학습률을 변화시키면서 학습하여 각각의 변화에 따른 인공신경망 모델의 학습효율 및 예측능력을 평가하고 인공신경망의 유효성 검증을 위해 모델 구축 시에 사용하지 않은 새로운 자료에 대해 예측을 실시하여 실내실험 결과와 비교하여 이를 기준으로 CLSM의 플로우 및 압축강도 산정에 적합한 최적인공신경망 모델을 제안하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제11권6호
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• pp.85-91
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• 2010

우리나라의 대단위 국토개발이 실시됨에 따라 성토 및 매립재등의 막대한 건설재료가 사용되고 있는 실정이며, 국내 준설 성토재 및 매립재가 부족한 실정이다. 이에 대한 대체재로 석탄회의 활용이 대두되고 있다. 석탄회는 포졸란의 특성을 가지고 있는 자경성의 재료로서 성토재 및 매립재로 대량활용의 가능성이 높은 재료이다. 이에 본 연구에서는 석탄회를 활용하기 전 가장 기초적인 연구인 자경성에 관한 물리적 성질을 규명하고자 비회와 저회의 입도분석시험, Atterberg한계시험, 비중시험 등을 실시하였고, 비회와 저회의 배합비에 따른 공학적 성질을 규명하고자 다짐시험, 일축압축강도시험, 직접전단시험, 삼축투수시험 등을 실시하였다. 시험결과 성토재 및 매립재로 사용하기 위해서는 비회와 저회의 배합비가 1:1일때 가장 효과적이며, 경량성 재료로써 구조물 주변의 성토재로 사용하면 배면에 작용하는 토압을 경감하는 효과를 보일것으로 판단된다. 또한 자경성에 의해 재령이 경과할수록 투수계수가 감소하기 때문에 설계시 이를 반영하여야 할것으로 판단된다. 위에서의 실험결과와 같이 석탄회는 채움재와 매립재의 대체재로써 유용하게 사용할 수 있을것이라 여겨진다.

• 해양환경안전학회지
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• 제12권2호
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• pp.107-113
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• 2006

정수장 슬러지는 수 처리 역 세척 과정에서 발생되는데, 기계적인 방법 또는 자연건조방법으로 탈수된 후 주로 해양투기, 매립등의 방법으로 처리한다. 최근에는 런던협약에 의해 해양투기가 상당히 제약을 받고 있다. 탈수된 정수장 슬러지를 위생매립장의 복토재로서의 활용가능성을 파악하기 위하여 실내실험을 통하여 정수장슬러지의 물리 화학적 특성과 지반공학적 특성을 파악하였다. 슬러지의 지반공학적 특성을 향상시키기 위하여 슬러지에 일반토사를 혼합한 시료에 비중계실험, 액 소성한계실험 비중실험, 다짐실험. 일축압측 실험등을 실시하였다. 슬러지에 일반토사를 혼합한 혼합토는 정수장슬러지와 비교하여 최대건조단위증량은 증가하고, 최적함수비는 감소하였고, 최대압축응력과 마찰각을 증가한 반면 점착력은 감소하였다. 미국환경청의 복토재 기준을 확보하기 위해서 슬러지와 일반토사를 3:7로 혼합하여야 하며, 혼합토의 압축강도는 $3.6kg/cm^2$이다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제17권4호
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• pp.1-10
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• 2018

쏘일네일링 공법은 일반적으로 중력식 그라우팅 방법으로 사용되고 있으나, 그라우팅으로 인한 공동발생 및 충진 불량 문제를 해결하고자 최근에는 가압식 쏘일네일링 공법의 개발과 적용사례가 증가하고 있다. 가압식 그라우팅은 일반적으로 포틀랜트 시멘트와 물을 혼합하여 사용하나 소요강도 발현까지 10일 이상 걸리기 때문에 초속경 시멘트를 혼합하여 사용하고 있다. 이에 이 논문에서는 가압식 그라우팅 주입시간을 고려하여 적정 겔타임이 확보되는 초속경 시멘트 혼합비 30%가 가압식 쏘일네일링을 하기에 적합하다고 판단하였다. 화강풍화토 지반을 대상으로 모형토조를 제작하여 네일체의 인발실험을 한 결과, 주입시간 10초에서는 변형률 15% 일 때의 인발력이 5.7kN으로 중력식과 비교하였을 때 약 1.5배의 보강효과가 나타났다. 압력시간을 10초, 20초, 30초, 40초의 조건으로 달리할 경우에는 주입시간 증가에 따른 마찰저항력이 선형적으로 증가하나, 한계주입압력을 넘는 수준의 주입시간에서는 수압파쇄 효과로 인해 마찰저항력이 감소하는 것을 확인하였다. 또한, 수치해석을 통하여 무보강 사면과 중력식, 가압식 쏘일네일링으로 보강된 사면의 안정을 비교분석 하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제12권7호
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• pp.49-56
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• 2011

현재 지반주입공법에 사용되는 약액으로는 물유리계가 주로 사용되고 있다. 그러나 물유리계를 사용한 약액주입공법은 현장적용에 있어서 내구성 저하, 강도 저하, 용탈 현상 등의 여러 가지 문제점을 가지는 바, 한시적인 차수용도로 사용될 수는 있으나 영구적인 지반보강 및 차수를 위해서는 본질적인 문제점을 가지고 있다. 본연구에서는 이러한 물유리계 지반주입재의 문제점을 해결할 수 있는 무기질계 지반주입재(NDS)의 환경영향평가 및 내구성을 규명하기 위하여 대표적인 물유리계 재료인 SGR 재료와 함께 일축압축강도시험, 어독성시험, 내구성시험, 침적 후 삼축투수시험을 실시하였다. 내구성시험 결과, 재령 28일 강도는 NDS가 SGR보다 1.5배 크게 나타났으며, 어독성시험 결과 SGR의 생존율은 50~70%, NDS는 100%로 나타났고 이는 NDS의 생존율이 SGR보다 더 높다는 것을 보여주었다. 따라서 시험결과를 종합해 볼 때 전반적으로 NDS가 SGR에 비해 내구성면에서 우수하며 친환경적임을 확인할 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권5호
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• pp.143-151
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• 2007

고결모래의 거동은 고결정도, 상대밀도, 응력조건, 그리고 입자특성 등에 의해 영향을 받으며, 특히 고결모래의 강도에 영향을 끼치는 고결결합은 응력에 의해 파괴되기 때문에 고결모래의 강도정수는 응력조건을 고려하여 평가되어야 한다. 일반적으로 고결모래의 마찰각은 고결결합에 의해 영향을 받지 않기 때문에 미고결 상태의 마찰각과 동일한 반면, 점착력은 고결결합에 의해 증가하는 것으로 알려지고 있다. 따라서 본 연구에서는 석고를 고결유발제로 하는 고결시료를 조성하여 다양한 구속압 조건에서 배수전단시험을 실시함으로써, 구속압 변화에 따른 고결모래의 강도정수를 평가하였다. 실험결과 고결모래의 점착력은 고결정도와 구속압의 크기에 따라 고결지배구간, 천이구간, 응력지배구간에서 다르게 평가되었다. 또한 본 연구에서는 고결결합을 파괴시키지 않고 강도정수를 평가하기 위한 적정 구속압을 결정하기 위해 고결정도를 표현하는 일축압축강도와 고결결합을 파괴시키지 않는 최대 구속압의 관계를 결정하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제22권8호
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• pp.99-106
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• 2006

본 연구는 액상화에 대한 고로 수쇄슬래그의 잠재수경성의 영향을 명확히 조사하기 위해 고로 수쇄슬래그를 고온알칼리 수(수산화칼슘 첨가, pH=12, 수온 약 $80^{\circ}C$)로 양생한 후에 반복 및 정적 삼축압축시험을 실시하였다. 삼축시험을 통해 얻어진 결과는 일본의 표준사인 Toyoura sand와 천연사인 Genkai sand의 결과와 비교하였다. 시험결과 고로수쇄슬래그의 액상화 강도는 양생기간의 증가와 더불어 잠재수경성에 의한 경화에 의해 증가함을 알았다. 또한, 담수조건에서 189일간 양생한 상대밀도 50%및 80%의 고로 수쇄슬래그에서 잠재수경성의 발현에 의해 점착력이 나타난다. 더욱이 경화과정에 있어서 고로 수쇄슬래그의 액상화 강도는 반복전단횟수 n=20회에서의 반복응력비 $R_{20}$과 점착력 $C_{d}$사이에 선형 관계가 관찰되었다. 또한, 고온 알칼리 수로 양생된 고로 수쇄슬래그에 대한 액상화 강도는 점착력이나 일축압축강도에 의해 예측이 가능함을 알았다.