• Structural Engineering and Mechanics
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• 제75권6호
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• pp.643-657
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• 2020

This study presents experimental and numerical investigations on circular steel tube confined ultra high performance concrete (UHPC) columns under axial compression. The plain UHPC without fibers was designed to achieve a compressive strength ranged between 150 MPa and 200 MPa. Test results revealed that loading on only the UHPC core can generate a significant confinement effect for the UHPC core, thus leading to an increase in both strength and ductility of columns, and restricting the inherent brittleness of unconfined UHPC. All tested columns failed by shear plane failure of the UHPC core, this causes a softening stage in the axial load versus axial strain curves. In addition, an increase in the steel tube thickness or the confinement index was found to increase the strength and ductility enhancement and to reduce the magnitude of the loss of load capacity. Besides, steel tube with higher yield strength can improve the post-peak behavior. Based on the test results, the load contribution of the steel tube and the concrete core to the total load was examined. It was found that no significant confinement effect can be developed before the peak load, while the ductility of post-peak stage is mainly affected by the degree of the confinement effect. A finite element model (FEM) was also constructed in ABAQUS software to validate the test results. The effect of bond strength between the steel tube and the UHPC core was also investigated through the change of friction coefficient in FEM. Furthermore, the mechanism of circular steel tube confined UHPC columns was examined using the established FEM. Based on the results of FEM, the confining pressures along the height of each modeled column were shown. Furthermore, the interaction between the steel tube and the UHPC core was displayed through the slip length and shear stresses between two surfaces of two materials.

• Geomechanics and Engineering
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• 제14권6호
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• pp.553-562
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• 2018

Road construction is becoming increasingly important in marine and desert areas due to population growth and economic development. However, the load carrying capacity of pavement is of gear concern to design and geotechnical engineers because of the poor engineering properties of the soils in these areas. Therefore, stabilization of the soils is regarded as an important issue. Besides, due to the fuels combustion and carbonate decomposition, cement industry generates around 5% of global $CO_2$ emission. Thus, using bentonite as a natural pozzolan in soil stabilization is more eco-friendly than using cement. The aim of this research is to experimentally study of the stabilized marine and desert sands using deep mixing method by ordinary Portland cement and sodium bentonite. Different partial percentages of cement along with different weight percentages of sodium bentonite were added to the sands. Unconfined compression test (UCS), Energy Dispersive X-ray (EDX), and Scanning Electron Microscope (SEM) were conducted on the specimens. Moreover, a mathematical model was developed for predicting the strength of the treated soils.

• Geomechanics and Engineering
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• 제8권5호
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• pp.687-706
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• 2015

Methods commonly used to evaluate the improvement of lime-treated expansive soil include swelling characteristics and unconfined compressive strength. In the field, lime-treated expansive soils are in compacted unsaturated state. Soil water characteristic curves (SWCCs) represent a key parameter to interpret and describe the behavior of unsaturated expansive soil. This paper investigates the use of SWCC as a technique to evaluate improvements acquired by expansive soil after lime treatment. Three different lime contents were considered 2%, 4% and 6% by dry weight of clay. Series of tests were performed to determine the SWCC for the different lime content under curing periods of 7 and 28 day. Correlations between key features of the soil water characteristic curves of lime treated expansive soils and basic engineering behavior such as swelling characteristics and unconfined compression strength were established. Test results revealed that initial slope ($S_1$), saturated water content ($w_{sat}$), and air entry value (AEV) play an important role in reflecting improvement in engineering behavior achieved by lime treatment.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2008년도 춘계 학술발표회 초청강연 및 논문집
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• pp.211-219
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• 2008

The hazard warning levels are necessary for the rational design and safety construction of underground space, as mountain and urban tunnel. Sakurai provided the hazard warning levels for assessing the stability of tunnels using the critical strain of rock mass, which is defined as a ratio between uni-axial compressive strength and the Young's modulus. The concept of critical strain guidelines is introduced in this study for the assessment of tunnel safety during excavation. Moreover, in this paper, the critical strain properties of sedimentary rock in Korea has investigated and analysed in detail by Lab. test, as the uniaxial compression tests. Finally, critical strain properties of sedimentary rock is discussed the relationship of failure strain values, uniaxial compression strengths and Young's modulus.

• 한국지반공학회논문집
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• 제28권3호
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• pp.67-75
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• 2012

본 연구에서는 식물추출액을 이용하여 모래 입자 사이에 친환경적으로 탄산칼슘을 석출시켜 모래 고결을 유발하고자 하였다. 식물추출액에는 고결유발 미생물(예: $Sporosarcina$ $pasteurii$)과 같이 요소를 탄산이온과 암모늄이온으로 분해하는 우레아제 성분이 포함되어 있다. 분해된 탄산이온과 용액 속에 녹아 있는 칼슘이온이 결합하여 탄산칼슘을 석출시키는 원리를 이용하여 모래의 고결을 유도하였다. 깨끗한 낙동강모래에 식물추출액과 요소 그리고 칼슘원(염화칼슘 또는 수산화칼슘)을 혼합한 용액을 섞어서 비빈 다음 다짐방법으로 공시체를 제작하였다. 요소의 농도를 세 종류로 달리하였으며, 제작된 공시체를 실내($18^{\circ}C$)에서 3일 동안 양생시킨 다음 일축압축시험과 SEM 및 XRD분석을 실시하여 사질토의 고결 정도를 연구하였다. 칼슘원에 관계없이 요소의 농도가 높을수록 탄산칼슘이 더 많이 침전되어 일축압축강도는 식물추출액을 사용하지 않은 경우보다 최대 10배까지 증가하는 경향을 보였다. 염화칼슘을 사용한 공시체가 수산화칼슘을 사용한 경우보다 더 높은 강도를 나타내었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제22권5호
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• pp.659-666
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• 2010

현행 설계기준식에 따르면 초고강도 콘크리트에서는 철근 인장이음길이보다 압축이음길이가 더 길어지는 현상이 발생된다. 압축이음은 단부 지압이 존재하므로, 인장이음보다 길 필요는 없다. 초고강도 콘크리트의 경제적 실용화를 위해 합리적인 압축이음강도의 평가가 필요하다. 이를 위해 설계강도 80, 100 MPa 콘크리트를 이용하여 횡보강근이 없는 압축이음 실험을 수행하였다. 실험 결과 압축이음강도는 콘크리트 강도의 제곱근에 비례하는 것으로 평가되었다. 지압에 의해 발현되는 이음강도는 이음길이와 무관하며 콘크리트 강도의 제곱근에 비례하는 것으로 평가되었다. 58개 실험체의 평균은 $16.5\;\sqrt{f_{ck}}$이다. 부착에 의해 발현되는 강도를 ACI 408식으로 평가한 결과 [실험값]/[이론값]의 비는 평균 0.94로, 인장이음의 부착강도와 거의 유사하였다. 따라서 인장이음강도에 대비한 압축이음강도의 향상은 단부 지압효과로 설명될 수 있다. 실험결과에서 분석된 이음길이와 콘크리트 강도의 영향 특성을 고려하여 압축이음강도 평가식과 압축이음길이 설계식을 제안하였다. 제안된 설계식은 통계적 기법에 기반을 두어, 이음부가 철근 재료강도와 동일한 수준의 신뢰성을 확보할 수 있다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제24권2호
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• pp.115-127
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• 2021

This paper investigates the effects of soaking on a lime stabilized high plasticity clay and evaluates the implications for pavement design. In this context, the soil was stabilized by 4%, 6% and 9% hydrated lime. The soil was pulverized in two different gradations so that representative field gradations could be simulated. Both soil pulverization levels passed the relevant field gradation criteria. Curing durations were chosen as 7 days, 28 days and 56 days. Two groups of samples were prepared and were tested in unconfined compression test apparatus to measure the strength and secant modulus at failure values. One of the groups was tested immediately after curing. The other group of samples were first cured and then subjected to soaking for ten days before testing. Visual observations were made on the samples during the soaking period. The results showed the superiority of fine soil pulverization over coarse soil pulverization for unsoaked conditions in terms of strength and modulus values. Soaking of the samples affected the unconfined compressive strength and modulus values based on lime content, curing duration and soil pulverization level. In soaked samples, fine soil pulverization resulted in higher strength and modulus values compared to coarse soil pulverization. However, even with fine soil pulverization, effects of soaking on modulus values were more significant. A new term named as "Soaking Influence Factor (SIF)" was defined to compare the reduction in strength and modulus due to soaking. The data was compared with the relevant design guidelines and an attempt was made to include Soaking Influence Factors for strength and modulus (SIFS and SIFM) into pavement design processes. Two equations which correlated secant modulus at failure to unconfined compressive strength were proposed based on the samples subjected to soaking. The results of this study showed that in order to decrease the diverse effects of soaking for lime stabilized soils, soil pulverization level should be kept as fine as possible in the field. Importance of proper drainage precautions in the pavements is highlighted for better performance of the pavements.

• 한국지반공학회논문집
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• 제22권11호
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• pp.25-35
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• 2006

본 연구에서는 폐어망을 이용한 보강 경량토의 역학적 특성을 고찰하였다. 본 실험에서 사용된 보강 경량토는 부산 신항 건설현장에서 채취한 준설토와 시멘트, 기포 및 폐어망으로 구성되어졌다. 다양한 함유율의 폐어망이 혼합된 보강 경량토의 보강효과를 고찰하고, 무보강 경량토와 보강 경량토의 거동 특성을 비교하기 위하여 다양한 실내실험이 수행되어졌다. 보강 경량토에 대한 실험결과 응력-변형 관계와 일축압축강도는 폐어망에 의해 큰 영향을 받는다는 것이 나타났다. 보강 경량토의 압축강도는 양생기간이 증가할수록 증가하며, 폐어망을 첨가함으로써 일반적으로 증가하지만, 압축강도 증가량은 폐어망 함유율에 비례하지는 않는다. 본 실험의 경우 폐어망 함유율이 0.25%일 때 최대 압축강도가 발현되는 것을 알 수 있었다. 한편, 보강 경량토의 함수비 변화는 양생기간 7일까지 급격하게 감소한 후 일정한 값에 수렴하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제14권1호
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• pp.109-116
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• 2010

물유리계 그라우팅 공법은 침투주입 그라우팅으로 자주 적용되고 있으나, 시간경과에 따른 내구성 저하와 환경에 부정적 영향에 대한 문제가 부각되고 있다. 이에 마이크로시멘트계 무기질 재료의 ENG 공법이 이러한 물유리계 그라우팅 공법의 문제점을 극복하면서 우수한 침투성을 목표로 하여 개발되었다. ENG의 적용성을 파악하기 위해 체적변형시험, 용탈실험, 일축압축실험, 실내 투수실험 및 현장투수실험 그리고 중금속검출실험을 실시하였다. 그 결과 체적변형, 용탈량, 일축압축강도는 물유리 공법보다 월등히 우수하였으며, 투수실험에 있어서도 차수효과가 나타났다. 또한 중금속 검출량도 미미하여 환경에 부정적인 효과도 적을 것으로 판단된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제15권2호
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• pp.17-25
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• 2014

본 연구에서는 토양안정재(SS)를 이용한 흙 포장재의 공학적 특성을 평가하기 위해 일축압축시험과 현장적용성시험을 SS의 혼합비, 원지반 종류, 양생기간에 따라 수행하고 강도 및 변형특성을 분석하였다. 실험결과 SS 혼합토의 경우 양생 초기의 강도발현이 빠르고 28일 강도가 최종강도의 97% 이상을 확보하는 것으로 나타났으며, 세립질의 준설점토(DC) 및 유기질토(OS) 보다 조립질의 준설모래(DS)와 화강풍화토(WGS)가 일축압축강도에 대한 변형계수의 비가 큰 것으로 나타났다. 또한 자연건조와 강제건조의 조건으로 비교시험을 수행한 결과 54~67%의 강도 저하를 확인하였으며, 동결융해시험 결과에서는 55~63%의 강도 저하가 발생하였다. 그리고 반복재하시험 결과, 준설모래의 경우 최대 10,000회의 재하에서 초기강도의 35%까지 강도 저하가 발생하여 반복재하에 대한 저항능력의 확보를 위해서는 적당량의 세립분이 필요함을 확인하였다.