• 한국지반공학회논문집
• /
• 제22권4호
• /
• pp.21-30
• /
• 2006

본 연구에서는 조립질 말뚝으로 개량된 점토지반의 지지력, 응력분담비, 말뚝 및 지반의 변형형태를 파악하기 위하여 말뚝의 종류(CSCP, SCP)와 치환율(0, 20, 40, 60%)을 변화시키면서 원심모형실험을 수행하였다. 실험결과, CSCP와 SCP로 개량된 지반의 하중비는 치환율이 증가함에 따라 비례적으로 증가하였고, CSCP로 개량된 지반의 평균 지지력비가 SCP로 개량한 경우보다 $8{\sim}21%$ 정도 크게 평가되었다. CSCP로 개량된 지반의 평균 응력분담비가 SCP보다 크게 나타나 CSCP가 더 큰 응력을 부담하는 것으로 평가되었다. CSCP로 보강된 지반에서는 팽창파괴가 발생하였고, SCP로 보강된 지반에서는 팽창 및 전단파괴가 동시에 발생하였다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제28권2호
• /
• pp.23-31
• /
• 2012

본 연구에서는 사질토 지반에 설치한 원형수직터널에서 아칭효과를 고려한 토압의 거동 특성을 분석하기 위해 실제의 응력상태를 재현할 수 있는 원심모형실험(centrifuge model test)을 수행하였다. 이를 위해 직경 6.0m, 높이 15.0m의 원형수직터널을 대상으로 축소모형 실험체를 제작하였으며, 중력장 75G를 가속하여 2회 반복실험을 수행하였다. 더불어, 지반굴착에 따른 토압의 거동특성과 크기를 분석하기 위하여 모형 수직터널 벽체를 2단으로 분리하여 굴착효과를 모사하였으며, 그 결과를 선행연구에서 제안한 이론토압식과 비교하였다. 실험결과, 원형수직터널에 작용하는 토압은 기존의 2차원(Ko) 토압에 비해 약 70% 가까이 전토압이 저감되는 효과가 관찰되었으며, 이는 3차원 아칭효과에 의해 토압이 경감된 것으로 판단된다.

• 지질학회지
• /
• 제54권6호
• /
• pp.605-614
• /
• 2018

지질학적 현상을 연구하는 물리적 실험의 경우, 반복성 있는 현상 재현이 가능할 때 실험의 신뢰성을 증대시킬 수 있다. 본 연구에서는 인장력에 의해 발생한 정단층 구조를 대상으로 모형 토조를 이용한 벤치마크 실험을 수행하였다. 이를 위해 모형 실험의 상사성을 검토하고, 벤치마크 실험에서와 같은 방법으로 실험 재료와 인장조건, 그리고 경계조건을 설정하여 실험을 수행하였다. 또한 대형 원심모형실험시설을 이용하여 동일한 크기의 모형에서 원심중력가속도와 인장 속도를 변화시켜 인장 거동 시의 물리량에 대한 상사비를 고려하였다. 1 g 상태에서의 벤치마크 실험과 10 g 상태에서의 원심중력장에서 일정한 속도의 인장 응력을 구현하고, 지표면의 형상을 신뢰성 있게 계측하였다. 이를 통해 지각의 변형 실험 연구를 수행 시, 대형 원심모형실험의 신뢰성과 적용성을 평가하였다.

• 산업기술연구
• /
• 제22권A호
• /
• pp.153-159
• /
• 2002

This paper is an experimental work of estimating friction angle of very coarse grained soil such as rubble mound by performing laboratory experiments. Two crushed rocks of rubble mound were used for tests. Triaxial compression tests with drained conditions were performed to measure friction angles of soils prepared by mixing the crushed soil having an identical coefficient of uniformity with different maximum grain size distribution. Centrifuge model experiments with those soils were also performed to measure angle of repose and to estimate friction angle of soil from measuring the slope of slip line in the active stress state. Model tests were carried out by changing the G-levels of 1G and 50G. From triaxial compression tests, the measured value of friction angle of soil is in the range of $41{\sim}57^{\circ}$. The measured value of repose angle is in the range of $32{\sim}35^{\circ}$. The values of friction angle are found not so sensitive to the maximum grain size of soil as long as the coefficient of uniformity is identical. Estimated value of friction angle from measuring the slope of slip line in the active stress state is in the range of $30{\sim}46^{\circ}$. Thus, the estimated angle of friction are found to be greater in the order of the measured angle of repose, the estimated value from the slope of active state, and triaxial compression test results. On the other hand, the measured values of friction angle from triaxial tests were compared with empirical equations, based on the relation between friction angle and void ratio. Equations proposed by Helenelund(l966) and Hansen(1967) found to be relatively reliable to estimate friction angles of soil.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제28권5호
• /
• pp.27-39
• /
• 2012

본 논문에서는 보편적인 제방 보강공법 중 하나인 보축 공법이 적용된 실제 제방을 대상으로 하여, 원심모형시험을 수행하고 조건에 따른 제방의 침투 거동을 분석하였다. 동일한 단면 조건에서 투수성이 낮은 양질의 재료가 제내지를 보축한 경우와 제외지를 보축한 경우에 대한 원심모형시험을 수행하고 각 경우를 비교하여, 보축 방향에 따른 영향을 분석하였다. 또한, 대상 현장의 제방은 투수성이 낮은 세립토층에 축조되어 있었으며, 이에 대한 영향을 분석하였다. 제외지 보축의 경우, 시간이 흐름에 따라 제내지 보축의 경우에 비해 포화영역의 확산이 적고 느리게 나타났다. 제내지 보축된 경우, 상대적으로 빠르게 포화영역이 확대되었으나, 제내지 보축의 낮은 투수성으로 침투수가 많이 유출되지는 않았다. 낮은 투수성의 하부 기초지반은 포화영역이 확대되었으며, 또한 기초지반 아래에서 배수층에 작용하는 압력으로 인한 과잉간극수압에 의해 보다 빠르게 포화가 진행되었다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제36권11호
• /
• pp.61-70
• /
• 2020

동적 원심모형실험에서 사용되는 등가전단보(Equivalent Shear Beam, ESB) 토조는 모형지반과 토조 사이 발생할 수 있는 경계효과를 최소화함으로써 지진 시 실제 지반의 운동을 효과적으로 모사할 수 있다. KAIST에서 사용하는 등가전단보 토조는 성능이 검증된 바 있다(Lee 등, 2013). 그러나 토조의 노후화로 고유주기 및 동적 특성의 재검증이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 동적 원심모형실험을 통해 등가전단보 토조의 동적 특성을 재평가하였다. 등가전단보 토조 자체의 고유주기를 산정하여 Lee 등(2013)의 결과와 비교 분석하였으며, 모래가 채워진 등가전단보 토조의 경계효과를 평가하였다. 실험 결과, 등가전단보 토조는 토조 자체의 강성 증가로 인해 토조 자체의 고유주기가 감소하였으나, 모래가 채워진 등가전단보 토조 벽체의 지진 시 시간 이력과 주파수 특성은 지반의 거동과 유사하였다. 또한, 등가전단보 토조에 조성한 모형지반과 수치해석을 통해 도출한 지반의 동적 응답도 유사하게 나타났다. 이를 통해 등가전단보 토조 자체의 고유주기 감소로 인한 지진 시 지반과 토조의 경계효과는 크지 않음을 알 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제28권1호
• /
• pp.67-77
• /
• 2012

본 연구에서는 조밀한 건조 사질토 지반에서 단말뚝 및 $3{\times}3$ 군말뚝에 대해 정현파를 이용하여 동적 원심모형실험을 수행하였으며, 군말뚝의 경우 말뚝 중심간격을 지름의 3배, 5배, 7배로 변화시켜 실험을 실시하였다. 실험 결과로 얻은 단말뚝과 군말뚝의 동적 p-y 곡선들을 비교하여, 말뚝 중심 간격 및 군말뚝 말뚝 위치에 따른 말뚝의 동적 군말뚝 효과를 분석하였다. 분석 결과, 첫 번째 열과 세 번째 열의 말뚝인 측면 말뚝에서 유사한 동적 p-y 거동이 나타났으며, 두 번째 열 말뚝들은 측면 말뚝들에 비해 지반반력 감소 효과가 작게 나타났다. 또한, 두 번째 열 내에서 말뚝 위치에 따른 동적 p-y 거동을 비교한 결과, 두 번째 열의 바깥 말뚝에서 중앙 말뚝보다 지반반력 감소 효과가 크게 나타났다. 실험 결과를 바탕으로 제안된 말뚝 중심 간격에 따른 p-승수 값은 측면 말뚝에서 0.28 ~ 0.77, 중앙 말뚝에서 0.55 ~ 1.0, 바깥 말뚝에서 0.39 ~ 0.87로 나타났다.

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

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제26권3호
• /
• pp.13-23
• /
• 2010

본 연구에서는 초연약지반의 장비진입을 위해 토목섬유와 모래를 포설하는 표층보강공법의 지지력 평가를 목적으로 50g 중력수준의 원심모형실험을 수행하였다. 연약지반의 비배수 전단강도를 3.1~11.7kPa로 조성하고, 토목섬유와 모래를 설치한 모형지반에 장비하중을 모사한 기초모형을 하중재하장치에 연결하여 지지력 실험을 수행하였다. 원심 이론적 제안식과 수치해석을 수행하여 비교하였다. 실험결과 지반강도의 증가에 따라 지지력이 증가하는 하중-침하 관계를 획득하였으며, 관입 또는 국부전단의 파괴경향을 관찰하였다. 작은 비배수 전단강도의 지반에서는 침하의 거동이 장비 주행성 평가의 중요한 인자인데 반하여 큰 비배수 전단강도의 지반에서는 지지력이 지배적 비배수 전단강도에 따른 지지력과 침하량의 회귀분석식을 산정하여 장비의 주행성 확보를 위해 지지력을 평가할 수 있는 방안을 제안하였다. 수치해석 결과, 실험결과와 유사한 하중-침하 관계를 얻을 수 있었다.

• 산업기술연구
• /
• 제28권A호
• /
• pp.11-17
• /
• 2008

Applicability of hyperbolic settlement prediction method to consolidation settlement in the dredged and reclaimed ground was assessed by analyzing results of centrifuge tests modelling self-weight consolidation of soft marine clay. From literature review about self-weight consolidation of soft marine clays located in southern coast in Korea, constitutive relationships of void ratio - effective stress - permeability and typical self-weight consolidation curves with time were obtained by analyzing centrifuge model experiments. For the condition of surcharge loading, exact solution of consolidation settlement curve obtained by using Terzaghi's consolidation theory was compared with results predicted by the hyperbolic method. It was found to have its own inherent error to predict final consolidation settlement. From results of analyzing thc self-weight consolidation with time by using this method, it predicted relatively well in error range of 0.04~18% for the case of showing the linearity in the relationship between T vs T/S in the stage of consolidation degree of 60~90 %. However, it overestimated the final settlement with large errors if those relation curves were nonlinear.