• Geomechanics and Engineering
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• 제25권1호
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• pp.41-48
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• 2021

In cold regions, the integrity of the infrastructures built on weak soils can be extensively damaged by weathering actions due to the cyclic freezing and thawing. This damage can be mitigated by exploiting soil stabilization techniques. Generally, ordinary Portland cement (OPC) is the most commonly used binding material for investigating the chemo-hydromechanical behavior. However, due to the environmental issue of OPC producing a significant amount of carbon dioxide emission, calcium sulfoaluminate (CSA) cement can be used as one of the eco-sustainable alternatives. Although recently several studies have examined the strength development of CSA treated sand, no research has been concerned about CSA cement-stabilized sand affected by cyclic freeze and thaw. This study aims to conduct a comprehensive laboratory work to assess the effect of the cyclic freeze-thaw action on strength and durability of CSA cement-treated sand. For this purpose, unconfined compressive strength (UCS) and ultrasonic pulse velocity (UPV) tests were performed on the stabilized soil specimens cured for 7 and 14 days which are subjected to 0, 1, 3, 5, and 7 freeze-thaw cycles. The test results show that the strength and durability index of the samples decrease with the increase of the freeze-thaw cycles. The loss of the strength and durability considerably decreases for all soil samples subjected to the freeze-thaw cycles. Overall, the use of CSA as a stabilizer for sandy soils would be an eco-friendly option to achieve sufficient strength and durability against the freeze-thaw action in cold regions.

• 한국지반공학회논문집
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• 제25권9호
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• pp.19-27
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• 2009

일본북해도에 위치하는 기타미국립공업대학 야외동상실험장에서 프리캐스트 콘크리트 L형 옹벽의 동상대책을 검토하였다. 설치된 실험옹벽은 다음의 3구간으로 구성되었다. i) 동상대책을 실시하지 않은 구간(동상을 일으키기 쉬운 흙으로 뒷채움함), ii) 단열공법을 실시한 구간(옹벽배면에 발포스티롤 단열재를 설치함), iii)치환공법대책을 실시한 구간(동상을 일으키기 어려운 화산재로 뒷채움함). 세 번의 지반동결-융해기 동안의 뒷채움 흙 속의 동결면분포, 지중온도, 옹벽벽체의 변위를 계측하여 동결토압의 발생메커니즘을 분석하였고, 단열공법과 치환공법의 유효성을 확인하였다. 그리고 수치해석을 이용하여 각종 단면형상의 L형 옹벽의 뒷채움 흙 속의 동결면형상을 추정하였고, 그 해석결과를 통하여 비동상성 뒤채움 재료로서 치환하는 적절한 치환범위의 결정방법을 제안하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제32권2호
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• pp.53-62
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• 2016

흙의 다짐 특성에 영향을 주는 주요인자 중 하나인 온도는 지역과 계절에 따라 다양하게 변화하는 특성을 가진다. 최근 동토지방에서 많은 토목공사가 시행되고 있지만, 온도와 관련된 흙의 다짐기준 및 지침을 정량화할 수 있는 문헌은 미비한 실정이다. 따라서 본 연구는 온도에 따른 흙의 다짐특성을 시험을 통해 평가하고자 하였다. 시험을 위해 러시아 시베리아, 캐나다 앨버타 주 오일 샌드 지역 등에서 자주 쓰이는 성토재료인 모래의 온도별 다짐특성을 나타낼 수 있는 주문진 모래를 사용하였으며, 표준다짐시험을 흙의 다양한 온도조건($-10^{\circ}C$에서 $17^{\circ}C$)에서 수행하였다. 시험 결과 영상 온도에서는 다짐 시 벌킹 효과로 인해 흙 공시체의 부피 팽창이 발생하였으며, 그 범위는 0%~6%이였다. $0^{\circ}C$에서 $17^{\circ}C$까지 온도가 증가하면서 최대 부피(최소 건조단위중량)에 해당하는 함수비는 감소하였고, 최소 부피(최대 건조단위중량)에 해당하는 함수비는 온도가 증가함에 따라 약간 증가하였다. 영하 온도의 경우 함수비가 추가됨에 따라 건조단위중량은 지속적으로 감소하였다. 영하 온도에서는 벌킹이 발생하지 않았으며 물의 단위부피보다 얼음의 단위부피가 더 크기 때문에 흙 공시체의 부피가 증가하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제28권5호
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• pp.85-94
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• 2012

최근 동결지반의 다양한 문제들에 대한 관심이 증대하면서 동결의 영향을 받는 지반의 거동특성에 관한 이론정립 및 체계적인 연구의 필요성이 제기되고 있다. 기존의 정립된 토질역학 이론과는 달리 동결지반에서 온도의 영향과 간극수의 동결에 의한 상변화는 간극수의 이동, 지반팽창, 작용토압의 급격한 증가 등 여러가지 문제들을 야기한다. 본 논문에서는 비동결-동결 전이 상태에서 연속성을 갖는 새로운 응력변수를 도입하여, 동결 작용을 받는 다공질 재료에 대한 THM 역학적 탄소성 구성모델을 유도하였다. 개발된 구성모델을 1차원 팽창압, 동결토의 삼축압축 강도 그리고 일방향 동결실험에 적용하여 해의 안정성과 구성모델의 적용성에 대하여 논의하였다. 수치해석 결과는 동결토의 복잡한 THM현상들을 효과적으로 묘사할 수 있었으며, 동결의 영향하에 있는 지반구조물의 해석과 설계 및 시공될 구조물의 장기거동예측에 활용될 수 있을 것이다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제12권2호
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• pp.13-23
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• 2013

겨울에는 시베리아기단에 의해 한랭 건조한 대륙성 고기압의 영향을 받는 계절동토지역인 우리나라는 춥고 건조하여 1월 평균기온이 $-6{\sim}-7^{\circ}C$의 영하의 온도로 낮아져 지반동결시 수분이동으로 동상현상이 발생하여 지반구조물의 불균형 동결팽창을 초래한다. 동상 발생시 토립자는 모관력에 의해 지하수를 흡수하여 아이스렌즈를 형성하며, 이 모관 흡수력은 토립자의 크기에 영향을 받는다. 본 연구에서는 흙의 종류에 따른 동상민감성의 차이를 알아보기 위하여 공학적 특성이 다른 10종류의 흙시료에 대하여 물리적 특성 파악과 통일분류법에 의한 흙 분류를 통해 실내동상실험을 실시하였다. 이에 각각 흙의 종류에 따른 동결깊이, 동상팽창량, 부동수분, 아이스렌즈와 같은 동상특성을 확인하여 시료의 동상민감성을 평가하였다.

• 한국토양비료학회지
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• 제24권3호
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• pp.200-205
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• 1991

수도품종(水稻品種)의 내냉성(耐冷性)을 실험실내(實驗室內)에서 화학적(化學的)인 분석방법(分析方法)에 의하여 조사(調査)하기 위하여 백화묘(白化苗) 및 유묘(幼苗)와 생육시기별(生育時期別) 잎 및 유수의 mitochondria 호흡활성(呼吸活性) 전이온도(轉移溫度)를 측정(測定)하고 내냉성정도(耐冷性程度)와의 관계(關係)를 검토(檢討)한 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 수도(水稻) 백화묘(白化苗)($25^{\circ}C$, 암상태(暗狀態) 2주간(間) 생육(生育))에서 분리(分離)한 mitochondria의 호흡활성전이온도(呼吸活性轉移溫度)와 내냉성정도(耐冷性程度)와의 관계(關係)를 보면 내냉성(耐冷性)이 강한 품종(品種)에서 전이온도(轉移溫度)가 낮고 약(弱)한 품종(品種)에서 높은 경향(傾向)을 보였다. 2. 백화묘(白化苗)의 호흡활성(呼吸活性) 전이온도(轉移溫度)와 내냉성정도(耐冷性程度)와의 관계(關係)에서 1988년에는 상관계수(相關係數) $r=0.8935^{**}$, 1989년은 $r=0.8236^{**}$으로서 높은 상관관계(相關關係)를 보였고 유묘(幼苗)(4엽기(葉期))의 호흡활성(呼吸活性) 전이온도(轉移溫度)와는 $r=0.6239^{**}$로서 약간 낮았다. 3. 수잉기 유수의 mitochondria의 호흡활성(呼吸活性) 전이온도(轉移溫度)와 내냉성정도(耐冷性程度)와의 관계(關係)는 몇 품종(品種) 벗어나는 것도 있었으나 일치(一致)하는 경향(傾向)을 보였다. 4. 수도묘(水稻苗)의 생육시기(生育時期)에 따른 호흡활성(呼吸活性) 전이온도(轉移溫度)는 1주묘(苗) $12.5^{\circ}C$, 2주묘(苗) $14.5^{\circ}C$, 3주와 4주묘(苗) $15.5^{\circ}C$, 5주묘(苗)는 $16.5^{\circ}C$로서 어린묘(苗) 일수록 낮았다. 5. 생육시기별(生育時期別) 엽신(葉身)과 유수의 mitochondria 호흡활성(呼吸活性) 전이온도(轉移溫度)는 상풍벼 $11.5{\sim}12.5^{\circ}C$, 풍산벼 $15.0{\sim}16.0^{\circ}C$, 샛별벼 $17.0{\sim}18.0^{\circ}C$로서 시기별(時期別) 큰 차이(差異)가 없었으나 내냉성(耐冷性) 강, 중(中), 약(弱) 정도별(程度別)로는 뚜렷한 차이(差異)를 보였다.

• 한국작물학회지
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• 제32권3호
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• pp.268-276
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• 1987

대두종자의 퇴화과정에서 일어나는 생리ㆍ화학적인 변화를 탐색하여 종자세의 차이를 비교하고 종자세 예측에 적합한 방법을 구명하기 위하여 대두 5품종의 종자를 인위노화처리시켰다. 대두종자세의 지표로서 발아율$\times$배축의 길이로 나타낸 값을 매개변수로 하여 각종 종자세 검정성적과 비교검토하였다. 종자세검정의 가장 적합한 방법으로는 발아시험에 의한 방법임을 알 수 있었다. ATP와 GADA 검정법을 제외하고는 모든 검정법이 종자세 지표와 고도의 유의성이 있었다. 대두종자세 검정을 위하여는 배축의 길이. 전기전도도에 의한 검정 및 저온발아 검정법이 적합한 방법임을 알 수 있었다.

• 한국도로학회논문집
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• 제12권2호
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• pp.71-79
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• 2010

겨울에는 시베리아기단의 영향으로 한랭 건조한 대륙성 고기압의 영향을 받아 춥고 건조하여 1월 평균기온이 $-6{\sim}-7^{\circ}C$의 영하의 온도로 낮아져 지반동결시 수분이동으로 동상현상이 발생하여 도로의 불균형 동결팽창을 초래하며, 결국 포장체를 파손시킨다. 동상발생시 토립자는 모관력에 의해 지하수를 흡수하여 아이스렌즈를 형성하며, 이 모관 흡수력은 토립자의 크기에 영향을 받는다. 도로는 다양한 재료와 단면으로 구성된 구조물이기 때문에 환경성과 재료 물성뿐만 아니라 포장체 각 층의 구조적 적정성 또는 지지력을 파악하는 것이 무엇보다 중요하다. 현재 기존 동상방지층 설계법에 따르면, 동상방지층은 포장체의 구조적 적정성과는 무관하게 온도 조건에 따른 동결깊이에 따라 일률적으로 결정되고 있다. 이러한 동결깊이를 포장구조설계에 적용함으로써 포장의 과다설계 우려가 있다. 따라서 본 논문에서는 도로 동상방지층의 효용성 검증 및 설치기준 확립을 위해 실내동결시스템을 활용하여 도로 노상토의 동상 특성에 대한 민감성을 판별, 도로건설 현장 노상토에 대한 역학적 특성과 실내 동결 시험을 수행하였으며, 외부 동결온도의 지속 조건에 대한 시료의 온도변화, 동상팽창압, 동상팽창량, 부동수분 등의 결과값을 통하여 동결 과정에 따른 지반공학적 특성을 평가하였다.

• 한국작물학회지
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• 제41권3호
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• pp.274-285
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• 1996

Po1ymer를 피복한 벼 종자의 종자세 향상과 환경 적응성을 구명하기 위하여 10종의 Polymer를 피복하여 수분흡수력, 호흡량, 발아력 및 포장 출아율 등을 조사하였던 바 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. Polymer피복 종자의 수분흡수율은 포화습도에서 klucel이 가장 높았고 PVP가 가장 낮았으며, 물에 침청할 때는 klucel이 가장 높았고 maltrin이 가장 낮았다. 2. Polymer 피복 종자의 호흡량은 화영벼 와 일품벼 에서 polymer 피복 종자가 낮았으나, 대청벼와 진미벼는 오히려 높았는데 그 정도는 sepiret 피복 종자가 PVP 피복 종자보다 높았다. 3. Polymer피복 과정 중 기계에 의한 종자피해 정도는 발아율이 1% 내외로 저하되어 극히 미미 하였다. 4. 종자세가 양호한 종자에서는 polymer 피복에의한 발아율의 향상은 없었으나 대부분이 95% 이상의 발아율을 보였고 waterlock, surelease 45 및 sepiret등이 특정 품종에서 발아율이 극히 저조하였다. 5. 발아세는 sepiret 피복으로 향상되었고, PVP 피복으로는 약간 저하하였다. 6. Polymer피복 후 노후화 처리 종자의 발아율은 대부분의 polymer에서 피복 종자가 무처리 종자에 비하여 약간 높았으나 sepiret과klucel피복한 종자의 발아율은 현저하게 저하하였다. 7. 저온 발아성은 daran 8600, maltrin, sacrust 및 opadry 등에서는 향상되었고 나머지 polymer는 저해하였는데, 특히 PVP의 발아율이 가장 낮았다. 8. 초장은 대부분의 polymer 피복 종자에서 컸으나 watelock, PVP, maltrin등의 Polymer에서는 작았다. 저온 발아시 초장은 polymer피복으로 오히려 단축되었다. 9. 포장 출아율은 피복 종자가 훨씬 높았으며 출아 소요시간도 훨씬 단축되었다. 포장수분함량 90 %에서 출아율이 가장 양호하였고 출아 소시간도 단축되었으며, 95년 종자가 94년 종자보다도 출아률이 높았고 출아시간도 단축되었다. PVP가 sepiret보다 더 양호한 출아율을 나타냈다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제33권3호
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• pp.37-47
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• 2017

극한지에 구조물을 안정적으로 건설하기 위해서는 동결토의 지반공학적 특성을 평가하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 남극 제2과학기지(장보고 기지)가 건설된 남극 테라노바만 인근지역의 현장시료를 이용하여 동결토와 비동결토의 동적특성(전단탄성계수, 감쇠비)을 Stokoe 식 공진주 실험기를 이용하여 평가하였다. 시편을 동결시키기 위해 시편의 온도제어가 가능하도록 공진주 실험시스템을 개선하였으며, 다양한 밀도로 조성된 시편에 대해 동결상태와 비동결상태에서 공진주 실험을 수행하였다. 동결토 실험에서는 $-7^{\circ}C$에서 얼린 시료를 이용해 전단변형률에 따른 전단탄성계수와 감쇠비를 획득하였고, 이를 비동결토의 특성과 비교하였다. 또한, 동결토의 온도변화에 따른 최대전단탄성계수와 감쇠비 변화를 실험적으로 평가하여 동결-융해 작용에 의한 지반의 역학적 특성 변화를 확인하였다. 본 연구를 통해 동결토와 비동결토의 동적특성 차이를 확인하였으며, 온도상승이 동결토에 미치는 영향을 확인했다는 점에서 공학적 의의가 있다.