• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.1042-1049
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• 2007

Recently, a theoretically-sound design approach, using an elastic multilayer model, is attempted in trackbed designs for the construction of high speed railways and new lines of conventional railways. In the elastic multilayer model, the stress-dependent resilient modulus($E_R$) is an important input parameter, that is, reflects substructure performance under repeated traffic loading. However, the evaluation method for resilient modulus using repeated loading triaxial test is not fully developed for practical purpose, because of costly equipment and the significantly fluctuated values depending on the testing equipment and laboratory personnel. In this study, the paper will present an indirect method to estimate the resilient modulus using dynamic properties. The resilient modulus of crushed stone, which is the typical material of sub-ballast, was calculated with the measured dynamic properties and the range of stress level of the sub-ballast, and approximated with the power model combined with bulk and deviatoric stresses. The resilient modulus of coarse grained material decreases with increasing deviatoric stress at a confining pressure, and increases with increasing bulk stress. Sandy soil(SM classified from Unified Soil Classification System) of subgrade was also evaluated and best fitted with the power model of deviatoric stress only.

• 한국철도학회논문집
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• 제11권1호
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• pp.61-68
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• 2008

교통하중이 작용하는 노반의 응력-변형율 간의 상관성의 특징을 나타내기 위하여 회복탄성계수가 사용되어왔다. 최근 도로의 경우 노반의 설계에 있어 AASHTO에서 제안된 역학적-경험적 설계가이드에 따라 회복탄성계소의 사용이 더욱 권장되는 실정이다. 이에 비해 국내 철도의 노반설계에 있어서는 정적실험 결과인 $K_{30}$이나 변형계수를 사용하고 있는 실정이다. 따라서 철도노반의 설계에 있어 회복탄성계수의 적용 가능성에 대한 평가가 이루어져야 할 것이다. 본 연구에서는 14종의 점성토 흙에 대하여 회복 및 영구변형 특성에 대한 평가를 위하여 기본 물성실험, 일축압축실험 그리고 회복탄성계수 실험을 수행하였다. 또한 일축압축 실험결과와 접선탄성계수, 일축압축강도, 파괴시 변형율 첨두 강도에서의 할선탄성계수와 항복변형율을 바탕으로 회복탄성계수 추정을 위한 예측모델이 제안되었다. 본 연구에서 제안된 예측모델은 실측결과와의 비교시 만족할 만한 값을 보이는 것으로 확인되었다. 다만 회복탄성계수 실험시 발생하는 영구변형에 대해서는 현재 고려하고 있지 않다.

• 한국철도학회논문집
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• 제11권1호
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• pp.54-60
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• 2008

다층 탄성모델에 근거한 철도노반 설계는 열차의 반복 윤하중에 의한 궤도 하부 구조의 거동을 반영하는 응력 의존적인 회복탄성계수$(E_R)$가 각 층의 중요한 입력물성치가 된다. 그러나 반복하중을 가하는 기존의 회복탄성계수 시험법은 비용이 고가이고 시험장비와 숙련도에 따라 결과의 일관성이 떨어지는 단점이 있어 실질적인 적용에 어려움이이었다. 본 연구에서는 이를 극복하기 위해 동적물성치를 이용한 대체 회복탄성계수 시험법을 적용하여 철도노반의 회복탄성계수를 결정하였다. 강화노반에 주로 사용되는 쇄석의 회복탄성계수는 측정된 동적물성치와 열차 운행 중 경험하는 강화노반의 응력을 고려하여 결정되었고, 체적응력과 축차응력의 거듭제곱 형태로 예측모델을 나타내었다. 쇄석의 회복탄성계수는 체적응력이 증가함에 따라 전체적으로 증가하는 경향을 보였고 축차응력이 증감함에 따라 감소하였다. 상 하부노반의 주재료인 SM계열 토사 재료에 대하여 회복탄성계수를 평가하였고, 축차응력만을 이용한 거듭제곱 형태의 예측모델과 상관성이 매우 높게 나타났다.

• 한국농공학회논문집
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• 제52권2호
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• pp.51-57
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• 2010

Many models have been used to represent the effects of confining stress, bulk stress, and shear stress on the value of the resilient modulus (Mr). This study was conducted to estimate Mr of the recycled materials such as recycled concrete aggregate (RCA) and recycled asphalt pavement (RAP) through the repeated load cyclic test. Also, two models were applied to estimation of Mr for comparing between measured Mr values and predicted Mr values. The first model (A-model) can provide a quick and easy estimation of the Mr based on the bulk stress, while the second model (N-model) includes not only the bulk stress but also the shear stress. Statistical analysis indicated that all results using the both of models are significant at a 95 % confidence level. Therefore, the both of models could be used as an effective prediction model of Mr for RCA and RAP. Especially, the Model 2 including the parameters of the bulk stress and the shear stress could give more reliable estimation at the high range of Mr values.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2008년도 춘계 학술발표회 초청강연 및 논문집
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• pp.587-598
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• 2008

In the trackbed design using elastic multi-layer model, the stress-dependent resilient modulus is an important input parameter, which reflects substructure performance under repeated traffic loading. The resilient moduli of crushed stone and weathered granite soil were developed using nonlinear dynamic stiffness, which can be measured by in-situ and laboratory seismic tests. The prediction models of resilient modulus varying with the deviatoric or bulk stress were proposed (Park et al., 2008). To investigate the performance of the prediction models proposed herein, the elastic response of the test trackbed near PyeongTaek, Korea was evaluated using a 3-D nonlinear elastic computer program (GEOTRACK) and compared with measured elastic vertical displacement during the passages of freight and passenger trains. The material types of the test sub-ballasts are crushed stone and weathered granite soil, respectively. The calculated vertical displacements within the sub-ballasts are within the order of 1mm, and agree well with measured values with the reasonable margin. The prediction models are thus concluded to work properly in the preliminary investigation. The prediction models proposed for resilient modulus were verified by the comparison of the calculated vertical displacements with measured ones during train passages.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2008년도 추계 학술발표회
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• pp.1404-1414
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• 2008

In the mechanistic-empirical trackbed design of railways, the resilient modulus is the key input parameter. This study focused on the resilient modulus prediction model, which is the functions of mean effective principal stress and axial strain, for three types of railroad trackbed materials such as crushed stone, weathered soil, and crushed-rock soil mixture. The model is composed with the maximum Young's modulus and nonlinear values for higher strain in parallel with dynamic shear modulus. The maximum values is modeled by model parameters, $A_E$ and the power of mean effective principal stress, $n_E$. The nonlinear portion is represented by modified hyperbolic model, with the model parameters of reference strain, ${\varepsilon}_r$ and curvature coefficient, a. To assess the performance of the prediction models proposed herein, the elastic response of a test trackbed near PyeongTaek, Korea was evaluated using a 3-D nonlinear elastic computer program (GEOTRACK) and compared with measured elastic vertical displacement during the passages of freight and passenger trains. The material types of sub-ballasts are crushed stone and weathered granite soil, respectively. The calculated vertical displacements within the sub-ballasts are within the order of 0.6mm, and agree well with measured values with the reasonable margin. The prediction models are thus concluded to work properly in the preliminary investigation.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2010년도 추계 학술발표회
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• pp.1190-1200
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• 2010

A method was developed to determine resilient modulus for crushed rock-soil mixtures whose usage has been increased recently without engineering specifications. The method is based on the subtle different modulus called nonlinear dynamic modulus and was lately implemented in residual soils and engineered crushed-stones. Hereby. the same method was expanded to crushed rock-soil mixtures containing as large grain diameter as 300mm. The method utilize field direct-arival tests for the determination of maximum Young's modulus, and a large scale free-free resonant column test, which is recently developed to is capable to test as large grain diameter as 25mm, for modulus reduction curves. The prediction model of resilient modulus was evaluated for crushed rock-soil mixtures of a highway construction site at Gimcheon, Korea.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제14권2호
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• pp.35-44
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• 2015

본 연구의 연성포장설계의 해석적 연구를 위해 연성포장설계에 이용되는 EPS 지오폼 회복탄성계수 모델이 고안되어 노상층이 EPS 블럭인 연성포장의 수직방향 변형크기를 예측하기위한 프로그램인 RMEG 에 이용되었다. RMEG 프로그램은 EPS 지오폼의 노상층이 설계된 기한동안 얼마나 침하 하는지와 AASHTO 연성포장설계방정식에 의해 평가된 신뢰도 70%로 주어진 교통하중에 도로구조체가 얼마나 오랫동안 심각한 도로파손 없이 지탱하는지를 보여주었다. 그 결과, EPS 노상층의 예측 수직변형은 20.6년 동안 5mm 이하로 EPS 지오폼은 일반토사의 대체물로써 하자가 없음을 나타냈다.

• 한국철도학회논문집
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• 제11권3호
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• pp.257-262
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• 2008

반복하중을 받는 도로 노반체의 경우 회복탄성계수를 이용한 해석 및 설계 방법이 이루어지고 있는데 유사한 형태의 하중조건인 철도 노반체의 경우에도 그 거동은 크게 다르지 않을 것으로 판단된다. 이러한 현상적인 특성을 감안하여 본 논문에서는 회복탄성계수를 기반으로 하는 구성방정식을 상용 유한요소 해석 프로그램에 적용하였다. 일반적으로 K-${\theta}$ 혹은 Uzan 모델을 기반으로 수치해석 프로그램과의 접목이 이루어져 왔다. 이러한 모델의 기본 가정은 반복하중으로 인하여 재료의 상태는 비선형탄성 상태까지 도달한 조건으로 보고 있으므로 추가적인 반복하중으로 인한 재료의 거동은 탄성구간 내에서만 발생하는 것으로 가정하고 있다. 그러나 점성토에 대한 회복탄성실험 결과를 보면 하중의 재하 횟수 증가에 따라 영구변형이 발생하는 상황이므로 기존의 모델을 사용한다면 발생하는 영구변형을 충분히 모델링 할 수 없게 된다. 따라서 본 논문에서는 실험결과로부터 도출된 소성특성과 간단한 파괴기준을 적용하여 영구변형이 발생하는 조건에서 구성모델을 개발하였으며 개발된 모델의 적용결과는 실험 결과값과 잘 일치하는 것으로 확인되었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제13권3호
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• pp.69-78
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• 1993

본 연구의 목적은, 입상토질의 노상토에 대한 회복탄성계수의 계절적 변화를 측정하기 위한 실험적 방법을 제시함에 있다. 노상토의 현지 온도와 함수비를 측정키 위해 현장 두 곳에 노상토 온도, 함수비 측정기기를 매설했다. 이러한 계절적 요인을 고려한 회복탕성계수를 결정하기 위해 다회귀분석에 의한 방정식을 유도했다. 응력해석결과, 평균유효응력 깊이에서의 유효회복탄성계수를 사용하는 것이 전 노상토의 특성을 대표할 수 있음을 아울러 찾아내었다. 또한, 온도와 함수비 등 계절적 변화에 따른 회복탄성계수를 예측키 위한 이론적 모델을 본 연구를 통해 제시했다.