열차의 하중을 적절한 강성으로 지지하기 위하여 다짐시공된 노반의 효과적인 강성특성 평가 기법에 대한 연구가 요구된다. 본 연구에서는 상부노반에 대하여 크로스홀 형태의 동적 콘 관입기(CDCP)를 적용함으로써 심도에 따른 강성특성을 평가하고자 하였다. CDCP의 적용을 위하여 세 단면의 다짐시공 완료된 상부노반이 대상 현장으로 선택되었으며, 각각의 개소에 대하여 CDCP 관입실험 및 들밀도시험, 동평판재하시험(LFWD)이 수행되었다. CDCP 관입실험 결과, 심도에 따른 탄성파 발신시간 및 전단파 수신시간을 획득하였으며, 이를 이용하여 노반의 전단파속도 주상도를 획득하였다. 또한, 동일 개소에서 들밀도시험으로부터 획득한 노반의 밀도 및 전단파속도 주상도를 이용하여 심도에 따른 최대전단강성계수($G_{max}$)를 평가할 수 있었다. CDCP 관입실험 및 들밀도시험으로부터 평가된 최대전단강성계수와 LFWD시험으로부터 획득한 동탄성계수($E_{vd}$)를 상호비교한 결과 매우 우수한 선형관계를 보이므로, CDCP 관입실험으로부터 유효한 강성특성을 평가할 수 있을 것이라 판단되었다. 또한, CDCP 관입실험으로부터 도출되는 결과는 일정 심도에 대한 대표 강성특성이 아닌 심도에 따른 연속적인 강성특성 이므로 노반의 강성특성 평가에 효과적으로 이용될 수 있을 것이라 기대된다.
Dynamic compaction has evolved as an acceptable method of site improvement by treating poor soils in situ. The method is often an economical alternative for utilizing shallow foundations and preparing subgrades for construction when compared with conventional solutions. In general, the installation purpose of dynamic compaction are to increase bearing capacity and decrease differential settlement within a specified depth of improvement. This method involves the s systematically dropping large weights onto the ground surface to compact the underlying ground. The weights used on dynamic compaction projects have been typically constructed of steel plates, sand or concrete filled steel shells, and reinforced concrete. Typically, weights range from 5-20 ton and base configurations are, circular or octagonal. In this study, the effective depth of improvement is evaluated based on the numerical analysis code, the dynamic analysis of FLAC-3D program, in order to analyze the influence parameters ; ground conditions, maximum applied load and the area of compaction plate.
일반적으로 도로의 하부인 노상층은 불포화토 상태로 존재하기 때문에 함수비의 변동을 예측하기 위해서는 불포화 함수특성곡선(soil-water characteristic curve)의 추정은 필수적이다. 따라서, 국내 대표적인 노상토인 다짐된 화강풍화계열 노상토를 대상으로 함수특성을 정량화하기 위하여 pressure plate 장치를 활용하여 건조 및 습윤 이력과정의 실험을 각각 수행한 후 이를 토대로 불포화토 함수특성에 대한 해석을 수행하였다. 실험결과, 화강 풍화 노상토의 함수비를 좌우하는 흡수력이 건조와 습윤 과정에 있어 서로 다른 수치를 나타내었고 흡수력에 따른 불포화 투수계수와 습윤용적 그리고 확산 등의 흐름특성을 통하여 이력(hysteresis)을 확인하였다. 이를 토대로 도로하부의 연중흡수력을 추정하였다.
실내다짐토와 현장다짐토의 회복탄성특성을 비교하기 위하여 5종류의 현장다짐점토와 3종류의 실내다짐점토에 대한 회복탄성계수실험 (Resilient Modulus Test)을 실시하였다. 실험 결과에 의하면 현장시료의 회복탄성계수는 동일한 함수비와 건조단위중량으로 다짐형성된 시료의 그것과 상당히 다른 것으로 나타났다. 회복탄성계수는 1% 변형률에서의 일축압축응력과 좋은 상관 관계를 가지는 것으로 확인되었으며 이들간의 상관관계는 회귀분석에 의하여 간단한 식과 도표로 제안되었다. 구해진 상관관계는 실내다짐토와 현장다짐 토에 대해 약간 다르나, 실제 노반에 존재할 것으로 예상되는 응력조건하에서는 크게 다르지 않다. 제안된 상관관계식 자체는 시공후 지반의 상태변화에 영향을 받지 않으므로 as-compacted나 in-service상태에 모두 적용 가능하다.
철도선로구간의 노후도는 궤도, 노반, 교량, 터널 등 요소시설의 노후도로 결정되며 궤도의 선형 또한 선로구간 노후도에 영향을 준다. 본 논문에서는 계층구조분석(analytic hierarchy process: AHP)과 자료포락분석(data envelopment analysis: DEA)을 활용하여 선로구간의 노후도를 평가하는 방법을 제시한다. AHP는 다수의 전문가들이 평가하는 각 요소시설의 중요도를 체계적으로 파악할 수 있도록 해준다. 요소시설에 대한 중요도는 전문가에 따라 달라질 수 있다. DEA는 선로구간 요소시설의 중요도 가중치 범위를 체계적으로 반영하여 선로구간의 노후도를 평가할 수 있도록 해준다.
In this paper, 18 single-sized pervious concrete mixtures were tested. The mixtures were prepared by altering: the amount and type of binder, type of aggregate, and the method of compaction. Concrete was compacted in layers in one of five different consolidation techniques: with standard tamping rod, wooden lath, concrete cylinder, or vibration of 12 and 40 s. Tests carried out on the specimens were: slump, density, porosity, coefficients of permeability, compressive strength and splitting strength. The relationships between porosity-density and porosity-strength were established. Two mixtures were selected for the preparation of test slabs on different subgrades and their permeability was tested according to ASTM C 1701-09 Standard. By comparing laboratory and field tests of permeability, it was concluded that the subgrade affects the test results. Measurements on the test slabs were repeated after 1 and 2 years of installation.
From the effect of bound water, this study aims to seek the potential reasons for difference of mechanical experiment results of subgrades soils. To attain the comparatively test condition of bound water, dry forming (DF) and wet forming (WF) were used in the specimen forming process before testing, series of laboratory tests, i.e., CBR tests, direct shear tests and compaction tests. The measured optimal moisture contents, maximum dry densities, CBR, cohesion c, and internal friction angle 𝜑 were given contrastive analysis. Then to detect the adsorptive bound water in the subgrade soils, the thermal gravimetric and differential scanning calorimetry (TG-DSC) test were employed under different heating rates. The free water, loosely bound water and tightly bound water in soils were qualitatively and quantitatively analyzed. It was found that due to the different dehydration mechanics, the lost bound water in DF and WF process show their own characteristics. This may lead to the different mechanical properties of tested soils. The clayey particles have a great influence on the bound water adsorbed ability of subgrade soils. The more the clay content, the greater the difference of mechanical properties tested between the two forming methods. Moreover, in highway construction of southern China, the wet forming method is recommended for its higher authenticity in simulating the subgrade filed humidity.
The behavior of the soil subgrade is complex and irregular against loads. When modeling, the soil is often replaced by a more straightforward system called a subgrade model. The Winkler method of linear elastic springs is a popular method of soil modeling in which the spring constant shows the modulus of subgrade reaction. In this research, the factors affecting the distribution of the modulus of subgrade reaction of elastoplastic subgrades are examined. For this purpose, critical theories about the modulus of subgrade reaction were examined. A square raft foundation on a sandy soil subgrade with was analyzed at different internal friction angles and Young's modulus values using ABAQUS software. To accurately model the actual soil behavior, the elastic, perfectly plastic constitutive model was applied to investigate a foundation on discrete springs. In order to increase the accuracy of soil modeling, equations have been proposed for the distribution of the subgrade reaction modulus. The constitutive model of the springs is elastic, perfectly plastic. It was observed that the modulus of subgrade reaction under an elastic load decreased when moving from the corner to the center of the foundation. For the ultimate load, the modulus of subgrade reaction increased as it moved from the corner to the center of the foundation.
Fang Xu;Wuming Leng;Xi Ai;Hossein Moayedi;Qishu Zhang;Xinyu Ye
Smart Structures and Systems
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제31권5호
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pp.517-529
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2023
Using a device composed of two lateral pressure plates (LPPs) and a steel reinforcement bar to apply horizontal pressure on slope surfaces, a newly developed prestress-reinforced embankment (PRE) is proposed, to which can be adopted in strengthening railway subgrades. In this study, an analytical model, which is available of calculating additional confining stress (σH) at any point in a PRE, was established based on the theory of elasticity. In addition, to verify the proposed analytical model, three dimensional (3D) finite element analyses were conducted and the feasibility in application was also identified and discussed. In order to study the performance of the PRE, the propagation of σH in a PRE was analyzed and discussed based on the analytical model. For the aim of convenience in application, calculation charts were developed in terms of three dimensionless parameters, and they can be used to accurately and efficiently predict the σH in a PRE regardless of the embankment slope ratio and LPP side length ratio. Finally, the potential applications of the proposed analytical model were discussed.
본 논문은 준강성 보강재를 수직방향으로 설치함으로써 연약지반을 개량할 수 있는 장래 현장에서 유용하게 사용될 보강토방법을 제시하였다. 실내모형실험은 보강재를 연약한 사질토층에 수직방향으로 설치하고 그 상부에 두 종류의 모형얕은기초를 축조한 후 보강되지 않은 사질토층과 보강된 사질토층에 대한 지지력을 비교하였다. 또한 보강재표면의 거칠기에 따른 효과와 보강재의 길이, 설치간격, 측면 보강범위와 사질토의 초기상대밀도에 따른 극한지지팩의 증가에 대하여 평가하였다. 실험결과 상대밀도가 낮게나 중간 정도인 사질토층에 보강재를 수직방향으로 설치하였을 때 극한지지력이 상당량 증가됨을 알 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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