• 대한토목학회논문집
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• 제14권4호
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• pp.933-939
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• 1994

본 논문은 중간 정도의 밀도를 가진 사질토층에 있어서 얕은 기초의 극한 지지력에 대한 Geogrid 보강의 긍정적인 효과를 우선적으로 평가하고자 하였다. 보강된 사질토층의 정적, 반복 하중에 따른 침하 특성을 개선함에 있어 일련의 실내 모형 시험을 수행하므로써 양용 정방형 기초의 극한, 허용 지지력을 연구하고자 하였다. Geogrid의 사용은 연약 지반의 강도 특성 및 하중-침하 관계에서의 개선을 위한 경제적이면서도 시간 절약의 효과를 가져올 수 있다. 특히 Geogrid로 보강된 지반은 기계 기초, 철로 제방, 그리고 지진 예상 지역의 구조물 기초 등에 필수적이다. 결론적으로 본 실험 연구의 결과는 사질토층에 Geogrid로 보강을 실시하므로써 정, 동적 하중에 대한 지반의 특성이 개선됨을 보여주고 있었으며, 향후 현장에서 유용하게 사용될 새로운 보강토 방법을 제시하였다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제22권3호
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• pp.227-236
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• 2020

Expansive soils are renowned for their swelling-shrinkage property and these volumetric changes resultantly cause huge damage to civil infrastructures. Likewise, subgrades consisting of expansive soils instigate serviceability failures in pavements across various regions of Pakistan and worldwide. This study presents the use of polypropylene fibers to improve the engineering properties of a local swelling soil. The moisture-density relationship, unconfined compressive strength (UCS) and elastic modulus (E₅₀), California bearing ratio (CBR) and one-dimensional consolidation behavior of the soil treated with 0, 0.2, 0.4, 0.6 and 0.8% fibers have been investigated in this study. It is found that the maximum dry density of reinforced soil slightly decreased by 2.8% due to replacement of heavier soil particles by light-weight fibers and the optimum moisture content remained almost unaffected due to non-absorbent nature of the fibers. A significant improvement has been observed in UCS (an increase of 279%), E₅₀ (an increase of 113.6%) and CBR value (an increase of 94.4% under unsoaked and an increase of 55.6% under soaked conditions) of the soil reinforced with 0.4% fibers, thereby providing a better quality subgrade for the construction of pavements on such soils. Free swell and swell pressure of the soil also significantly reduced (94.4% and 87.9%, respectively) with the addition of 0.8% fibers and eventually converting the medium swelling soil to a low swelling class. Similarly, the compression and rebound indices also reduced by 69.9% and 88%, respectively with fiber inclusion of 0.8%. From the experimental evaluations, it emerges that polypropylene fiber has great potential as a low cost and sustainable stabilizing material for widespread swelling soils.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제14권4호
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• pp.45-58
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• 2015

국내에서의 도로 하부지반의 품질 관리는 주로 하중 지지력을 확인하는 평판재하시험과 상대 다짐도를 구하기 위한 현장들밀도시험을 이용하고 있으나, 최근에는 현장 여건에 맞는 적합성과 경제성, 신속성 등을 고려한 동적 콘 관입 시험과 동평판재하시험 등의 이용이 증가하는 상황이다. 이에 본 연구에서는 이러한 여러 다짐평가기법간의 상관성을 분석하기 위하여 실제 도로공사현장 3개소에서 노상두께 20cm, 30cm, 40cm에 대한 평판재하시험, 현장들밀도시험, 동적 콘 관입시험, 동평판재하시험을 이용하여 노상토의 지지력을 평가하였다. 또한, 각각의 다짐평가기법간의 결과를 비교 분석하여, 향후 활용법에 대하여 살펴보았다.

• 콘크리트학회지
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• 제2권4호
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• pp.91-98
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• 1990

시멘트콘크리트 포장의 세로줄눈 및 가로줄눈은 교통하중의 반복이동에 의한 포장슬래브의 단차현상을 억제하고, 하중, 온도 및 습도변화 등에 의하여 발생하는 응력 및 변형을 효율적으로 조절하기 위하여 설치된다. 그러나, 노반공극수의 동결융해, 지하수위의 변화, 줄눈부의 펌핑 및 단차현상으로 지반지지력이 저하되면 줄눈부에 국부적 응력집중이 발생하여 하중분산응력이 저하됨은 물론 포장의 공용성 및 안전성을 크게 위협하게 된다. 따라서 시멘트콘크리트 포장을 효율적으로 유지관리하고 사용성을 확보하기 위해서는 줄눈부의 하중전달특성을 보다 엄밀히 반영할 수 있는 해석모델이 정립되어야 하며, 이를 토대로 체계적인 유지관리 시스템이 개발되어야 한다. 이러한 관점에서 본 연구에서는 줄눈부의 거동을 다우얼바의 연결작용, 골재 맞물림작용 및 타이드키 작용으로 구분한 후, 포장체의 특성에 따라 이들의 영향을 포장슬래브의 구조해석에 선택적으로 반영시킬 수 있도록 해석프로그램을 개발하였다. 포장슬래브의 거동평가를 위하여 Winkler 기초모델 및 탄성지반 위에 놓인 판이론을 적용하였으며, 4절점 사각형 유한요소를 사용하여 줄눈요소의 강성 매트리스를 전 해석과정에 반영하였다. 한편, 본 연구의 해석결과를 Huang의 수치예에 비하여 Arlington 실험값에 더욱 근접된 경향을 보이므로 매우 효율적인 것으로 평가된다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제18권5호
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• pp.535-543
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• 2019

Building on/with expansive soils with no treatment brings complications. Compacted expansive soils specifically fall short in satisfying the minimum requirements for transport embankment infrastructures, requiring the adoption of hauled virgin mineral aggregates or a sustainable alternative. Use of hauled aggregates comes at a high carbon and economical cost. On average, every 9m high embankment built with quarried/hauled soils cost $12600MJ.m^{-2}$ Embodied Energy (EE). A prospect of using mixed cutting-arising expansive soils with industrial/domestic wastes can reduce the carbon cost and ease the pressure on landfills. The widespread use of recycled materials has been extensively limited due to concerns over their long-term performance, generally low shear strength and stiffness. In this contribution, hydromechanical properties of a waste tyre sand-sized rubber (a mixture of polybutadiene, polyisoprene, elastomers, and styrene-butadiene) and expansive silt is studied, allowing the short- and long-term behaviour of optimum compacted composites to be better established. The inclusion of tyre shred substantially decreased the swelling potential/pressure and modestly lowered the compression index. Silt-Tyre powder replacement lowered the bulk density, allowing construction of lighter reinforced earth structures. The shear strength and stiffness decreased on addition of tyre powder, yet the contribution of matric suction to the shear strength remained constant for tyre shred contents up to 20%. Reinforced soils adopted a ductile post-peak plastic behaviour with enhanced failure strain, offering the opportunity to build more flexible subgrades as recommended for expansive soils. Residual water content and tyre shred content are directly correlated; tyre-reinforced silt showed a greater capacity of water storage (than natural silts) and hence a sustainable solution to waterlogging and surficial flooding particularly in urban settings. Crushed fine tyre shred mixed with expansive silts/sands at 15 to 20 wt% appear to offer the maximum reduction in swelling-shrinking properties at minimum cracking, strength loss and enhanced compressibility expenses.

• Geomechanics and Engineering
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• 제33권2호
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• pp.141-154
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• 2023

This study investigated the effect of water retention characteristics between aged and fresh Municipal Solid Waste (MSW) on the stability of the landfill. A series of transient numerical modeling for the slope of an MSW landfill was performed considering the variation of water retention characteristics due to leachate circulation. Four different scenarios were considered in this analysis depending on how to obtain hydraulic conductivity and the aging degree of materials. Unsaturated hydraulic properties of the MSW used for the modeling were evaluated through modified hanging column tests. Different water retention properties and various landfill conditions, such as subgrade stiffness, leachate injection frequency, and gas and leachate collection system, were considered to investigate the pore water distribution and slope stability. The stability analyses related to the factor of safety showed that unsaturated properties under those varied conditions significantly impacted the slope stability, where the factor of safety decreased, ranging between 9.4 and 22%. The aged materials resulted in a higher factor of safety than fresh materials; however, after 1000 days, the factor of safety decreased by around 10.6% due to pore pressure buildup. The analysis results indicated that using fresh materials yielded higher factor of safety values. The landfill subgrade was found to have a significant impact on the factor of safety, which resulted in an average of 34% lower factor of safety in soft subgrades. The results also revealed that a failed leachate collection system (e.g., clogging) could result in landfill failure (factor of safety < 1) after around 298 days, while the leachate recirculation frequency has no critical impact on stability. In addition, the accumulation of gas pressure within the waste body resulted in factor of safety reductions as high as 24%. It is essential to consider factors related to the unsaturated hydraulic properties in designing a landfill to prevent landfill instability.

• 한국지반공학회논문집
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• 제39권11호
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• pp.23-31
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• 2023

콘크리트 궤도의 침하는 고속열차의 안전한 운행을 크게 저해할 수 있으며 복구에 상당한 비용이 소요되므로 최근 큰 문제로 대두되고 있다. 침하의 가장 큰 원인 중 하나는 터널공사의 부산물로 발생하는 암석재료를 적정한 입도분를 가진 토사 혼합 없이 하부노반 성토에 사용하기 때문으로 보고되고 있다. 본 논문에서는 암석재료로 성토된 하부노반의 부분 보강으로 인한 침하억제 효과를 수치해석으로 평가하였다. 하부노반에 일정하게 배치된 기둥 형태의 보강 영역은 상부노반에 지반아칭을 유발하게 되며 성토하중이 보강된 영역에 집중하게 되어 침하가 억제되는 효과가 있다. 유한요소해석을 통하여 보강된 영역의 크기, 강성, 간격이 하부노반의 침하억제에 미치는 효과를 평가하였으며, 해석 결과를 토대로 침하를 허용치 이내로 억제하기 위한 최소 보강 간격을 결정하는 설계 방법을 제안하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제34권12호
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• pp.105-113
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• 2018

본 연구에서는 고화제를 이용하여 개량된 노상재료의 배합에 따른 공학적 특성과 지지력을 분석하기 위하여 실내 및 현장시험을 실시하였다. 노상토 개량에 고화제로 사용된 재료의 주성분은 CaO와 $SO_3$이다. 고화제를 현장 토공재료인 저소성 점토(CL)와 혼합한 후 입도분포는 체 굵기가 커질수록 상대적으로 통과율이 낮아져 실트질 모래(SM)로 흙의 종류가 바뀌었을 뿐 아니라 소성지수와 수정 CBR 등의 공학적 특성이 노상토에 적합하게 개선되었다. 동일한 에너지로 다짐된 개량토의 다짐곡선으로부터 최대건조단위중량은 현장토 대비 약 6%가량 증가하고 최적함수비는 약간 감소하여 상당히 입도가 개선되었다. 실내 CBR 시험에서도 동일한 다짐에너지에서 적당량의 고화제를 투입한 개량토의 단위중량과 강도 증대효과가 현저히 크게 나타났다. 고화제 투입 후 조립분의 비율이 상대적으로 증가함으로 인하여 현장토 대비 초기다짐 시 팽창비가 3.3배 이상 감소되었고, 최종다짐 시에는 6.5배 이상 작게 나타났다. 시험시공이 이루어진 구간에서 일축압축강도는 설계강도 이상을 확보하면서 균질한 값을 유지하였다. 동일한 시공조건으로 현장에 적용한 후 확인시험 결과에서도 다짐 1일 후 시험한 6개소 모두의 지지력계수가 적절한 수준에서 목표값을 상회하고 그 변동성도 양호한 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제24권6호
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• pp.57-67
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• 2008

철도노반의 다짐 후 품질을 관리하기 위하여 비반복 평판재하시험(nonrepetitive plate loading test)으로부터 얻어지는 지반반력계수(subgrade reaction modulus, $k_{30}$)와 반복평판재하시험(repetitive plate loading test)으로부터 획득하는 변형률계수(strain modulus, $E_v$)의 두 계수를 혼용하고 있다. 평판을 이용한 재하시험을 수행한다는 점에서 두 시험법은 동일하나, 설계정수 획득방법, 반복재하 횟수, 각 하중 단계에서의 시험 종료방법 등 시험방법에는 큰 차이가 있다. 본 논문에서는 두 시험의 차이를 비교 분석하고 두 계수에 대한 상관성을 평가하였다. 이를 위하여 경부고속철도 2단계 공사구간의 원지반 6개소와 쌓기지반 5개소에 대한 총 22회의 현장시험을 실시하였다. 현장 시험 시의 응력조건, 변형률 조건 및 포아송비 조건을 고려한 보정을 수행하여 두 계수의 상관성을 높였으며, 현장에서 사용이 가능하도록 지반종류에 따른 상관계수를 제시하였다.