반복단순전단 시험에 의한 패각질 모래의 액상화 강도

윤여원(Yoon Yeowon),윤길림(Yoon Gillim),최재권(Choi Jaekwon) 한국지반환경공학회 2007 한국지반환경공학회논문집 Vol.8 No.6

해안 연약지반 개량공사에 사용되는 모래는 대부분 다소간의 패각을 함유하게 된다. 본 연구에서는 패각 함유량이 패각질 모래의 액상화 저항에 미치는 영향을 연구하기 위하여 중량비에 의해 0%, 5%, 10%, 20%, 30%의 패각을 함유한 모래의 입도를 조성하고 건조퇴적 방법으로 상대밀도가 40%와 55%인 공시체를 성형하여 50kPa, 100kPa, 150kPa의 압밀유효연직응력으로 NGI형 직접단순전단시험기를 이용해서 반복단순전단시험을 수행하였다. 연구 결과, 압밀유효연직응력이 낮을 경우에는 상대밀도가 40%, 55% 모두 패각 함유량이 많아질수록 액상화강도가 크게 증가하는 경향을 보였다. 그러나 압밀유효연직응력이 높을 경우에는 상대밀도가 40%일 경우 약간 증가하는 경향을 얻었으나 상대밀도가 55%일 경우에는 거의 일정한 값으로 수렴하는 결과를 얻었다. 그리고 상대밀도에 관계없이 압밀유효연직응력이 증가하면 액상화 저항이 감소하는 경향을 보였다. 또한 같은 압밀유효연직응력과 패각 함유량에서 상대밀도가 높아질수록 액상화강도가 증가하는 것으로 나타났다. The sands which use for soil improvement of soft ground at coastal area contain more or less amount of shells. In this research the effects of shell contents on the liquefaction resistance of the shelly sand were studied. NGI cyclic simple shear tests were performed for the shell-sands with shell contents of 0%, 5%, 10%, 20%, 30% under the effective vertical stress of 50㎪, 100㎪ and 150㎪ for 40% and 55% of relative density, respectively. Cyclic simple shear test results showed that for the low effective vertical stress, the liquefaction resistance increased rapidly with increase of shell contents in both 40% and 55% relative density. On the other hand, for the high effective vertical stress, the liquefaction resistance increased slightly in 40% relative density and was almost same in 55% relative density. Liquefaction resistance decreased with increasing effective vertical stress for both 40% and 55% relative density. In the same effective vertical stress and shell contents, liquefaction resistance increased with the increase of relative density.

타이어셀로 보강된 지반의 거동에 대한 수치모델링

윤여원(Yoon Yeowon),견광수(Kyeon Kwangsoo),윤길림(Yoon Gillim) 한국지반환경공학회 2008 한국지반환경공학회논문집 Vol.9 No.6

본 연구에서는 타이어셀로 보강된 모래지반에 대한 평판재하시험을 유한요소법에 의해 모델링하였다. 타이어셀의 기능과 외양은 지오셀과 비슷하며 지오셀과 마찬가지로 토목구조물에서 지반보강 목적으로 사용할 수 있다. 해석결과는 모델링의 적절성을 평가하기 위해 현장 재하시험결과와 비교하였다. 두 결과의 비교로부터 유한요소해석에 의한 침하량은 극한지지력에서 실험결과와 유사한 값을 나타내었다. 모델링을 검증한 후 타이어셀의 보강깊이와 보강층 수의 변화에 대한 해석을 수행하였다. 보강효과는 보강깊이가 증가함에 따라 감소하였으며 이러한 경향은 기존의 시험결과와 유사하였다. 보강층수가 증가함에 따라 보강효과는 증가하였다. 그러나 2층 이상의 보강은 효과가 무시할 정도였다. 결론적으로 본 연구에서의 모델링 방법은 타이어셀을 사용한 지반구조물의 해석에 사용할 수 있을 것으로 생각된다. In this research, the plate load tests on sand which is reinforced by Tirecell mat were simulated by finite element method (FEM). Tirecell mat made by waste tires has the same function and similar shape to Geocell for soil reinforcement and it can also be used for civil engineering structure. The results were compared with those of field plate load tests for evaluation of suitability of modeling method. From the comparison of both results, it can be seen that the settlements by FEM were very similar to test results with small margin under the ultimate bearing capacity. For the ultimate bearing capacities of two results, difference was very small. After the confirmation of the modelling, reinforcing effects with variation of cover depth and number of reinforcement layers by Tirecell were analyzed additionally. Reinforcing effect decreases with increasing soil cover depth, and this is similar to previous test results by soil cover depth. As the number of reinforcing layers increased, reinforcing effect increased. However at more than 2 reinforcing layers, reinforcing effect was negligible. In conclusion, the modeling method in this research might be used for analysis of reinforced structures using Tirecell mat.

시료의 채취 방식에 따른 교란도 평가

윤여원(Yoon Yeowon),김영진(Kim Youngjin),최은호(Choi Eunho) 한국지반환경공학회 2008 한국지반환경공학회논문집 Vol.9 No.1

본 연구는 직경 225㎜의 KICT 대구경 샘플러와 NX size 피스톤 샘플러를 사용하여 채취한 점토시료의 강도정수를 비교하여 대구경 샘플러가 NX size 피스톤 샘플러에 비해 원지반 상태를 얼마나 잘 반영하는가를 평가하는데 그 목적이 있다. 이 연구를 위하여 두 가지 샘플러로 채취한 점토 시료를 동일 조건에서 표준압밀시험, 일축압축시험, 삼축압축시험을 수행하여 채취 시료의 교란도 분석을 하였다. 분석결과 초기간극비와 선행압밀응력 뿐만 아니라 시료의 일축 및 삼축압축 시험에 의한 강도정수도 KICT 대구경 샘플러에 의한 시료가 약 10% 이상 높게 나타났다. In this study, evaluation of samples' reflection of in-situ condition was performed for those by 225 ㎜ KICT large sampler and NX size piston sampler. Disturbance analysis was conducted for the clay sampled by two kinds of sampler throughout consolidation tests, uniaxial tests and triaxial test, under the same condition. From the analysis it can be seen that not only the initial void ratio and preconsolidation pressure from KICT large sampler but strength parameters from both uniaxial and triaxial compression tests are also about 10% higher than those of NX size piston sampler's.

석탄회의 정적 및 동적 특성 평가

윤여원(Yoon Yeowon),채광석(Chae Kwangsuk),송규환(Song Kyuhwan) 한국지반환경공학회 2009 한국지반환경공학회논문집 Vol.10 No.3

본 연구는 발전소의 적치장에서 채취한 석탄회의 정적 및 동적 강도를 제시하였다. 석탄회는 주로 저회로 이루어져 있으며 정적 및 동적 강도를 평가하기 위하여 NGI형 단순전단시험, 반복단순전단시험 및 직접전단시험을 수행하였으며, 이러한 시험으로 부터의 강도를 모래의 강도와 비교하였다. 본 연구에 사용된 석탄회 속에 있는 저회는 입도분포에 의하면 모래로 분류되었으며 모래보다 높은 강도 특성을 보였다. 석탄회를 토목공사에 활용되기 위해서 사질토와 석탄회를 50:50의 비율로 배치플랜트에서 섞어 사용하는 것은 사질토층과 석탄회층을 교대로 층별 시공하는 것보다 비효율적이다. 혼합시공과 층별시공을 모사하기 위하여 모래와 석탄회가 50:50으로 조성된 시료를 준비하였다. 시험결과 혼합에 의한 시료가 층별시료보다 약간 큰 정적 및 동적 강도를 나타내었다. 높은 강도는 주로 저회의 모난 입자로부터 기인된 것으로 보인다. 혼합시료에서 액상화시의 반복응력비는 반복횟수가 증가함에 따라 층별시료보다 급격히 감소하였다. This study presents static and dynamic strength of coal ashes collected from disposal site of power plant. Main compositions of coal ashes were bottom ashes. In order to evaluate static and dynamic characteristics of coal ash, NGI direct-simple shear tests, cyclic simple shear tests and direct shear tests were conducted. The strengths of coal ashes from those tests were compared to those of sands. Bottom ashes among coal ashes used for this study were classified as sand from the grain size distribution and show higher strength properties than the sands. For utilization of coal ashes in civil engineering project, mixing coal ashes with sandy soil using batch plant is inconvenient and the cost is higher than the spreading sand layer and coal layer alternately. In order to simulate both mixing type and layered type construction, sands and coal ashes were mixed with volume ratio 50:50 and prepared sand and coal ash layers alternately with the same volume ratio. From the tests mixed coal ashes-specimen shows slightly higher static and cyclic strength than the layered specimen at the same density. The higher strength seems due to the angular grain of bottom ashes. The cyclic stress ratio at liquefaction decreases rapidly as the number of cycle increases at mixed specimen than that of layered specimen.

5G NR PRACH를 이용한 상향링크 시간 및 주파수 오차 추정 성능 평가

윤여원(Yeowon Yoon),조한영(Hanyoung Jo),최지훈(Jihoon Choi) 대한전자공학회 2019 대한전자공학회 학술대회 Vol.2019 No.6

고온 조건에서 염기성 용액이 투과된 압축 나트륨 벤토나이트의 수리전도도와 양이온 교환 특성

윤여원(Yeowon Yoon),하녹안(Ha Ngoc Anh),나선원(Sunwon Rha),김진석(Jin-Seok Kim),조호영(Ho Young Jo) 대한지질학회 2021 대한지질학회 학술대회 Vol.2021 No.10

고준위방사성폐기물 심층처분시스템의 공학적 방벽 완충재는 낮은 수리전도도, 큰 팽윤압, 큰 핵종 흡착능 등의 물성이 요구된다. 팽윤성 점토광물인 몬모릴로나이트가 주구성광물인 벤토나이트는 완충재에 요구되는 물성을 만족하는 물질로 알려져 있다. 자연계로 방사성 핵종 누출 억제가 주요 목적인 심층처분시스템의 공학적 방벽은 방사성폐기물로부터의 고열과 처분시스템에 사용되는 시멘트와 지하수의 반응에 의해 형성되는 염기성 지하수에 노출될 수 있다. 본 연구에서는 핵종 거동에 영향을 주는 벤토나이트의 열-수리-화학적 복합적 거동 특성을 이해하기 위해 다양한 온도 조건(25–75℃)에서 시멘트 침출수를 모사한 pH가 약 12인 칼륨과 칼슘 혼합 염기성 용액을 투과용액으로 사용하여 압축 나트륨 벤토나이트를 대상으로 수리전도도 실험을 3년간 수행하였다. 실험 종료 후 반응한 벤토나이트 시료에 대하여 화학조성, 광물성분, 양이온 교환능, 팽윤 지수를 측정하였다. 25℃ 조건에서는 압축 나트륨 벤토나이트의 수리전도도가 실험 기간동안 매우 낮게(10-12-10-11 m/s) 유지되었으나, 50–75℃ 조건에서는 수리전도도가 일정한 시간이 지난 후 약 10배 이상 증가했다. 교환성 양이온 분석 결과, 25℃ 조건에서는 칼륨과 칼슘에 의한 나트륨의 교환과 팽윤지수 변화가 거의 나타나지 않았다. 반면에 50–75℃ 조건에서는 나트륨이 거의 칼륨과 칼슘으로 교환되었고, 팽윤지수도 크게 감소하였다. 이러한 팽윤지수 감소는 양이온 교환에 의해서, 수리전도도 증가는 온도 증가에 의한 투과용액의 점성도 감소와 양이온 교환에 의한 미세공극구조의 변화에 의한 것으로 사료된다.

동적마스크를 이용한 다양한 하이드로젤 멤스 공진기 제작

윤여원(Yeowon Yoon),김석범(Seokboem Kim),이정철(Jungchul Lee) 대한기계학회 2016 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2016 No.12

This paper reports a new fabrication method for fabricating various hydrogel MEMS resonators by applying dynamic mask lithography on an acrylic substrate with a drilled hole which is molded with polydimethylsiloxane (PDMS). Polyethylene-glycol (diacrylate) (PEG-DA) mixed with a photoinitiator is applied between the acrylic-PDMS composite block and a PDMS cover with a fixed-depth recess. It is subsequently cured with an intended shape defined by the image projected by a digital micro-mirror device (DMD). After the dynamic projection, the top PDMS cover is removed and the remaining part is washed with isopropyl alcohol. This step removes unexposed PEG-DA. Finally, the acrylic substrate with the cured PEG-DA structure firmly attached is separated from the acrylic-PDMS composite block to make a free-standing structure. Three different types, cantilever, bridge, and membrane, of hydrogel resonators are fabricated with various sizes and shapes.

하이드로젤 쉐도우 마스크를 이용한 금속 박막 압저항 소자 통합 하이드로젤 멤브레인 레조네이터

윤여원(Yeowon Yoon),이정철(Jungchul Lee) 대한기계학회 2017 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2017 No.11

This paper reports mechanical resonators with thin metal piezoresistors deposited through a hydrogel shadow mask to enable electrical readouts of resonators’ static deflection and resonant frequency. First, circular membrane resonators are simply fabricated by projecting spatially-modulated UV light onto thin polyethyleneglycol diacrylate (PEG-DA) prepolymer on polymethylmetacrylate (PMMA) – polydimethylsiloxane (PDMS) composite substrates with a Digital micromirror device (DMD)-based dynamic mask lithography. Then, the PDMS is plugged out from the composite substrate in dry state to define free-standing circular membrane resonators with diameters of 1 mm and thicknesses of 15 μm. Hydrogel (PEG-DA) shadow masks are also fabricated with the DMD-based dynamic mask lithography. Thickness of PEG-DA shadow masks are 100 μm and the minimum dimension of the opening is 30 μm. With a hydrogel shadow mask placed over a hydrogel membrane resonator, thin metal (Ti/Au) films, 40 and 80 nm thick, respectively, are deposited by an electron beam evaporator. The deposited thin metal film piezoresistor along with three off-chip resistors constructs a Wheatstone bridge that is interfaced with a differential amplifier. With this circuitry, deflection and resonant frequency of hydrogel membrane resonators are electrically monitored and compared with measurements by a typical reflection-type optical readout.

준설 실트질 점토를 이용한 경량기포혼합토의 압축강도 특성

김동규(Donggyu Kim),윤여원(Yeowon Yoon),윤길림(Gillim Yoon) 한국지반환경공학회 2017 한국지반환경공학회논문집 Vol.18 No.5

본 연구에서는 실트질 점토와 동물성 기포제 및 시멘트로 제작한 경량기포혼합토의 공학적 특성을 고찰하는 시험을 수행하였다. 현장의 경량기포혼합토는 도로를 위한 연약지반상 성토 및 기존도로의 확장 구간에 성토재료로 사용되어 왔다. 현장에서는 주로 제작 직후의 단위중량과 흐름치를 측정하여 품질관리를 하고 있으며, 실내 시험을 통해 압축강도시험으로 확인한다. 본 연구의 주목적은 경량혼합토의 다른 특성과 흐름치 관계와 더불어 흐름치로부터 시방서에서 요구하는 압축강도를 예측하고자 하는 것이 주요 목적이다. 연구 결과, 준설토의 함수비가 클수록 높은 유동성으로 인해 흐름치가 증가하였고 재료분리로 인해 타설 깊이에 따른 단위중량이 증가하였다. 60cm의 시료 하부는 상부에 비하여 약 2배의 압축강도를 나타내었다. 현장에서의 품질관리는 주로 흐름치에 의존하게 되므로 흐름치와 혼합토의 압축강도를 선행적으로 예측할 수 있도록 Yoon & Kim(2004)이 제시한 정규화계수와 의 상관관계를 제시함으로써 흐름치로부터 압축강도를 예측할 수 있도록 하였다. 또한, 흐름치와 정규화계수와의 관계를 제시하였으며 이관계로부터 정규화계수를 산정하고, 이로부터 계산한 압축강도와 실내시험 압축강도를 비교한 결과, 준설토의 초기함수비가 높을수록 유사한 관계가 나타났다. 따라서, 흐름치와 정규화계수의 상관관계를 통해 압축강도를 사전에 예측하여 설계 단계에서 반영할 필요성이 있다고 판단된다. In this research, laboratory tests were carried out to investigate the engineering properties of Light-Weight Air Foamed Soil (LWAS) based on silty clays with the animal foaming agent and cement. LWAS has been used as an embankment material over soft ground for road and side extension of the existing road. In field, unit weight and flow value is measured right after producing in mixing plant in order to control the quality of LWAS, and laboratory tests are carried out to confirm the quality through compressive strength of LWAS as well. In this research, direct estimation of the specification requirement of strength using flow values in field is the main purpose of the study together with other characteristics. From the test results, it can be seen that flow values increase with the initial water content and unit weight increases with the depth due to material segregation. Compared to the upper specimen, lower end of 60 cm specimen shows about 2 times higher compressive strength. Relationship between flow values and normalized factor presented by Yoon & Kim (2004) was presented. With that relationship, compressive strength can be predicted from flow values in field. From the relationship, the normalized factor was calculated. Thereafter calculated compressive strengths according to the flow values were compared to measured strengths in the laboratory. The higher the initial water content of the dredged soil has, the better relationship between predicted and measured shows. Therefore it is necessary to predict the compressive strength in advance through the relationship between the flow value and the normalized factor to reflect it in the design stage.

전기로 제강 환원슬래그 혼합토의 환경적 영향

나현수(Na Hyunsu),윤여원(Yoon Yeowon),윤길림(Yoon Gillim) 한국지반환경공학회 2011 한국지반환경공학회논문집 Vol.12 No.7

산화슬래그는 토목분야에 널리 활용되어 왔으나 전기로 제강 환원슬래그는 거의 활용되지 않고 있는 실정이다. 따라서 토목 분야에서의 재활용 방법을 모색하기 위하여 환원슬래그의 성분을 분석하고 이를 바탕으로 토목현장에서 흔히 볼 수 있는 풍화토와 환원슬래그를 중량비 0% 내지 30%로 혼합한 후, 폐합시스템의 Lysimeter에서 1주, 2주, 4주의 주기로 환원슬래그 혼합토의 환경적 특성을 고찰하기 위한 시험을 수행하였다. 환원슬래그를 XRD, XRF를 이용하여 정성ㆍ정량적으로 분석한 결과, calcium silicate의 일종인 Ca2(SiO4)가 주요 결정 광물로 나타났다. 그리고 ICP-OES에 의한 중금속 분석결과 철강 생산 공정에 의한 영향으로 Al, Fe, Mn이 환원슬래그에 포함된 주요 중금속으로 확인되었다. 이를 폐기물관리법에 의한 오염물질 배출허용기준과 비교한 결과 중금속에 의한 오염가능성은 거의 없을 것으로 사료된다. 또한 환원슬래그 혼합토 침출수는 0% 혼합토에서 pH 6.9로부터 30% 혼합토에서 pH 10으로 측정되어 문제가 없음을 확인하였다. 침출수의 순환주기에 의한 pH 변화는 거의 없는 것으로 나타났다. The oxidation slag has been widely used in civil engineering project, whereas the reduced slag from electric furnace has yet to be applied. Consequently in order to find out the recycling method in civil engineering field, the mineral compositions of the reduced slag were analyzed and some tests on water quality were performed to estimate the potential release of toxic compounds. Slag-soil mixtures of 0, 10, 20 and 30%(dry weight) soil were prepared in lysimeter columns and the effluents were collected with the period of one, two and four week options in closed system, respectively. The result from qualitative and quantitative analysis using X-ray Diffraction(XRD) and X-ray Fluorescence(XRF) indicates that the main mineral of the reduced slag is Ca₂(SiO₄), a kind of calcium silicate. Also, the leaching medium analyzed by Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectroscopy(ICP-OES) showed that main heavy metals such as Al, Fe and Mn are included in the reduced slag due to the effect of steel production process. It can be seen that the leachate does not violate the regulation guide line of waste material of heavy metal. Also the pH levels were increased from pH 6.9 for 0% soil to pH 10 for 30% soil. However the influence on leachate circulation period of one through four weeks was negligible.