화학적 영향인자를 고려한 토목섬유-흙 접촉면 동적거동 특성

박인준(Park Innjoon),곽창원(Kwak Changwon),김재근(Kim Jaekeun) 한국지반환경공학회 2010 한국지반환경공학회논문집 Vol.11 No.11

최근 쓰레기 매립장에 보강 및 보호 목적으로 토목섬유가 널리 사용되고 있다. 최근 연구결과, 토목섬유-흙 접촉면에서는 진행성 파괴가 발생할 수 있는데 이는 토목섬유-흙 접촉면에서 함수비, 연직응력, 화학적 요소의 영향 등 고유물성에 기인한다. 본 연구에서는 침출수 내의 산성 및 염기성과 같은 성분의 영향이 진동하중 상태에서 토목섬유-흙 접촉면의 전단강도 감소에 미치는 영향을 실내 시험을 통하여 분석하였다. 다기능 접촉면 시험기를 새로 구축하고 서로 다른 pH 조건에서 수침시킨 토목섬유와 흙시료를 이용하여 진동 직접전단시험을 수행하여 접촉면 전단두께와 화학적 요소에 의한 접촉면의 전단강도 감소를 확인하였다. 또한 접촉면 전단강도 감소를 정량적으로 표현하기 위하여 교란상태개념에 기초하여 동하중 하의 화학적 인자들에 의한 토목섬유-흙 접촉면의 정규화 교란도 함수를 파악하고 전단강도 감소 특성을 확인하였다. Nowadays, geosynthetics for reinforcement and protection are widely applied to the waste landfill site. Current research indicates the potential for progressive failure in geosynthetic-soil system depends on the interface shear strength governed by several intrinsic factors such as moisture, normal stress, chemical, etc. In particular, the effect of the acidity and basicity from the leachate is intensively reviewed to assess the chemical reaction mechanism of interface shear strength under the cyclic loading condition. New multi-purpose interface apparatus(M-PIA) has been manufactured and the cyclic direct shear tests using submerged geosynthetics and soils under the different chemical conditions have been performed, consequently, the thickness of interface and shear stress degradation are verified. The basic schematic of the Disturbed State Concept(DSC) is employed to estimate the shear stress degradation in the interface, then, normalized disturbed function is obtained and analyzed to describe the shear stress degradation of geosynthetic-soil interface with chemical influence factors under dynamic condition.

다양한 양생조건에서 지반주입 그라우트의 경화특성에 대한 연구

허형석(Hyungseok Heo),박인준(Innjoon Park) 한국지반환경공학회 2020 한국지반환경공학회논문집 Vol.21 No.11

연약지반 차수 및 보강용 그라우트에 대하여 다양한 양생조건에서 초기 및 장기재령에 걸쳐 내구성에 대한 검토를 수행하였다. 그라우트는 물유리계, 급결광물계 및 아크릴고분자계를 대상으로 하였으며, 양생조건은 수도수(청수) 양생, 인공해수 양생 및 대기 양생으로 하고, 시험은 재령별 일축압축강도와 길이변화량 및 중량변화량에 대하여 수행하였다. 인공해수는 MgCl₂와 MgSO₄ 수용액을 각각 제조하여 사용하였다. 급결광물계와 아크릴고분자계는 수도수와 인공해수에서는 내구성에 큰 변화가 없이 안정적으로 양생되는 반면 물유리의 경우 수도수에 비해 인공해수조건에서 매우 급격한 내구성 저하가 발생되었다. 대기 양생조건에서는 모든 경우에서 수도수 양생에 비해 내구성이 저하되는데, 특히 급결광물계와 물유리계에서 중량감소가 각각 약 62% 및 60%로 큰 내구성 저하가 발생되었다. For water barrier and reinforcing grout in soft ground, the verification of durability was conducted over the initial and long-term ages under various curing conditions. The grout was made of water glass system, fast-hardening mineral (FHM) system, and acrylic polymer system. There were three types of curing conditions that were tab water curing, artificial seawater curing, and atmospheric curing. And the various tests were performed for each sample by age, uniaxial compressive strength, length change, and weight change. As artificial seawater, MgCl₂ and MgSO₄ aqueous solutions were prepared and used, respectively. As the test results, the fast-hardening mineral system and acrylic polymer system were cured stably without significant change in durability in tap water and artificial sea water, whereas water glass system showed a very rapid drop in durability under artificial sea water conditions compared to tap water. In atmospheric curing conditions, durability is lowered compared to water curing in all cases, and in particular, the weight loss in the FHM system and water glass system is about 62% and 60%, respectively, resulting in a significant decrease in durability.

Assessment of Liquefaction Potential Based on Modified Disturbed State Concept

Park, Keunbo,Choi, Jaesoon,Park, Innjoon 대한토목학회 2012 KSCE JOURNAL OF CIVIL ENGINEERING Vol.16 No.1

In this paper, the application of the disturbed state concept model for the assessment of liquefaction potential is examined through experimental and analytical investigation. In order to achieve a more realistic description of the dynamic responses of saturated sands, the disturbed state concept model was modified based on the dynamic effective stress path and excess pore pressure development. Static and cyclic undrained triaxial tests were performed for sands with different relative densities and confining stresses. Based on test results, a classification of liquefaction phases was proposed, in terms of the dynamic effective stress path and the excess pore pressure development. This was adopted into the modified disturbed state concept model. The liquefaction assessment method is also proposed, using the disturbed state concept model based on the deviatoric plastic strain trajectory. Factors of safety, calculated from the equivalent cyclic stress concept, were compared with the proposed method using the original and modified disturbed state concept models. This was proposed by using examples with different soil and earthquake conditions.

동적전단시험을 이용한 토목섬유-흙 접촉면에 대한 교란도함수의 확률특성 분석

허정원(Huh, Jungwon),박인준(Park, Innjoon) 한국지반환경공학회 2012 한국지반환경공학회논문집 Vol.13 No.11

샘플링기법인 LHS기법을 적용함으로써 교란도함수 모델의 확률적 특성인 평균, 변동계수 및 분포형태를 분석하였다. 그 결과로서의 수준에 따라 교란도함수의 변동성은 약 최소 10%에서 최대 28% 정도로 나타났으며, 분포형태는 대부분의 수준에서 Weibull 분포가 가장 적합한 것으로 나타났다. 이 연구를 통하여 획득한 교란도함수의 확률특성을 활용하면 향후 접촉면 전단강도의 불확실성과 변동성을 정량적으로 명확하게 고려할 수 있는 토목섬유-흙 접촉면의 확률론적 안전성 평가기법의 개발이 가능할 것으로 판단된다. This paper mainly deals with the analysis of probabilistic characteristics of the disturbed function proposed to predict dynamic behavior of Geosynthetic-soil interface as the lining and cover systems used in waste landfills. Calibration and statistical property estimation of the parameters in the disturbed function model were first performed using many experimental data obtained from a new multi-purpose interface apparatus (M-PIA). In order to analyze the effect due to changes in chemical degradation and normal loads condition, probabilistic properties such as mean, coefficient of variation and distribution type of the disturbed function were evaluated using both the LHS method known to be a very efficient sampling scheme and the estimated statistical property of A and Z. As a result, variation of the disturbed function is found to range approximately from 10∼28% according to the level of and Weibull appears to be the most adequate distribution type at almost all levels of.It is concluded that a probabilistic safety assessment method for Geosynthetic-soil interface considering uncertainty in shear strength can be developed by utilizing probabilistic properties of the disturbed function obtained in this study.

Dynamic response on tunnel with flexible segment

Kwak, Changwon,Jang, Dongin,You, Kwangho,Park, Innjoon Techno-Press 2018 Geomechanics & engineering Vol.15 No.3

Dynamic behaviour of a tunnel is one of the most important issues for the safety and it is generally subjected to the seismic response of the surrounding soil. Relative displacement occurred in tunnel lining during earthquake produces severe damage. Generally, it concentrates at the connecting area when two tunnels are connected in the ground. A flexible segment is a useful device for the mitigation of seismic loads on tunnel lining. In this study, 1-g shaking table tests are performed to investigate the acceleration response for the verification of the effect of flexible segment and to determine the optimum location of the flexible segment for connected tunnels. Four different seismic waves are considered; as a result, peak acceleration is reduced to 49% in case that flexible segment is implemented adjacent to connecting area. It also exhibited that the mitigation of acceleration response is verified in all seismic waves. Additionally, 3-dimensional numerical analysis is performed to compare and verify the results. And the numerical results show good agreement to those of the experimental study.

폐기물 매립장 접촉면의 동적 전단거동특성

박인준,곽창원,박준범,한자중,Park,Innjoon,Kwak,Changwon,Park,Junboum,Han,Jajung 한국방재학회 2013 한국방재학회논문집 Vol.13 No.5

최근 늘어나고 있는 폐기물량에 따라 폐기물 매립장의 건설이 증가하고 있으며, 매립장 내 폐기물의 격리, 보호 및 환경오염방지를 위하여 토목섬유가 널리 활용되고 있다. 토목섬유는 주변의 흙과 접촉면을 형성하여 폐기물 매립장의 전단 거동에 영향을 미치게 된다. 폐기물 침출수에 포함된 화학적 요소는 이러한 접촉면 거동에 중요한 영향을 미치며, 지진과 같은 동적하중 또한 접촉면 거동에 미치는 화학적 영향을 가속화시킬 수 있다. 따라서 본 연구에서는 화학적 영향을 고려한 접촉면 전단강도 감소효과를 반영하여 수치해석을 수행하였다. 반복 단순전단시험 결과를 바탕으로 수치해석을 수행한 결과, 접촉면 전단강도 감소를 미 고려시 폐기물 매립장의 동적 안정성을 과대평가할 수 있다고 판단된다. The number of the waste landfill site increases continuously in recent years. Various types of geosynthetics have been utilized in the waste landfill site for encapsulating, isolating, protecting, and so on. Geosynthetics compose the interface with soil and affect the shear behaviors of waste landfill system. The chemical aggressors in the leachate also play a critical role in the interface and it is known that the dynamic loading is able to accelerate manifestation of the effects of chemical attack. In this research, numerical analysis was conducted considering shear stress degradation in the geosynthetic-soil interface due to dynamic load with chemical effect. Cyclic simple shear test results was reviewed and applied to the numerical modeling as well. Consequently, the stability of waste landfill site could be overestimated without considering the shear stress degradation of interface.

토목섬유-정규압밀점토의 접촉면 동적 전단거동 평가

배효곤(Hyogon Bae),장동인(Dongin Jang),곽창원(Changwon Kwak),박인준(Innjoon Park) 한국지반환경공학회 2018 한국지반환경공학회논문집 Vol.19 No.12

본 연구에서는 토목섬유-점토의 접촉면 압밀 전단거동 평가를 위하여 상재하중 및 해수와 담수를 이용해 토목섬유-점토의 경계면에 대한 중요 특성인자를 규명하였다. 또한 폐기물 매립으로 바다에 매립공간을 확보하고 폐기물 처리 및 향후 토지이용등 새롭게 필요 공간으로 변모가 가능하다. 토목섬유-점토의 접촉면에 거동특성을 분석한 결과 표준 압밀시험기를 이용하여 분석한 경우 해수보다 담수에서 압밀응력이 크게 증가하는 경향을 보였고, 동적 접촉면 전단 시험기를 이용하여 분석한 경우 해수와 담수 두 개의 조건에서 모두 동일하게 하부모듈에 가까운 와이어게이지일수록 변위값이 증가하고, 담수보다 해수의 조건에서 전단파괴가 급격히 일어나는 경향을 볼 수 있다. 따라서 토목섬유-점토의 접촉면에 작용하는 해수와 담수, 차수시설 설치여부(토목섬유)는 차수시설 동적설계인자에 반드시 필요한 중요 변수로써 고려하여야 한다. In this study, important characteristics were identified for the Geosynthetic-soil interface using overburden pressure and saltwater and fresh water to evaluate silt shear behavior of the Geosynthetic-soil interface. In addition, waste landfill can secure spaces for waste disposal in the sea and this spaces can be used for additional facilities which will be necessary in the future. Analysis of behavior characteristics on interface of Geosynthetic-soil shows that, if analyzed using standard consolidometers, the consolidation stress of fresh water increased significantly more than saltwater. When analyzed using cyclic shear apparatus, saltwater and freshwater in both conditions, the displacement value increases as the wire gauges become closer to the lower module, and the shear fracture tends to occur radically under saltwater conditions than fresh water. Therefore, seawater, fresh water that act on the interface of geosynthetic-soil, and installation of facility using geosynthetic should be considered as important parameters that are essential for the dynamic design factor of the water controlling facility.

복층터널 중간슬래브의 지지조건에 따른 지진 응답특성

장동인(Dongin Jang),김종일(Jongill Kim),곽창원(Changwon Kwak),박인준(Innjoon Park) 한국지반환경공학회 2017 한국지반환경공학회논문집 Vol.18 No.5

우리나라는 제한된 국토 면적에 비해 인구 밀도가 높고 그에 따른 교통량 증가로 인한 효율적인 공간 이용의 필요성이 시급하다. 이를 위해 여러 가지 지하구조물의 건설이 증가하고 있으며 그 대표적인 것이 복층터널이다. 복층터널 내에는 상, 하부차도를 구분하는 중간슬래브가 있고 이러한 중간슬래브는 차량하중 및 지진하중에 의한 동적거동을 보이게 된다. 특히 지진에 의한 응답특성은 하중의 크기도 클뿐더러 작용 메커니즘이 매우 복잡하고 이론적인 접근이 쉽지 않아 실험적 연구가 필수적이다. 따라서 본 연구에서는 복층터널 중간슬래브 지지조건에 따른 지진 시 응답특성을 파악하기 위하여 진동대 시험을 수행하였다. 이를 위하여 중간슬래브의 양쪽 지지단을 모두 고정, 한쪽 탄성지지, 양쪽 탄성지지의 3가지 경우로 나누어 각각 인공지진파 및 경주실지진파의 2가지 지진파를 적용하여 시험을 수행하였다. 그 결과, 양단 고정 조건에 비하여 양단 탄성지지 조건일 경우 가속도 응답이 인공지진파에서 최대 약 41%, 경주실지진파에서 최대 약 71% 감소함을 확인하였다. It is critical for Korea to make effective use of limited space as it has dense population and high traffic volume compared to its terrestrial area. To resolve this issue, diverse types of underground structures have increasingly been applied so far, and one of the most representative structures is double-deck tunnel. It has upper and lower roads separated by middle slab that shows dynamic behavior according to the vehicle and earthquake loads. In case of the characteristics of earthquake response, it is necessary to have exploratory study as it has high loads, complex working mechanism, and difficult theoretical approach. In order to understand the characteristics of earthquake response based on the supporting conditions of middle slab in double-deck tunnel, this study conducts indoor shaking table test with 3 test cases: (1) fix both brackets, (2) free and fix at each bracket and (3) free at both brackets for 2 seismic waves of artificial and Gyeongju earthquake. The result shows if the middle slab is free at both brackets, the acceleration response is reduced 41% for artificial earthquake and 71% for Gyeongju earthquake compared to the one with fix at both brackets.