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        단계성토에 따른 연약지반의 전단강도 및 압밀거동 특성

        방성택(Seongtaek Bang) 한국지반환경공학회 2020 한국지반환경공학회논문집 Vol.21 No.7

        해성점토로 구성된 서남해안 지역의 연약지반은 퇴적물의 성분, 입자크기의 분포, 입자형상, 흡착이온 및 간극수의 특성, 조류, 온도 등에 의해 많은 영향을 받는다. 또한, 응력이력, 간극수의 변화, 용탈과정, 가스형성 등의 지반공학적 특성은 매우 복잡한 양상을 나타내고 있다. 본 연구에서는 서남해안 연약지반을 대상으로 압밀에 따른 강도증가 특성을 규명하기 위하여 현장시험 및 실내시험을 통하여 연약지반의 물리적・역학적 특성을 평가하고 성토하중에 의한 지반의 침하, 간극수압, 수평변위 등 연약지반의 압밀거동을 파악하기 위하여 간극수압계, 침하계, 경사계, 층별침하계 등의 계측기를 설치하고, 지반의 전단강도증가를 확인하기 위해 단계별로 피에조콘 관입시험을 실시하였다. 이와 같은 실험을 통하여 단계별 성토에 따른 지반의 전단강도증가를 확인하고 압밀침하량을 측정하여 기존에 제시된 경험적 방법 및 이론에 의한 강도증가와 압밀측정치를 비교하여 강도증가율 및 압밀거동을 분석하였다. The soft ground in the southwest coastal area composed of marine clay is greatly influenced by sediment composition, particle size distribution, particle shape, adsorption ions and pore water characteristics, tide and temperature. In addition, the geotechnical properties are very complex due to stress history, change in pore water, dissolution process and gas formation. In this study, the physical and mechanical properties of the soft ground were evaluated through field tests and laboratory tests to investigate the strength increase characteristics according to consolidation on the soft ground in the southwest coast. In addition, in order to understand the consolidation behavior of soft ground such as subsidence, pore water pressure, horizontal displacement of soil by embankment load, measuring instruments such as pore water pressuremeter, settlement gauge, inclinometer and differential settlement gauge was installed, and a piezocon penetration test was carried out step by step to confirm the increase in shear strength of the ground. Through this, it was confirmed that the shear strength of the ground is increased according to the stages of filling. In addition, by evaluating the properties of consolidation behavior, strength increase and consolidation prediction by empirical methods and theories were compared to analyze the characteristics of strength increase rate and consolidation behavior in consideration of regional characteristics.

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        건조 모래지반의 상대밀도에 따른 무리말뚝의 동적거동특성

        김흥태,강홍식,정구식,안광국 한국지반환경공학회 2023 한국지반환경공학회논문집 Vol.24 No.9

        The lateral load which is applied to the pile foundation supporting the superstructure during an earthquake is divided into the inertia force of the upper structure and the kinematic force of the ground. The inertia force and the kinematic force could cause failure to the pile foundation through different complex mechanisms. So it is necessary to predict and evaluate interaction of the ground-pile-structure properly for the seismic design of the foundation. The interaction is affected by the lateral behavior of the structure, the length of the pile, the boundary conditions of the head, and the relative density of the ground. Confining pressure and ground stiffness change accordingly when the relative density changes, and it results that the coefficient of subgrade reaction varies depending on each system. Horizontal bearing behavior and capacity of the pile foundation vary depending on lateral load condition and relative density of the sandy soil. Therefore, the 1g shaking table tests were conducted to confirm the effect of the relative density of the dried sandy soil to dynamic behavior of the group pile supporting the superstructure. The result shows that, as the relative density increases, maximum acceleration of the superstructure and the pile cap increases and decreases respectively, and the slope of the p-y curve of the pile decreases. 지진 시 상부구조물을 지지하는 말뚝기초에 가해지는 수평 하중은 상부구조물의 관성력과 지반의 운동력으로 구분된다. 상부구조물의 관성력과 지반의 운동력은 서로 다른 복잡한 메커니즘을 통해 말뚝기초에 피해를 입힐 수 있기 때문에 지반-말뚝-구조물의 상호작용을 적절히 예측하고 평가하는 것이 말뚝기초의 안전한 내진설계를 위해 필요하다. 지반-말뚝-구조물의 상호작용은 구조물의 동적특성, 말뚝의 길이, 두부 경계조건 및 지반의 상대밀도에 영향을 받는다. 지반의 상대밀도가 달라지면 그에 따른 구속압 및 지반 강성이 변화하며 결과적으로 지반반력계수도 각 시스템에 따라 달라지게 된다. 말뚝기초의 수평방향 지지거동 및 극한지지력은 수평방향 하중조건 및 모래지반의 상대밀도에 따라 다르게 나타난다. 이에 본 연구에서는 건조된 모래지반의 상대밀도가 상부구조물을 지지하는 무리말뚝의 동적거동에 미치는 영향을 확인하기 위해 1g 진동대 모형실험을 수행하였다. 그 결과 상대밀도가 증가함에 따라 상부구조물의 가속도는 증가하고 말뚝캡의 가속도는 감소하는 것으로 확인되었으며, 말뚝의 p-y 곡선의 기울기는 감소하는 것으로 확인되었다.

      • KCI등재

        지반특성에 따른 지중 연성관의 거동특성

        장용채(Chang Yongchai),김용휴(Kim Yonghyu),이승은(Lee Seungeun),박기철(Park Kichul),노진숙(No Jinsuk) 한국지반환경공학회 2009 한국지반환경공학회논문집 Vol.10 No.4

        표준사로 형성된 지반 10㎝아래에 연성관을 매설하여 각각의 상대밀도에서 지반거동에 따른 관의 변형을 관찰을 하였다. 지반보강 상태에서의 관의 거동을 파악하기 위하여 지오그리드를 매설관 하부에 설치한 후 각각 지반에서의 관의 변형을 관찰하였다. 관아래 지오그리드를 설치한 후 보강된 지반의 관 변형형태를 관찰하였다. 지오그리드로 보강한 지반은 수직하중이 높아질수록 보강재에 인장력이 형성되어 보강유무에 따른 동일한 수직하중에서 침하가 감소하였다. 상대밀도 100%지반과 70%지반 변형분포가 차이가 나타났다. 보강 70%지반에서는 최종침하 100㎜일 때 무보강 100%지반의 최종침하에서의 지반반력에 가깝게 수렴 하였다. 매설관의 하부 변형 형태에서도 무보강 100%지반의 매설관 변형 형태와 유사한 것으로 보아 연약지반에서 지오그리드의 보강효과가 기대된다. A flexible pipe was buried 10cm below the ground formed with standard sand to observe changes in the shape of the pipe according to the behavior of ground at each relative density. Changes in the shape of the pipe in each ground were observed to examine the behavior of the pipe under the state of reinforced ground after installing geogrid under the pipe. Ground reinforced using geogrid formed tensile force on the reinforcement material with increase in the vertical load and showed reduction in settlement under identical vertical load with existence of reinforcement. Distributions of ground deformation of 100% relative density and 70% relative density had clear difference. Reinforced ground with 70% density converged to the ground reaction of final settlement of non-reinforced ground with 100% density at final settlement of 100 mm. Because the shape of lower part strain of the buried pipe is similar to that of un-reinforced ground with relative density of 100%, reinforcement effect by geogrid in soft ground can be anticipated.

      • KCI등재
      • KCI등재

        탄소섬유 배합비에 따른 전도성 그라우트 재료의 주입특성평가

        최효준,조완제,허형석,방태완,윤찬영 한국지반환경공학회 2023 한국지반환경공학회논문집 Vol.24 No.1

        The grouting method is a method of construction for the purpose of waterproofing and reinforcing soft ground. When grout is injected into the ground, there are various types of penetration and diffusion of grout depending on the shape of the ground, the size of soil, the porosity, and the presence or absence of groundwater. the current situation. Therefore, in this study, to investigate the penetration performance of the grouting to conductive material, laboratory tests were performed on the addition of the conductive material. In the injection test, 0%, 3%, and 5% of the mixed water were added as conductive materials to the grout, and the original ground condition was composed of various types of ground composed of gravel and silica sand. Conductive grout is injected by pressure into the model ground using a dedicated injection device, and the injection time (t), pressure (p), flow rate (v) and injection amount (q) are measured, and the hardened body injected in the model ground is collected. Penetration performance was evaluated. In the results of the grout injection experiment, the amount of conductive material used and the grout injection rate showed an inverse relationship, and it was confirmed that the penetration pattern was changed according to the size of the soil particles in the model ground. The grout containing the conductive material has relatively good penetration into the ground and excellent strength and durability of the hardened body, so it was judged that it could be used as an additive for measuring the penetration range of the grout. 그라우팅 공법은 연약지반의 차수 및 보강을 목적으로 시공되는 공법이다. 그라우트가 지반 내에 주입될 때, 지반을 구성하는 지반의 형태, 토립자의 크기, 공극율 및 지하수의 유무에 따라 그라우트가 침투 및 확산하는 형태가 다양하게 나타나고 있으나, 그라우팅 설계 시에는 이러한 요인을 적용하기 어려운 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 전도성 재료를 함유한 그라우트를 지반 내로 주입하는데 있어서 전도성 재료 첨가에 따른 그라우트의 침투 성능을 파악하기 위하여 실내시험을 수행하였다. 주입시험에서는 전도성 재료를 혼합수의 0%, 3% 및 5%를 그라우트에 첨가하고, 원지반 조건을 자갈과 규사로 구성된 다양한 지반으로 조성하였다. 전도성 그라우트는 전용주입장치를 사용하여 모형지반 내로 압력에 의해 주입되면서 주입시간(t), 압력(p), 유속(v) 및 주입량(q)를 계측하고, 모형지반 내 주입된 경화체를 채취하여 침투성능을 평가하였다. 그라우트 주입실험 결과에서는 전도성 재료의 사용량과 그라우트 주입율은 역의 관계를 나타내었으며, 모형지반 토립자 크기에 따라 침투형태가 변화되는 것을 확인하였다. 전도성 재료를 함유한 그라우트는 지반 내 침투가 비교적 양호하고 경화체의 강도 및 내구성이 우수하여 그라우트의 침투범위 측정을 위한 첨가제로 사용하는 것이 가능하다고 판단하였다.

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        계류식 돌핀구조물에 대한 지반-말뚝계의 비선형 지반반력 해석

        오세붕,이진학,이상순,김동수,정태영 한국지반공학회 1999 한국지반공학회논문집 Vol.15 No.2

        현재 국내에서는 부유식 구조물을 이용하여 소각로 및 담수화 공장을 해상에 축조하는 BMP(Barge Mounted Plant) 시스템에 관한 연구를 수행중에 있다(한국기계연구원 1997). 본 논문에서는 이러한 BMP의 계류 돌핀(mooring dolphin) 구조물하부의 말뚝기초의 거동을 모델하는 기법에 관하여 다루었다. 지반-말뚝계의 축하중 및 횡하중에 대한 거동은 지반을 비선형 스프링으로 모델하고 말뚝을 일축부재 및 보로 모델하여 유한차분적으로 해를 구하는 비선형 지반반력해석을 수행한다. 이러한 말뚝두부에서의 하중-변위관계로부터 지반-말뚝계의 등가강성을 산정할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 거제도 주변 해역을 대상으로 지반조사를 수행하였고 이를 토대로 지반의 깊이에 따른 축방향 및 횡방향 하중전이 관계를 도출하였다. 그리고 돌핀하부의 말뚝에 대하여 축하중 및 횡하중에 대한 지반반력해석을 수행하였다. 이러한 해석과정을 통하여 대상지역에 적합한 말뚝의 관입깊이 및 단면을 합리적으로 산정할 수 있었다. 결국 말뚝두부에서의 하중-변위관계로부터 지반-말뚝계의 강성을 모델함으로써, 지반조건을 고려하여 돌핀구조물의 동적해석을 합리적으로 수행할 수 있었다. 해석결과 지반-말뚝계의 강성을 고려할 경우에는 강체로 고려한 경우에 비하여 변위 진폭이 상당히 크게 나타났다. 그리고 돌핀의 케이싱 상부의 모멘트가 더 크게 나타나고 해저지표 말뚝두부에 전달되는 모멘트는 더 작게 나타남을 알 수 있었다. The objective of BMP( Barge Mounted Plant) project is to construct plants on mooring floating structures at sea. To analyze the pile behavior under mooring dolphins, generally, axial or lateral behavior of soil-pile system is evaluated by using a nonlinear subgrade reaction method which models the pile as a structural element and the soil as series of nonlinear springs along the depth. As a result, load-displacement curves at pile head can be solved by finite difference method and the equivalent stiffness of bottom boundaries of dolphin structure is evaluated. In this study off-shore site investigation was performed on the marine area of Koje Island and axial and lateral load transfer curves of the ground were modeled with depth. The subgrade reaction analysis was performed for piles under axial or lateral loadings, and the required penetration depth and section of the pile were determined. Subsequently, the spring boundaries under the dolphin structure could be modeled from the calculated load-displacement curve and then the dynamic response of the dolphin structure was analyzed reasonably by considering ground conditions. The analysis considering the stiffness of the soil-pile system has resulted in larger displacement amplitudes than those for rigid foundations. Furthermore, moment distributions of the casing were dependent on the soil-pile system so that deformable foundation induces the larger moment of top section of casing and the smaller moment of pile head.

      • KCI등재

        배수삼축압축시험을 통한 SCP 시공과정 중 정지토압계수 평가

        권영철(Kwon, Youngcheul) 한국지반환경공학회 2012 한국지반환경공학회논문집 Vol.13 No.11

        모래다짐말뚝(SCP)는 연약지반 내에 다짐에 의해 형성된 모래말뚝을 조성하여 지반 개량효과를 극대화하는 공법이다. 점성토 지반에서는 압밀촉진 및 배수 효과, 느슨한 모래지반에서는 다짐 등을 통해 액상화 대책공법으로 주로 사용되고 있다. SCP의 설계에 있어 강성이 큰 SCP 본체 부분도 함께 고려하지 않으면 과도하게 안전을 고려한 설계가 되며 시공비용이 늘어나 경제적으로도 불리할 가능성이 매우 높다. SCP 타설에 의한 지반 내의 응력상태의 변화나 다짐 메커니즘에 대해서는 지금까지의 연구 결과에 의해 어느 정도 구명되었으나, SCP와 원지반을 복합지반으로 고려한 연구는 사례가 적어 충분히 설명될 만큼 연구 성과를 얻지 못하고 있다. 이에 본 연구에서는 SCP 개량지반을 SCP와 원지반으로 구성된 복합지반으로 취급하였으며, SCP 타설에 의한 응력상태나 밀도변화를 모사한 요소시험(CID test)을 수행하여 SCP 시공에 따른 원지반의 응력상태의 변화를 K0와 SCP 치환율의 관계를 통해 고찰하였다. 동시에 반복삼축압축 시험장치를 이용하여 SCP의 시공과정을 실내에서 재현할 수 있는지에 대해도 검토하였다. 시험결과 SCP 시공 초기 원지반의 응력상태의 변화가 가장 크게 발생하고 있으며, 특정 시점 이후에는 SCP 시공을 위한 진동이 지반의 응력특성 변화에 큰 영향을 미치지 못하고 있었다. 또한 SCP에 의한 원지반의 거동을 실내에서 재현하기 위해서는 케이싱 진동에 해당하는 반복재하를 실시하는 것이 반드시 필요하다고 판단된다. SCP is a construction method that maximizes the effects of ground improvement by creating sand piles, which are formed by the compaction within soft ground. SCP is mainly used for consolidation and drain effects in clayey soils, and as a liquefaction countermeasure through effects such as compaction in loose sandy soils. In the design of SCP, if the sand piles with high stiffness are not taken into account, it can become a design that overly considered safety, and increased construction costs are highly likely to cause economic disadvantages. The changes in stress conditions and compaction mechanisms in the subsurface have been identified to a certain extent by study findings to date. However, the studies that considered SCP and in-situ ground as composite ground are fairly limited, and therefore, those studies have not achieved enough results to fully explain the relevant topics. In this study, the ground improved by SCP was regarded as the composite ground that consists of SCP and in-situ ground. Moreover, employing a CID test, this study examined the changes in the stress conditions of in-situ ground according to the installation of SCP through the relations between K0 and SCP replacement ratio. At the same, whether the SCP installation procedure can be recreated in a laboratory was examined using a cyclic triaxial test. According to the test results, the changes in the stress conditions of the original ground occurred most largely in an initial stage of SCP installation, and after a certain time point, the vibration for SCP installation did not have a great influence on the changes in the stress conditions of the ground. Moreover, in order to recreate the behaviors of in-suit ground according to SCP in a laboratory, cyclic loading, which corresponds to casing vibration, was concluded to be essentially required.

      • KCI등재

        지중관로 매설 밀집도에 따른 지반함몰 발생 상관 분석

        김진영(Jinyoung Kim),강재모(Jaemo Kang),최창호(Changho Choi) 한국지반환경공학회 2021 한국지반환경공학회논문집 Vol.22 No.11

        최근 도심지를 중심으로 지반함몰이 꾸준하게 발생되고 있어 시민들의 안전을 위협하고 있다. 도로 하부에는 상수관로, 하수도관로, 통신관로 등 각종 지하 시설물이 매설되어 있다. 이러한 지하시설물의 노후화와 지하 난개발로 인해 지반함몰의 원인으로 작용하고 있다. 기존 관로의 노후도에 따라 지반함몰 발생 위험도를 분석된 결과가 있지만 지반 교란상태를 나타내는 관로의 밀집도를 활용한 지반 함몰 위험도를 분석한 결과는 없는 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 서울시의 대표 지하 관로 6종 데이터를 활용하여 지하공간의 밀집도를 분석하여 지반함몰과 상관성이 있는지에 대한 연구를 수행하였다. 그 결과 지반함몰 발생 지역에서는 지하 시설물의 밀집도가 높은 것으로 나타나 지반함몰에 관로의 밀집도가 영향을 미치는 것을 알 수 있었다. Recently, ground subsidence has been steadily occurring mainly in downtown areas, threatening the safety of citizens. Under the road, various underground facilities such as water supply pipe, sewage pipe, and communication pipe are buried. Due to the aging of these underground facilities and the reckless development of the underground, it is acting as a cause of ground subsidence. Although there is a result of analyzing the risk of ground subsidence according to the deterioration of the existing pipeline, there is no result of analyzing the risk of ground subsidence using the density of pipelines indicating ground disturbance. Therefore, in this study, the density of the underground space was analyzed using the data of six types of representative underground pipelines in Seoul, and a study was conducted on whether there is a correlation with the ground subsidence. As a result, it was found that the density of underground facilities is high in the area where the ground subsidence occurred, indicating that the density of pipelines have an effect on the ground subsidence.

      • KCI등재

        미시추 구간의 지반 층상정보 예측을 위한 정규 크리깅 및 인공신경망 기법의 비교

        전찬준,최창호,조진우 한국지반환경공학회 2019 한국지반환경공학회논문집 Vol.20 No.3

        A large amount of site investigation data is essential to obtain reliable design value. However, site investigations are generally insufficient due to economic problems. It is important to estimate the ground profile information in unboring region for accurate earthwork-volume prediction, and such ground profile information can be estimated by using the geo-statistical approach. Furthermore, the ground profile information in unboring region can be estimated by training a model via machine learning technique such as artificial neural network. In this paper, artificial neural network-based model estimated the ground profile information in unboring region, and this results were compared with that of ordinary kriging technique, which is referred to the geo-statistical approach. Accordingly, a total of 84 ground profile information in an actual bridge environment was split into 75 training and 9 test databases. The observed ground profile information of the test database was compared with those of the ordinary kriging technique and artificial neural network. 확한 토공량 설계를 위해서는 충분한 량의 지반조사 자료가 필요하나 비용적인 문제로 인하여 제한적인 지반조사가 수행되고 있다. 정확한 토공량 예측을 위해서 지반의 층상정보를 추정하는 것은 중요한 사항이며, 이러한 제한적인 지반조사 데이터로부터 정확한 토공량 예측을 위해서는 지구통계학적(geo-statistical) 분석방법으로 지반 층상정보를 예측할 수 있다. 또한, 기시추된 지반 층상정보를 활용하여 기계학습을 통하여 모델을 학습하여 미시추된 지반 층상정보를 예측할 수도 있는데, 본 논문에서는 인공신경망을 통하여 미시추된 지반 층상정보를 예측하고 기존의 정규 크리깅 기법과 성능을 비교한다. 이를 위하여, 84공의 지반 층상정보를 활용한다. 84공의 지반 층상정보의 데이터셋 중에서 75공을 학습 데이터셋으로 활용하였고, 나머지 9공을 검증 데이터셋으로 활용하였다. 검증 데이터셋의 실측된 지반 층상정보와 정규 크리깅 기법과 인공신경망으로 예측된 지반 층상정보를 비교 분석한다.

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