• Research Article

    A study on the Evaluation of Permeability and Structure for Calcium Bentonite-Sand Mixtures

    칼슘 벤토나이트-모래 혼합차수재의 투수 및 구조 특성에 관한 연구

    Seong Yeol Yun, Hyeon Kyu An, Minah Oh, Jai-Young Lee

    윤성열, 안현규, 오민아, 이재영

    본 연구에서는 칼슘 벤토나이트를 차수재로 활용하기 위해 칼슘 벤토나이트-모래 혼합물의 투수특성 및 구조를 평가하였다. 본 연구에서는 칼슘 벤토나이트와 모래에 대한 기본적인 물리 ... + READ MORE
    본 연구에서는 칼슘 벤토나이트를 차수재로 활용하기 위해 칼슘 벤토나이트-모래 혼합물의 투수특성 및 구조를 평가하였다. 본 연구에서는 칼슘 벤토나이트와 모래에 대한 기본적인 물리·화학적 특성 분석, 다짐시험, 투수시험 및 전자주사현미경 분석(SEM)을 진행하였다. 칼슘 벤토나이트의 혼합 비율이 증가함에 따라 칼슘 벤토나이트-모래 혼합물의 건조 밀도, 투수계수는 낮아지고 최적함수비는 증가하였다. 특히, 전자주사현미경 분석은 칼슘 벤토나이트의 비율이 증가함에 따라 칼슘 벤토나이트 내 몬모릴로나이트의 면적이 증가하는 것을 확인하였다. 결론적으로, 칼슘 벤토나이트의 혼합비가 40% 이상일 때 매립시설의 차수재 조건(1.0×10-7cm/sec 이하)을 만족하였다. 본 연구는 차수재로 칼슘 벤토나이트의 이해도를 향상시킬 수 있다. 칼슘 벤토나이트는 40% 이상 혼합 시 나트륨 벤토나이트 7%와 비슷한 투수 특성을 나타낸다. 따라서 칼슘 벤토나이트는 차수재로써 활용이 가능하다.   This study was intended to evaluate the water permeability and structure for calcium bentonite-sand mixtures to utilize calcium bentonite as a liner. This study conducted physico-chemical properties tests, compaction tests, permeability test and Scanning Electron Microscopy analysis (SEM) analysis. It was found the higher the ratio of calcium bentonite, the lower the dry density with coefficient of permeability, and the higher the optimum moisture content. In particular, SEM analysis was found the higher the ratio of calcium bentonite, the higher the area of the montmorillonite particles. In conclusion, the optimum coefficient of permeability that finds the landfill liner condition (must be less than 1 × 10-7 cm/sec) was obtained when the ratio of calcium bentonite was 40% or higher. These findings may improve the understanding of the calcium bentonite as a liner. Calcium bentonite shows a similar permeability to sodium bentonite 7% when mixed at 40% or more. Therefore, it is considered that calcium bentonite can be utilized as a liner. - COLLAPSE
    June 2019
  • Research Article

    Evaluation on Applicability of Finite Element Analysis in Model Test of Pile Pullout

    말뚝 인발모형실험에 대한 유한요소해석의 적용성 평가

    Seung-Kyong You, Heesoo Shin, Kwang-Wu Lee, Jeong-Jun Park, Choong-Lak Choi, Gigwon Hong

    유승경, 신희수, 이광우, 박정준, 최충락, 홍기권

    본 연구에서는 말뚝의 인발저항에 대한 합리적 평가를 위하여, 다양한 지반 조건(상대밀도, 세립분 함유율)에서 말뚝의 인발거동 모사에 대한 유한요소해석의 적용성을 평가하였다 ... + READ MORE
    본 연구에서는 말뚝의 인발저항에 대한 합리적 평가를 위하여, 다양한 지반 조건(상대밀도, 세립분 함유율)에서 말뚝의 인발거동 모사에 대한 유한요소해석의 적용성을 평가하였다. 즉, 기존의 실내모형실험 결과(You et al., 2018)를 대상으로 동일한 조건에서의 유한요소해석을 실시하였고, 유한요소해석에 이용된 해석모델의 신뢰성을 검증하였다. 또한 수치해석을 활용한 말뚝의 인발거동 모사에 대한 적정성을 평가하였다. 그 결과, 가상지반이 적용된 축대칭 해석을 이용하여 말뚝의 주면마찰력을 평가할 수 있는 것으로 확인되었다. 또한 다양한 지반 조건에 대하여 말뚝-지반 경계면의 전단저항 특성을 반영할 수 있는 축대칭 해석은 말뚝의 합리적인 인발거동 모사가 가능한 해석방법으로 활용이 가능한 것으로 분석되었다. 따라서 본 연구를 통하여 제안된 해석모델은 말뚝의 응력-변형 관계를 통한 인발거동을 적절하게 모사할 수 있는 것으로 판단되었다.   This paper describes the applicability of FEA(Finite Element Analysis) to the simulation of pile pullout behavior under various soil conditions (relative density and fines content), in order to evaluate reasonably the pullout resistance of pile. That is, the results of previous research (You et al., 2018) were analyzed by FEA under the same conditions. The FEA results showed that axisymmetric analysis using virtual ground was able to evaluate the skin friction of the pile. Also, axisymmetric analysis, which can apply the shear resistance characteristics of the pile-soil interface in various soil conditions, could be used as an analytical method that can simulate a reasonable pile pullout behavior. Therefore, the analytical model proposed in this study was able to simulate appropriately the pullout behavior based on the stress-strain relationship of the pile-soil interface. - COLLAPSE
    June 2019
  • Research Article

    A Study on Behavior Characteristics of Reinforcement Zone of Block Type Mechanically Stabilized Earth Wall by Field Measurement in Curved Section

    현장 계측을 통한 블록형 보강토옹벽 곡선부 보강 영역의 거동 특성 연구

    So-Yeon Lee, Young-Je Kim, Dong-Wook Oh, Yong-Joo Lee, Hyuk-Sang Jung

    이소연, 김영제, 오동욱, 이용주, 정혁상

    본 논문에서는 블록식 보강토옹벽의 현장계측을 통해 곡선부 보강영역의 변형특성을 분석하였다. 보강토공법은 설계 및 시공이 증가하여 실생활에서 쉽게 접할 수 있게 되었으나, 곡선부의 ... + READ MORE
    본 논문에서는 블록식 보강토옹벽의 현장계측을 통해 곡선부 보강영역의 변형특성을 분석하였다. 보강토공법은 설계 및 시공이 증가하여 실생활에서 쉽게 접할 수 있게 되었으나, 곡선부의 균열 및 붕괴사례가 빈번히 발생하여 안전에 대한 중요성이 대두되고 있다. 이러한 붕괴원인은 곡선부에 대한 연구 부족과 설계기준의 미흡, 경제성과 공기단축에 의한 시공성 결여, 충분하지 못한 다짐 공간 등에 있다고 할 수 있다. 이에 본 연구에서는 기존 설계 및 시공 기준을 검토하고 블록형 보강토옹벽 곡선부 사고사례를 통해 원인을 분석하였으며, 실제 시공된 블록형 보강토옹벽의 현장계측을 통해 직선부와 곡선부의 거동을 비교・분석하고 곡선부 보강영역의 변형특성을 확인하였다. 그 결과, 먼저 곡선부의 수평변위가 직선부와 비교하여 볼록형에서 최대 90%, 오목형에서 최대 60% 높게 나타났으며, 다음으로 곡선부 보강영역에서 볼록형의 경우 보강토옹벽 중심에서 수평방향으로 H/2구간에서 최대변위를 보이며 H까지의 영향범위를 나타내었으며, 오목형의 경우 중심에서 최대변위를 보이며 수평방향으로 H/4구간에서 최소변위를 확인하였다. 이러한 결과로 형태에 따른 곡선부의 영향범위와 현장적용을 위한 보강영역의 재정립이 필요하다고 판단되며, 본 연구결과가 이를 위한 기초 자료로서 활용 가능할 것으로 판단된다.   In this paper, field measurement of the Block Type Mechanically Stabilized Earth (MSE) wall curved section was performed, and the reinforced area of the curved part is studied through the result. MSE method has been applied to various fields because of easy construction and excellent economic efficiency, so that it can be easily access in our life. However due to lack of compaction and stress concentration phenomenon, cracks and collapse occur in the curve of MSE wall, which is important for safety. The cause of collapse is lack of research on curved section, lack of design criteria, lack of construction due to economical efficiency and shortening of construction period, insufficient compaction space. In this study, therefore, it was examined the existing design and construction standards, analyzed the cause through accident examples of the curved section of the Block Type MSE wall. As a result, the horizontal displacement of the curved section was 90% higher than that of the straight section and 60% higher than that of the concave section. In the case of the convex section in the curved section reinforcement region, the maximum displacement is shown in the H/2 section in the horizontal direction from the center of the MSE wall, and the range of influence from H is shown. In the case of the concave section, the maximum displacement is shown in the center, The minimum displacement was confirmed in H/4 section in the horizontal direction from the center of the MSE wall. As a basic study on the reinforcement area rehabilitation through the actual construction of block type MSE wall, the behaviors of the straight part and the curved part were compared and analyzed. And analyzed the reinforced area in order to reduce the damage of the stress concentration phenomenon and secure the safety. - COLLAPSE
    June 2019
  • Research Article

    A Study on the Estimation of Optimal Unit Content of Binder for the Soil Stabilizer Using the Recycled Resource in DMM

    심층혼합공법에서 순환자원을 활용한 지반안정재의 최적 단위결합재량 산정에 관한 연구

    Se-Gwan Seo, Khang-Soo Lee, You-Seong Kim, Dae-sung Cho

    서세관, 이강수, 김유성, 조대성

    심층혼합공법에 지반안정재를 사용하는 경우, 흙의 종류와 입도분포, 함수비 등의 조건에 따라 압축강도의 발현이 다르게 나타날 수 있어 지반의 안정성을 확보하기 위해 필요한 ... + READ MORE
    심층혼합공법에 지반안정재를 사용하는 경우, 흙의 종류와 입도분포, 함수비 등의 조건에 따라 압축강도의 발현이 다르게 나타날 수 있어 지반의 안정성을 확보하기 위해 필요한 단위결합재량을 산정하기 위해서는 실내에서의 배합시험을 통해 설계기준강도의 만족 여부를 확인하여야 한다. 본 연구에서는 선행연구를 통해 순환유동층 보일러의 연소재를 고로슬래그의 알칼리 활성화 반응의 자극재로 활용하여 개발한 심층혼합공법용 지반안정재에 대해 다양한 단위결합재량을 적용하여 부산, 여수, 인천지역에서 채취한 점토와 혼합한 후 실내시험을 실시하여 압축강도의 발현효과를 고로슬래그 시멘트와 비교·평가하였다. 또한 국내에서 심층혼합공법에 개발된 지반안정재를 적용하는 경우, 실내에서의 배합시험을 수행하지 않고 단위결합재량을 산정할 수 있도록 실내시험 결과를 종합적으로 분석하였다. 분석결과, 물/결합재비(W/B)가 70%인 경우, γB=(108.93+0.0284qu)±35, 물/결합재비(W/B)가 80%인 경우, γB= (122.93+0.0270qu)±40의 관계가 있는 것으로 도출되었다.   The compressive strength of the soil stabilizer in the deep mixing method (DMM) depends on kinds of soil, particle size distribution, and water content. Because of this, Laboratory test has to perform to estimate the unit weight of binder to confirm the satisfaction of the design strength. In this study, uniaxial compression strength was measured by mixing the soil stabilizers developed in the previous study with clay in Busan, Yeosu, and Incheon area. And the strength enhancement effect was evaluated comparing with blast furnace slag cement (BFSC). Also, the relationship between the unit content of binder and uniaxial compressive strength was investigated in order to easily calculate the unit weight of binder required to ensure the stability of the ground at the field. As the results of the analysis, the relationship between the unit content of binder and the uniaxial compressive strength are γB=(108.93+0.0284qu)±35 when W/B is 70%, and γB=(122.93+ 0.0270qu)±40 when W/B is 80%. - COLLAPSE
    June 2019
  • Research Article

    A Study on Strength Reduction Factor of Pile-soil Interface for Evaluation of Pile Pullout Resistance by Soil Condition

    지반조건에 따른 말뚝의 인발저항 평가를 위한 말뚝-지반 경계면 강도감소계수 고찰

    Seung-Kyong You, Heesoo Shin, Kwang-Wu Lee, Jeong-Jun Park, Choong-Lak Choi, Gigwon Hong

    유승경, 신희수, 이광우, 박정준, 최충락, 홍기권

    본 연구에서는 원지반의 상대밀도와 세립분 함유율의 조건에 따른 말뚝의 인발거동 특성 규명을 위하여, 유한요소해석을 수행하였다. 수치해석에서는 말뚝과 지반 경계에서의 전단거동을 원활히 모사하기 ... + READ MORE
    본 연구에서는 원지반의 상대밀도와 세립분 함유율의 조건에 따른 말뚝의 인발거동 특성 규명을 위하여, 유한요소해석을 수행하였다. 수치해석에서는 말뚝과 지반 경계에서의 전단거동을 원활히 모사하기 위해서 경계요소와 경계면 강도감소계수(Rinter)를 부여하였으며, 그 결과를 기존의 실험적 연구결과(You et al., 2018)와 비교함으로써 본 수치해석 방법의 신뢰성을 검증하였고, 말뚝-지반 경계면에서의 변형 특성과 함께 경계요소에 대한 Rinter값의 결정방법을 제시하였다. 해석 결과, 본 연구에서 적용된 해석모델을 이용한 수치해석은 말뚝의 인발모형실험에 의한 말뚝과 지반의 경계면 특성을 적절하게 모사하였다. 또한 제시된 Rinter의 적용에 있어서, 반드시 지반의 상대밀도와 세립분 함유율 조건을 고려해야 할 필요가 있음을 확인하였다.   This paper describes the results of finite element analysis (FEA), in order to investigate a characteristics of pile pullout behavior according to the conditions of the relative density and fines content in original ground. In the FEA, a boundary elements and strength reduction factors (Rinter) on pile-soil interface were applied to simulate appropriately the shear behavior at the pile-soil interface, and then the reliability of numerical analysis method was verified by comparison of FEA results and previous experimental research(You et al., 2018). In addition, a the deformation characteristics at the pile-soil interface and determination method of Rinter value was laid out. The results showed that the FEA, based on the analytical model applied in this study simulates appropriately the characteristics of the pile-soil interface by pullout model test of pile. In order to apply the suggested Rinter value, it is necessary to consider the condition of the relative density and the fines content in ground. - COLLAPSE
    June 2019