• Research Article

    Estimation of Deformation Modulus of Basaltic Rock Masses in Northeastern and Northwestern Jeju Island

    제주도 북동부 및 북서부 현무암반의 변형계수 추정

    Yang, Soon-Bo, Boo, Sang-Pil

    양순보, 부상필

    In this study, the in situ deformation moduli, which were measured by borehole loading tests at basaltic rock masses located in the ...

    본 연구에서는 제주도 북동부 육・해상 및 북서부 육상에 위치한 현무암반에 대한 공내재하시험으로부터 계측된 변형계수와 RQD 및 RMR의 관계를 각각 살펴보았으며, 기존의 ...

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    In this study, the in situ deformation moduli, which were measured by borehole loading tests at basaltic rock masses located in the northeastern onshore and offshore and the northwestern onshore of Jeju Island, were examined in relation to RQD and RMR. The measured deformation moduli were also compared with the estimated deformation moduli from conventional empirical formulas using RQD and RMR. In addition, the measured deformation moduli were analyzed with respect to both the velocity ratio (VP/VS) and dynamic Poisson’s ratio, which were obtained from the elastic wave velocities measured by velocity logging tests. As results, with only RQD, it was inappropriate to evaluate the quality of the Jeju island basaltic rock masses, which are characterized by vesicular structures, to select a measurement method of in situ deformation moduli, and to estimate the deformation moduli. On the other hand, it was desirable to evaluate the quality of the Jeju Island basaltic rock masses, and to estimate the deformation moduli by using RMR. The conventional empirical formulas using RMR overestimated the deformation moduli of the Jeju Island basaltic rock masses. There was qualitative consistency in the relation between velocity ratio and deformation moduli. To estimate appropriately the deformation moduli of the Jeju Island basaltic rock masses, empirical formulas were proposed as the function of RMR and velocity ratio, respectively.


    본 연구에서는 제주도 북동부 육・해상 및 북서부 육상에 위치한 현무암반에 대한 공내재하시험으로부터 계측된 변형계수와 RQD 및 RMR의 관계를 각각 살펴보았으며, 기존의 경험식들로부터 추정된 변형계수 값과 비교・분석하였다. 뿐만 아니라, 속도검층시험을 통하여 산정된 탄성파 속도비 및 동적 포아송 비와 변형계수의 관계에 대해서도 각각 살펴보았다. 그 결과, 다공성 구조 및 층상 구조가 특징인 제주도 현무암반의 경우, RQD 값만을 이용한 암반등급의 결정, 변형계수 계측방법의 선정 및 변형계수의 추정은 부적절하며, 최소한 RMR을 통하여 암반등급을 결정하고, 변형계수를 추정하는 것이 바람직하다는 것을 알 수 있었다. RMR을 이용한 기존의 변형계수 추정식은 제주도 현무암반의 변형계수에 비해 큰 값을 예측하는 경향을 보였으며, 탄성파 속도비 및 동적 포아송 비와 변형계수는 서로 정성적인 특성이 일치하는 관계에 있었다. 그리고, 적절한 제주도 현무암반의 변형계수를 추정하기 위한 RMR과 탄성파 속도비를 이용한 변형계수 추정식을 각각 제시하였다.

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    January 2019
  • Research Article

    A Study on the Load Distribution Ratio and Axial Stiffness on Existing and Reinforcing-Pile in Vertical Extension Remodeling

    수직증축시 기존말뚝과 보강말뚝의 하중분담율 및 축강성 분석

    Jeong, Sang-Seom, Cho, Hyun-Cheol

    정상섬, 조현철

    This study presents the application of the numerical and analytical technique to simulate the Load Distribution Ratio (LDR) and to define axial ...

    본 연구는 3차원 수치해석을 통해 기존말뚝과 보강말뚝의 하중분담율(Load Distribution Ratio)과 근사적 해석 기법으로 보강말뚝의 축방향 강성(Axial Stiffness)을 산정하였다 ...

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    This study presents the application of the numerical and analytical technique to simulate the Load Distribution Ratio (LDR) and to define axial stiffness on reinforcing pile foundation (Kvr) in vertical extension remodeling structure. The main objective of this study was to investigate the LDR between existing piles and reinforcing piles. Therefore, to analyze the LDR, 3D FEM analysis was performed as variable for elastic modulus, pile end-bearing condition, raft contacts, and relative position of reinforcing pile in a group. Also, using the axial stiffness (Kve) of existing piles, the axial stiffness of reinforcing pile was defined by 3D approximate computer-based method, YSPR (Yonsei Piled Raft). In addition Kvr was defined by reducing the Kve considering the degradation of the existing piles.


    본 연구는 3차원 수치해석을 통해 기존말뚝과 보강말뚝의 하중분담율(Load Distribution Ratio)과 근사적 해석 기법으로 보강말뚝의 축방향 강성(Axial Stiffness)을 산정하였다. 시공단계를 고려하여 말뚝기초의 LDR에 영향을 미치는 인자를 파악하기 위해서 1) 말뚝기초의 강성, 2) 말뚝기초의 선단지지조건, 3) 기초판 접촉효과, 4) 보강말뚝의 설치위치에 따라 해석을 수행하여 기존말뚝과 신설말뚝의 하중분담율 거동을 확인하였다. 또한 5) 기존말뚝의 축방향 강성(Kve)를 사용하여 말뚝지지 전면기초의 3차원 근사적 해석기법(YSPR)으로 보강말뚝의 직경에 따른 강성(Kvr)을 산정하고, 장기간 사용으로 인한 경화를 고려하여 Kve를 3단계로 나누어 감소시켜 보강말뚝의 강성 변화의 경향을 살펴보고, 신설 말뚝의 강성 산정방법을 제시하였다.

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    January 2019
  • Research Article

    Evaluation of Strength and Durability of Casein-cemented Sand

    카제인으로 고결된 모래의 강도 및 내구성 평가

    Park, Sung-Sik, Woo, Seong-Wook

    박성식, 우승욱

    About 3% of Casein is included in milk and it accounts for 80% of milk’s protein. It has an adhesive property ...

    카제인은 우유 속에 약 3% 함유되어 있으면서, 우유에 함유된 전체 단백질의 약 80%를 차지한다. 카제인에 수산화칼슘 및 수산화나트륨 수용액을 섞으면 고결력이 ...

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    About 3% of Casein is included in milk and it accounts for 80% of milk’s protein. It has an adhesive property when mixed with calcium hydroxide and sodium hydroxide solutions. It has been usually used to bond woods under dry condition but becomes weak when exposed to moisture. Such weakness is very critical when casein is applied for soil cementation under groundwater condition. Therefore, this study was aimed to protect such weakness by changing or adding certain ingredients of casein adhesive. Two types of cemented specimens were prepared with Nakdong river sand and tested for unconfined compressive strength and durability. Each specimen was mixed with casein or cement. Ingredients of casein binder suggested by the University of Wisconsin, which is called a standard casein recipe, was also prepared. This study tried 6 different types of casein binder recipe. Among them, one with 30% hydroxide calcium increase and 50% hydroxide sodium decrease compared with the standard casein was most effective. Based on the most effective casein recipe, cemented sand with 1-4% of casein ratio was prepared and tested. The unconfined compressive strength and durability index were 6,253kPa and 92% for the specimen with 4% of casein ratio and 1,500kPa and 62% for the one with 8% of cement ratio. Therefore, casein cemented sand showed better performance. In addition, over 3% of casein cemented sand had over 80% durability index.


    카제인은 우유 속에 약 3% 함유되어 있으면서, 우유에 함유된 전체 단백질의 약 80%를 차지한다. 카제인에 수산화칼슘 및 수산화나트륨 수용액을 섞으면 고결력이 발생하며, 이러한 고결방식은 목재나 건조한 환경에 적용하는 것이 일반적이다. 본 연구에서는 지하수위가 존재하는 토사의 고결을 위해 물에 약한 카제인 고결제의 구성성분을 조절하거나 새로운 성분을 추가하여 내수성을 향상시키고자 하였다. 이를 위해 낙동강모래에 고결제로 가장 많이 사용되는 시멘트뿐 아니라 위스콘신대학에서 제시한 표준 카제인 고결제를 비롯한 다양한 카제인 고결모래 공시체를 제작하였다. 6 종류의 카제인 고결모래 중에서 표준 카제인 고결제에 수산화칼슘을 30% 증가시키고 수산화나트륨을 50% 감소시킨 것이 가장 우수한 강도와 내구성을 나타내었다. 이렇게 개선된 카제인 고결제를 1-4% 혼합하여 만든 공시체의 일축압축강도와 반복건습으로 인한 내구성지수를 시멘트 고결모래 공시체와 비교하였다. 그 결과, 카제인비 4%인 고결모래 공시체의 입축압축강도와 내구성지수는 6,253kPa 및 92%로 일축압축강도 1,500kPa 및 내구성지수 62%인 시멘트비 8%인 고결모래 공시체보다 우수한 것으로 나타났다. 또한, 카제인이 3% 이상 함유된 고결모래 공시체는 반복적인 건습 작용에도 80% 이상의 양호한 내구성을 유지하였다.

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    January 2019
  • Research Article

    A Numerical Study on the Occurrence Scope of Underground Cavity and Relaxation Zone Considering Sewerage Damage Width and Soil Depth

    하수관거 파손폭과 토피고를 고려한 지중 공동 및 이완영역 발생 규모에 관한 수치해석적 연구

    You, Seung-Kyong, Ahn, HeeChul, Kim, Young-Ho, Han, Jung-Geun, Hong, Gigwon, Park, Jeong-Jun

    유승경, 안희철, 김영호, 한중근, 홍기권, 박정준

    This paper described a result of finite element analysis considering sewerage damage scale and soil depth, in order to analyze quantitatively for ...

    본 논문에서는 하수관거 파손에 따른 토사 유실로 인해 발생되는 지중 공동 및 이완영역의 규모를 정량적으로 분석하기 위해 하수관거 파손 폭과 하수관거 상부의 ...

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    This paper described a result of finite element analysis considering sewerage damage scale and soil depth, in order to analyze quantitatively for cavity and relaxation zone of underground due to sewerage damage. The mechanical model, which was verified by previous studies, was applied to the finite element analysis. In addition, the mechanical behavior of the soil around the sewerage damage due to the soil loss was simulated by using the forced displacement. Based on finite element analysis results, characteristics of the void ratio distribution, ground subsidence, and shear stress distribution according to sewerage damage scale and soil depth were analyzed. And then, The boundaries of the underground cavity and relaxation zone were determined by using the shear stress reduction characteristics of the ground. Also, an occurrence scope of the cavity and relaxation zone was quantitatively evaluated by the change of sewerage damage scale and soil depth.


    본 논문에서는 하수관거 파손에 따른 토사 유실로 인해 발생되는 지중 공동 및 이완영역의 규모를 정량적으로 분석하기 위해 하수관거 파손 폭과 하수관거 상부의 토피고 변화를 고려한 유한요소 수치해석을 실시하였다. 수치해석에서는 선행 연구에서 검증된 역학모델을 적용하였으며, 강제변위법을 이용하여 토사 유실에 따른 하수관거 파손부 주변 지반의 역학적 거동을 모사하였다. 수치해석 결과로부터 파손 폭 및 토피고 변화에 따른 모형지반의 간극비 분포, 지표면 침하, 전단응력 분포 특성을 분석하였다. 또한, 지중의 전단응력 감소 특성을 분석하여 지중 공동 및 이완영역의 경계를 결정하였으며, 파손 폭과 토피고 변화에 따른 공동 및 이완영역의 발생 규모를 정량적으로 평가하였다.

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    January 2019