• Research Article

    An Experimental Study on the Reinforcing Effects of Mixtures of Vinyl Strip and Cement on the Sand Specimens

    비닐스트립-시멘트 혼합 모래시편의 보강효과에 대한 실험연구

    Yu, Jeong-Min, Kim, Jong-Min

    유정민, 김종민

    The ever-increasing amount of waste vinyl is causing big environmental problems. In particular, those from farming industry are sometimes left on site ...

    날로 늘어가는 폐비닐은 가장 큰 환경문제가 되어가고 있으며, 특히 농촌에서 발생하는 영농폐비닐은 수거인력 부족 및 재활용 인식부족 등으로 농경지에 방치 혹은 불법매립 ...

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    The ever-increasing amount of waste vinyl is causing big environmental problems. In particular, those from farming industry are sometimes left on site or even illegally reclaimed due to the lack of environmental concerns and capacity for collection, which worsens the situation. It is, therefore, believed that the recycling of waste vinyl is the most ideal solution in the viewpoint of environmental preservation. In this context, the potential of vinyl strip as a ground reinforcing material is investigated to expand the application of waste vinyl recycling. In this study, a series of uniaxial compression tests and resonant column tests were performed for sand specimens reinforced with vinyl strips and cement to investigate their reinforcing effects on static and dynamic behaviors. The changes in the uniaxial compressive strength (UCS), the shear modulus and the damping ratio according to the mixing ratio of vinyl strips and cements were analysed for sand specimens, having 40% and 60% relative densities, under various mixing conditions. As a result, both the static and dynamic reinforcing effects of vinyl strip-cement mixture were confirmed and the optimum mixing ratio was proposed.


    날로 늘어가는 폐비닐은 가장 큰 환경문제가 되어가고 있으며, 특히 농촌에서 발생하는 영농폐비닐은 수거인력 부족 및 재활용 인식부족 등으로 농경지에 방치 혹은 불법매립 되어, 이로 인한 문제점이 갈수록 심화되고 있다. 따라서 폐비닐은 재활용하는 것이 환경보전의 관점에서 가장 이상적이며, 본 연구에서는 폐비닐 재활용의 적용범위를 보다 확장시키기 위한 사전연구로 비닐스트립의 지반보강재로서의 적용성을 분석하였다. 본 연구에서는 비닐스트립과 시멘트로 보강된 모래시편에 대한 일축압축강도시험과 공진주/비틂전단시험을 수행하여 정적 및 동적 보강효과를 분석하였다. 상대밀도 40%와 60%의 모래질 흙에 다양한 보강조건의 시편을 제작하여 비닐스트립 혼합률과 시멘트 혼합률에 따른 일축압축강도와 전단탄성계수/감쇠비의 변화를 분석하였다. 시험결과 비닐스트립-시멘트 혼합 보강기법의 정적 및 동적 보강효과를 확인하였고, 비닐스트립 및 시멘트의 최적 혼합조건을 제시하였다.

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    October 2018
  • Research Article

    A Study on the Stability of Cantilever Retaining Wall with a Short Heel

    뒷굽이 짧은 캔틸레버 옹벽의 안정성에 관한 연구

    Yoo, Kun-Sun

    유건선

    Important parameters for the stability checks of cantilever wall are the active earth pressure and the weight of soil above the heel ...

    캔틸레버 옹벽의 안정성 평가에서 중요한 변수는 옹벽에 작용하는 주동토압과 옹벽과 함께 움직이는 뒷굽 상부의 뒤채움토사의 무게이다. 캔틸레버 옹벽의 뒷굽 길이가 충분히 길면, ...

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    Important parameters for the stability checks of cantilever wall are the active earth pressure and the weight of soil above the heel of the base slab. If the heel length is so long enough that the shear zone bounded by the failure plane is not obstructed by the stem of the wall, the Rankine active condition is assumed to exist along the vertical plane which is located at the edge of the heel of the base slab. Then the Rankine active earth pressure equations may be theoretically used to calculate the lateral pressure on the vertical plane. However, in case of the cantilever wall with a short heel, the application of Rankine theory is not only theoretically incorrect but also makes the lateral earth pressure larger than the actual pressure and results in uneconomical design. In this study, for the cantilever wall with a short heel the limit analysis method is used to investigate the mechanism of development of the active earth pressure and then the magnitude and location of the resultants of the pressure and the weight of the soil above the heel are determined. The calculated results are compared with the existing methods for the stability check. In case of the cantilever wall with a short heel, the results by the Mohr circle method and Teng’s method show max. 3.7% and 32% larger than those of the limit analysis method respectively.


    캔틸레버 옹벽의 안정성 평가에서 중요한 변수는 옹벽에 작용하는 주동토압과 옹벽과 함께 움직이는 뒷굽 상부의 뒤채움토사의 무게이다. 캔틸레버 옹벽의 뒷굽 길이가 충분히 길면, 뒷굽 끝단에서의 연직면에 Rankine 토압이 작용한다고 가정하여 옹벽의 안정성을 평가해도 이론적으로 문제가 되지 않는다. 그러나 뒷굽이 짧은 캔틸레버 옹벽에 대하여 이와 같은 방법을 적용하는 것은 이론적으로 옳지 않으며, 주동토압을 실제보다 크게 산정하므로써 비경제적인 설계를 초래한다. 본 연구에서는 한계해석방법을 사용하여 캔틸레버 옹벽에 토압이 작용하는 메카니즘을 조사하고 이를 토대로 주동토압의 크기 및 합력의 위치, 뒤채움토사의 무게를 산정하였으며, 산정결과를 기존의 방법과 비교하였다. 뒷굽길이가 짧을 경우, 옹벽에 대한 안정성은 한계해석방법에 비해 기존의 Mohr원 방법은 최대 3.7%, Teng 방법은 최대 32% 크게 산정되었다.

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    October 2018
  • Research Article

    Development and Application of Slime Meter for Evaluation of Slime Thickness in Borehole

    굴착공 내 슬라임 두께 평가를 위한 슬라임미터의 개발 및 적용

    Hong, Won-Taek, Woo, Gyuseong, Lee, Jong-Sub, Song, Myung Jun, Lim, Daesung, Park, Min-Chul

    홍원택, 우규성, 이종섭, 송명준, 임대성, 박민철

    The slime formed at the bottom of the borehole causes the excessive displacement and loss of the bearing capacity of the drilled ...

    굴착공 저면에 형성된 슬라임은 현장타설말뚝의 과도한 침하 및 지지력 감소를 야기하므로 콘크리트 타설 전 해당 슬라임에 대한 조사가 요구된다. 본 연구에서는 굴착공 ...

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    The slime formed at the bottom of the borehole causes the excessive displacement and loss of the bearing capacity of the drilled shaft. In this study, the slime meter is developed for the evaluation of the slime based on the electrical properties of the fluid and the slime in the borehole. The slime meter is composed of a probe instrumented with electrodes and temperature sensor and a frame with rotary encoder, so that the slime meter profiles the electrical resistivity compensated with temperature effect along the depth. For the application of the slime meter, three field tests are conducted at a borehole with a diameter of 3 m and a depth of 46.9 m with different testing time and locations. For all the tests, the experimental results show that while electrical resistivities are constantly measured in the fluid, the electrical resistivities sharply increase at the surface of the slime. Therefore, the slime thicknesses are estimated by the differences in the depths of the slime surface and the ground excavation. The experimental results obtained at the same testing point with different testing time show that the estimated thickness of the slime increases by the elapsed time. Also, the estimated slime at the side of the borehole is thicker than that at the center of the borehole. As the slime meter estimates the slime in the borehole by measuring the electrical resistivity with simple equipment, the slime meter may be effectively used for the evaluation of the slime formed at the bottom of the borehole.


    굴착공 저면에 형성된 슬라임은 현장타설말뚝의 과도한 침하 및 지지력 감소를 야기하므로 콘크리트 타설 전 해당 슬라임에 대한 조사가 요구된다. 본 연구에서는 굴착공 내 전기적 특성을 이용하여 굴착공 저면에 형성된 슬라임을 평가하기 위한 기법으로써 슬라임미터(slime meter)를 개발하였다. 슬라임미터는 전극 및 온도센서가 설치된 프로브 및 로터리엔코더가 설치된 프레임으로 구성되어 굴착공 심도에 따라 온도영향이 고려된 전기비저항을 평가할 수 있다. 슬라임미터의 적용을 위하여 직경 3m, 심도 46.9m의 굴착공에 대해 시험시간 및 위치가 서로 다른 총 3회의 현장실험이 수행되었다. 3회의 현장실험 모두 굴착공 내 유체에서 일정한 전기비저항이 측정되었으나 슬라임 표면이 존재하는 심도에서 전기비저항이 급격히 증가하는 결과를 보였으며, 해당 심도 및 지반 굴착심도의 차를 이용하여 슬라임의 두께를 산정할 수 있었다. 슬라임 두께 산정 결과, 동일 실험위치에서의 슬라임 두께는 시간 경과에 따라 증가하였으며 가장자리에서의 슬라임이 중앙부의 슬라임보다 두껍게 평가되었다. 본 연구에서 개발된 슬라임미터는 간소화된 장비구성으로 굴착공 내 전기비저항을 평가하여 슬라임 두께를 산정하므로 향후 굴착공 저면의 슬라임 평가를 위한 기법으로써 활용될 수 있을 것이라 기대된다.

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    October 2018
  • Research Article

    An Experimental Study on the Elastic Modulus of Deep Mixing Ground Specimen

    심층혼합 시료의 탄성계수에 관한 실험적 연구

    Park, Choon-Sik, Park, Hwan-Ki

    박춘식, 박환기

    In this study, aimed at determining the elastic modulus of deep mixed samples, 320 test specimens were developed by mixing 8%, 10%, ...

    본 연구는 심층혼합시료의 탄성계수를 파악하기 위하여 점토, 모래, 자갈의 입도 구성조건에 안정재 혼합비 8%, 10%, 12%, 14%로 혼합하여 총 320개의 공시체를 제작하였다. ...

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    In this study, aimed at determining the elastic modulus of deep mixed samples, 320 test specimens were developed by mixing 8%, 10%, 12%, and 14% of stabilizer mixture in the granular conditions of clay, sand and gravel. Uniaxial compression tests were carried out using these specimens, and the uniaxial compression strength and strain were analyzed to determine the secant elastic modulus and tangent elastic modulus. Laboratory test results showed that the uniaxial compression strength of all deep mixed samples increased with increasing curing time and stabilizer mixing ratio, and that the secant elastic modulus and the tangen elastic modulus also increased. The increase of the elastic modulus according to the curing period turned out greater in the tangent elastic modulus than in the secant elastic modulus. In order to measure elastic modulus with changes in stabilizer mixing ratio, the correlation coefficient between the elastic modulus for stabilizer mixing ratio of 8% and that of 10%, 12% and 14% was calculated respectively by the specimen condition. The elastic modulus tended to increase as the grain size in a deep mixed specimen increased. The distribution of grain size that had the greatest effect appeared when the composition ratio of sand was high. On the other hand, the increase in the elastic modulus was larger in the sand specimens than in the clay and gravel specimens. Based on these results, it is suggested that a pertinent soil parameter of the deep mixed ground in the field may be obtained by the particle size distribution and the mixing ratio of stabilizer of the deep mixed soil.


    본 연구는 심층혼합시료의 탄성계수를 파악하기 위하여 점토, 모래, 자갈의 입도 구성조건에 안정재 혼합비 8%, 10%, 12%, 14%로 혼합하여 총 320개의 공시체를 제작하였다. 이러한 공시체를 사용하여 일축압축시험을 수행하였고, 일축압축강도와 변형률을 분석하여 할선탄성계수와 접선탄성계수를 구하였다. 실내시험 결과 모든 심층혼합시료는 양생기간과 안정재 혼합비가 증가함에 따라 일축압축강도가 증가하였는데, 이에 대한 할선탄성계수와 접선탄성계수도 증가하는 경향이 뚜렷하게 나타났다. 양생기간에 따른 탄성계수 값의 증가는 할선탄성계수보다 접선탄성계수가 크게 나타났지만, 탄성계수의 증분비는 할선탄성계수가 크게 나타났다. 안정재 혼합비 8%에 대한 탄성계수와 안정재 혼합비 10%, 12%, 14%에 대한 탄성계수 값을 비교하여 안정재 혼합비에 따른 탄성계수를 추정할 수 있는 상관관계식을 공시체 조건별로 구하였다. 심층혼합시료의 입경이 굵어지면 각각의 탄성계수가 증가하는 경향이 나타났으며, 가장 큰 영향을 미치는 입경의 분포는 모래질의 구성비가 높을 때 나타났다. 한편 탄성계수증가는 공시체 종류별로는 모래질 공시체가 점토질과 자갈질 공시체보다 크게 나타났다. 이러한 결과를 바탕으로 심층혼합시료의 입도 분포와 안정재 혼합비로 현장의 심층혼합지반의 적절한 지반정수를 제안할 수 있을 것으로 판단된다.

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    October 2018
  • Research Article

    Numerical Investigation on Seepage Discharge Inside a Cylindrical Cut-off Wall

    수치해석을 이용한 대형원형강재 가물막이의 침투유량 분석

    Ssenyondo, Vicent, Tran, Van An, Kim, Sung-Ryul

    Ssenyondo, Vicent, Tran, Van An, 김성렬

    Recently, a cylindrical cut-off wall was proposed as a new technology for temporary offshore works. The cut-off wall has a cylindrical shape, ...

    최근 해상 작업을 위한 새로운 시공기술로서 대형원형강재 가물막이 공법이 제안되었다. 본 구조물은 원형 형상의 가물막이이기 때문에 가물막이의 형상에 따른 침투해석 연구가 필요하다. ...

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    Recently, a cylindrical cut-off wall was proposed as a new technology for temporary offshore works. The cut-off wall has a cylindrical shape, so seepage analyses are necessary to analyze the effect of wall shape. In this study, a numerical analysis was performed to investigate the seepage discharge inside cut-off walls. The numerical modeling was verified by comparing with the theoretical solution for the cofferdam with double sheet piles. Two different flow conditions were compared between 2-dimensional flow and axisymmetric flow. The results showed that the discharge of the axisymmetric flow was about 1.55 times larger than that of 2-dimensional plain flow. A parametric study was carried out by varying wall radius, penetration depth of the wall, and total head difference between in and outside of the wall. The discharge decreased with the increase of the penetration depth and the wall radius. Finally, the design equations were suggested to determine the discharge for the preliminary design of the cylindrical cut-off wall.


    최근 해상 작업을 위한 새로운 시공기술로서 대형원형강재 가물막이 공법이 제안되었다. 본 구조물은 원형 형상의 가물막이이기 때문에 가물막이의 형상에 따른 침투해석 연구가 필요하다. 그러므로, 본 연구에서는 흐름해석을 수행하여 원형 가물막이에 대하여 벽체 내부로의 침투 유량을 산정하였다. 흐름해석에 이용된 수치모델링은 2열의 널말뚝을 가진 가물막이에 대하여 제안된 이론해와 비교하여 검증하였다. 흐름조건의 경우 축대칭 흐름조건의 침투유량이 2차원 흐름조건의 침투유량과 비교하여 1.55배 크게 나타났으므로 2차원 축대칭 흐름조건을 적용하였다. 벽체 반경, 벽체의 지중 근입깊이 그리고 벽체 내외부의 수위차 등을 변화시키며 변수연구를 수행한 결과, 침투유량은 벽체의 근입깊이와 벽체 반경이 증가할수록 감소하는 것으로 나타났다. 최종적으로, 대형원형강재 가물막이의 침투유량을 산정할 수 있는 간이식을 제안하였다.

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    October 2018
  • Research Article

    Analysis of Pull-out Behavior of Tunnel-type Anchorage for Suspended Bridge Using 2-D Model Tests and Numerical Analysis

    2차원 모형실험 및 수치해석을 통한 현수교 터널식 앵커리지의 인발거동 특성 분석

    Seo, Seunghwan, Park, Jaehyun, Lee, Sungjune, Chung, Moonkyung

    서승환, 박재현, 이성준, 정문경

    In this study, the pull-out behavior of tunnel type anchorage of suspension bridges was analyzed based on results from laboratory size model ...

    본 연구에서는 케이블 인발하중이 작용하는 현수교의 앵커리지 종류 중 터널식 앵커리지의 인발거동 특성을 축소모형실험과 수치해석을 통하여 분석하였다. 터널식 앵커리지는 국내외 적용사례가 적고 ...

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    In this study, the pull-out behavior of tunnel type anchorage of suspension bridges was analyzed based on results from laboratory size model tests and numerical analysis. Tunnel type anchorage has found its applications occasionally in both domestic and oversea projects, therefore design method including failure mode and safety factor is yet to be clearly established. In an attempt to improve the design method, scaled model tests were conducted by employing simplified shapes and structure of the Ulsan grand bridge’s anchorage which was the first case history of its like in Korea. In the model tests, the anchorage body and the surrounding rocks were made by using gypsum mixture. The pull-out behavior was investigated under plane strain conditions. The results of the model tests showed that the tunnel type anchorage underwent wedge shape failure. For the verification of the model tests, numerical analysis was carried out using ABAQUS, a finite element analysis program. The failure behavior predicted by numerical analysis was consistent with that by the model tests. The result of numerical analysis also showed that the effect of Poisson's ratio was negligible, and that a plugging type failure mode could occur only when the strength of the surrounding rocks was 10 times larger than that of anchorage body.


    본 연구에서는 케이블 인발하중이 작용하는 현수교의 앵커리지 종류 중 터널식 앵커리지의 인발거동 특성을 축소모형실험과 수치해석을 통하여 분석하였다. 터널식 앵커리지는 국내외 적용사례가 적고 파괴형태 및 안전율 등 설계기법이 명확히 정립되어 있지 않아 설계기법 개선과 관련한 연구가 필요한 실정이다. 이에 국내 최초로 터널식 앵커리지가 적용된 울산대교를 대상으로 형상 및 구조를 단순화하여 축소모형실험을 수행하였다. 모형실험에서 앵커리지 구체와 주변 암반을 석고혼합물로 구현하였고, 평면 변형률 조건에서 인발 거동 특성을 조사하였다. 모형실험결과 터널식 앵커리지의 최종 인발 파괴모드는 울산대교의 설계시 가정한 바와 달리 쐐기(wedge)형태로 나타났다. 이를 검증하기 위해 유한요소해석 프로그램인 ABAQUS를 사용하여 수치해석을 시행하였고, 모형실험결과와 동일한 인발 파괴 거동을 확인할 수 있었다. 수치해석에서는 추가적으로 모형재료의 포아송비 및 주변암반의 강도 변화에 따른 영향을 조사하였다. 그 결과 극한 인발상태까지는 포아송비에 따른 영향이 적은 것으로 나타났고, 주변암반의 강도가 앵커리지 구체의 강도보다 10배 이상 큰 특수한 경우에 한하여 앵커리지가 주변 암반의 경계면을 따라 빠져나오는 소위 플러그(plug)형태의 파괴모드가 발생할 수 있음을 확인하였다.

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    October 2018