표준관입저항치와 정적콘관입저항치의 상관성에 관한 연구-영동지역의 연약지반을 중심으로-

김지남,박흥규 한국지반환경공학회 2006 한국지반환경공학회논문집 Vol.7 No.5

We have conducted standard penetration tests and static cone penetration tests that are widely used the land base examination on the soft ground subsurface of Yongdong area, and examined the correlation between them. We have also made a comparative analysis of the correlation between the indoor tests on the materials collected on the site and on-the-spot penetration tests. The results are as follows : The relationship between Standard Penetration Test N-value and Dutch Cone Tset show 1.93N+0.29 for organic soil, 2.19N+0.20 for clay, 2.34N+1.06 for silt, 3.02N+0.54 for silty sand, and 3.47N +0.46 for sand. In this case of sand/N increases when the soil particles are larger. The relationship between standard penetration test N-value and Unconfined Compression Strength show = 0.11N+0.03 for organic soil, = 0.11N+0.25 for clay, and = 0.18N-0.03 for silt. 현장 지반조사시 널리 사용되고 있는 표준관입시험과 정적콘관입시험을 행하여 상관관계를 구하고 현장에서 채취한 시료를 실내시험을 행하여 현장관입시험과의 상관성에 관하여 비교 분석한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 표준관입시험의 N값과 Dutch Cone Test의 의 관계는 유기질토 지반에서는=1.93N+0.29, 점토지반은 =2.19N+0.20, 실트지반은 =2.34N+1.06으로 나타났고, 사질토층의 경우 실트질모래지반은 =3.02N+0.54, 모래지반은 =3.47N+0.46 으로 나타났으며, 입자가 큰 토층일수록 /N값이 증가하였다. 표준관입시험의 N값과 일축압축강도 의 관계는 유기질토는= 0.11N+0.03, 점토는 = 0.11N +0.25, 실트는 = 0.18N-0.03으로 나타났다.

유기산계 지반개량재를 혼합한 점토의 강도 특성에 관한 실험적 연구

임소영(Soyeong Im),천병식(Byungsik Chun) 한국지반환경공학회 2013 한국지반환경공학회논문집 Vol.14 No.8

본 연구에서는 저에너지, 친환경적인 방법의 지반개량을 목적으로 하는 유기산재의 지반개량재로서의 강도특성을 모색하였다. 이에 유기산재를 활용하여 재령 28일까지의 일축압축강도시험 및 삼축압축시험을 통한 흙의 강도 변화에 대해 분석하였다. 유기산 재료를 첨가한 점토의 강도는 재령이 길어질수록, 유기산재 혼합비가 커질수록 전반적으로 증가하는 경향을 나타내었다. 유기산계 지반개량재 혼합에 따른 점토의 강도 증진 효과를 파악하는데 있어서, 일축압축강도시험과 삼축압축시험 결과를 통해 유기산재가 지반개량재로 쓰였을 때 가져오는 강도 증대효과가 있다는 것을 알 수 있었다. 결과적으로, 실내시험을 통해 지반개량에 있어 유기산계 지반개량재의 활용가능성을 볼 수 있었다. 향후 세부적인 시험과 현장시험이 좀 더 명확한 강도증진을 규명하는데 도움이 될 것으로 판단된다. In this study, it was examined a strength characteristic of organic acid material that is eco-friendly and low energy as a soil improving material. The object of this study is to analysis of strength changes with observing the clay mixed organic acid material through the unconfined compression strength test and triaxial compression test during 28 days. As a result of the tests, the strength of clay mixed organic acid material is increased when the more ages are prolonged, the more organic acid material mixture ratio growed. Therefore, in grasping the strength improvement effects of clay by organic acid material mixing, it confirmed that organic acid material as soil improving material is effective through unconfined compression strength test and triaxial compression test. Through this test, the definite strength increase is confirmed according to the mixture of the organic acid material and the possibility of soil improvement is also confirmed based on this result. From now on, detailed examination and field test will help closely to definite strength characteristics.

반응성연직배수공법의 적용에 대한 지반공학적 평가

나형윤(Na Hyoung-Yun),채덕호(Chae Deokho),오명학(Oh Myoung-Hak),조완제(Cho Wanjei) 한국지반환경공학회 2012 한국지반환경공학회논문집 Vol.13 No.7

근래 기존의 항만 중심에 초점이 맞추어져 있던 해양 개발에서 녹색 성장 기술 확보 및 서비스 산업을 창출할 수 있는 해양 공간을 마련하기 위하여 해상 폐기물매립장을 자원순환기술 및 지반개량공법을 적용하여 추후 친환경 인공섬의 기반으로 삼고자 한다. 따라서, 본 연구에서는 해상 폐기물매립장의 지반 개량과 오염물질 정화를 동시에 진행할 수 있는 반응성연직배수공법의 현장 적용성을 판별하기 위하여 공법 적용 대상 지반의 역학적 특성과 공법의 시공성에 대한 연구를 수행하였다. 본 논문에서는 반응성연직배수파일의 충분한 이격거리를 확보하면서 지반의 조기 안정을 위해 연직 배수거리를 단축할 수 있는 배수중간층의 적용을 제안하였다. 또한, 반응성연직배수공법을 적용하여 해상 폐기물 매립장의 경제적인 운영을 도모하고자, 배수중간층을 적용한 경우의 역학적인 거동을 파악하였다. 직경 250㎜의 원형 토조를 제작 후 모형시험과 표준압밀시험을 통하여 압밀 방식에 따른 침하특성을 판별하였다. 그 결과 추후 인공섬의 기반으로 사용할 해양 폐기물 매립장에 준설토를 투기할 경우 배수중간층을 적용한 반응성연직배수파일을 사용하여 조기 지반안정과 토양 정화가 가능할 것으로 판단된다. 또한, 지반 개량 후 구조물에 의한 응력증가로 발생하는 침하량은 진공압밀공법으로 개량한 경우가 연직재하공법을 적용한 경우보다 지반공학적으로 유리한 압밀특성을 가지는 것으로 나타났다. Recently, our ocean development paradigm is changing so that the development focus has been moved from the port facility developments to creating useful marine space. This paradigm accords well with the current green technology and helps the growth of service industries and the development from this paradigm can become a national land mark. Accordingly, the concept of creating marine waste landfill by the development of resource recycling technology has been introduced for eco-friendly space as an artificial island in future. Therefore, this study introduces the reactive vertical drainage method that is to pursue the purification of pollutants as well as stabilization of newly deposited soils in marine environments. To install the reactive vertical drainage piles for more effective feasibility and constructability, placements of drainage mid-layer are considered in the geotechnical viewpoint. Consolidation characteristics were evaluated by standard consolidation tests after several types of model test. As s result, the application of mid-layer drainage is strongly recommended in the reactive vertical drainage to quickly stabilize newly deposited soils. And vacuum consolidation method has better consolidation characteristic than vertical loading method in terms of the settlements predicted by additional stress for further use as an artificial island.

준설토와 친토양 경화재 혼합지반의 일축강도특성

오세욱(Sewook Oh),연용흠(Yonghum Yeon),권영철(Youngcheul Kwon) 한국지반환경공학회 2016 한국지반환경공학회논문집 Vol.17 No.10

선진국에서는 준설토의 고함수비 특성을 제어하기 위해 다양한 고화제를 이용하는 공법을 개발하고 있으며 이 중 점토에 시멘트를 혼합하는 방법은 주로 심층혼합공법 등 연약지반의 개량공법으로 사용되어 왔다. 그러나 이에 관련된 연구는 고화제가 10% 전후의 혼합률을 갖고 있으며 이러한 혼합점토의 단기적인 특성에 대한 실험적 구명에 집중되어 왔다. 본 연구에서는 연약지반의 개량공법 적용 시 준설점토를 시멘트와 친토양 경화재로 고결시켜 장비의 주행성을 확보할 목적으로 시멘트와 친토양 경화재(NSS)를 혼합교반 하였다. 이를 바탕으로 원지반의 건조중량 대비 시멘트, NSS의 혼합비 및 양생기간(7일, 14일, 28일)에 따른 개량토의 일축압축강도 특성을 규명하고자 하였으며, 준설토 재활용을 위한 기술개발을 위하여 경량화제를 첨가하지 않은 시멘트혼합처리 방법과 친토양 경화재인 NSS를 혼합한 지반의 강도특성을 제공함으로써 차후 연약지반 개량을 위한 장비의 주행성을 확보하는데 연구의 목적을 두었다. In the construction on low strength and high compressible soft ground, the many problems have been occurred in recent construction project. therefore, the soil improvement have been developed to obtain high strength in relatively short period of curing time. Based on the laboratory tests using undisturbed marine clay, the effect of improvement on soft ground was estimated. Deep mixing method by cement have been virtually used for decades to improve the mechanical properties of soft ground. However, previous researches set the focus on the short term strength the about 10% of cement treated clay. In this paper, cement and Natural Soil Stabilizer (NSS) were used as the stabilizing agent to obtain trafficability and mechanical strength of the soft clay. Based on the several laboratory tests, optimum condition was proposed to ensure the mechanical strength and compressibility as the foundation soil using cement and NSS mixed soil. Finally, research data was proposed about the applicability of NSS as the stabilizing agent to soft clay to increase the mechanical strength of soil.

표준관입시험 N값을 활용한 지반정수의 경험적 산정

강병주(ByeungJu Gang),황범식(Bumsik Hwang),조완제(Wanjei Cho) 한국지반환경공학회 2018 한국지반환경공학회논문집 Vol.19 No.6

국내설계기준에서는 표준관입시험을 통해 산정된 N값으로 여러 지반 설계정수를 산출할 수 있는 경험식을 제시하고 있으며 이렇게 산출된 지반 설계정수는 시공현장과 기본설계에서 유용하게 활용될 수 있다. 하지만 기존 통용되고 있는 경험식은 대부분 국외에서 연구되어 제시된 것으로, 국내 지반조건과 현재 사용되고 있는 지반조사기술이 적용된 자료에 대한 적용성과 타당성을 검토하는 연구는 미흡한 실정이다. 따라서 본 논문은 국토지반정보 통합DB센터에 제공하는 시추공 데이터를 이용하여 토질시험에서 얻어진 설계정수값과 N값을 이용해서 경험식에서 얻어진 설계 정수값을 비교 분석하여 기존 국내에 사용되고 있는 경험식을 검증하였고 국내의 지반조건을 고려한 경험식과 산정지표를 제안하였다. Domestic design manuals provide various empirical relationships of design parameters of soils with N values from the Standard Penetration Test (SPT), which can be widely used in the basic design process as well as during the construction process. However, the currently used empirical relationships are based on the data from foreign countries and are rarely evaluated with domestic data with currently used site investigation techniques. Therefore, in this study, those empirical relationships and conversion tables are evaluated with the geotechnical information in the Integrated DB Center of National Geotechnical Information and new empirical relationships are newly proposed with the consideration of domestic geotechnical conditions.

해상풍력시스템의 거동 해석을 위한 지반의 연성효과 고려방안

최창호(Changho Choi),한진태(Jintae Han),조삼덕(Samdeok Cho),장영은(Youngeun Jang) 한국지반환경공학회 2013 한국지반환경공학회논문집 Vol.14 No.4

현재 해상풍력시스템의 거동 해석은 지반을 고정단으로 가정한 채로 수행하는 것이 일반적이라고 알려져 있다. 지반의 연성이 고려될 경우 해상풍력시스템의 고유 주파수뿐만 아니라 기초구조물 설계를 위한 하중 또한 변화할 것이라고 예상되나, 이에 대한 연구는 아직 미미한 실정이다. 이에 따라, 본 연구는 기초구조물의 연성을 고려하여 시스템 해석을 수행할 경우 시스템의 고유 주파수와 하중의 변화를 살펴보기 위한 목적으로 수행되었다. 해상풍력시스템의 해석을 위하여 풍력발전기 해석프로그램인 GHBladed를 활용하였으며, 해석 시에는 coupled spring 모델과 winkler spring 모델을 활용하여 기초구조물의 연성효과를 고려하였다. 해석결과 지반의 연성 고려방안 중 winkler spring 모델을 적용하여 산정한 시스템 1차모드 및 하중이 지반을 고정단으로 가정한 해석결과와 비교하여 감소하는 것을 확인하였으며, 이를 통하여 지반의 연성이 시스템의 거동에 미치는 영향을 관찰하였다. The foundation of offshore wind energy system is generally assumed to be fixed-ended in system analysis for the convenience of calculation and, correspondingly, it might lead a conservative design. If soil-foundation interaction get involved with the analysis, the system characteristics such as natural frequency, shear force, moment and displacement are expected to differ from those of fixed-ended case. In this study, the analysis have been conducted to identify how the response of offshore wind turbine varies upon considering the foundation flexibility with soil-foundation interaction. The model taking account of the flexibility of foundation was compared with fixed-ended model at the seabed. The flexibilities of foundation were obtained by coupled spring model at the seabed and Winkler Spring Model with soil depth. As a result, the first mode of the whole system with the Winkler Spring Model was decreased relative to that with the fixed-ended model. The results showed that the effect of foundation flexibility should be considered when designing the offshore wind energy system.

빅데이터 지반정보의 불확실성을 고려한 중진지역에서의 액상화 위험도 작성기법 개발

곽민정(Minjung Kwak),구태진(Taijin Ku),최재순(Jaesoon Choi) 한국지반환경공학회 2015 한국지반환경공학회논문집 Vol.16 No.1

최근 우리 정부는 안전한 대한민국이라는 슬로건 아래 지진재해를 포함한 자연재해피해를 최소화하는데 많은 노력을 집중하고 있으며, 이를 위해 산사태 위험도와 액상화 위험도와 같은 지진 시 지반피해 GIS 시스템 데이터가 구축되고 있는 실정이다. 우리나라 전역을 포함하는 지진 시 액상화 위험도를 작성하기 위해서는 수많은 지반시추정보에 대한 적용성 검토가 필요하다. 본 연구에서는 액상화 위험도 작성을 위해 인구밀도가 높은 광역지역의 지반증폭계수를 검토하였으며 이를 위해 S시 522개 시추공지반 정보를 수집하여 지반응답해석을 수행하였다. 이때 지반분류는 지반정보의 불확실성을 고려하고자 현행 내진 설계기준에서 제안하고 있는 시추종료 깊이 이후의 지반 정보를 30m로 가정하는 경우와 지반정보의 오리지널 데이터 값만을 이용하는 경우로 나누어 비교하였으며, 타당성 검토 시에는 지반응답해석 결과에 대한 확률분포와 통계분석을 이용하여 수행하였다. 최종적으로 정규분포를 통한 신뢰도 50%, 70%, 90%에 대한 지반증폭계수를 도출하여 액상화 위험도를 도시하였으며, 이를 지반응답해석을 통해 도시한 LPI 액상화 위험도와 비교하여 가장 유사한 값을 추천하였다. 연구결과 제안된 지반증폭계수가 향후 국내 액상화에 대한 연구와 중진지역의 광역지역 액상화 위험도 작성에 큰 도움이 될 수 있을 것으로 기대한다. Recently, Korean government has tried out to set up earthquake hazards prevention system. In the system, several geotechnical hazard maps including liquefaction hazard map and landslide hazard map for the whole country have drawn to consider the domestic seismic characteristics. To draw the macro liquefaction hazard map, big data of site investigations in metropolitan areas and provincial areas has to be verified for its application. In this research, we carried out site response analyses using 522 borehole site investigation data in S city during a desirable earthquake. The soil classification was separately compared to shear wave velocity considering the uncertainty of site investigation data. Probability distribution and statistical analysis for the results of site response analyses was applied to the feasibility study. Finally, we suggest a new site amplification coefficient, hereby presented with the similar results of liquefaction hazard mapping using the calculated liquefaction potential index by the site response analyses. Above-mentioned study will be expected to help to follow research and draw liquefaction hazard map in moderate seismic region.

지중에 설치된 가열관에 의한 실트질모래 지반의 열확산 해석

박민철(Mincheol Park),이금성(Kumsung Lee),장재호(Jaeho Jang),한희수(Heuisoo Han) 한국지반환경공학회 2013 한국지반환경공학회논문집 Vol.14 No.5

본 연구에서는 지반의 열적거동을 해석하기 위해 선형열원모델, 상용프로그램(Temp/W) 및 현장 가열실험을 수행하여 지반의 열적거동을 파악한 후 그 결과를 비교하였다. 현장실험결과, 선형열원모델 방정식과 상용프로그램 해석결과가 유사하였으며 분석 결과, 모든 결과치가 유사한 로그형 거동을 보였다. 가열현장의 경우 지속적인 수증기 배출현상이 발생하였고, 3일간 지속가열 후 온도 증가범위가 가열관의 반경 1m 정도까지 확대되는 것을 확인할 수 있었다. 굴착을 통해 지반가열범위를 육안으로 판단한 결과 심도에 상관없이 직경 20cm 지점까지는 완전 건조 소결된 것으로 나타났으며, 가열이 지반의 말뚝효과를 유발하여 연약지반개량에 효율적으로 사용될 수 있음을 알 수 있었다. 또한, 지반가열로 인해 발생한 수증기가 상부로만 배출되고, 열이 상대적으로 횡방향으로 많이 전달되는 것을 현장실험으로도 확인할 수 있었다. Three different mechanisms : line source model, commercial program(Temp/W) and filed test were used to analyse the thermal behavior of soil in this study. The results of in-site test were similar to line source model and program, the resulted graph showed log pattern curves. After 3 days of soil heating, the vapor emission was continuous with increased range of temperature whose radius is about 1m. The ground was excavated to examine with naked eyes where about 20cm range from pipe heater was completely sintered. Therefore, the soil heating through pipe in ground could be used to soil improvement successfully. In addition, the vapor caused by soil heating was emitted to upward and the most heat was transferred to horizontal direction.

국내 동남권 지역의 전력구 지반에 대한 지진시 액상화 위험도 작성 연구

최재순(Jae-soon Choi),박인준(Inn-Joon Park),황경민(Kyengmin Hwang),장정범(Jungbum Jang) 한국지반환경공학회 2018 한국지반환경공학회논문집 Vol.19 No.10

2016년 경주지진에 이어 2017년에도 포항지진이 발생하여 우리나라 동남권 지역이 지진의 위협을 받고 있는 실정이다. 특히, 포항지진에서는 연안의 퇴적지반에서 액상화 현상이 발생하여 이에 대한 대책 마련이 크게 중요시되고 있다. 지반 액상화는 지표면 위의 구조물뿐만 아니라 지중의 시설에 대해 직접적인 영향을 줄 수 있기 때문에 발생 가능한 지진에 대한 시설물의 액상화 위험도를 파악하여 이에 대한 대책을 마련할 필요가 있다. 이 연구에서는 최근 국내에서 지진이 발생한 동남권 지역의 전력구를 대상으로 지진 시 액상화 위험도를 평가하였다. 이때, 발생 가능한 지진은 재현주기 1,000년으로 고려하였으며 지진 시 액상화 위험도는 액상화 발생가능성 지수를 통해 검토하였다. 액상화 위험도 분석은 2단계로 진행되었으며 1단계에서는 동남권 전력공동구 설치위치의 지반조사자료를 토대로 액상화 발생 가능성 지수를 산정하여 액상화 위험도를 분석하였다. 이때, 지반 내 증폭현상은 지반종별 지반증폭계수를 통해 고려되었다. 2단계 위험도 분석은 1단계 분석에서 액상화 발생 가능성이 매우 높게 판정된 전력구 주변의 시추공 정보를 바탕으로 지진응답해석을 수행하고 이를 토대로 액상화 발생 가능성 지수를 재산정하여 지진 시 액상화 위험도를 재분석하였다. 이때, 이용된 지반 조사자료는 국토지반정보 통합DB센터의 자료이며 지진응답해석에서는 3가지의 실지진 가속도 시간이력곡선을 이용하였다. 연구결과, 국내지중 시설물에 대한 액상화 위험도 평가를 1단계 광역기반의 액상화 위험도 평가를 수행하고 2단계 평가에서는 1단계 평가에서 위험한 곳으로 평가된 지역에 대해서 지진응답해석을 동반한 위험도 평가를 재수행하는 것이 매우 합리적이고 유효적절한 것으로 나타났다. Following the 2016 Gyeongju earthquake, the Pohang Earthquake occurred in 2017, and the south-east region in Korea is under the threat of an earthquake. Especially, in the Pohang Earthquake, the liquefaction phenomenon occurred in the sedimentation area of the coast, and preparation of countermeasures is very important. The soil liquefaction can affect the underground facilities directly as well as various structures on the ground. Therefore, it is necessary to identify the liquefaction risk of facilities and the structures against the possible earthquakes and to prepare countermeasures to minimize them. In this study, we investigated the seismic liquefaction risk about the electric power utility tunnels in the southeast area where the earthquake occurred in Korea recently. In the analysis of seismic liquefaction risk, the earthquake with return period 1000 years and liquefaction potential index are used. The liquefaction risk analysis was conducted in two stages. In the first stage, the liquefaction risk was analyzed by calculating the liquefaction potential index using the ground survey data of the location of electric power utility tunnels in the southeast region. At that time, the seismic amplification in soil layer was considered by soil amplification factor according to the soil classification. In the second stage, the liquefaction risk analysis based on the site response analyses inputted 3 earthquake records were performed for the locations determined to be dangerous from the first step analysis, and the final liquefaction potential index was recalculated. In the analysis, the site investigation data were used from the National Geotechnical Information DB Center. Finally, it can be found that the proposed two stage assessments for liquefaction risk that the macro assessment of liquefaction risk for the underground facilities including the electric power utility tunnel in Korea is carried out at the first stage, and the second risk assessment is performed again with site response analysis for the dangerous regions of the first stage assessment is reasonable and effective.

폐타이어 매트로 보강된 풍화토지반의 거동

윤여원,천성한,허승범 한국지반환경공학회 2005 한국지반환경공학회논문집 Vol.6 No.4

Waste tires can be used not only for reinforcement material due to its high capacity against tensile force but also effective for massive treatment. In order to use waste tire as reinforcing material Tread mat using tire treads only was made. Plate load tests on the embankment of decomposed granite soil reinforced with Tread mat and geogrids were conducted for comparison with the test results, respectively. And numerical analyses were performed to see the stress and stain around the reinforced material. Tread mat showed bearing capacity increase and the amount was bigger than that of commercial geogrids. Finite element analysis showed decrease of stress beneath the reinforced material and stress distribution. Finally Tread mat was proposed to use for soil reinforcement as a means of massive treatment of discarded tire. 폐타이어는 높은 인장저항력으로 인하여 지반보강에 사용될 수 있을 뿐 아니라 재활용시 대량처리에도 효과적이다. 폐타이어를 지반보강재로 사용하기 위하여 타이어 트레드만을 이용한 트레드매트를 제작하였다. 현장에서 화강풍화토지반을 조성하여 트레드매트의 보강효과를 알아보기 위하여 트레드매트와 상업용 지오그리드 각각에 대한 평판재하시험을 수행하였다. 그리고 지반보강재 인접 지반에서의 응력과 변형을 알아보기 위해 수치해석을 수행하였다. 트레드매트는 상업용지오그리드 못지 않은 지반보강효과를 나타내었다. 유한요소해석결과 지반보강재 바로 밑에서 응력의 현저한 감소를 나타내었으며 보강재로 인한 응력분포를 확인할 수 있었다. 최종적으로 폐타이어의 대량처리를 위한 수단으로 지반보강을 위한 트레드매트의 사용이 제안되었다.