• Response Spectrum Analysis-Induced Limit Acceleration of Soil Pile Systems

    지반-기초말뚝 상호작용을 고려한 응답스팩트럼의 적용 한계가속도

    Jong-young Shin, Su-min Song, Sang-Seom Jeong

    신종영, 송수민, 정상섬

    In this study, the limit range of input acceleration was investigated based on time domain and response spectrum analyses by considering the …

    본 연구에서는 입력가속도의 한계 범위를 흙의 상대밀도, 지하수위, 지반 조건을 고려하여 시간이력해석과 응답스펙트럼해석으로 분석하였다. 시간이력해석은 FLAC3D로 응답스펙트럼해석은 FB-Multipier를 이용하여 여러 지반 조건에 …

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    In this study, the limit range of input acceleration was investigated based on time domain and response spectrum analyses by considering the relative density, groundwater depth, and soil type. Special attention was paid to the input acceleration and shear modulus of soil, which affect pile behavior. The surrounding soil was identified as an elastoplastic material and subjected to FLAC3D analysis using the Mohr-Coulomb and Finn models as well as FB-Multiplier analysis using a nonlinear p-y curve for soil spring. Based on the analyses, the limit range of acceleration on the pile is much higher for SP soil than for SM soil, and the groundwater level tends to reduce the limit range of input acceleration, irrespective of soil conditions. The limit range of acceleration was mainly affected by the shear modulus. The limit range of acceleration with nonlinear soil behavior is proportional to the relative density of the surrounding soil.


    본 연구에서는 입력가속도의 한계 범위를 흙의 상대밀도, 지하수위, 지반 조건을 고려하여 시간이력해석과 응답스펙트럼해석으로 분석하였다. 시간이력해석은 FLAC3D로 응답스펙트럼해석은 FB-Multipier를 이용하여 여러 지반 조건에 대한 수치해석을 실시하였다. 말뚝 주변 지반은 탄소성 물질로 가정하였다. FLAC3D 해석의 주변 지반은 Mohr-Coulomb과 Finn 모델로 설정하였고, FB-Multiplier 해석은 비선형 p-y 곡선을 이용하여 해석하였다. 비선형 지반 거동을 갖는 가속도의 한계범위는 주변 지반의 상대밀도에 비례함을 보였다. 해석 결과 SP soil이 SM soil보다 지반의 가속도의 한계범위가 훨씬 크고 지하수위는 지반조건에 관계없이 입력가속도의 한계범위를 감소시키는 경향이 있음을 알 수 있다. 또한 가속도의 한계 범위는 주로 전단탄성계수의 영향을 받는 것으로 나타났다.

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    31 December 2023
  • Prediction of Pull-Out Force of Steel Pegs Using the Relationship Between Degree of Compaction and Hardness of Soil Conditioned on Water Content

    함수비에 따른 토양의 다짐도와 경도의 관계를 이용한 철항의 인발저항력 예측 연구

    In-Hyeok Choi, Gi-Seok Heo, Jin-Young Lee, Dong-Youp Kwak

    최인혁, 허기석, 이진영, 곽동엽

    The Ministry of Agriculture, Food and Rural Affairs has announced design standards for disaster-resilient greenhouses capable of resisting wind speeds with a …

    농림축산식품부는 강풍에 의한 비닐하우스의 인발파괴에 대응하기 위해 30년 빈도의 풍속에 대비할 수 있는 내재해형 비닐하우스 설계 기준을 고시하였다. 하지만 여전히 많은 비닐하우스가 …

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    The Ministry of Agriculture, Food and Rural Affairs has announced design standards for disaster-resilient greenhouses capable of resisting wind speeds with a 30-year frequency to respond to the destruction of greenhouses caused by strong winds. However, many greenhouses are still being maintained or newly installed as conventional standard facilities for the supply type. In these supply-type greenhouses, a small pile called a steel peg is used as reinforcement to resist wind-induced damage. The wind resistance of steel pegs varies depending on the soil environment and installation method. In this study, a correlation analysis was performed between the wind resistance of steel pegs installed in loam and sandy loam, using a soil hardness meter. To estimate the pull-out force of steel pegs based on soil water content and compaction, soil compaction tests and laboratory soil box and field tests were performed. The soil compaction degree was measured using a soil hardness meter that could easily confirm soil compaction. This was used to analyze the correlation between the soil compaction degree in the tests. In addition, a correlation analysis was performed between the pull-out force of steel pegs in the soil box and field. The findings of this study will be useful in predicting the pull-out force of steel pegs based on the method of steel peg installation and environmental changes.


    농림축산식품부는 강풍에 의한 비닐하우스의 인발파괴에 대응하기 위해 30년 빈도의 풍속에 대비할 수 있는 내재해형 비닐하우스 설계 기준을 고시하였다. 하지만 여전히 많은 비닐하우스가 기존 규격시설인 농가 보급·지도형으로 유지 및 신설되고 있다. 농가 보급·지도형 비닐하우스에는 인발파괴에 저항하기 위한 보강 수단으로 소형말뚝 종류 중 하나인 철항이 사용된다. 철항의 인발저항력은 토양의 환경과 철항의 관입 형태에 따라 변화한다. 이번 연구에서는 양토와 사양토에 설치되는 철항의 인발저항력을 토양경도계를 사용하여 유추할 수 있는 상관관계를 제시하였다. 토양의 환경인 함수비와 다짐도에 따른 철항의 인발저항력을 유추하기 위해 흙의 다짐시험과 모형토조시험, 현장시험을 수행하였다. 흙의 다짐도를 간단하게 확인할 수 있는 토양경도계를 사용하여 다짐도를 측정하였으며, 이를 이용하여 흙의 다짐시험과 모형토조의 다짐도에 대한 상관관계를 분석하였다. 또한, 모형토조에서의 철항의 인발저항력으로 현장에서의 인발저항력을 추정하는 상관관계를 제시하였다. 이번 논문의 결과는 환경 변화에 따른 철항의 관입 형태별 인발저항력의 예측에 활용될 것으로 기대된다.

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    31 December 2023
  • Neural Network-Based Prediction of Dynamic Properties

    인공신경망을 활용한 동적 물성치 산정 연구

    Dae-Hong Min, YoungSeok Kim, Sewon Kim, Hyun-Jun Choi, Hyung-Koo Yoon

    민대홍, 김영석, 김세원, 최현준, 윤형구

    Dynamic soil properties are essential factors for predicting the detailed behavior of the ground. However, there are limitations to gathering soil samples …

    동적 물성치는 지반의 상세한 거동을 예측하기 위한 필수인자이나, 샘플 채취와 추가적인 실험이 동반되는 한계가 있다. 본 연구의 목적은 정적 지반 물성치를 기반으로 …

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    Dynamic soil properties are essential factors for predicting the detailed behavior of the ground. However, there are limitations to gathering soil samples and performing additional experiments. In this study, we used an artificial neural network (ANN) to predict dynamic soil properties based on static soil properties. The selected static soil properties were soil cohesion, internal friction angle, porosity, specific gravity, and uniaxial compressive strength, whereas the compressional and shear wave velocities were determined for the dynamic soil properties. The Levenberg–Marquardt and Bayesian regularization methods were used to enhance the reliability of the ANN results, and the reliability associated with each optimization method was compared. The accuracy of the ANN model was represented by the coefficient of determination, which was greater than 0.9 in the training and testing phases, indicating that the proposed ANN model exhibits high reliability. Further, the reliability of the output values was verified with new input data, and the results showed high accuracy.


    동적 물성치는 지반의 상세한 거동을 예측하기 위한 필수인자이나, 샘플 채취와 추가적인 실험이 동반되는 한계가 있다. 본 연구의 목적은 정적 지반 물성치를 기반으로 동적 지반 물성치를 예측하는 것으로 인공신경망을 활용하고자 하였다. 정적 물성치는 점착력, 내부마찰각, 함수비, 비중 그리고 일축압축강도로 선정하였으며 출력 값인 동적물성치는 압축파 속도와 전단파 속도로 결정하였다. 인공신경망 적용시 결과값의 신뢰성을 높이기 위해 Levenberg-Marquardt와 Bayesian regularization 방법을 적용하였으며, 각 최적화 방법에 따른 신뢰성을 비교하였다. 인공신경망 모델의 정확도는 결정계수로 나타냈으며, train과 test 과정 모두 0.9 이상의 값을 보여 해당 연구에서 구축한 인공신경망의 신뢰성이 높은 것으로 나타났다. 또한, 구축된 인공신경망 모델의 검증을 위해 새로운 입력 데이터에 대해서도 출력 값의 신뢰성을 검증하였으며, 그 결과 높은 정확도를 보였다.

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    31 December 2023
  • Effect of Wind Load on Pile Foundation Stability in Solar Power Facilities on Slopes

    풍하중이 경사지 태양광 발전시설의 기초 안정성에 미치는 영향 분석

    Jong-Won Woo, Jeong-Yeon Yu, Ki-Il Song

    우종원, 유정연, 송기일

    At present, in South Korea, there is a growing concern regarding solar power facilities installed on slopes because they are prone to …

    현재 국내에 경사지에 설치된 태양광 발전시설에 대해서 강우 혹은 태풍과 같은 자연재해로 매년 태양광 발전시설의 강우에 의해 토사가 유출되어 기초부에 손상을 입거나, …

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    At present, in South Korea, there is a growing concern regarding solar power facilities installed on slopes because they are prone to damage caused by natural disasters, such as heavy rainfall and typhoons. Each year, these solar power facilities experience soil erosion due to heavy rainfall and foundation damage or detachment caused by strong wind loads. Despite these challenges, the interaction between the ground and structures is not adequately considered. Current analyses primarily focus on the structural stability under external loads; the overall facility site’s stability—excluding the solar structures—in relation to its surrounding slopes is neglected. Therefore, in this study, we use finite-difference method analysis to simulate the behavior of the foundation and piles to assess changes in lateral displacement and bending stress in piles, as well as the safety factor of sloped terrains, in response to various influencing factors, such as pile diameter, spacing between piles, pile-embedding depth, wind loads, and dry and wet conditions. The analysis results indicate that pile spacing and wind loads significantly influence lateral displacement and bending stress in piles, whereas pile-embedding depth strongly influences the safety factor of sloped terrains. Moreover, we found that under certain conditions, the design criteria in domestic standards may not be met.


    현재 국내에 경사지에 설치된 태양광 발전시설에 대해서 강우 혹은 태풍과 같은 자연재해로 매년 태양광 발전시설의 강우에 의해 토사가 유출되어 기초부에 손상을 입거나, 풍하중에 의해 기초부가 이탈하는 등 피해사례가 발생하여 이와 관련된 문제가 대두되고 있다. 하지만 위와 같은 실정에도 지반과 구조물의 상호작용은 고려하지 않고, 외부 하중에 따른 구조물 자체의 안정성만 분석을 시행하며, 설비 부지의 안정성 검토는 태양광 구조물을 제외한 사면에 대한 안정성 검토만 진행중이다. 따라서 본 논문에서는 각 영향인자에 대해서 말뚝의 횡방향변위와 휨응력, 경사지의 안전율의 변화양상을 검토하기 위해 지반과 말뚝의 거동을 모사할 수 있는 유한차분법 해석을 실시하였다. 영향인자는 말뚝의 지름, 말뚝 사이의 간격, 말뚝의 근입 깊이, 풍하중, 건기와 우기 조건 등의 인자를 가정하였으며, 횡방향 변위와 휨응력, 경사지의 안전율에 큰 영향을 미치는 인자를 검토하였다. 말뚝의 횡방향 변위와 휨응력은 말뚝 사이의 간격과 풍하중에 큰 영향을 받는 것으로 나타나았으며, 경사지의 안전율의 경우 말뚝의 근입 깊이에 큰 영향을 받는 것으로 나타났다. 또한 해석을 실시한 조건에서 일부분은 국내의 설계기준을 만족하지 못하는 것으로 검토되었다.

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    31 December 2023
  • Bearing Capacity Evaluation of Hybrid Suction Bucket Foundations on Clay Under Horizontal Loads Using a Centrifuge

    원심모형실험을 활용한 점토지반에 설치된 하이브리드 석션 버켓기초의 수평방향 지지력 평가

    Jae-Hyun Kim, Cheol-Ju Lee, Hee Jeong Shin, Seong Hwan Kim, Jeong Min Goo, Chung Yeol Jung, Young-Jin Jeon

    김재현, 이철주, 신희정, 김성환, 구정민, 정충열, 전영진

    Suction buckets are feasible options for offshore foundations to support subsea structures in deep water, enabling suction-induced installation by pumps. Recently, hybrid …

    석션 버켓(suction bucket)은 해양 구조물 지지를 위해 사용되는 기초구조물 중 하나로 펌프를 이용해 빠르게 기초시공이 가능한 장점이 있다. 최근 기초 지지력을 효과적으로 …

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    Suction buckets are feasible options for offshore foundations to support subsea structures in deep water, enabling suction-induced installation by pumps. Recently, hybrid suction bucket foundations that combine single or multiple suction buckets with a mat foundation have been considered. The foundations effectively increase the load capacity while reducing construction costs. However, there is still insufficient experimental validation of hybrid suction bucket foundations regarding their bearing capacity. Furthermore, research on the horizontal load capacity under low vertical and moment loads is inadequate. In this study, we investigate the feasibility of using a hybrid suction bucket foundation for subsea installations in clay. We considered two types of hybrid suction bucket foundations: a circular mat with a single suction bucket and a square mat with multiple buckets. Centrifuge tests were performed to understand the hybrid suction bucket foundation characteristics under horizontal loads and their corresponding bearing capacity. Particularly, we verified the effect of the mat foundation and bucket embedment depth on the horizontal bearing mechanism and capacities. Results confirmed that the hybrid suction bucket foundation outperforms the single suction bucket.


    석션 버켓(suction bucket)은 해양 구조물 지지를 위해 사용되는 기초구조물 중 하나로 펌프를 이용해 빠르게 기초시공이 가능한 장점이 있다. 최근 기초 지지력을 효과적으로 증가시키고 건설 비용을 절감하기 위해 단일 석션 버켓이나 다수의 석션 버켓이 매트기초와 결합된 하이브리드 석션 버켓기초(hybrid suction bucket foundation)가 제안되었다. 하지만 현재까지 수중구조물과 같이 작은 수직하중(자중)과 모멘트 하중 조건에서 수평하중에 대한 하이브리드 석션 버켓기초의 저항 메커니즘과 지지력에 관한 실험적 연구가 부족한 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 점토지반에 설치된 하이브리드 석션 버켓기초의 수평방향 저항 메커니즘과 지지력을 평가하기 위해 하중재하시스템을 구축하고 원심모형실험을 수행하였다. 본 연구에서는 원형매트와 단일 버켓이 결합된 하이브리드 석션 버켓기초와 사각형 매트와 4개의 버켓기초가 결합된 하이브리드 그룹 석션 버켓기초를 대상으로 하였다. 본 연구를 통해 매트기초와 석션 버켓기초의 스커트(skirt) 길이가 수평방향 지지력 증진에 미치는 영향을 실험적으로 평가하였다. 그 결과, 작은 수직하중과 모멘트 하중조건에서 하이브리드 석션 버켓기초의 매트와 버켓기초 스커트가 기초의 수평방향 지지력 증진에 효과가 있음을 확인하였다.

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    31 December 2023
  • Characterizing Multichannel Conduit Signal Properties Using a Ground Penetrating Radar: An FDTD Analysis Approach

    FDTD 수치해석을 이용한 다중 관로에 대한 GPR 탐지 신호 특성 분석

    Hee-Hwan Ryu, Joo-Yeol Bae, Ki-Il Song, Sang-Yun Lee

    류희환, 배주열, 송기일, 이상연

    In this study, we explore the use of ground penetrating radar (GPR) for the nondestructive survey of subsurface conduits, focusing on the …

    GPR을 활용한 지중 매설관로의 비파괴 탐사에 있어서 다중 관로의 경우 관로에 의한 음영영역이 탐사결과에 많은 영향을 미친다. 다중 관로의 음영영역은 관로들의 위치 …

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    In this study, we explore the use of ground penetrating radar (GPR) for the nondestructive survey of subsurface conduits, focusing on the challenges posed by multichannel environments. A key concern is the shadow regions created by conduits, which significantly impact survey results. The shadow regions, which are influenced by conduit position and diameter, hinder signal propagation, thereby making detection within these regions challenging. Using finite-difference time-domain numerical analysis, we examined the characteristics of conduit signals, which typically manifest in hyperbolic patterns. Particularly, we investigated three conduit arrangements: horizontal, vertical, and diagonal. Automatic gain control was applied to amplify the signals, enabling the analysis of variations in shadow regions and signal characteristics for each arrangement. In the horizontal arrangement, the proximity of the two conduits resulted in the emergence of a new hyperbolic pattern between the existing conduits. In the vertical arrangement, the lower conduit could be detected using hyperbolic signals on either side, but the detection was challenging when the upper conduit diameter exceeded that of the lower conduit. In the diagonal arrangement, signal characteristics varied based on the position of shadow regions relative to the detection range of the equipment. Asymmetrical signal patterns were observed when the shadow regions fell within the detection range, whereas the signals of the two conduits were minimally impacted when the shadow regions were outside the detection range. This study provides vital insights into accurately detecting and characterizing subsurface multichannel conduits using GPR—a significant contribution to the field of subsurface exploration and management.


    GPR을 활용한 지중 매설관로의 비파괴 탐사에 있어서 다중 관로의 경우 관로에 의한 음영영역이 탐사결과에 많은 영향을 미친다. 다중 관로의 음영영역은 관로들의 위치 및 직경에 의해 변화되며 음영영역 내에서는 신호가 전파되지 못하기 때문에 탐지가 불가능하다. 본 연구에서는 FDTD 수치해석을 활용하여 다중 관로의 배치 및 직경에 따라 쌍곡선 형태로 나타나는 관로신호의 특성을 분석하였다. 관로의 배치는 수평, 수직, 대각 배치로 총 3가지 형태에 대한 분석을 수행하였으며, AGC를 활용하여 신호를 증폭하고 각각의 배치형태에서 나타나는 음영영역과 신호 특성의 차이를 분석하였다. 수평 배치에서는 두 관로가 근접할수록 두 쌍곡선 형태 사이에 새로운 쌍곡선 형태가 나타난다. 수직 배치에서는 쌍곡선 좌우 신호가 탐색 가능하여 이를 활용하면 하단 관로를 탐지가능할 것으로 보이나, 상단 관로의 직경이 하단 관로보다 큰 경우에는 탐지가 힘들 것으로 판단된다. 대각 배치의 경우, 지표면의 음영영역의 위치에 따라 다른 특성을 보인다. 장비의 가탐범위 내에 음영영역이 존재하는 경우 신호의 비대칭형태의 신호 특성을 보이며, 음영영역이 가탐범위 외부에 존재하는 경우에는 두 관로의 신호 특성에 영향을 거의 미치지 않는 것으로 나타났다.

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    31 December 2023
  • Evaluation of the Dynamic Behavior of Inclined Tripod Micropiles Using Dynamic Centrifuge Test

    원심모형실험을 이용한 그룹 삼축 마이크로파일의 동적거동 평가

    Yoon-Ah Kim, Tae-Hyuk Kwon, Jongkwan Kim, Jin-Tae Han, Jae-Hyun Kim, Sung-Yul An

    김윤아, 권태혁, 김종관, 한진태, 김재현, 안성율

    Despite recent modifications to building structural standards emphasizing the seismic stability of building foundations, the current design focus remains solely on vertical …

    최근 건축물 구조 기준의 개정으로 말뚝 기초의 내진성능 강화가 강조되고 있음에도 불구하고, 현재 건축물 기초의 내진설계는 비용과 시공상의 어려움으로 충분한 시행이 이루어지지 …

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    Despite recent modifications to building structural standards emphasizing the seismic stability of building foundations, the current design focus remains solely on vertical support, resulting in insufficient consideration of horizontal loads during earthquakes. In this study, we evaluated the dynamic behavior of inclined tripod micropiles (ITMP), which provide additional seismic resistance against horizontal and vertical loads during earthquakes. A comparison of the dynamic characteristics, such as acceleration, displacement, bending moment, and axial force, of ITMP with a 15° installation angle and normal vertical micropiles with a 0° installation angle was performed using dynamic centrifuge model tests. Results show that under moderate seismic loads, the proposed ITMP exhibited lower acceleration responses than the vertical micropiles. However, when subjected to a long-period strong seismic excitation, such as sine (2 Hz), ITMP showed greater responses than the vertical micropiles in terms of acceleration and settlement. These results indicate that the use of ITMP reduces the amplification of short-period (high-frequency) contents compared with the use of vertical micropiles. Therefore, ITMP can be used to enhance seismic performance of structures.


    최근 건축물 구조 기준의 개정으로 말뚝 기초의 내진성능 강화가 강조되고 있음에도 불구하고, 현재 건축물 기초의 내진설계는 비용과 시공상의 어려움으로 충분한 시행이 이루어지지 않고 있다. 본 연구에서는 지진 시 수평 및 수직 하중에 효과적으로 대응할 수 있는 구조로 제안된 삼축 마이크로파일(TMP)의 지진 시 동적 거동을 평가하고자 하였다. 동적 원심모형실험을 통해 설치 각도가 15°인 그룹 삼축 마이크로파일과 설치 각도가 0°인 연직 군말뚝의 가속도, 변위, 휨모멘트, 축력 등의 동적 거동이 비교 분석되었다. 실험 결과에 따르면 가속도와 수평 및 수직 변위 결과를 바탕으로 살펴보았을 때 탁월 주기가 0.5 초 미만인 실지진파 가진 조건에서 경사진 그룹 삼축 마이크로파일의 내진성능은 연직 군말뚝보다 좋거나 비슷한 수준으로 평가된다. 그러나 Sine 2Hz와 같은 장주기의 강한 지진 가진 시에는 경사진 삼축 마이크로파일의 응답이 전반적으로 수직 마이크로파일보다 크게 나타났다. 협소한 공간에서 기존 시설물의 단주기 지진파에 대한 응답을 줄이는 내진보강이 필요한 경우 경사진 삼축 마이크로파일이 수직 마이크로파일의 대안으로 활용 될 수 있을 것으로 판단된다.

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    31 December 2023
  • Performance Verification and Reliability Test of Load Cell Gauge in Korea

    국내 하중계 성능검증과 신뢰성 시험 연구

    Yeong-Bae Kim, Yeong-Bae Park, Seong-Won Lee, Kang-Il Lee

    김영배, 박영배, 이성원, 이강일

    Monitoring the site of an underground construction wall is crucial to confirm the stability of the supports and ground due to excavation. …

    흙막이 현장에서 계측은 굴착으로 인한 지보재와 지반의 안정성 확인을 위해 필수적으로 수행해야 하는 중요한 요소이다. 특히, 굴착지반에서 전달되는 버팀대의 하중 전달 추이를 …

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    Monitoring the site of an underground construction wall is crucial to confirm the stability of the supports and ground due to excavation. In particular, it is essential to maintain the accuracy of a load cell gauge, which identifies the load of the support transmitted from the excavated ground. However, research on verification methods and regulations that can identify the accuracy of load cell gauges at construction sites is inadequate, which is a problem as load cell gauges are installed without proper performance inspections. In this study, performance tests were conducted by a complete investigation of load cell gauges sold in Korea and comparing them with foreign products to determine defect causes. In addition, the criteria for selecting a load cell gauge were presented, and the results of this study were considered to help select a highly reliable load cell gauge.


    흙막이 현장에서 계측은 굴착으로 인한 지보재와 지반의 안정성 확인을 위해 필수적으로 수행해야 하는 중요한 요소이다. 특히, 굴착지반에서 전달되는 버팀대의 하중 전달 추이를 확인하는 하중계는 정확도 유지가 필수적이다. 그러나, 건설 현장에서는 하중계의 정확도를 파악할 수 있는 검증 방법, 규정 등의 연구가 부족하여 제대로 된 성능검사 없이 설치됨에 따라 문제가 되고 있다. 본 연구에서는 국내 현장에 사용되는 하중계를 전수조사하여 성능검사를 실시하고 외국 제품과의 비교를 통해 불량 원인을 파악하였다. 하중계의 성능검증을 통해 성능검사 기준을 제시하였으므로 본 연구 결과는 신뢰성 높은 하중계를 선택하는 데 도움이 될 것으로 판단된다.

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    31 December 2023
  • Assessment of Frozen Soil Characterization Via Electrical Resistivity Survey

    전기비저항 탐사를 활용한 동결 지반의 거동 평가

    Byeong-Su Jang, Young-Seok Kim, Se-Won Kim, Hyun-Jun Choi, Hyung-Koo Yoon

    장병수, 김영석, 김세원, 최현준, 윤형구

    In this study, we evaluated the behavior of frozen soil using an electrical resistivity survey method—a nondestructive technique—and examined its characteristics through …

    해당 연구의 목적은 비파괴 탐사 기법의 일환인 전기비저항 탐사 방법을 활용하여 동결 지반의 거동을 평가하는 것으로, 현장 실험을 통해 그 특성을 살펴보았다. …

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    In this study, we evaluated the behavior of frozen soil using an electrical resistivity survey method—a nondestructive technique—and examined its characteristics through field experiments. Frozen soil was artificially prepared by injecting fluid to accelerate the freezing process, and naturally frozen soil was selected in a nearby area for comparison. A dynamic cone penetration test (DCPT) was performed to compare the reliability of the electrical resistivity survey, and time-domain reflectometry surveys were performed to assess the moisture content of the ground. Field experiments were conducted in February—when the atmosphere temperature was below freezing—and May—when the temperature was above freezing. This temperature-compensated method was used to determine reliability because the behavior of frozen soil depends on the underlying temperature. In the resistivity survey method, a section of high electrical resistivity was observed under freezing conditions due to the frozen water and converted into porosity. The converted porosity was compared with the porosity inferred from the DCPT, and the results showed that the measured electrical resistivity was valid.


    해당 연구의 목적은 비파괴 탐사 기법의 일환인 전기비저항 탐사 방법을 활용하여 동결 지반의 거동을 평가하는 것으로, 현장 실험을 통해 그 특성을 살펴보았다. 현장 실험은 동결된 상태를 가속화하기 위하여 유체를 주입한 인위적인 동결 지반을 만들었으며, 결과를 비교하기 위하여 이와 근접한 지역에서 자연적으로 동결된 지반에도 실험을 진행하였다. 실험은 전기비저항 탐사 외에 측정 값의 신뢰성을 비교할 수 있도록 동적 콘 관입 실험(Dynamic Cone Penetration Test)를 추가적으로 활용하였으며, 지반의 함수비도 평가하기 위해 Time Domain Reflectometry (TDR) 탐사도 수행하였다. 현장 실험은 대기 온도가 영하인 2월과 영상 조건을 보이는 5월에 각각 진행하였다. 전기비저항 탐사로 측정된 결과는 온도에 의존하는 경향이 있어 각 측정 값들은 온도 보상을 수행한 후 결과를 비교하였다. 측정 결과 동결 조건에서는 지반이 고체 특성을 보여 고비저항 구간이 다소 나타났으며 이를 간극률로 환산하였다. 환산된 간극률은 DCPT 결과로 유추한 간극률과 비교하여 신뢰성을 검증하였으며, 동결토에서 측정한 결과가 타당한 값으로 나타났다.

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    31 December 2023