실험실에서 재 성형한 정규압밀점토에 대하여 실시된 일련의 삼축압축시험 거동결과를 등방단일경화구성모델에 의한 예측치와 비교검토한다. 이 모델사용에 필요한 열한개의 계수는 등방압밀공시체에 대한 비배수삼축압축시험 결과로부터 간단히 결정된다. 이렇게 결정된 계수를 활용한 이 모델로 이방압밀공시체를 대상으로 한 비배수삼축압축시험시의 응력-변형률 및 간극 수압의 거동이 예측된다. 또한 등방압밀공시체 및 이방압밀공시체를 대상으로 실시한 배수삼축 압축시의 응력-변형률 및 체적변형률 거동예측에도 이 모델을 적용하였다. 예측치와 시험치의 비교결과 비배수삼축압축시험의 경우는 등방압밀공시체와 이방압밀공시체 모두에 좋은 일치를 보이고 있다. 그러나 배수삼축압축시험의 경우는 초기 체적변형률의 예측치가 시험치보다 약간 작게 나타나다가 파괴점에 근접함에 따라서는 예측치가 시험치보다 커지는 경향을 보이고 있다. 그러나 전반적인 응력 -변형률거동은 좋은 일치를 보이고 있음을 알 수 있다. 따라서, 본 연구결과 이 모델은 정규압밀점토의 거동예측에 적용성이 충분히 있다고 생각된다.

시간영역의 지진 가속도-시간 이력을 주파수 영역의 courier 진폭-주파수 이력으로 변화시키는 Trifunac의 경험적 모델을 기초로 하여 지진 관측소에서 측정된 임의 규모의 실제 지진기록들을 필요한 규모의 지진기록으로 유사화시키는 지진 확대 (scaling) 기법을 제안하였다. 또한, 지진 규모(M) 5.6의 지진기록을 이용하여 지진 규모(M) 8.0의 유사지진을 작성하여 동적 재하 시험 장치에 적용가능하도록 하였다. 지진 확대 (scaling) 기법은 MMI(modified mercalli intensity), 지진기록 부지의 조건,진앙거리,지진 가속도 성분의 방향, 해석의 신뢰도 등을 고려할 수 있으며, 다양한 지진 기록들에 적용가능하였다.유사지진은 수평방향의 성분들만을 고려하여 작성되었다. 압력토조내에 설치된 모형인장말뚝과 개단압출말뚝에 대한 유사지진 진동에 의한 동적 말뚝재하시험이 가능하였다. 정적 말뚝재하시험시 인장말뚝과 압축말뚝의 거동은 매우 상이하였는데, 인장말뚝은 2~3회의 급작스런 미끄러짐 변위를 수반하였다. 또한, 유사 지진 진동중 인장말뚝과 개단압축말뚝의 거동특성은 매우 상이하였으며, 지지력 감소특성도 크게 달랐다.

포항지역 이암의 풍화가 slaking및 흡수팽창에 기인됨을 인식하고, 3개 지점에서 채취한 이암시료를 대상으로 광물성분, slaking 및 팽창시험을 수행하였다. 또한 풍화로 인하여 열화된 이암의 잔류전단강도를 측정하였는데 역전식 잔류전단시험을 채택하였다. 시험결과, 각 이암시료의 광물성분은 석영과 점토광물이 대종을 이루고 있으며, 두번째 slaking cycle에서의 slake내구성 지수는 71%~96% 범위이고 암석분말시료의 액성한계가 높을수록 내구성지수는 떨어지는 경향을 보인다. 또한 팽창압력의 크기도 액성한계가 높은 시료에서 월등히 큰 9.4kg10m2로 측정되었으며, 이러한 경향은 팽창변형률(최대치 :33.5%)에서도 마찬가지로 나타났다. 이암의 잔류전 단강도는 건습반복회수가 증가될수록 감소되어 5회 건습반복후의 잔류강도는 c,=0.24kg/cm2, f,=28$^{\circ}$로 측정되었다. 그리고 습윤상태에서 이암-이암 경계면을 따라 측정한 잔류강도가 최저값인 cr=0 and or=21.5$^{\circ}$로 나타났다.

지하구조물에 대한 설계 및 시공기술의 많은 발전에도 불구하고 아직도 상당부분 그간의 경험에 의존하며, 또한 많은 불확정성 요소들을 내포하고 있다. 그 중 가장 대표되는 것이 지반계수로서, 이를 설계단계에서 정확히 산정하는 데는 많은 어려움이 따른다. 본 논문의 주된 목적은 지하공간의 설계와 시공을 유기적으로 연결할 수 있는 지반공학적 접근의 일환으로 최적의 지반계수를 산정하는 데 있다. 이를 위하여 초기예측치와 계측치로부터 예측된 간을 합리적으로 조합할 수 있는 Extended Bayesian Method(EBM)을 적용하였으며, 이를 유한요소해석으로부터 구할 수 있도록 하였다. 또한 부산 지하철 현장과 캐나다의 Darlington취수터널에 대한 예제해석을 수행하여 제안된 방법의 효용성을 검증하였다.

도로성토 하중저감공법중의 하나인 EPS공법은 초 경량재(20~30kg/m3)로서 연약지반상에 성토재로 사용하여 지반의 유효응력 증가분을 최소화함으로써 지지력과 침하에 대한 안정성을 쉽게 확보할 수 있고, 옹벽.교대등의 구조물 뒤채움재나 응급 복구용 채움재로 활용할 경우 토압 경감효과를 기대할 수 있다. 그러나 아직까지 국내에서는 공학적 성토 재료로서 활용하기 위한 물성 시험 방법이 정확히 확립되어 있지 않고 보온 재료로서의 시험 방법 및 품질 규정만이 KS에 규정되어 있다. 그로 인해 생산되는 EPS의 체계적인 토질공학적 시험 데이터 없이 성토 재료로 사용하고 있는 실정이다.따라서 본 연구에서는 공학적 재료로 활용하기 위해 필요한 강도특성, 변형특성, 흡수특성, 크리프특성 등에 대해 시험을 통하여 공학적 특성을 규명하였고, 보다 적합한 품질 규정의 제정 필요성과 일축압축강도에 의한 설계기준강도를 제안하였다.

본 연구에서는 여러가지의 타설경사각을 갖는 모형 그물식 뿌리말뚝을 제작하여 모형토조에 설치하고 레이닝(raining)방법으로 지반을 조성한 다음 압축시험 및 인발시험을 하여 그물식 뿌리말뚝의 타설경사각과 하중지지력 사이의 관계를 비교분석 하였다. 모형말뚝은 0$^{\circ}$, 5$^{\circ}$, $10^{\circ}$, 15$^{\circ}$, 20$^{\circ}$, 그리고 25$^{\circ}$의 타설경사각을 갖는 직경 Sulm의 강봉에 모래를 입힌 것으로 직경이 6.5muL 길이가 300mm가 되도록 하였다. 모형 뿌리말뚝의 배치는 동일한 타설경사각을 갖는 8개의 모형 말뚝을 4개씩 2개의 크고 작은 동심원에 접하도록 하였다. 그리고 모형 원형 얕은 기초를 제작하여 압축시험을 수행한 다음 지지력을 구하여 뿌리말뚝의 지지력과 비교하였다. 압축시험 및 인발시험 결과를 회귀분석하면 하중지지능력이 최대가 되는 타설경사각은 대략 12$^{\circ}$~13$^{\circ}$사이이다. 최적 타설경사각에서의 뿌리말뚝의 압축지지력은 원형 얕은기초의 지지력과 비교하면 약 2.0배이고, 연직으로 타설된 뿌리말뚝의 경우와 비교하면 13%의 지지력 증대효과가 있다. 그리고 최적타설경사각에서의 뿌리말뚝의 인발저항력은 연직으로 타설된 뿌리말뚝의 경우 에 비해 21%의 인발저항력 증대효과가 있다. 압축시험으로부터 얻은 하중-침하량곡선은 타설 경사각이 없는 경우에 전반전단파괴 형태를 나타내며,타설경사각이 5$^{\circ}$, $10^{\circ}$인 경우, 하중은 극한 지지력에 도달한 후 일정한 값을 유지하는 양상을 보인다. 타설경사각이 15$^{\circ}$, 20$^{\circ}$, 25$^{\circ}$로 증가하면서 하중은 극한지지력에 도달한 후에도 계속 증가하는 경향이 있다. 따라서, 타설경사각이 있는 경우의 뿌리말뚝은 압축지지력을 초과하여 하중을 받더라도 급격한 파괴에 이르지 않고 점차로 변위가 증가하는 연성 (ductile)거동을 보일 것으로 예상된다.

말뚝직경이 개단말뚝의 폐색정도와 지지력에 미치는 영향을 규명하기 위하여 응력상태와 상대밀도의 조절이 가능한 토조와 직경이 다른 세개의 모형말뚝을 이용하여 모형말뚝실험을 수행하였다. 모형말뚝은 말뚝의 지지력 성분을 분리측정하기 위하여 직경이 다른 두개의 파이프로 만들어졌다. 실험결과에 의하면 말뚝이 완전폐색 상태로 되는 관입깊이는 말뚝직경과 지반의 상대밀도가 증가할수록 커지는 것을 알 수 있었으며, 관입비와 관내토 증분비가 동일하더라도 단위 관내토 지지력은 말뚝의 직경이 커질수록 감소하는 경향을 보였다. 그러나 기존의 지지력 산정식은 말뚝의 관입비나 폐색정도가 동일한 상태에 대하여 관내토 지지력은 말뚝의 직영에 관계없이 일정하거나 직경이 증가할수록 커지는 결과를 주고 있다. 이는 본 연구의 실험결과와 상반되는 것으로서 관내토 지지력의 산정시 말뚝의 폐색정도 뿐만 아니라 크기효과도 고려하는 것이 필요한 것으로 밝혀졌다.

본 연구에서는 이방성 항복경계면 이론을 토대로 하여 자연상태의 점성토가 갖는 이방적 특성과 소성적 거동을 고려한 구성모델을 개발하였다. 이 모델은 개선된 이방항복경계면 함수와 새로운 소성포텐셜 함수를 이용한 비관련 유동법칙, 이방경화법칙과 항복면 내의 소성 거동 예측을 위한 새로운 투영법칙 등의 개념을 통하여 개발하였다. 개발된 모델의 검증을 위하여 불교란 점성토에 대한 Ko 압밀과 삼축전단 시험결과들을 비교분석한 결과 본 모델은 점성토의 거동을 잘 예측하는 것으로 나타났다.

다양한 입도 분포의 화강암 풍화토(화강토)에 대하여 각종 보강재와의 경계면 마찰계수를 얻기 위하여 직접전단시험을 수행하였다. 이 직접전단시험에 사용한 보강재는 강재편평대상보강재 (smooth steel strip)와 표면이 거친 합성형 Paraweb(friction tie) 및 폴리에스터 직포(woven geotextile) 등이다. 함수비 변화에 따라 화강토의 전단강도가 변화하는 점을 감안하여 현장조건 중 최악의 상태인 포화도 100%로 하였으며, 직접전단시험의 특성상 배수조건을 전제로 하였다. 또한 현장의 다짐 효과에 대한 영향을 고려하여 수정다짐 95% 조건을 적용하였다. 그 결과 미세립자 함유율이 클 수록 마찰계수비가 증가하며, 표면이 거친 보강재(friction tie and geoteztile)가 표면이 편평한 강재 보강재(smooth steel strip)에 비하여 마찰계수비가 매우 크게 나타남을 발견하였다. 이에 따라 배수상태를 유지하고 표면이 거친 보강재를 사용한다면 미세립자 함유량이 36% 정도인 화강토일지라도 보강토 뒤채움재료로 활용이 가능하다.

연약지반 안정화공법으로서 각종 고결공법이 성행하고 있으나 해성점토지반이나 통수지반과 같은 특수조건하에서는 시공도 까다롭지만 강도발현이나 내구성 등의 측면에서 보강효과가 저하하는 것을 볼 수 있다. 고결공법은 혼합(고압)처리방식과 주입방식으로 대별할 수 있는 데, 본 연구에서는 첫째로 해성점토지반에 시멘트에 의한 지반보강시의 강도열화문제와 두번째로 지하수흐름이 있는 지반에서의 물유리계 약액주입시의 주입효과증대 및 내구성 문제에 촛점을 맞추어 그 해결방안을 검토 하였다.