• 대한토목학회논문집
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• 제30권2C호
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• pp.85-93
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• 2010

전단 강성은 지반 거동을 이해하기 위한 필수적인 요소로 인식되고 있으며, 특히 탄성계수 및 간극비는 구조물의 기본적인 설계 정수로서 그 중요성이 점차 증가하고 있다. 본 연구의 목적은 전단파와 압축파 같은 탄성파 및 전기비저항 측정이 가능한 현장 탄성파 및 전기비저항 측정 장비(FVRP)를 개발하고, 이를 이용하여 대상지반의 탄성계수 및 간극비를 산정하는 것이다. 압축파 및 전단파는 각각 피에조 디스크 엘리먼트와 벤더 엘리먼트를 이용하여 측정하였다. 그리고 전기비저항은 소형 전기비저항 측정 프로브를 제작하여FVRP 선단에 설치하여 측정하였다. 개발된 장비는 실내의 대형토조와 현장에 적용되었다. 대형 토조실험의 경우, 모래와 점토를 슬러리 상태에서 혼합하여 지반을 조성한 후 상재하중을 가하여 조성된 지반을 압밀 시킨 후 진행되었으며, 탄성파 및 전기비저항의 측정은 매 심도 1cm 간격으로 수행되었다. 현장 실험은 남해안 지역에서 수행되었으며, 탄성파 및 전기비저항 측정은 관입심도 6m부터 20m까지 10cm 간격으로 수행하였다. 토조 및 현장 실험을 통해 측정된 탄성파와 전기비저항은 이론적인 관계식을 이용하여 탄성계수 및 간극비로 환산되었다. 탄성파와 전기비저항을 이용한 간극비는 부피를 이용하여 산정한 간극비와 유사한 값을 나타내었다. 본 연구에서 개발된 탄성파와 전기비저항을 동시에 측정할 수 있는 FVRP는 연약지반의 탄성계수 및 간극비 산정에 유용한 장비가 될 수 있음을 보여준다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권6C호
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• pp.277-285
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• 2009

실트함유량 변화에 따른 낙동강 모래의 반복전단강도 특성을 살펴보고자 낙동강 유역에 분포하는 모래와 실트를 채취하여 실트함유량 0~50%의 범위로 실내에서 재성형된 실트질 모래시료에 대하여 일련의 비배수 반복삼축실험을 실시하였다. 실험 결과, 실트함유량 변화에 따른 반복횟수(N) 10에서의 반복전단응력비(CSR)는 모든 상대밀도에서 실트함유량 5%에서 최대였고, 20%에서 최소를 보였다. 반복비($N/N_L$)에 따른 간극수압비(${\Delta}u/p^{\prime}$) 관계로 부터 분석된 간극수압의 발달 경향은 실트함유량에 따른 CSR 크기변화와는 무관하였다. 압밀 후 간극비(e)와 skeleton 간극비($e_s$)를 비교해 본 결과, 전반적으로 실트함유량에 따른 CSR의 변화 경향과 일치하여 실트함유량에 따른 CSR은 실트질 모래의 전단거동에 영향을 미치는 모래만의 간극비인 skeleton 간극비($e_{s}$)에 큰 영향을 받는 것으로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제34권2호
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• pp.529-536
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• 2014

점토-시멘트 혼합토의 물리적 특성인 함수비, 비중, 단위중량과 간극비 등은 혼합토의 강도, 압축성, 압밀거동 예측 등에 적용되는 주요한 인자이다. 기존에는 혼합토의 물리적 특성을 복잡한 실내시험 및 시공 후 확인조사를 통해 이루어 졌다. 본 연구는 점토 함수비 90~170%, 시멘트 함유율 5~25%와 재령기간은 3~90일 조건으로 실내시험을 수행하였으며, 양생 후 혼합토 함수비, 비중, 단위중량과 간극비 등에 대한 변화를 분석하였다. 시험결과를 이용하여 원지반 점토 함수비, 시멘트 함유율과 재령기간 등의 역학적 관계를 바탕으로 혼합토의 함수비, 비중과 단위중량에 관한 물성 예측식을 제안하였다. 혼합토의 물성 예측식을 지반공학 분야에서 일반적으로 사용하는 간극비 산출식에 대입하여 혼합토의 간극비 예측식을 도출하였으며, 방콕 점토를 대상으로 간극비에 대한 실험결과와 본 연구에서 제안한 예측식을 검증하였다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제8권2호
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• pp.59-70
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• 1992

지질구조의 일례를 모형화하여 3종류 시료에 대해 간극수압계를 사용하여, 가압수두와 간극비 변화에 따른 간극수압 변화측정을 60회의 실험을 통하여 실시하였다. 본 연구는 불포화 붕적토층에서 간극비와 가압수두 변화에 따른 간극수압의 변화를 기록하여 최종간극수압 VWT와 공기간극수압 Ua를 구하여 이들의 변화를 최종반응률과 공기반응률로 나타냈으며, 시료별로 투수계수와 간극비의 관계를 수식화 하였다. 실험결과 시료에 따라 간극수압 변화 형태가 계단형과 파형으로 나타났으며, 최종간극수압까지의 시간 지체는 모래, 사질실트, 점토질 모래 순이었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권1C호
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• pp.9-17
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• 2008

본 연구에서는 압밀 중에 위치별 간극수압의 측정을 통하여 시료 내 여러 위치에서 투수계수를 산정할 수 있는 이론해를 제시하였으며, 이를 바탕으로 간극비 및 체적압축계수를 산정할 수 있는 방법을 제안하였다. 또한 여러 위치에서 간극수압을 측정할 수 있는 방사내측배수가 가능한 대형압밀시험기를 제작하고 카올리나이트를 이용하여 압밀시험을 실시하였다. 시험결과로부터 압밀 중 투수계수, 간극비, 체적압축계수의 변화 및 시료 내 위치별 분포를 평가하였으며, 압밀완료 후 시료의 함수비 측정으로 평가된 값들과의 비교를 통하여 실험결과의 신뢰성을 검증하였다. 실험결과 투수계수, 체적압축계수, 간극비는 압밀 중 감소하며, 재하단계에 따라서도 감소함을 확인하였다. 또한 그 분포형태는 배수면 근처에서 가장 작고 배수거리에 따라 증가하며 비배수 경계면 근처에서는 오히려 약간 작은 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제29권2호
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• pp.35-45
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• 2013

간극비는 지반 특성을 나타내는 중요한 인자로서 대상 지반의 기본적 성질, 압축성, 다짐 등의 다양한 공학적 거동을 반영한다. 간극비는 현장의 시료를 채취한 후 실내 실험을 통하여 현장 상태와 동일한 조건의 값을 결정하고 있다. 하지만, 이와 같은 방법은 시료채취 시 발생하는 응력해방, 운반 과정에서 유발되는 시료진동, 그리고 실험 준비과정에서 발생하는 오차 요인으로 참값을 반영하지 못하는 한계가 있다. 이를 해소하고자 현장에서 획득한 탄성파 속도로 간극비를 도출 할 수 있는 다양한 이론식들이 제안되고 있다. 본 연구에서는 현장에서 획득한 탄성파 속도를 이용하여 기존 이론식으로 간극비를 도출하고, 각 이론식들의 특성을 오차규범(error norm) 방법으로 분석하였다. 본 연구에서 사용된 이론식은 Wood 방법, Gassmann 방법 그리고 Foti 방법으로 총 3가지이며, 탄성파 속도외의 입력값들은 문헌값을 이용하여 결정하였다. 현장 탄성파 속도는 기존에 개발되어 다양한 현장에 활용되고 있는 현장 탄성파 속도 프로브 (Field Velocity Probe: FVP)를 이용하였으며, 실험은 광양지역에서 수행하였다. 이론식으로 분석된 간극비 결과는 현장에서 채취한 압밀실험 결과값과 비교하여 신뢰성을 검증하였으며 Gassmann 방법이 가장 신뢰성 높게 나타났다. 뿐만아니라 각 식들이 가지고 있는 오차를 분석하기 위하여 하나의 함수 값을 변화시키며 도출되는 간극비 값의 신뢰성을 분석하였다. 분석결과 각 이론식 마다 인자들에 의하여 다양한 특성을 보였다. 따라서 본 연구에서 도출된 결과를 이용하여 현장 특성에 맞는 이론식을 선택한다면 현장에서 더욱 신뢰성 높은 간극비 주상도를 도출 할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제30권9호
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• pp.19-28
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• 2014

해성점토를 활용한 준설매립공사에서는 준설토의 거동분석이 선행되어야 한다. 본 연구에서는 침강압밀하는 준설토의 밀도와 간극비 변화를 관찰하기 위해 물리탐사기법을 적용하였다. 서해안에서 채취한 흙에 대한 기본물성시험을 실시하였고, 침강압밀시험기에 시료를 단계적으로 투기하여 시간에 따른 계면고와 탄성파의 변화를 관찰하였다. 흙의 침강압밀이 완료된 후 하방향의 투수시험을 실시하여 조간대의 영향이 준설토의 물리적 특성에 미치는 영향을 관찰하였다. 또한 초소형 전기저항탐침을 관입하여 깊이에 따른 시료의 전기비저항을 측정하였다. 모든 실험이 완료된 후, 시료를 채취하여 간극비를 계산하였다. 실험결과, ML 시료의 특성상 급격한 침강을 보여 침강압밀특성을 육안으로 관찰하기 어려웠으나, 단계투기가 계속될수록 탄성파의 속도는 증가하는 경향을 보였다. 하방향 투수에 따른 조간대 영향은 매우 적어 관찰할 수 없었다. 한편 탄성파 속도로 추정한 시료의 간극비는 단계투기에 따라 선형적으로 증가하는 경향을 나타내었다. 전기비저항으로부터 계산된 간극비는 깊이에 따라 반복적으로 증가, 감소하는 형태를 나타내었으며 이는 단계투기에 따라 층을 이루고 있는 시료의 영향으로 파악된다. 시료채취, 탄성파 속도, 그리고 전기비저항으로부터 구한 간극비를 비교한 결과, 서로 유사한 관계를 나타내었다. 본 연구는 물리탐사기법이 준설토의 간극비 관찰에 효과적으로 활용될 수 있음을 보여준다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제9권3호
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• pp.61-68
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• 2008

압밀시험시 시료의 두께에 대한 직정의 비율이 크면 일반적으로 측면마찰은 없다고 간주된다. 그러나, 시료의 두께가 커질수록 측면 마찰의 영향은 무시할 수 없게 된다. 본 연구에서는 정규압밀된 카올리나이트 슬러리의 압밀시험시 측면마찰의 영향을 조사하였다. 압밀시험을 통해 압밀시험곡선, 과잉간극수압, 압밀-간극비, 투수계수-간극비 관계를 측정하였고, 압밀-간극비 관계에 있어 측면마찰의 영향을 고려하기 위해 Taylor(1942)가 제안한 식을 적용하였다. 측정된 압밀시험곡선과 과잉간극수압에 대해 수치해석 결과와 비교 분석을 통해 측면 마찰이 압밀시험에 미치는 영향을 검토하였다. 그 결과, 측면 마찰의 영향을 고려한 수치해석 결과는 측면 마찰을 무시한 결과보다 측정값에 근사한 것으로 나타났으며, 측면 마찰은 압밀-간극비 관계 뿐만 아니라 압밀시간에도 영향을 주는 요인이라는 결과를 얻을 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제17권4호
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• pp.57-70
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• 2001

한계상태이론은 정규압밀 및 과압밀시료에 대한 비배수 전단강도와 간극수압계수에 관한 식을 제안하고 있는데, 이 식은 3가지 상수를 포함하고 있다. 한계상태상수(M), 한계상태 간격비(${\gamma}$), 한계상태 간극수압계수(Λ)가 바로 그것이며, 이러한 상수는 각 모델 및 구하는 방법에 따라 그 차이가 발생함으로서, 전단강도 및 간극수압계수의 예측시 적지 않은 영향을 미치게 된다. 본 논문에서는 재 성형된 이암풍화토를 이용하여 등방삼축압축시험을 정규압밀과 과압밀로 나누어 실시하고 그 결과를 분석하였으며 이를 토대로 각 모델 및 방법에 따른 상수를 도출하였다. 그리고 이러한 상수의 차이가 비배수 전단강도 및 간극수압계수의 예측에 미치는 영향을 살펴보았다. 시험결과 정규압밀시료의 경우 각 상수의 변화에 따른 비배수 전단강도 및 간극수압계수는 상당한 차이를 보였으며, 한계상태간격비와 Λ값을 강도비로부터 얻어진 값을 사용한 경우가 결과치에 가장 잘 근접함을 알 수 있었다. 과압밀시료의 경우 역시 이들 상수에 따라 전단강도의 변화폭이 크게 나타났으며 정규압밀과 마찬가지로 강도비에서부터 도출된 상수를 적요한 경우 실측치에 가장 근접하였다. 반면 간극수압계수의 예측시에는 상수에 따른 변화폭이 크지 않았으며, 특히 과압밀비가 증가할수록 각 상수에 대한 영향이 작게 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제30권4호
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• pp.101-106
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• 2014

관입시험은 한정된 범위에서 1차원적 정보를 얻을 수 있으나, N치는 다양한 지반설계정수와 실험적으로 연관되어 있다. 탄성파를 이용한 비파괴 검사는 역산 과정을 통해 비용 및 시간에 효율적으로 2차원 및 3차원 물성에 대한 지도를 얻을 수 있으며, N치와 탄성파 속도는 간극비, 포화도, 유효응력 등에 의해 좌우된다. 따라서 N치와 탄성파 속도간의 경험적 관계들이 제안되어 왔다. 본 연구는 다양한 간극비와 포화도를 갖는 주문진사에 대해 정지토압조건에서 탄성파를 실험적으로 측정하였다. 그 결과 하중 조건이 간극비 및 포화도에 비하여 가장 영향을 주는 요소로 나타났으며, 간극비와 포화도는 응력-속도 관계의 경향에 영향을 주었다. 각 영향인자간의 관계를 다중회귀분석을 통해 상관식으로 나타내었다.