• 한국지반공학회논문집
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• 제17권4호
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• pp.27-37
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• 2001

본 연구에서는 지금까지 수행한 건조토 지반에 대한 말뚝의 수평거동 연구의 연속된 연구로서 지반내에 함수비가 존재하는 포화토 및 습윤토 지반에서의 수평거동에 대한 지반내 함수비의 영향성을 평가하고자 함이 목적이다. 말뚝의 수평거동을 고찰하기 위하여 각각 다른 함수비를 갖는 네 종류의 지반과 말뚝의 두부 및 선단 구속조건이 다른 네 종류의 말뚝조건으로 모형실험을 수행하였다. 본 연구에서 1회의 지하수 상승과 하강을 반복하는 모형실험결과에 의하면, 포화토와 습윤토 지반의 수평지지력은 건조토 지반에 비하여 각각 26%~45% 감소와 20%~36%정도 증가하는 것으로 나타났다. 말뚝두부 고정과 선단 자유조건의 경우, 동일 수평변위 1mm에서의 최대 휨모멘트는 건조토 지반에 비하여 25%의 함수비를 갖는 습윤토 지반에서 약 48% 증가하나, 34.06%의 함수비를 갖는 포화토 지반에서는 반대로 68% 감소하였다. 이는 지하수의 존재로 인한 입자간 인력에 의한 유효응력과 겉보기강도의 증가 그리고 단위중량의 증가로 설명할 수가 있다. 지속수평하중에 대한 수평변위와 최대 휨모멘트의 변화를 포화토 및 습윤토 지반에서 관찰할 수 있었다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제48권2호
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• pp.121-135
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• 2020

본 연구에서는 대단면 목재의 건조를 위해 포화증기와 과열증기를 연속 적용하는 공정의 이용 가능성을 평가해보고자 하였다. 낙엽송 수심 정각재를 건조하는 동안 표면층, 내부층 및 중심층의 슬라이스 시험편을 통해 함수율 변화를 확인한 결과 포화증기 건조 중에는 표면층과 내부층 사이에서, 과열증기 건조 중에는 내부층과 중심층 사이에서 함수율 경사가 크게 발생하였다. 하지만 각 슬라이스 층간의 함수율 경사에도 불구하고, 표면 할렬은 발생하지 않았으며, 내부 할렬은 수나 미성숙재 부근에서만 발생하였다. 슬라이스의 탄성 변형률과 낙엽송의 접선 방향 탄성계수를 통해 건조 중인 낙엽송 정각재의 건조 응력의 최댓값은 1.30 MPa이었고, 건조 응력이 최대인 시점 온도와 함수율 조건에서 낙엽송의 접선 방향 인장강도는 5.21 MPa로 추산된다. 즉, 포화증기 및 과열증기를 연속 건조 공정에서 목재의 건조 응력이 접선 방향 인장강도를 초과하지 않았기 때문에 표면에서 할렬이 발생하지 않았다. 내부 할렬 발생 억제를 위한 과열증기 건조 조건 완화와 같은 추가 연구를 통해 포화-과열증기 연속 건조 공정이 대단면 목재 건조에 이용 가능할 것이라 기대된다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제2권2호
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• pp.5-7
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• 1974

본 논문은 필자가 미국 미쉬간대학에 유학중 실시된 연구로서 동대학 목재가공학과에 설치된 소형 목재인공건조장치를 사용하여 일정한 건조조건(건구 온도 $150^{\circ}F{\risingdotseq}65.5^{\circ}C$, 습구온도 $1250^{\circ}F{\risingdotseq}51.7^{\circ}C$, 관계습도 48%, 평형함수율 6.9%)하에 공기 순환속도를 매분당 250ft., 400ft, 및 650ft.로 변경할 때 얻어지는 건조속도를 측정하고, 시간당 건조율을 산출하여 비교 검토한 것이다. 본 실험에 사용한 수종은 북미산소나무 Northern white pine (Pinus strobus L.)로서 시편의 크기는 길이 60cm, 넓이 12.5mm(5in.), 두께 18.7mm(3/4in.)이며 공시목의 표면은 증발조건을 균일히 하기 위하여 포삭하였으며, 마구리(end grain)에는 end coating 하였다. 또한 공기순환속도 측정은 상기대학에 비치된 velometer를 사용하였다. 1. 목재의 섬유포화점(함수율 30%) 이상에 있어서 공시목의 건조율은 건조실내 공기순환속도의 증가에 따라서 증가된다. 즉 공시목의 건조율 증감은 공기 순환속도에 대략 비례한다. 그러나 섬유포화점 이하에 있어서는 공기순환속도의 증강은 건조율 증감에 거의 영향을 이치지 아니한다(그림 1, 2 참조). 2. 실험한 건조조건하에 있어서는 공시목의 초기 함수율이 높을수록 높은 건조율을 얻을 수 있다. 즉 공시목의 초기 함수율(MC30% 이상)이 동일하지 아니한 경우에도 공기순환속도를 증가하면 건조 최종기에 있어서 비교적 빨리 대체로 같은 함수율의 공시목을 얻을 수 있다(실험한 초기 함수율, 건조조건 및 공기순환 속도등은 심한 건조 결함을 유발하지 아니하였음). 3. 본연구 결과에 의하면 공시목의 건조율은 섬유포화점(대략 MC30%)에 있어서 현저한 변화를 나타내고 있다. 즉 공시목의 함수율에 대한 건조율 곡선은 그림 3으로 표시된 바와 같이 섬유포화점 이상에 있어서는 건조율 곡선은 X축(MC)에 대하여 요(凹)형(concave)을 나타냈는데, 섬유포화점 이하의 함수율 범위 30%에서 20%에 있어서는 건조율 곡선은 X축에 대하여 철(凸)형(convex)을 나타냈으며 함수율 20% 이하에 있어서는 재차 심한 요(凹)형을 나타내고 있음을 알 수 있다. 이와감은 결과를 요약표시한 원문 그림4에 있어서, 건조율 곡선의 반곡점은 대략 섬유포화점인 MC 30%와 MC 20%에 위치하고 있음을 알 수 있다. 이와같이 섬유 포화점으로 알려져 있는 MC 30%와 20%에 있어서 건조율이 급변하는 반곡점 즉 한계점을 표시하는 것은 다음과 같은 야유에 의한 것으로 고려된다. 즉 세포막에 흡수된 결합수의 증발은 세포강, 세포간격 및 기타의 미세한 공간에 존재하는 자유수의 증발보다 훨씬 곤란하므로, 함수율 30%에서 20%의 범위에 있어서는 철(凸)형을 나타낸다. 즉 함수율 30%에서 20% 의 범위에 있에서 세포막의 모세관 응축수(capillary-condensed water)의 증발은 대략 동일한 감소율을 나타내나, 공시목의 함수율이 20%에 접근됨에 따라서 한층 강한 결합상태하에 있는 수분(표면 결합수 및 그 부근에 있는 수분)이 증발하게 되나, 그와 같은 수분의 증발은 한층 곤란하므로 함수율 20% 이하에 있어서 건조율곡선은 재차 요(凹)형을 표시하는 것으로 사료된다. 이상의 관계를 요약 표시한 원문 그림 4에 있어서, 반곡점을 가지지 아니한 점선 곡선 AC 와 2개의 반곡점을 가지는 실선곡선 BD를 비교하면, BD곡선은 AC곡선보다 함수율범위 30%에서 20%에 있어서 그 건조율은 현저히 감소되고 또한 D점을 반곡점으로 해서 그 건조율은 가일층 감소되고 있음을 알 수 있다. 이상을 요약하면 생재에서 함수율 30%(섬유포화점)까지는 큰 건조율을 표시하니 함수율 범위 30%에서 20%에 있어서는 그 건조율은 점감되고 함수율 20% 이하에 있어서는 그 건조율은 현저히 감소됨을 표시한다.

• 터널과지하공간
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• 제28권5호
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• pp.476-492
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• 2018

본 연구에서는 한반도 남부 지역에서 취득 가능한 응회암, 현무암, 섬록암 시험편에 대하여 다양한 실내 시험을 수행하였다. 건조/포화 조건으로 대별하여 실내실험을 수행했으며 이를 바탕으로 포화에 따른 암석 물성변화를 실험적으로 고찰하였다. 실험결과, 비교적 공극률이 작은 시험편을 대상으로 했음에도 불구하고 확연한 강도 저하와 변형 특성 변화가 관찰되었다. 실험결과를 바탕으로 암석의 주요 역학적 물성인 일축압축강도, 탄성계수, 간접인장강도를 예측할 수 있는 회귀모델을 구성하였다. 비파괴 물성인 P파 속도, Shore 경도를 독립변수로 이용하였으며 그 결과 만족할 만한 수준의 물성 예측 모델이 구성되었음을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권12호
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• pp.953-963
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• 2015

산업적으로 얇은 사각유로에서의 임계열유속을 포함한 열수력 현상을 이해하고 이를 시스템 설계에 반영해야 될 필요성이 증대되고 있다. 포화비등조건에서 임계열유속이 발생하는 주요기구는 일반적으로 환상유동 영역에서 액막이 건조되는 것이다. 이러한 임계열유속을 예측하기 위하여 원형관에 대한 대표적인 액막건조모델을 고찰하고 환상유동 시작 경계조건을 상수로 가정하는 기존 모델의 한계를 살펴보았다. 균일한 열유속으로 가열되는 얇은 수직사각유로 상향유동에서의 임계열유속을 예측하기 위하여 환상유동을 단순 모델링하고, 새로운 액막건조모델을 적용하였다. 284 개 실험데이타에 대한 예측성능을 확인한 결과 MAE 18.1%, RMSE 22.9% 예측오차로 실험데이타를 잘 예측할 수 있음을 확인하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제21권3호
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• pp.27-42
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• 2005

본 논문에서는 포화 및 배수 조건에 따른 사질토 지반의 변형특성을 개선된 Stokoe식 비틂전단시험기를 이용하여 비교$\cdot$관찰하였다. 기존의 Stokoe식 비틀 전단 시험기를 개선하여 시료의 완전 포화상태를 만들고, 포화 배수 및 비배수 조건에서 비틂 전단 시험이 가능하도록 하였고, 또한, 비배수 시험에서 간극수압을 동시에 측정할 수 있도록 하였다. 국내에서 채취된 금강모래와 일본의 토요라 모래를 사용하여, 건조, 포화 배수 및 포화 비배수 조건, 3가지 간극비, 4가지 구속응력 조건을 달리하여 비틂전단시험을 수행하였다. 시험결과를 바탕으로, 전단탄성계수와 재료 감쇠비를 각 조건에 대하여 반복하중 및 변형률 크기의 영향을 비교$\cdot$분석하고, 배수 조건에 따라 다르게 나타나는 사질토 지반의 저변형률 (c) 및 중간 변형률 (${10}^{-3}\%<\gamma_c<{10}^{-1}\%$)에서의 변형특성을 관찰하였다.

• 터널과지하공간
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• 제18권3호
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• pp.219-225
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• 2008

고준위폐기물처분장의 설계 및 장기 성능평가를 위한 입력자료를 확보하기 위해, 한국원자력연구원 지하처분연구시설 부지에서 실시된 경사시추에서 얻은 암석 코어를 이용하여 화강암의 열전도도를 측정하였다. 측정을 위한 시료는 다양한 지표면으로부터의 심도에서 채취되었으며, 건조 조건과 물로 포화된 조건에서 열전도도가 측정되었다. 건조 조건에서 화강암의 열전도도는 공극률이 증가함에 따라 감소하였으며, 2.1 W/mK에서 3.1 W/mK 사이의 범위에 있었다. 동일 암석 코어에서 얻은 화강암 시료에 대해 포화 조건에서 측정된 화강암의 열전도도는 건조 조건에서 특정된 값보다 큰 값을 나타내어 2.9 W/mK에서 3.6 W/mK 사이의 범위에 있었다. 조사부지 내 화강암의 열전도도에 대한 이방성의 영향은 작은 것으로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권6호
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• pp.2369-2379
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• 2013

불포화 조건에서 흙의 초기 밀도에 따라 흙-함수특성곡선이 변화시키게 되며, 이로 인하여 불포화 조건에서 투수특성도 변화하게 된다. 이에 대한 영향을 고찰하기 위하여 상대밀도 40%, 60% 및 75%의 주문진 표준사에 대한 건조 및 습윤과정에서의 흙-함수특성곡선(SWCC)과 불포화 투수계수함수를 산정하였다. van Genuchten (1980)의 방법을 이용하여 흙-함수특성곡선(SWCC)을 산정한 결과 공기유입값과 관계된 계수 ${\alpha}$는 습윤과정에서 더 큰 값을 가지며, 변곡점의 경사에 관계된 계수 n과 잔류함수비에 관계된 계수 m은 건조과정에서 더 큰 값을 갖는다. 그리고 상대밀도가 증가할수록 공기함입치는 증가하지만 수분함입치는 감소하며, 동일한 상대밀도에서 공기함입치는 수분함입치보다 크게 발생된다. 한편, 계수추정방법 가운데 하나인 van Genuchten (1980)의 방법을 적용하여 불포화 투수계수함수를 산정한 결과 불포화 투수계수는 포화시 투수계수로 일정하게 유지되다가 공기함입치 혹은 수분함입치 직전에 급격하게 감소하는 것으로 나타났다. 건조과정에서의 포화투수계수는 습윤과정에서의 포화투수계수보다 크게 나타나며, 상대밀도가 증가함에 따라 건조 및 습윤과정에서의 포화투수계수는 감소한다. 실험결과에 의하면 주문진 표준사의 초기 간극비에 따라 흙-함수특성곡선(SWCC)에서의 공기함입치(AEV)는 감소하고 포화투수계수는 증가하므로, 흙-함수특성곡선(SWCC)과 불포화 투수계수함수(HCF)는 초기 간극비에 영향을 받는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제38권10호
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• pp.41-48
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• 2022

전단파 속도를 기반으로 포화 지반의 최대 전단탄성계수를 산정하는데 이용되는 매질의 밀도가 명확하지 않아 이를 결정하고자 검증식을 구성하고, 시나리오를 수립하여 실내 실험결과와 비교하였다. 매질의 밀도는 포화, 습윤, 건조, 수중 밀도 조건으로 가정하였고, 각 경우별 건조지반 전단파속도 대비 포화지반 전단파속도의 비를 산정하였다. 포화 밀도 가정시 전단파속도 비는 공진주 실험 결과에 의한 전단파속도 비와 일치하였고, 습윤 밀도 가정시에는 벤더엘리먼트 실험 결과에 의한 값과 일치하였다. 이는 특성 주파수를 경계로 흙입자와 유체의 거동을 정의하는 Biot(1956)의 이론과 일치하는 결과이며, 일반적으로 고려되는 지진의 주파수 범위를 고려한다면 포화 지반에서는 포화 밀도를 적용하는 것이 타당할 것으로 사료된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제38권1호
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• pp.17-33
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• 2022

본 연구는 지하수 유무에 따른 지진시 풍화지반에 근입된 단말뚝의 동적 거동을 분석하기 위해 수치해석을 수행하였다. 3차원 유한차분해석 프로그램을 사용하여 지하수 및 지반 조건에 따라 동적 수치해석을 수행하였으며, 풍화지반의 물성은 현장에서 채취한 흙의 물성시험을 통해 해석에 적용하였다. 건조한 지반 및 포화된 지반은 Mohr-Coulomb, Finn model을 각각 적용하여 모델링하였고, 각각의 모델링은 원심모형실험 결과와 검증을 수행하였다. 해석결과, 전반적으로 지하수위가 존재하는 경우가 건조한 경우보다 더 큰 말뚝의 수평변형을 나타냈으며, 깊은 심도에서부터 그 차이가 크게 발생하는 것으로 확인되었다. 이는 포화지반에 지진이 발생하게 되면 과잉간극수압의 발생으로 인해 지반 구속압이 감소하게 되는 현상에 지배되는 것으로 확인되었다. 또한, 지반에 근입된 말뚝의 영향으로 인근 지반에서의 전단변형률이 작게 발생하고, 과잉간극수압은 말뚝과 멀리 떨어진 지반에 비해 작게 증가하는 경향을 보였다.