• 한국항해항만학회지
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• 제36권5호
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• pp.395-400
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• 2012

흙의 응력-변형 관계는 흙의 종류, 밀도, 응력수준 및 응력경로에 의존한다. 이들 요소들을 통합한 구성모델의 개발을 통해 정확한 흙의 응력-변형관계가 예측되고 있다. 본 연구에서는 백마강 모래를 이용하여 등방압축-팽창실험과 일련의 응력경로를 달리한 배수삼축압축시험을 통하여 응력경로에 따른 Lade의 단일항복면 구성모델의 토질매개변수 특성에 대하여 알아보았다. 그 결과 항복기준에 관련된 토질매개변수 h, ${\alpha}$는 응력수준 및 응력경로에 대한 영향이 미소하며, 응력-변형거동에 미치는 영향이 작은 것을 확인할 수 있었다. 그리고 항복함수에 관련된 토질매개변수 h와 ${\alpha}$는 파괴규준에 관련한 토질매개변수와 관련성이 매우 높아 ${\eta}_1$에 관한 식으로 대체할 수 있으며, 이 식을 이용한 수치해석 결과 양호하게 예측하고 있는 것을 확인 할 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제13권2호
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• pp.253-265
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• 1993

본 연구는 Lade에 의해서 제안된 비선형구성모델을 이용하여 지반거동을 해석하기 위한 수치해석 방법을 제시하고자 한것이다. 그 첫 시도로서 축대칭조건과 평면변형율조건의 비선형 경계치 문제를 해석하기 위하여 변위법을 이용한 유한요소 프로그램을 개발하였다. 모델의 매개변수를 결정하기 위한 시험과 모형기초지반의 시험재료는 백마강모래를 사용하였다. 그리고 실내시험 자료로 부터 비선형구성모델 의 매개변수를 결정할 때 컴퓨터 프로그램을 개발하여 사용하였다. 구성 모델의 정도를 검증하기 위하여 개발된 유한요소프로그램을 사용한 예측결과를 매개변수 결정에 사용된 실험 결과뿐만 아니라 결정에 사용되지 아니한 실험결과와도 비교하였다. 검증에 사용된 시험은 다음과 같다 ; (1) 등방압축팽창시험, (2) 구속압력을 달리한 배수삼축압축시험 (3) 모형기초지반의 재하시험, 이상의 시험과 수치해석결과를 비교하여 비선형구성모델과 유한요소해석프로그램의 정도를 확인하고 평면변형율조건에 있는 2차원모형기초지반의 거동 특성을 검토하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제15권3호
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• pp.71-81
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• 1999

본 연구에서는 모래-벤토나이트 혼합토를 대상으로 혼합토의 비율 및 응력이력에 따라 비배수상태에서 삼축실험을 수행하였으며 그 결과 과압밀상태에서 발생하는 소성변형을 포함하는 구성모델을 적용하여 혼합토의 탄소성거동을 예측하였다. 비배수전단시험은 벤토나이트의 혼합비를 10, 15, 20%로 변화시키며 성형한 시료를 400kPa까지 등방압밀 시킨 후 유효구속압력을 감시켜, 압축시험은 과압밀비 1, 2, 4, 12에 대하여, 인장시험은 과압밀비 1. 4, 12에 대하여 수행하였다. 시험분석결과 p'-q평면상에서 벤토나이트의 혼합비가 15%이하인 경우는 모래와 실트에서 나타나는 상태변형선이 나타났으나 혼합비가 20%인 경우는 상태변형선이 뚜렷하지 않았을 뿐만 아니라 체적팽창 경향을 거의 보이지 않았다. 따라서 사질토의 거동에서 점토의 거동으로의 전이를 보이는 점토의 혼합비는 대략 20%정도 임을 알 수 있었다. 제안한 구성모델은 정규압밀상태의 시료에 대해서는 등방경화 구성관계식을 적용하였으며 과압밀상태의 시료에 대해서는 기준면과 항복면을 동시에 가정해 항복면 내부에서의 소성변형을 고려해 주는 비등방경화 구성관계식을 적용하였다. 본 연구 결과 제안한 구성관계식은 정규압밀상태 및 과압밀상태의 혼합토 거동을 비교적 적절히 예측할 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권4호
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• pp.247-256
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• 2003

국내 서해안 지역에서는 실트질 저소성 점토가 두루 분포하고 있다. 따라서, 저소성 점토를 함유한 연약지반에 지반개량공법에 관련된 여러 해석을 실시할 경우, 일반적으로 수정 Cam-clay모델을 적용하여 FEM 해석을 수행하고 있다. 하지만, 국내에서는 등방조건에서 개발된 Cam-clay이론의 특성에 대해서 충분한 검토를 하지 않고 비등방 조건을 갖는 현장을 해석하기 위해 두루 적용하고 있다. 따라서, 본 논문은 실트질 저소성 점토지반에서 수정 Cam-clay 이론을 적용할 경우, 발생되는 문제점들을 고려하기 위해 실내 등방 및 비등방 삼축압축시험을 실시하였으며, 그 결과를 FEM 수치해석을 구성하여 시험결과와 비교ㆍ검토하였다. 검토결과 수정 Cam-clay 이론을 적용한 해석치들은 비배수 전단강도를 평가함에 합리적인 결과를 나타냈지만, 하중적용시 발생하는 간극수압을 예측함에 모두 과대 평가를 나타냈다. 특히 비등방 조건에서는 등방조건보다 더욱 큰 차이를 보였다. 이러한 원인은 수정 Cam-clay 이론 자체가 등방조건의 이론인 관계로 등방조건보다 비등방조건에서 과잉간극수압 예측이 과대 평가되는 특징을 보인다고 판단할 수 있다. 또한, 등방조건에서 약간 과대 평가되는 이유는 실트질 저소성 점토가 전단시 시료 팽창에 의한 다일러턴시가 발생하여 간극수압 예측에 전반적인 과대 평가를 유발했음이라 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제20권6호
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• pp.85-94
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• 2004

동반논문에서는 사질토의 취성적 응력-변형률 관계와 전단시 팽창을 고려할 수 있는 구성모델을 제안하였다. 본 연구에서는 제안된 모델의 계수를 체계적으로 결정하기 위하여 실수형 유전자 알고리즘에 근거한 최적화 기법이 적용되었으며, 이를 통하여 구성모델에 필요한 주요 계수값들을 결정할 수 있었다. 본 연구에서는 제안된 모델을 검증하기 위하여 풍화토시료에 대한 $K_0$ 압밀 삼축시험을 수행하였다. 또한 조립토에 등방압축 삼축시험결과를 이용하여 제안된 모델을 검증하였다. 이러한 시험자료들에 대하여 제안된 모델은 취성적 응력-변형률 관계 및 체적의 팽창과 같은 실제 유효응력 거동을 합리적으로 모델하는 것이 가능하였다. 이로부터 제안된 모델이 풍화토 및 조립토와 같은 사질토의 거동에 적합한 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제8권2호
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• pp.81-96
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• 1992

본 문은 Lade의 단일항복면 구성모델(single work-hardening model)을 선정하여 사질토의 거동해석에 필요한 토질매개변수를 실내시험을 하여 구하는 과정에서 필연적으로 발생하는 실험오차가 해석결과에 미치는 영향을 분석하였다. 연구방법으로서는 백마강 모래에 대하여 등방압축-팽창시험과 구속압력을 달리한 일련의 배수삼축시험을 하고 이 시험자료를 이용하여 회귀분석을 근거로, 본 연구에서 개발된 토질 매개 변수 결정 프로그램에 의해 기찬매개변수를 결정하고 그 평균치에서 표준편차를 증감시켜 축방 향변형률에 대한 축차응력 및 체적변형률의 상계 및 하계 범위를 밝힘으로서 각 토질매개변수의 민감도를 규명하였다. 그 결과 토질매개변수결정 프로그램의 실용성이 크다는 것을 화인하고 Lade의 단일항복면 구성모델의 예측능력이 좋다는 것을 알았다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권3호
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• pp.41-50
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• 2007

본 논문에서는 실트 함유율이 높은 모래에 대한 정규압밀 등방배수 및 비배수 삼축압축시험(NCIU 및 NCID) 결과를 나타내었다. 유효구속응력 $100\sim400kpa$하에서 실트 함유율이 63%인 낙동강 모래 시료를 사용하여 실험을 실시하였다. 실험결과, 모래질 실트는 초기에는 압축이 되지만 전체적인 응력-변형률 곡선에서 최종적으로 체적팽창반응을 보였다. 모래질 실트의 거동은 낮은 소성 특성으로 인하여 점토와 모래보다 비하여 그 특성을 묘사하기가 어려웠다. 특히, 시료는 파괴 후 전단과정에서 팽창현상을 보였다. 모래질 실트의 전단거동과 전단강도정수는 응력-변형률 거동과 Mohr-Coulomb 파괴규준에 의하여 결정되는데, 전단거동은 파괴 후 변형률 연화 경향과 같이 체적변화가 증가하는 것으로 관찰되었다. 본 논문에서 모래질 실트의 전단과정 동안에 발생되는 팽창거동은 모래 함유율 뿐만 아니라 저점착력을 가진 세립자의 함유율에 의해서도 달라졌다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제12권4호
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• pp.87-98
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• 2013

본 연구는 석탄회의 상대밀도를 40%, 60%, 80%, 95%로 각각 변화시켜 등방압축팽창시험과 구속압력을 달리한 배수삼축시험을 하였다. 그리고 이 시험자료를 이용하여 Lade의 단일항복면 구성모델의 토질매개변수의 변화 특성을 알아보았다. 그 결과 탄성성분을 나타내는 토질매개변수 Kur과 n은 상대밀도의 변화에 따른 영향이 미소하고 파괴규준, 경화함수, 소성포텐셜에 관련된 토질매개변수는 상대밀도의 증가에 따라 선형적인 증 감현상을 보이고 있다. 그리고 항복함수에 관련된 토질매개변수 h와 ${\alpha}$는 상대밀도에 따른 변화가 미세하고 파괴규준에 관련한 토질매개변수와 관련성이 매우 높아 파괴규준, ${\eta}_1$에 관한 식으로 대체할 수 있으며, 이 식을 이용하여 수치해석한 결과 양호하게 예측하고 있다.

• 대한토목학회논문집
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• 제13권5호
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• pp.255-260
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• 1993

본 연구에서는 실트흙의 거동을 자동화된 삼축시험기를 사용하여 비배수 상태하에서 정적 삼축압축과 인장시험을 수행하여 파괴전과 파괴상태시 체적변형 경향으로 인한 응력 변형률 상태를 점토질흙과 비교 검토하였다. 점토질흙의 거동과 비교하기 위하여 순수 실트인 실리카 분말을 사용하여 성형된 시료를 450 kPa인 유효구속 압력까지 등방압밀시킨 후 압밀하중을 감소시키며 과압밀비(OCR)가 다른 시료를 만들어 전단시험을 하였다. 해석 결과 정규압밀 실트의 비배수 강도는 점토와 달리 전단하에서 체적팽창으로 계속 증가하며 과압밀 실트(OCR>2)에 있어서도 체적변형 경향으로 상당히 다른 거동을 보임을 알 수 있었다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제9권4호
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• pp.27-36
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• 1993

본 연구에서는 실트흙의 거동에 대하여 자동화된 삼축시험기를 사용하여 정하중(monotonic loading)과 반복 동하중(cyclic loading)하에서 파괴전과 파괴상태시 응력 변형률 상태를 제시하였다. 시료성형을 위하여 순수 실트인 실리카 분말을 사용했으며 시료는 조밀한 경우(D,=80%, eo=0.68)와 느슨한 경우(D,=35pl, eo=0.9)의 2종류로 만들어 등방 압밀후 배수. 비배수 상태하 에서 삼축압축과 인장시험을,비배수 상태하에서 반복 동하중 시험을 하였다. 해석 결과 전반적인 실트의 거동은 사질토와 비슷하지만 점토질흙에 비해서는 체적팽창(dilatancy)으로 인하여 정하중과 반복동하중하에서 상당히 다른 거동을 보임을 알 수 있었다.