• 한국지반공학회논문집
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• 제19권2호
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• pp.27-38
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• 2003

본 연구에서는 불포화토의 전단강도 특성과 이를 예측하는 모델에 대해 다루었다. 특히, 순연직응력(net normal stress)이 흙수분 특성곡선에 미치는 영향과 불포화토의 전단강도 발현에 미치는 영향에 대해 중점적으로 연구하였다. 이를 위해서 국내에 산재해 있는 화강풍화잔적토를 시료로 하여 불포화삼축압축 시험과 SWCC 시험 등을 실시하였으며, 특히, 순연직응력을 일정하게 유지시킨 상태에서 SWCC를 구할 수 있게 끔 기존의 장비를 개량하였다. 불포화토의 전단강도 시험결과와 기존의 강도예측모델에 의해 예측된 강도포락선을 비교해 본 결과, 흙수분 특성곡선과 흡인력 (matric suction)을 한 축으로 하는 강도포락선의 기울기가 순연직응력에 따라 변화함을 발견할 수 있었다. 따라서, 보다 정확하게 불포화토의 전단강도 포락선을 묘사하기 위해서는 흡인력에 미치는 순연직응력의 영향이 고려되어야 하는 것으로 나타났다. 본 논문에서는 기 언급한 내용에 근거하여 수정된 불포화토 전단강도 예측모델을 제안하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제7권5호
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• pp.31-39
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• 2006

일반적으로 흡수력은 불포화 흐름과 전단강도상의 거동을 평가하기 위한 중요한 인자가 되며, 불포화토의 부 간극수압은 흙의 구조와 포화도에 의해 영향을 받는다. 본 연구에서는 불포화 준설토의 전단강도 특성을 조사하기 위해 수정된 삼축압축시험이 수행되었다. 실험결과로서 전단강도의 변화는 배수조건보다 흡수력에 더 영향을 받고 있음을 알 수 있었고 점차적으로 흡수력 100 kPa에 수렴되고 있음을 보여준다. 이것은 흙의 불포화 상태에서 내부마찰각과 점착력이 포화상태에 비하여 흡수력에 기인하여 증가하고 있음을 나타내며, 불포화토에서 합리적인 지반강도정수의 산정을 위해서는 흡수력의 변화에 따른 겉보기 마찰각 ${\phi}^b$이 고려되어야 함을 알 수 있다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권10호
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• pp.57-64
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• 2007

현재 불포화토에 대한 많은 연구가 진행되어 왔고 최근 들어 많은 연구자들이 불포화지반의 안정성을 보다 합리적으로 판단하고 해석하기 위해 불포화상태를 고려한 연구의 필요성을 제기하여 왔다. 이를 위해서는 흡인력에 대한 전단강도의 증진효과를 정량화하고 이를 안정해석에 적용하는 것이 요구되고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 불포화 사질토의 전단강도 특성을 규명하기 일해서 국내에 널리 분포하는 화강풍화토 7가지를 대상으로 불포화 삼축압축시험을 수행하였으며, 결과치를 분석하여 강도특성을 규명하고자 한다.

• 대한토목학회논문집
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• 제31권4D호
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• pp.571-576
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• 2011

일반적으로 도로구조물들은 포화상태라는 가정 하에 설계되고 있으나 실제 도로구조물의 재료인 입상지반재료는 대부분 불포화 상태에 존재하고 있다. 이러한 부분을 반영하기 위하여 본 논문에서는 다져진 입상지반재료를 대상으로 삼축압축시험과 함수특성곡선 시험 결과를 활용하여 다양한 조건에서의 불포화 전단강도를 추정하였다. 이를 바탕으로 비선형 모형을 활용한 2차원 유한요소해석을 실시하고 Mohr-Coulomb항복조건을 통하여 항복하중을 규명하였다. 또한, 입상재료의 항복하중에 대한 도로구조물 표층두께의 변화에 따른 영향을 확인하였다. 해석 결과 입상지반재료의 불포화토 이론을 고려하여 포장 혹은 비포장 도로의 지지력을 예측할 수 있음을 보여주고 있다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제13권4호
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• pp.69-75
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• 2014

불포화토의 전단특성 평가는 제방구조물의 안정성과 투수특성 평가에 매우 중요한 요소이다. 본 연구에서는 국내 낙동강 유역에서 제방 제체재료로 사용되는 모래, 점토에 대한 불포화 전단특성을 평가하기 위해 불포화 삼축시험을 수행하였다. 모관흡수력에 따른 불포화강도변화를 살펴보기 위해 다단계실험방법을 적용하였으며, 그 결과를 바탕으로 비선형성을 고려한 겉보기 점착력($C_{max}$)에 맞추어 비교 분석하였다. 또한 실험결과를 바탕으로 선형적인 강도를 나타내는 Mohr-Columb 파괴강도를 활용할 수 있는 평균적인 ${\varphi}^b$ 값을 산출하였다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제16권3호
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• pp.577-585
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• 2020

연구목적: 불포화토에서 발생하는 모관흡수력의 존재는 사면의 안정성을 증가시키지만, 강우침투 로 인한 모관흡수력의 감소는 갑작스런 사면 파괴를 유발하여 큰 재난을 발생시킬 수 있다. 본 논문에서는 우리나라의 대표적인 산흙인 화강풍화토에 대하여 불포화상태에서의 공학적 특성을 분석하였다. 연구방법:화강풍화토에 대하여 입도상태가 양호한 경우와 입도상태가 불량한 경우로 나누어 불포화 상태에서 함수특성곡선, 불포화투수곡선, 모관흡수력에 대한 불포화 전단강도 관계 등으로서 실험과 분석을 수행하였다. 연구결과: 입도분포가 불량한 경우가 입도분포가 균등한 경우에 비하여 체적함수비에 대한 모관흡수력의 변화가 급격히 발생하는 것으로 분석되었다. 입도가 균등한 경우가 입도가 불량한 경우에 비하여 동일한 모관흡수력에서 투수계수가 비교적 작은 값을 나타내었다. 모관흡수력이 크게 작용할수록 전단강도가 증가하는 경항을 보였다. 결론: 우리나라의 대표적인 산흙인 화강풍화토에 대하여 입도상태가 양호한 경우와 입도상태가 불량한 경우로 나누어 불포화상태에서의 공학적 특성인 함수특성곡선, 불포화투수계수, 불포화 전단강도 등에 대하여 실험을 실시하여 각각의 상관관계를 확보하였다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제15권4호
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• pp.63-69
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• 2016

본 논문은 삼축압축시험(CD)과 개선된 직접전단시험 결과 얻어진 불포화토의 전단특성을 비교분석하여 새로이 개선된 직접전단시험장비의 실용성을 검증하였다. 2010년 경기도 양평군 토석류 발생사면에서 채취한 시료를 대상으로 불포화토 상태의 전단강도실험을 수행하였다. 다른 두 종류의 실험방법에서 낮은 모관흡수력이 작용하는 경우는 전단강도와 선형적인 관계를 나타내며, 모관흡수력의 증가함에 따라 불포화토의 겉보기 점착력 역시 선형적으로 증가하였다. 다른 두 실험장비에 의한 결과를 비교한 결과, 산정된 불포화토의 강도정수($c^{\prime}$, ${\phi}^b$)는 전단 상자의 구속효과가 있는 개선된 직접전단시험에서 다소 크게 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권5C호
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• pp.255-262
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• 2008

본 연구에서는 다짐 재료의 강도특성에 나타나는 이방성과 그 정도를 명확히 밝히기 위해 다짐 재료로 널리 사용되는 화강풍화토를 이용해 포화, 불포화 상태에서 삼축압축시험을 실시했다. 공시체는 다짐도 $D_c$=90%가 되도록 다짐한 후 ${\sigma}_1$ 방향과 퇴적면이 이루는 각도로 정의되는 ${\delta}$가 $0^{\circ}C$, $45^{\circ}C$, $90^{\circ}C$가 되도록 제작되었다. 실험결과, 불포화토의 전단강도에 미치는 흡입력(suction)의 기여율에는 ${\delta}$ 의존성이 확인되지 않았고, 다짐재료의 전단강도에 나타나는 이방성은 포화시보다 불포화시에 현저히 나타나는 것으로 평가되었다. 또한 실험을 통해 도출된 결과를 이용해, ${\sigma}_1$ 방향과 퇴적면과 이루는 각도 ${\delta}$가 서로 다른 불포화토의 전단강도를 간단히 추정할 수 있는 방법을 제안하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제32권3C호
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• pp.113-120
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• 2012

진주 잔류토 사면의 실제 붕괴사례에 대한 해석을 수행하였다. 강우시 침투로 인하여 불포화층에서 유효응력과 전단 강도가 감소하여 안전율이 저하된다. 본 연구에서는 함수특성곡선을 이용하여 흡수응력에 기반한 유효응력을 산정하였다. 대상 현장에서 채취한 시료로부터 함수특성곡선, 투수계수, 전단강도와 관련한 불포화 물성들을 획득하였다. 실제 강우에 대한 불포화층의 침투해석을 수행하고 사면 지층의 간극수압 분포를 구할 수 있었다. 유한요소 응력장에서 탄성 해석으로 지층내 전응력을 계산하고 활동면에 작용하는 전단응력의 분포를 계산하였다. 활동면에 작용하는 흡수응력 및 유효응력을 산정하여 전단강도를 평가할 수 있었다. 이로부터 강우에 따른 안전율을 계산하였으며, 실제 강우에 의하여 사면이 활동이 일어나는 것을 모의할 수 있었다. 또한 활동면에서 흡수응력이 증가하고 유효응력이 감소하는 동시에 전단강도가 감소하는 것을 추적할 수 있었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제13권4호
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• pp.45-51
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• 2012

불포화토를 대상으로 $K_0$ 압밀조건에서 삼축시험을 수행하여 전단강도를 분석하였다. 불포화 삼축압축시험에서는 대구지역에 있는 풍화토 시료를 성형하여 다양한 모관흡수력을 조절하였다. 건조 및 습윤 시 함수특성시험을 수행하여 실험치들을 van Genuchten 곡선으로 모델하였다. 함수특성곡선으로부터 모관흡수력이 유효응력에 기여하는 성분을 평가할 수 있다. 이로부터 유효응력을 산정하였으며 유효응력에 따른 전단강도를 결정하였다. 다양한 모관흡수력에 따른 전단강도는 유효응력으로 기술하였을 때, 유일한 직선으로 나타나며 포화토의 파괴포락선과 일치함을 알 수 있었다.