• 한국지반공학회논문집
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• 제27권8호
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• pp.31-37
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• 2011

본 연구에서는 정적 다짐된 자연 성해 실트질 모래의 불포화 흡수력의 영향과 변형특성을 평가하기 위해서 불포화 일축압축시험을 수행하였다. 공시체는 초기포화도를 다르게 하여 제작되었고 공시체의 초기 흡수력 및 최대일축압축강도에서의 흡수력 그리고 전단시의 체적변형이 측정되었다. 시험결과, 초기포화도의 크기에 따라 흡수력, 최대 일축 압축강도 및 체적변형 거동을 살펴보고 평가할 수 있었다. 또한, 불포화상태 실트질 모래의 전단강도에서 흡수력에 의해 증가하는 겉보기 점착력을 나타내는 흡수응력($P_s$을 추정하였다.

• 한국도로학회:학술대회논문집
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• 한국도로학회 2011년 춘계학술대회 논문집
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• pp.141-146
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• 2011

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집
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• pp.796-800
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• 2009

토목구조물 및 사면의 붕괴는 집중호우가 내리는 경우 많이 발생하고 있으며, 특히 사면에서는 붕괴까지의 변형이 급속히 진행되어 이를 사전에 예방하기는 매우 어려운 현실이다. 침투 및 배수과정에서의 사면 붕괴는 강우침투로 인한 지반의 물리적 특성변화가 직접적으로 사면의 안전계수 변화에 영향을 주는 것으로 판단되며, 이때 발생하는 물리적 특성변화로는 침투시 사면 내 지반의 단위 중량은 증가하여 전단응력의 증가 및 전단강도 감소현상이 발생하며, 이와 반대로 사면 내 배수로 인하여 전단응력의 감소 및 전단강도의 증가현상이 발생한다. 따라서 본 연구에서는 강우침투로 발생하는 지반의 포화도 변화를 지반 내 투수계수의 함수로 설명하여 강우로 인한 지반의 침투 및 배수과정을 규명하고자 한다. 일반적으로 지반 내 지하수의 침투과정은 라플라스 공식을 적용한다. 그러나 라플라스 공식은 정상 상태(Steady State)일 경우에만 사용할 수 있고, 강우 등으로 인한 지하수의 수두 변화가 발생한 비정상 상태(Unsteady State)의 경우에는 부적합하므로 사면과 옹벽 등의 토질구조물에서는 안전성 변화를 계산할 수 없다. 이를 위해 사면 내 지반의 침투 및 배수과정을 투수계수의 함수로 나타내어, 강우의 침투과정을 Fourier Series, 변수분리법 및 섭동함수를 사용하여 식으로 유도함으로서 강우에 의한 지반의 침투 및 배수과정에 따른 사면 내 지하수의 분포를 예측한다. 침투과정 해석을 위하여 지표에서 포화대까지의 깊이 10m의 모델사면 및 지표부터 포화대까지의 포화도는 직선으로 비례한다는 가정을 적용한다. 먼저 푸리에 급수를 이용, 시간에 따른 온도를 열전달에 관하여 편미분하여 발생하는 열확산계수를 투수계수로 변환함에 따라 지하수의 시간과 수직방향거리에 대한 지반의 포화도를 산정한다. 변수분리법은 산정된 포화도에 지반의 초기조건과 경계조건를 고려하기 위해 적용하며, 변수분리법에 의해 산정된 지하수 분포를 섭동함수법으로 과도 및 정상상태로 분류한다. 본 연구의 수행으로 인해 얻어진 결과를 요약하면 다음과 같다. 첫째, Fourier Series와 변수분리법, 섭동함수를 이용하여 강우에 의한 지반의 포화도 변화를 수식적으로 나타낼 수 있으며 둘째, 지반에서의 강우침투과정을 식으로 표현함으로서, 깊이별 시간에 따른 포화도의 영역이 상부로부터 하부로 전이되는 과정을 알 수 있다. 셋째, 푸리에 급수를 이용한 지반의 침투계산으로 강우로 인한 지반의 포화영역 및 불포화영역을 명확히 구분할 수 있으며, 각 깊이별 포화도를 계산하여 각 구간에서 불포화구간의 전단강도에 대한 보다 정확한 계산이 가능하리라 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제24권5호
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• pp.89-98
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• 2008

본 연구에서는 불포화토를 대상으로 슨 압밀조건에서 삼축시험을 수행하여 거동을 분석하였다. 이를 위하여 풍화토 시료를 성형하여 모관흡수력을 조절한 불포화 삼축압축시험을 수행하였으며 압밀시 음력경로 및 전단시 응력-변형률 관계를 분석하였다. 실험결과 모관흡수력이 증가할수록 $K_0$ 값은 작아지는 것으로 나타났다. 또한 불포화토의 파괴 포락선은 동일한 모관흡수력에 대하여 등방압밀조건과 $K_0$ 압밀조건에서 유사한 결과를 가지는 것으로 나타났다. 특히, 한계상태이론에서 사용하는 응력변수를 적용할 경우 Mohr 원을 이용하여 구하는 경우에 비하여 보다 합리적으로 강도정수를 획득할 수 있었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제14권1호
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• pp.69-75
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• 2013

함수특성곡선으로부터 흡수응력을 정의하여 불포화토의 유효응력을 구할 수 있다. 불포화토의 압밀 및 전단 시 유효응력을 분석하기 위하여 실트질 모래의 $K_0$ 압밀 삼축시험을 수행하였다. 삼축시험 시 압밀응력과 전단강도로부터 흡수응력을 구하고 함수특성곡선을 이용하여 계산한 유효응력과 비교하였다. 유효응력으로 나타낸 압밀응력 및 전단강도는 각각 유일한 직선상에 존재하며 포화토와 동일한 것으로 나타났다. 또한 함수특성곡선으로부터 구한 유효응력은 삼축시험 시 압밀응력 및 전단강도와 유사하게 나타나는 것을 알 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권3호
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• pp.75-82
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• 2003

본 연구에서는 불포화 토질역학 이론에 근거하여 지반재료의 안정처리로 인해 유발되는 전단강도계수의 변화를 추정하는 방법론을 제안하였다. 지반재료의 유효 점착력과 유효 내부마찰각들이 suction측정값들과 일축압축강도 실험결과를 활용하여 추정되었으며, 안정처리제의 사용량에 따른 효과도 비교하였다. 또한 유전상수 측정실험 결과를 통해서 안정처리에 따른 재료의 suction 변화를 알 수 있었으며, 제안된 방법이 불포화 지반재료의 강도정수를 추정할 수 있음을 보여주고 있다.

• 자원환경지질
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• 제47권1호
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• pp.49-59
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• 2014

강우로 인해 유발되는 산사태는 강우침투로 인한 사면내 간극수압의 증가와 흙의 유효응력 및 전단강도의 감소로 인해 발생한다. 현재 광역적인 지역을 대상으로 산사태의 발생가능성을 분석하는데 주로 활용되고 있는 통계적 분석기법은 이러한 산사태 발생메커니즘을 고려할 수 없는 단점을 갖고 있다. 따라서 최근 들어 산사태의 발생메커니즘을 고려할 수 있는 물리적 사면모델이 산사태 취약성 분석을 수행하는데 많이 적용되고 있다. 그러나 사면 모델을 활용하는 기존의 연구는 강우의 침투로 발생하는 포화층 상부의 불포화층의 특성을 거의 고려하지 않고 포화층의 강도 특성만을 고려하여 분석을 수행하여 왔다. 따라서 본 연구에서는 포화층의 강도특성과 함께 불포화층의 강도 특성을 고려한 수정 전단강도 식을 활용하여 산사태 취약성 분석을 수행하고자 하였다. 또한 강우강도와 지반의 수리적 특성을 고려하여 지하수위 산정이 가능한 포화깊이비 계산식을 사면 모델과 결합하여 시간에 따른 지하수위 변화를 계산하고 이를 취약성 분석에 활용하였다. 본 연구에서는 실제 집중호우가 발생한 강원도 평창군 진부면 일대지역의 2006년 7월 14 ~ 16일의 강우강도를 이용하여 3일간의 안전율을 계산하여 산사태 취약성 분석을 수행하였으며 그 결과를 ROC 분석을 통해 실제 산사태 발생 위치와 비교하여 예측의 정확성을 분석하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제29권8호
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• pp.15-25
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• 2013

본 연구에서는 다짐된 편마풍화토의 불포화토 전단강도특성을 규명하기 위하여, Constant Water Content Compression (CWCC) 시험을 실시하였다. 두 가지 상대밀도로 구분하여 정적 다짐으로 공시체가 제작되었고, 초기 포화도를 변화시킴으로써 초기 흡수력 및 최대전단강도가 구현될 때의 흡수력에 따른 전단거동을 살펴보았다. 흡수력은 세라믹디스크와 간극수압계의 설치에 의해 직접 측정되었고, 이 흡수력을 적용하여 흡수응력(ps)이 추정되었다. CWCC 시험에서 얻어진 최대압축강도에 대한 결과는 삼축압축시험에서의 포화상태 파괴선(Mp Line)과의 관계, 즉 흡수력에 의해 발현된 전단강도의 변화를 흡수응력을 이용하여 살펴보았다. 또한, Kim 등(2010)이 제안한 Suction stress-SWCC Method (SSM)을 활용하여 흡수응력의 적용성에 대해 논하였다.

• 산업기술연구
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• 제30권B호
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• pp.3-10
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• 2010

The numerical study was conducted using the equation of Vanapalli et al.(1996) related shear strength of unsaturated soils. Angle of shearing resistance(${\Phi}^b$) and angle of internal friction(${\Phi}^{\prime}$) appear identically in lower suction range, but angle of shearing resistance(${\Phi}^b$) has non-linearity as suction increases. Nevertheless, the numerical study was conducted using angle of shearing resistance(${\Phi}^b$) in even lower suction range because of limit of program function. However, behavior of real ground on applying numerical study can be analysed wrong by it. Therefore in this paper numerical analysis on applying the equation of Vanapalli et al.(1996) and ${\Phi}^b$ has been compared about unsaturated slope considering continuous rainfall.

• 한국지반공학회논문집
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• 제29권12호
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• pp.77-85
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• 2013

불포화 사면에서는 강우시 침투가 일어나고 포화가 됨에 따라 불안정해진다. 불포화토의 유효응력의 관점에서는, 모관흡수력이 감소하면 유효응력이 감소하고 동시에 전단강도도 감소하여 사면 안정성이 저해된다. 본 연구에서는 불포화토의 유효응력을 흡수응력으로 기술하는데 초점을 둔다. 그리고 유한요소응력장에서 안전율을 계산하여 실제 사면의 붕괴를 시뮬레이션한다. 하동 및 포항지역의 풍화토 지층에 대하여 실내실험을 수행하여 불포화 물성을 분석하였다. 그리고 불포화 사면의 침투 해석을 수행하고 응력해석과 안정해석을 통하여 실제 붕괴를 재현하였다. 따라서 불포화 유효응력 원리에 근거하여, 실제 사면의 안정성을 성공적으로 평가할 수 있었다. 유효응력 개념이 강우 침투를 고려한 사면 설계의 실무에 적용될 수 있음을 입증하였다.