• 대한토목학회논문집
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• 제31권1D호
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• pp.83-90
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• 2011

도로하부 혹은 성토부를 구성하는 다져진 지반재료들은 불포화상태로 존재하는 관계로 재료의 침투 혹은 배수에 대한 평가시 불포화지반의 특성이 반영하는 것이 필요하다. 이에 본 연구에서는 강우강도와 시간조건에서 도로하부 재료에서 어떠한 영향이 있는지를 파악하고자 수치해석적인 연구를 수행하였다. 기존의 실험을 통해 획득한 불포화 함수특성 자료를 활용하였으며 SWCC를 통하여 투수계수를 추정하였다. 제안된 방법을 통하여 시간 변화에 대한 침투 및 배수성능을 평가하였다. 연구결과 침투 및 배수 과정에서 초기흡수력의 여부와 함수특성곡선의 경로에 따라서 많은 영향을 받고 있음을 알 수 있다.

• 대한토목학회논문집
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• 제31권1D호
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• pp.73-82
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• 2011

일반적으로 다져진 도로기초 지반재료의 장기적인 강도나 배수 거동 평가시 불포화상태를 고려하지 않고 있다. 그래서 보조기층과 노상토와 같은 도로하부 기초에서의 불포화상태와 이력현상을 고려하는 것은 현실적이다. 따라서 보다 정량적인 불포화 지반의 평가를 위하여 흡수력과 함수특성을 평가하기 위한 적절한 장비, 재료모델, 그리고 투수계수에 대한 평가가 필요하다. 본 논문에서는 이러한 거동을 알아보기 위해서는 흙-수분 관계인 재료의 함수특성곡선 측정 자료를 통하여 불포화 투수계수를 추정하고 이를 통하여 국내 대표적인 입상재료에 대한 불포화상태에서의 수분의 이동에 대한 관찰 및 분석을 수행하였다.

• 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.

• 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.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제19권3호
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• pp.5-13
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• 2018

최근 해빙기에 발생하는 지반붕괴로 인한 건설재해가 증가하고 있으며 이는 동절기에 시행되는 다짐시공과 관련이 많다. 영하온도에서 다짐을 실시할 경우 다짐효과가 감소하며 이에 따른 해빙기 지반의 거동 변화를 파악하는 것은 유용한 자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다. 또한 최근 국내 지반공학 분야에서 불포화 영역에 대한 관심이 높아지고 있는 만큼 지반재료의 영하온도 다짐 및 동결융해에 따른 불포화 특성을 파악한다면 앞으로 관련 분야의 연구자들에게도 좋은 정보를 제공할 수 있을 것으로 판단된다. 따라서 본 연구에서는 동절기 다짐에 따른 지반의 불포화 특성을 파악하기 위해 상온($18^{\circ}C$)과 영하온도($-3^{\circ}C$, $-8^{\circ}C$)에서 수행한 다짐시험의 결과를 바탕으로 성형한 시료에 불포화 함수특성시험과 불포화 일축압축시험을 수행하였으며, 시료에 동결융해를 반복적으로 가한 후 불포화 함수특성시험 및 일축압축시험을 수행하여 동결융해가 작용함에 따른 지반의 흡수력 및 불포화 특성의 변화를 파악하였다. 시험결과 영하온도에서의 다짐 및 동결융해에 의한 흡수력의 변화와 강도 및 강성의 감소를 확인하였다. 특히 풍화토의 경우 영하온도에서의 다짐과 동결융해가 진행될수록 강도와 흡수력이 상당히 감소하는 것으로 나타나 지반의 안정성에 상당한 영향을 미칠 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제27권3호
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• pp.75-83
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• 2011

일반적인 불포화지반의 거동뿐만 아니라, 열과 관련된 분야, 지반환경 분야 등 다양한 분야에서 불포화 다공질 재료의 열적-수리적-역학적으로 결합된 문제들이 대두되면서 이러한 문제들을 해석하기 위한 수치도구 개발의 필요성이 대두되고 있다. 본 논문에서는 거시적 접근법(macroscopic approach)에 근거하여 불포화지반에 대한 열-수리-역학거동의 수식화를 하였다. 흙, 물, 공기에 대한 질량보존의 법칙, 에너지 보존법칙, 그리고 하중평형 조건식으로부터 결합된(coupled) 4개의 지배방정식을 유도하였다. Galerkin 간략화와 시간적분으로부터 주 변수인 변위(u), 가스압($P_g$), 유체압($P_1$), 온도(T)를 Newton의 반복과정을 이용하여 구하는 유한요소 프로그램(FEM)을 작성하였다. 개발된 프로그램을 이용하여 다공질재료에서 2상 흐름 문제 중 일차원 배수실험(u-$P_g-P_1$), 온도 압밀(u-$P_1$-T), 그리고 지표면 온도변화에 의한 말뚝의 주변지반에 대한 영향(u-$P_1$-T)에 대하여 수치해석을 수행하고 논의하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제17권6호
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• pp.123-133
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• 2001

대부분의 토사사면은 불포화상태로서, 이 경우 기존의 모관흡수력을 무시한 해석에 비해 보다 합리적인 결과를 얻을 수 있도록 대상 사면지반의 불포화 특성을 고려할 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 지반의 불포화 특성을 고려할 수 있도록 한계평형법에 의한 사면안정해석 프로그램을 보완하여 작성하였으며 임계단면 탐색을 위하여 최적화 기법을 적용하였다. 그리고 이와 같은 해석을 위한 불포화 설계변수를 얻기 위해 국내의 대표적 지반 재료인 화강풍화토에 대해 실험을 수행하였다. 실험자료 분석결과 불포화 강도특성을 안정해석에 적용하기 위해 모관흡수력에 따른 겉보기 점탁력 변화를 비선형성을 고려하여 수식화하였다. 또한 부피변화를 측정함으로써 함수특성곡선을 보다 정확하게 얻고자 하였다. 본 연구 결과를 통해 강우에 의한 침투로 야기되는 사면내부의 모관흡수력의 변화와 그에 따른 투수특성 및 강도특성변화를 고려함으로써 강우강도와 지속시간에 따른 안전율 변화를 보다 적절히 판단할 수 있었다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제11권3호
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• pp.43-54
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• 1995

실트질 모래를 재료로 삼축압축시험기를 개조하고, 삼축셀에 고압공기투과판을 부착하여 축변환기법에 의해 흡인력과 순평균응력을 조절하면서 등력압축시험과 전단시험을 행하여, 불포화 상태에 따른 토질정수의 변화를 규명하였으며, 함수상태의 변화에 따라 응력, 체적변화 등의 거동특성을 검토하였다. 실험의 결과에서 규명된 불포화토의 특성을 바탕으로, 불포화토의 응력성분을 고려하고, 수정 Cam -Clay 모델을 경계조건으로 하는 불포화토의 거동예측을 위한 구성식을 개발하고, 실트질 모래에 대한 실내실험의 자료로부터 구한 관측치와 예측치를 비교하여 이의 타당성을 검증하였다.

• 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.

• 한국지반공학회논문집
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• 제22권4호
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• pp.73-83
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• 2006

댐 안정성 평가를 위하여 불포화 이론을 이용한 침투해석 기법이 널리 사용되고 있으나 지반의 불포화 거동에 대한 인식 부족과 실험절차의 번거로움으로 인하여 입력 물성치에 대한 체계적인 실험과 평가가 일반화되지 못하고 있는 실정이다. 지반의 불포화 수리특성은 변동성과 불확실성을 내포하고 있으며, 이는 침투수량 및 간극수압 분포 등 댐체 및 제방의 침투거동에 영향을 미친다. 본 연구에서는 댐의 심벽재료에 대한 함수특성곡선과 투수계수를 구하는 실내실험을 수행하였다. 그리고, 불포화수리특성이 댐체의 침투 거동에 미치는 영향을 살펴보기 위하여 입력물성의 확률론적 분포를 고려한 수치해석을 수행하였다. 해석결과 Fredlund와 Xing 함수특성곡선식과 Campbell의 투수계 수식에서 변수 a와 n은 값이 클수록, n과 p는 값이 작을수록 정상상태에서의 침투수량이 많았다.