• 한국지반공학회논문집
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• 제16권2호
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• pp.103-113
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• 2000

기존의 Terzaghi 압밀이론은 상대적으로 연약토층이 두껍지 않고, 초기함수비가 낮으며 적은 유효응력의 증가가 예상되는 곳에 그 적용이 제한되어 있었다. 그 이유는 Therzaghi 압미이론 자체가 미소변형률과 선형적인 압축성 및 투수성등을 기본적인 가정사항으로 내포하고 있기 때문이다. 이러한 가정사항을 극복하고자 Gibson et al. 은 일차원 비선형 유한 변형률 압밀이론에 관한 엄밀해를 제시하였다. 이 이론은 기존의 많은 가정사항들을 극복하여 실제 현상에 더욱 부합하는 예측을 할 수 있는 장점이 있는 반면, 비선형적인 응력-변형 관계, 변형-투수계수 관계의 도입과 좌표변환 및 현장의 시고이력을 그대로 적용하는데 많은 어려움이 있는 것이 사실이다. 본 연구에서는 이러한 비선형 유한형태를 압밀이론을 이용한 압밀현상 예측을 위하여, 비선형적인 응력-변형 관계, 변형-투수계수 관계에 관한 함수식을 구성하고 이를 포함하는 컴퓨터 프로그램을 개발하였다. 개발 프로그램은 많은 폼과 모듈로 구성되어 있는데, 이러한 각각의 폼과 모듈은 GUI 기능의 극대화를 통해 복잡한 이론에 익숙하지 않은 실무자들이 쉽게 본 이론을 이용할 수 있도록 설계 되었다. 또한 개발프로그램은 다양한 하중단계 및 비선형적인 응력-변형 관계, 변형-투수계수 관계에 관한 회귀분석, 각 유효응력 단계별 상이한 비선형 계수 g와 λ를 적용할 수 있으며, 계산을 위한 전처리과정은 물론 계산된 결과를 위한 다양한 후처리과정이 모두 사용자 위주의 GUI 기능을 충분히 갖도록 설계되었다. 개발 프로그램의 검증을 위하여 실제 현장의 계측자료 및 기존 연구문헌상의 결과와 본 개발 프로그램의 예측결과를 비교.분석하였으며, 다양한 간극비 상태의 비선형 계수가 해석결과에 미치는 영향을 알아보았다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제8권6호
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• pp.37-43
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• 2007

압밀현상을 예측하는데 있어, 압밀특성이 상이한 이질층의 존재 및 투수성에 대한 비선형 물질함수 특성을 고려하는 것은 기존 고전 압밀론에서의 많은 가정사항들을 극복하여 실제 현상에 더욱 부합하는 예측결과를 얻는데 있어 중요한 요소라 할 수 있다. 본 연구에서는 이질층에 대한 경계면 방정식을 유도하고, 이를 기존 유한차분해석기법에 포함시켜 이질층에 대한 압밀해석을 실시하였다. 또한 이질층을 단일토층으로 환산하여 압밀예측에 이용하는 기존방법과 본 연구에 의한 압밀해석 결과를 비교, 분석하였다. 한편, 유효응력단계별 투수성의 비선형성을 고려하기 위하여 기존 선형 압밀이론을 이용하되, 각 유효응력 단계별 압밀계수에 관한 함수식을 적용하는 근사 비선형 해석기법을 개발하여 본 압밀해석에 적용하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제17권5호
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• pp.173-180
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• 2001

이방압밀이 실트질모래의 정적재하에 의한 유동파괴거동에 미치는 영향을 연구하기 위하여 비배수삼축압축시험을 수행하였다. 이를 위하여 상대밀도가 약 17%인 공시체를 습윤다짐방법에 의해서 성형하고 4가지의 압밀응력비, 1.0, 0.7, 0.55, $K_{o}$ 로서 압밀시켰다. 시험결과로서 정상상태선은 p-q 공간상에서 압밀응력비에 관계없이 유일한 직선이며 collapse line의 기울기는 압밀응력비가 증가함에 따라 선형적으로 감소한다는 사실을 보여준다. 또한, 유동파괴거동을 보이는 느슨하게 다져진 실트질모래의 잔류강도($S_{us}$ )와 첨두강도($S^{p}$ )와의 관계는 압밀응력비의 크기에 관계없이 $S_{p}$ /$p_{c}$ = $A_{L}$ +$B_{L}$ ($S_{us}$ /$p_{c}$ )로 표현되는 일반식으로 나타낼 수 있으며 계수 $A_{L}$ 및 $B_{L}$은 압밀응력비의 크기에 따라 선형적으로 변하는 경향을 나타낸다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제20권6호
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• pp.61-73
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• 2004

일반 자연 점토지반의 투수계수는 다양한 응력수준에 따라 비선형적인 특성을 보이며, 이러한 지반 투수계수의 비선형성은 상재하중 재하시 지반의 압밀시간 및 지반 변형 특성에 영향을 주게 된다. 따라서, 본 연구에서는 지반의 비선형 투수계수의 영향성을 고찰하기 위해 수정 Cam-clay 모델과 Biot의 압밀이론을 접목한 연립이론(Coupled theory)을 이용하여 FEM 수치해석을 실시하였다. 검토 결과 비선형 투수성은 비선형 특성을 나타내는 투수계수 변화비와 전체 간극비에 대한 평균 투수계수의 크기에 따라 지반 변형과 지중 과잉간극수압에 미치는 영향성이 상이하게 나타났다. 따라서, 보다 현장에 근접한 해석을 실시하기 위해서는 지반 투수계수의 변화비와 평균 투수계수의 크기에 따라 투수계수의 비선형 특성을 고려해야할 것인지를 판단해야 할 것이다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제12권1호
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• pp.5-20
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• 1996

연약지반 처리방법으로 압밀을 촉진시키고, 이로 인한 전단강도를 증진시키기 위하여 선행압밀하중공법과 병행된 배수공법이 널리 사용되어 오고 있다. 본 연구에서는 배수재가 설치된 연약지반의 압밀과정동안에 유발되는 간극비의 감소로 인한 압축성과 투수계수의 변화를 고려할 수 있는 축대칭 비선형 압밀이론을 제안하였다. 제안된 축대칭 비선형 압밀이론을 명백한(explicit) 유한차분법을 적용하여 해석용 프로그램(AXICON)을 개발하였으며 현장지반의 교란효과나 층으로 이루어진 지반을 해석할 수 있도록 보완하였다. 또한 현장지반의 단계적 시공절차를 고려하여 하중을 적용할 수 있도록 하였다. AXICON 해석결과를 기존의 Hansbo와 Barren의 해석적인 해와 비교 검토하였으며 현장지반에서 계측된 침하량과 과잉 간극수압의 자료와 비교하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제29권3호
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• pp.61-70
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• 2013

모래에 혼합된 점토의 혼합비에 의한 투수계수와 압밀계수의 영향분석을 위해 주문진 표준사와 오타와 모래에 카올린 점토를 다양한 혼합비로 섞은 시료를 제작하여 연성벽체투수시험을 실시하였다. 시험결과 시험이 실시된 10%에서 29%의 카올린 점토 혼합범위에서는 세미 로그 그래프 상에서 점토의 혼합비와 투수계수 및 압밀계수가 "반비례하는 선형적 상관관계를 나타내었다. 또한 투수계수와 압밀계수는 흙의 구조에 의해서 결정되는 것으로 나타났다. 점토비가 낮아 안정구조로 볼 수 있는 혼합토에서는 점토질 토사에서 투수계수 및 압밀계수와 높은 연관성을 가지고 있는 것으로 알려진 간극비와는 상호관계를 나타내지 않은 반면, 부유구조에서는 간극비의 증가에 따라서 투수계수가 감소하는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제27권9호
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• pp.13-24
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• 2011

Terzaghi의 1차원 압밀이론은 준설 매립지반과 같이 고함수비, 고압축성을 갖는 점토지반의 압밀해석에는 적합하지 않다. 준설 매립지반의 자중압밀과 재하하중에 의한 추가압밀을 적절히 고려하기 위해서는 비선형, 유한변형 압밀이론을 도입해야 한다. 준설 매립지반의 비선형 유한변형 압밀해석을 수행하기 위해서는 침강과정이 종료되고 자중압밀이 시작되는 시점의 간극비인 초기간극비($e_{00}$)와 비선형성을 갖는 준설토의 간극비-유효응력 관계와 간극비-투수계수의 관계 규명이 매우 중요하다. 본 연구에서는 실내시험을 통해 비선형 유한변형 압밀해석에 필요한 인자를 산정하는 방법을 제안하였다. 또한, 본 연구에서 제안한 방법을 적용하여 인천지역 준설토와 카올리나이트의 압밀 물성치를 평가하였고, 이를 동반논문에서 다룰 비선형 유한변형 압밀해석에 적용하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제27권11호
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• pp.5-15
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• 2011

본 논문에서는 압축성이 매우 큰 준설 매립지반의 비선형 유한변형 압밀거동을 평가하기 위해 두 가지 압밀해석방법이 제시되었다. 이를 위해 동반논문에서 얻어진 초기간극비, 비선형의 간극비-유효응력 관계와 간극비-투수계수 관계를 비선형 압밀 물성치로 적용하였다. 단순화된 Morris의 간편 이론해(2002)와 대표적인 일차원 비선형 유한변형 압밀 프로그램인 PSDDF(Primary Consolidation, Secondary Compression, and Desiccation of Dredged Fill)의 해석결과를 일련의 실내실험을 통해 얻어진 인천 준설토와 카올리나이트의 자중압밀 침하거동과 비교하여, 실제 준설 매립지반의 장기간 비선형 유한변형 압밀거동을 모사하는데 두 방법의 적용이 타당함을 보였다. 또한, Craney Island 인공섬 사례분석을 통하여 적절한 비선형 유한변형 압밀 파라메터 선정의 중요성과 준설 매립지반의 압밀거동 평가시 PSDDF의 적용성을 제시하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제21권9호
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• pp.53-64
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• 2005

지반설계에 있어 지반거동은 일반적으로 단순화된 선형탄성이나 완전소성으로 간주되어 적용되고 있으나, 비선형 응력-변형률 거동, 응력이력 및 함수비 등의 현장 지반조건 또한 정밀한 지반설계를 위해서는 적절히 반영되어야 한다. 본 연구에서는 삼축압축시험과 공진주시험을 포함한 일련의 실내시험을 통하여 실트함유량, 상대밀도, 응력상태등 다양한 지반조건과 과압밀비 및 함수비의 변화와 같은 현장 지반조건을 고려하여 사질토의 강도 및 강성도 특성을 분석하였다. 그 결과 최대전단강도 및 초기전단탄성계수에 대한 과압밀의 영향은 미소하게 나타났으나, 초기 미소변형률 이후부터 파괴까지의 비선형 탄성구간에서는 과압밀의 영향이 무시할 수 없는 영향인자임을 확인할 수 있었다. 함수비의 경우 구속압과 상대밀도가 낮은 경우 함수비가 증가함에 따라 초기전단탄성계수는 세립분 증가와 함께 감소하였으며, 구속압이 증가할수록 함수비의 영향은 감소하였다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제13권3호
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• pp.5-20
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• 1997

본 연구에서는 유한변형률 이론에 근거하여 3차원 압밀 지배 방정식을 유도하였다. 이 방정식은 비교적 압밀층의 두께가 두꺼운 경우, 비선형 물성치, 공극비에 따른 비선형 투수계수를 갖는 지반에 적합하다. 기존의 유한차분 수치해석 기법(FTCS)은 지배 방정식이 비선형 이며 복잡한 경우 안정된 해를 얻을 수 없기 때문에 본 연구에서는 특수 유한 차분 기법을 도입하였다. 이 수치해석 기법을 지배 방정식에 적용하면 시간에 따른 압밀량을 예측할 수 있다. 본 해석기법에 의해 구해진 값들을 윅드레인을 설치한 여러 가지 고압축성 토질에서의 실험 결과와 비교한 결과, 최종 압밀량과 시간에 따른 압말량이 잘 일치하고 있다.