• 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.

• 지질공학
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• 제33권4호
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• pp.573-586
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• 2023

절리성 암반은 절리 또는 연약면에 의해 역학적인 이방성이 발현될 수 있으며 절리성 암반의 강도 및 변형 특성에 대한 이해는 지질공학 현장에서 주된 관심사이다. 본 연구는 마찰재료로 채택된 석고를 이용하여 단일절리를 포함하는 시료를 성형하고 진삼축시험을 통하여 진삼축 조건의 강도 및 변형 특성을 고찰하였다. 동일한 조건에서 수행한 개별요소법 기반의 삼차원 수치해석은 진삼축시험을 통하여 검증되었으며 타당성이 확보되었다. 수치해석 결과는 절리의 방향성과 더불어 현장의 주응력 조건이 절리성 암반의 강도 및 변형 특성 연구에 있어서 필수적인 요소임을 지시한다. 수치해석을 통하여 절리의 경사각 변화에 따라 산정한 횡등방성 암반의 강도는 중간주응력이 강화함에 따라 유의미한 증가를 나타내며, 증가의 폭은 절리의 경사 조건에 큰 영향을 받는다. 또한, 절리의 경사방향과 두 수평 주응력 방향 간의 상대적인 관계는 횡등방성 암반의 강도특성을 좌우하는 요인이다. 두 개의 절리군을 포함하는 암반의 강도는 경사가 더욱 급한 절리군이 전체 암반의 강도를 좌우한다. 두 절리군 중 한 절리군의 연속성이 짧아 암교 효과를 발휘하면 연속성이 상대적으로 긴 절리군의 방향성이 전체 암반의 강도를 좌우할 수 있다. 절리성 암반에 대한 기존의 삼차원 파괴기준식은 적용성 측면에서 한계도 있지만, 수치해석이 이를 보완하는 데 유용하게 활용될 수 있다.

• 터널과지하공간
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• 제26권2호
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• pp.100-109
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• 2016

이 연구에서는 횡등방성 암석파괴함수의 개발에 활용할 수 있는 3가지 강도정수 공간분포함수를 제안하였다. 제안된 분포함수는 편구(oblate spheroid)분포함수, 지수분포함수, 강도정수텐서 방향투영함수이며 모두 2개의 모델파라미터로 정의된다. 제안된 분포함수들을 점착력과 마찰각의 공간분포함수로 활용하여 횡등방성 Mohr-Coulomb 파괴함수를 유도한 후 이를 활용하여 수치삼축시험을 모사하였다. 연약면의 경사각과 구속압의 변화에 따른 파괴축응력 변화 및 파괴면 방향 변화를 계산한 결과 3개의 분포함수을 적용한 경우 모두 실제 실험에서 관찰되는 이방성 파괴특성을 재현하고 있음을 확인하였다. 3개의 분포함수 중 강도정수텐서 방향투영함수를 채용한 경우가 가장 큰 파괴축강도를 계산하였으며 지수분포함수, 편구분포함수 순으로 낮은 파괴축강도 값을 예측하였다.

• 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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• 제36권12호
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• pp.117-124
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• 2020

본 연구는 온도에 따른 점성토의 전단 변형의 특성의 모사에 초점을 맞춘다. 일반적으로 온도가 상승할수록 정규압밀선은 간극비와 평균유효응력의 평면에서 하향 이동한다. 하지만 한계상태선은 온도변화에 따라 정규압밀선만큼 이동하지는 않는다. 따라서, 온도가 증가할수록, 한계상태 평균유효응력과 선행압밀 평균유효응력의 차이는 감소한다. 이를 반영하기 위해, 본 연구에서는 한계상태 평균유효응력을 기준으로 두 부분으로 나뉘어진 경계면을 적용하였다. 또한 Bangkok 점성토에 대해서 경계면을 구축하고, 비배수 삼축압축시험에 대해서 요소해석을 실시하였다. 요소해석 결과, 제안된 모델은 복잡한 강성 혹은 발달 법칙 없이 실험 데이터와 유사한 점성토의 온도에 따른 역학적 거동을 잘 모사하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제14권5호
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• pp.1229-1241
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• 1994

본 연구는 탄 소성이론에 기초를 둔 Lade의 단일항복면 구성모델을 이용하여 정규압밀 점토지반의 비배수 거동을 연구한 것이다. 시료는 영산강 하류에서 채취한 무안 점토를 재생성시켜 동방압축팽창시험과 압밀비배수 삼축압축시험을 하여 이 구성모델에 필요한 11개의 토질매개변수를 결정하였다. 또한 비배수거동해석을 위한 유한요소 프로그램을 개발하였으며, 프로그램의 정도를 검증하기 위하여 매개변수결정에 사용된 시험결과를 역해석하였다. 그리고 2차원 모형지반에 재하시험을 실시하고 결과를 유한요소 프로그램으로 수치해석하여 서로 비교 검토하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제20권6호
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• pp.75-83
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• 2004

본 논문에서는 사질토의 취성적 응력-변형률 관계와 전단시 체적팽창을 고려할 수 있는 구성모델에 대한 연구를 수행하였다. 제안된 모델은 일반등방경화규칙에 의거한 비등방 경화규칙을 적용하였으며, 항복면의 형태는 응력공간에서 원통형으로 나타나는 단순한 형태로 실용적으로 적용하기 편리하도록 하였다. 또한 유동규칙을 단순화하여 구체적인 팽창률 함수를 이용하여 정의하였다. 또한 가상적인 첨두응력비를 정의하여 취성적 응력-변형률 관계를 모델링하는 것이 가능하였다. 이러한 구성모델은 수학적 정식화를 한 후 실험자료와 비교하도록 프로그램을 구현하였다. 동반논문에서는 삼축실험결과와 비교하여 검증할 것이다.

• 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.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제4권2호
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• pp.33-44
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• 1988

1980년에 완공된 대청댐은 콘크리트댐과 석괴댐으로 혼합된 복슴댐으로서 결합부에는 제체에서 가장 취약한 곳인 원합면이 존재하므로 댐 건설시 계측기를 매설하여 토려 및 간극수려을 계속 측 정하고 있다. 본연구에서는 해석적 방법으로 평면변형하에서 건설단계를 하중증분형태로 보는 비선형증가 유한 요소해석방법을 적용하였으며, 이에 대한 심벽재료의 파라미터들은 토취장에서 채취한 점토를 현장 밀도 및 함수비로 다진후 삼축압축시험을 실시하여 추정하였고 휠터 및 제각부의 파라미터들은 관계 문헌을 이용하여 추정하였다. 비교분석결과 심벽부의 토압은 대체적으로 예측치와 실측치가 일치하는 경향을 보였으나 제설부에서는 다소의 차이가 있었다. 또한 간선수압 모델은 심압부의 간선수압예측에 좋은 결과를 보여 주었다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제10권4호
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• pp.29-36
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• 2011

본 연구는 포천 화강토의 건조단위중량을 $16.67kN/m^3$, $17.26kN/m^3$, $17.65kN/m^3$으로 각각 변화시켜 등방압축-팽창시험과 구속압력을 달리한 일련의 배수삼축시험을 하였다. 그리고 이 시험자료를 이용하여 회귀분석을 근거로 건조단위중량의 변화에 따른 Lade의 단일항복면 구성모델의 토질매개변수의 변화 특성을 알아보았다. 그 결과 탄성성분, 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 ${\eta}_1$에 관한 식으로 대체할 수 있으며, 이 식을 이용한 수치해석 결과 양호하게 예측하고 있는 것을 확인 할 수 있었다.