• 한국지반공학회논문집
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• 제28권9호
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• pp.97-106
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• 2012

본 논문에서는 혼합토의 역학적 특성을 해명하기 위한 기초연구로 모래와 비소성 실트로 구성된 혼합토를 대상으로 모래가 골격구조의 주체를 이루는 범위 안에서 다양한 세립분함유율로 조성된 공시체를 제작하였다. 모래입자의 파쇄가 발생하는 고압영역의 등방압축실험을 수행하기 위하여 고압삼축시험기를 이용하여 혼합토의 압축특성 및 파쇄에 대한 영향을 조사했다. 시험 결과, 모래의 압축특성은 입자파쇄가 발생함에 따라 항복에 도달한 뒤에는 1개의 NCL에 수렴하는 경향을 나타낸다. 한편, 혼합토의 압축특성은 세립분함유율이 증가함에 따라 조립자가 세립분에 의해 둘러싸여 쿠션작용에 의해, 조립자가 파쇄를 일으키기 어려워지므로 압축곡선의 최대경사가 완만해지고 항복응력 또한 증가함을 알 수 있다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제18권2호
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• pp.47-51
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• 2017

본 논문에서는 공사현장의 지반 변형을 계측한 값을 바탕으로 지반의 물성 값을 재산정하는 "적응형 관리 기법"의 핵심인 역해석을 통한 물성 값의 최적화 알고리즘을 구현하였다. 적응형 관리 기법은 공사 중 모니터링을 통해 설계와 시공을 업데이트하는 프레임워크를 일컫는다. 최적화 알고리즘의 성능을 검증하기 위해 실내시험과 가상의 굴착현장 두 경우에 대해 Hardening Soil 모델을 사용하여 전산해석을 실시하였다. 최적화 알고리즘을 적용할 구성모델의 입력변수는 복합민감도 값이 큰 입력변수를 선정하여 효율성을 고려하였다. 실내시험의 전산 해석은 비배수상태에서의 삼축압축시험과 삼축인장시험에 대해 시료의 파괴까지 수행하였다. 실제 시카고 연약 점성토로 수행한 삼축시험 결과인 전단응력-변형률과 과잉간극수압-변형률 관계를 관측 값으로 사용하였다. Hardening Soil 모델에 대하여, 관측 값을 가장 잘 모사할 수 있는 물성 값을 산정하기 위해 최적화 알고리즘을 적용하였다. 알고리즘을 적용한 결과, 관측 값을 잘 모사할 수 있는 물성 값을 성공적으로 찾을 수 있었다. 가상의 굴착현장에서는 삼축시험으로부터 산정한 지반의 물성 값을 현장의 대표 물성 값으로 가정하였고, 이때의 굴착 지지벽체의 수평 변위를 주요 관측 값으로 사용하였다. 다양한 초기 물성 값을 사용하여 전산해석을 수행하였고, 이 결과에 최적화 알고리즘을 적용하면 전산해석 결과가 현장 계측 값으로 수렴하는지 평가하였다. 최적화 알고리즘을 적용한 결과, 현장 계측 값으로 전산해석 결과 값이 거의 동일하게 일치함을 확인할 수 있었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제13권5호
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• pp.41-49
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• 2012

경기 서해안 지역인 인천 청라지구 및 송도지구, 경기 안산 시화지구 연약지반의 공학적 특성을 파악하고 각 지역에서 수행된 실내시험, 현장베인전단시험과 피에조콘 관입시험 결과를 분석하여 압축지수의 상관식, 피에조콘계수 산정 등의 결과를 도출하였다. 액성한계, 소성지수, 함수비, 간극비, 압축지수는 지반심도에 따라 분포경향이 유사하게 나타나므로 이러한 인자들은 상호 관련이 있으며 지역적 특성을 평가할 수 있다. 따라서 본 연구 지역에서 실시된 실내시험으로부터 각 지역 연약점토의 공학적 특성을 규명하고자 물리적 특성과 압축지수의 상관성을 분석하여 각각 상관관계식을 제안하였다. 그리고 현장베인전단시험과 삼축 압축시험에 의한 비배수전단강도를 기준강도로 하여 경험적 방법에 의해 산정한 피에조콘계수를 비교한 결과 모든 지역에서 상관관계가 높은 피에조콘계수인 $N_{kT}$를 연구지역의 콘계수를 제안하였다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제13권1호
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• pp.13-23
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• 2008

오염물질로 오염된 퇴적점토의 강도, 변형 및 투수특성 변화를 파악하기 위하여 NaCl 수용액과 매립장 침출수를 시료의 간극수(포화수)로 교체하여 삼축압축시험과 압밀시험을 수행하였다. 또한, 채취된 점토시료의 화학적 특성을 규명하기 위하여 주사전자현미경(SEM) 관찰과 에너지분산분광(EDX) 분석이 수반된다. 화학성분 분석결과 O, C, Si, Al, Fe 크기 순의 구성비가 얻어졌으며, 삼축압축시험 및 압밀시험결과는 NaCl의 농도가 증가할수록 극한응력(강도)은 증가하고 압축성과 투수성이 커지는 경향을 보이는데, 이는 전해질의 농도가 증가할수록 확산이중층(DDL)의 두께가 감소되어 면모화되기 때문인 것으로 판단된다. 또한, 점토 차수재를 투과한 침출수가 지하수 오염에 미치는 영향을 분석하기 위하여 MT3D 해석모델이 이용되었으며, 지하수 오염거동 해석결과 초기 염소이온 농도가 클수록 측정농도도 커지며, 시간경과에 따라 지하수 오염농도는 비선형적으로 증가되었다. 지하수 오염농도 감쇄 관계식을 유도하여 지하수 오염 이동거리를 예측한 결과, 초기농도가 클수록 지하수 오염 이동거리도 크게 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권6호
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• pp.169-179
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• 2003

연약지반에 축조되는 구조물 설계에 매우 중요한 지반 특성치인 점토지반의 비배수 전단강도를 깊이에 따라 연속적으로 측정할 수 있는 현장 원위치 시험법으로서 피에조 콘의 활용도가 점점 높아지고 있다. 피에조 콘 시험으로 추정되는 비배수 강도의 신뢰성은 이에 적용되는 콘 계수 값의 신뢰성에 크게 의존한다. 콘 계수에 대한 여러 연구자들의 제안이 우리의 실정에 맞는지 검증하고 점토지반의 특성에 따른 콘 계수 값의 변화 특성을 파악하여 콘 계수 선정에 대한 합리적인 기준을 마련하는 것이 이 연구의 목적이다. 이 연구는 경남 양산물금 지역의 해성점토층을 대상으로 피에조 콘 시험과 비교란 시료에 대한 실내 전단강도시험(일축압축시험, 비압밀 비배수 삼축압축시험)과 압밀시험을 실시하였다. 시험 결과를 이용하여 콘 계수와 점토의 여러 역학적 특성치(비배수 전단강도, 선행압밀압력, 소성지수, 간극수압비, 강성지수, 마찰비)의 관계를 고찰하여 콘 계수 값의 합리적 선정을 위한 기준을 마련하고자 하였다. 연구 결과로부터 얻은 결론으로서는, 상관관계가 비교적 높은 특성치의 짝은 비배수 전단강도와 콘 계수$(N_{kt}, N_{ke}, N_{\Delta u})$, 선행압밀압력과 $(N_{kt}, N_{ke})$, 간극수압비(B$_{q}$ )와 $(N_{ke}, N_{\Delta u})$이었고 선행압밀압력과 $(N_{\Delta u}), B_q와 (N_{kt})$는 상관 관계가 나타나지 않았으며, 소성지수, 강성지수, 그리고 마찰비도 콘 계수와 상관 관계가 없는 것으로 나타났다. 또한, 비압밀 비배수(UU) 삼축압축시험으로 구한 점토의 비배수 전단강도를 기준으로 할 때, 여러 제안자들이 제안한 피에조 콘 시험결과를 이용한 비배수 전단강도 추정에서 $(N_{\Delta u})$가 다른 두개의 콘 계수보다 선행압밀압력의 크기에 상관없이 변화폭, 표준편차 및 분산도가 모두 작아서 신뢰성이 가장 높게 나타났다.

• 지질공학
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• 제23권3호
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• pp.247-256
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• 2013

중동지역의 Sabkha층 탄산질 모래는 낮은 전단강도를 나타내며, 입자파쇄시 내부공극의 외부노출로 인한 즉시침하와 파쇄입자의 재배열로 인한 시간 의존적 이차침하가 발생된다. 현장 대형기초에 의한 Sabkha층의 침하특성을 분석하기 위하여 Hydrotest를 수행하였고, 실내시험 결과와 비교하였다. 삼축압축시험 결과 일차입자파쇄의 정도에 따라 Sabkha층 GL-1.5 m에서 Strain-hardening, GL-7.0 m에서 Strain-perfect, GL-7.5 m에서 Strain-softening 형태의 응력-변형 거동이 나타났다. 일반적으로 전반전단파괴는 입자가 조밀하고 지반의 강도가 큰 경우 발생하나 Sabkha층 탄산질 모래에서는 Strain-softening 거동 발생시 Strain-hardening과 Strain-perfect 거동에 비하여 오히려 입자파쇄 강도가 작아지는 현상이 발생하였다. 이러한 응력-변형 특성은 상대밀도 증가시 전단강도가 증가하는 석영질 모래의 특성과는 상이한 것이다. 현장 Hydrotest시 입자파쇄의 영향으로 간극수압 소산 후에도 지속적인 이차압축침하가 발생되었으며, 입자파쇄응력이 상대적으로 작고 Strain-softening 거동, 혹은 Strain-perfect 거동을 나타낸 하부 Sabkha층의 입자파쇄가 기초침하에 지배적인 영향을 미친 것으로 판단된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제11권11호
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• pp.55-62
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• 2010

액상화에 의해 발생되는 피해의 상당 부분은 반복전단과정에서 발생한 과잉간극수압이 소산되면서 지표에 나타나는 침하에서 유발된다. 그러나 지반은 매우 복잡한 구조로 되어 있기 때문에 침하는 균등하게 발생하지 않으며 대부분 부등 침하의 형태로 발생되게 된다. 일반적으로는 이러한 잔류전단변형률이 없는 상태에서 재압밀을 수행하지만 현실적으로는 잔류전단변형이 남아있는 것이 자연스러운 현상이라는 인식과 함께 다양한 다이레이턴시 특성하에서 발생되는 액상화 후 재압밀에 대한 고찰이 거의 이루어지지 않았다는 점에 주목하여 본 연구에서는 잔류전단변형률이 액상화 후 재압밀과정에 미치는 영향을 검토하였다. 이를 위하여 변형률 제어에 기반을 둔 시험장치와 간극수의 배수를 정밀 제어할 수 있는 체적변형률 제어장치를 이용하여 세립분을 포함하고 있지 않은 표준사와 세립분을 포함한 풍화토에 대한 일련의 삼축압축시험을 실시하였고 그 결과를 고찰하였다. 결과 표준사의 경우 에는 상대적으로 잔류전단변형률이 액상화 후 체적압축특성에 미치는 영향이 작았으나 풍화토의 경우에는 유효응력-체적변형률 관계곡선이 잔류전단변형률이 클수록 하방에 위치하였으며 곡선의 형상에도 영향을 미치고 있었고 대체적으로 응력 수준이 낮은 배수 초기에 체적변형률이 급증하며 유효응력 증가에도 거의 체적변형은 일어나지 않고 있다. 액상화에 의한 침투유동파괴가 낮은 응력 수준에서 발생된다는 점을 고려하면 이러한 관계 곡선의 형상은 매우 중요한 의미를 갖는다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제7권3호
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• pp.43-54
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• 2006

채취된 초기 간극수를 오염물질로 치환시킨 점토시료를 대상으로 일축압축시험, 삼축압축시험, 압밀시험을 수행하여 오염물질 성상에 따른 오염점토의 역학적 특성변화를 분석하였으며, MT3D 해석모델을 이용하여 매립지 성토제방의 점토 차수층을 통한 오염물질의 거동 특성을 파악하였다. NaCl 수용액으로 치환된 시료의 경우, 농도가 증가할수록 강도, 압축성, 투수성이 증가되었다. 침출수로 포화시킨 시료의 경우, NaCl 수용액으로 포화시킨 시료에 비해 강도, 압축성의 증가현상이 크게 나타난 반면 면모화 정도가 큼에도 불구하고 투수계수는 오히려 작게 나타났다. 오염물질 이동 해석결과, 초기 염소이온 농도가 클수록 측정농도도 커지며, 시간경과에 따라 농도는 비선형적으로 증가되었다. 농도감쇄 관계식을 유도하여 이동거리를 예측한 결과, 초기 농도가 클수록 이동거리도 크게 나타났다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제9권4호
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• pp.351-359
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• 2007

지반재료중의 하나인 암반의 물성평가 및 원지반상에서의 역학적 암반거동 평가를 위하여 다축(이축 혹은 진삼축) 압축실험이 수행되고 있다. 이러한 다축압축 실험의 경우에는 적용되는 경계조건에 따라 실험체내의 내부 응력이 예상과 다르게 작용하게 되며 결국 실험결과의 왜곡을 발생시킬 수 있으므로 적절한 경계조건의 설정은 필수적이다. 본 연구에서는 기존에 하중재하판과 실험체의 경계면상에서 발생할 수 있는 마찰저항을 감소시키기 위하여 사용된 철제 빗살구조의 재하판에 대한 구조 설계 방법을 제안하고자 한다. 각 빗살의 길이 및 단면의 계산을 위하여 각 빗살은 고정단에 지지된 단순보와 고정단에 지지된 기둥의 형태로 가정되었으며 좌굴과 실험체의 변형에 따른 빗살의 처짐을 고려하는 방법이 적용되었다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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• pp.177-177
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• 2011

현재 대부분 사용되는 지하매설물용 뒤채움재는 다짐공법을 많이 사용하고 있으며, 실제로 이러한 방법은 부적절한 다짐으로 인해 침하 및 내구성 저하로 인해 파손을 초래하는 경우가 많다. 이러한 문제를 해결 할 수 있는 하나의 대안으로 유동성 뒤채움재를 이용할 수 있다. 유동성 뒤채움재는 초기 유동성, 시간에 따른 자기 강도 발현 무다짐공법 적용 등 많은 장점을 가지고 있다. 본 연구에서는 현장발생토사, 정수장슬러지 및 폐타이어분말 등 재활용 재료를 이용한 유동성 뒤채움재의 기본물성을 평가하였다. 각각의 재활용재료에 대한 입도 및 비중을 평가하였고, 최적배합설계를 결정하였으며, 모형 시험과 유한요소 해석을 위한 기본 물성값을 위해 일축압축시험, 삼축압축시험, 공진주시험 등을 수행하였다. 최적배합설계를 산정하는 과정에서 수행한 실험중 대표적인 시험으로 자가수평능력 및 자기다짐등에 필요한 유동성을 판단하는 Flow시험(ASTM D 6133) 결과 기준으로 정한 20cm이상의 값을 얻을 수 있었으며 일축압축강도의 경우 시공 후 유지 보수가 용이한 강도인 $3.0kg/cm^2{\sim}5.6kg/cm^2$이하로 설계하였으며 28일재령 일축압축강도 결과 $3.15{\sim}3.74kg/cm^2$라는 유지보수에 적당한 결과값을 나타내었다. 이 배합이 현장에서 사용이 가능하다는 것으로 판단하고 현장모형시험과 유한요소해석를 통하여 현장에서 사용하였을 때 관의 변형과 관에 작용하는 하중변화를 확인하고 현장모형시험과 유한요소해석 간의 상관관계를 규명하였다. 현장 모형 시험은 현장과 비슷하게 제작된 모형을 이용하였으며 최대한 현장과 비슷한 조건에서 뒤채움재를 타설과정 중과 타설이 완료된 상태에서 7일 양생 후 하중재하와 같이 두가지 경우에서 수직 수평토압, 관의 수직 수평변위, 관의 종단변형을 측정하였다. 유한요소해석 프로그램은 Midas GTS를 이용하여 실시하였으며 관의 변형률, 유효응력을 측정하여 규명하였다.