• 한국지반공학회논문집
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• 제29권9호
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• pp.43-54
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• 2013

본 연구는 연약지반현장의 사면활동에 관한 계측자료를 분석하여, p-q 응력경로에서 얻은 안정관리지수(Stability Control Index, SCI)를 이용한 새로운 성토체의 안정관리기법을 제안하고자 한다. 여기서는 이와 같은 새로운 기법을 검증하기 위하여 삼축압축시험(CU)을 실시하여 현장 계측자료와 상호 비교 검토하였다. 안정관리지수(SCI)는 응력경로에서 전응력경로점 $p_{max}$ 와 $k_f$선상의 점 $p_f$사이의 상대적인 위치를 이용하여 현재의 유효응력경로점 ($p^{\prime}=p-{\Delta}u$)으로부터 얻은 값이다. 이와 같은 결과로 유효응력점 $p^{\prime}(=p-{\Delta}u)$ 는 간극수압이 발생될 때는 $k_f$선상의 점인 $p_f$, 간극수압이 소산될 때는 전응력점인 $p^{\prime}_{max}$에 접근할 것이다. 따라서 안정관리지수(SCI)는 유효응력경로점의 상대적인 위치로부터 성토체의 안정상태를 정량적으로 평가할 수 있다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제29권2호
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• pp.47-56
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• 2013

포화토의 개념과 원리로는 실제 지반에서 발생하는 현상과 거동이 제대로 해석되지 않는 많은 공학적 문제들이 있다. 불포화토는 부간극수압의 영향으로 겉보기점착력을 보임과 동시에 물의 흐름에 있어서 간극 속에 공기의 함입으로 투수성이 저하하는 등 포화토와는 다른 거동특성을 나타내는 것으로 알려져 있다. 따라서 흙 속의 수분 함량에 따른 공학적 특성을 규명하는 것은 지반강도의 산정, 구조물의 안정성 등을 판단하는데 있어서 중요한 자료를 제공하므로 많은 연구와 노력이 필요하다. 특히, 하천복원 프로젝트인 "4대강 살리기"중 한 곳인 낙동강유역에는 모래 지반이 넓은 지역에 걸쳐 분포하고 있으며, 중소규모의 댐, 홍수조절지, 하천변 저류지 및 저수지 재개발 등 많은 토목구조물이 건설되고 있다. 본 연구에서는 낙동강유역 내 불포화상태에 있는 지반구조물의 설계 시공 및 안정성 검토에 기초적 자료를 제공하고자 낙동강 중하류 실트질 모래를 대상으로 불포화 삼축압축시험을 실시하였다. 시험 결과 최대축차응력은 구속압과 흡인력이 증가함에 따라 증가하는 것으로 나타났다. 또한 점착력은 흡인력의 증가에 따라 비선형적으로 증가하였으나, 내부마찰각은 크게 변하지 않는 것으로 나타났다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제11권6호
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• pp.85-91
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• 2010

우리나라의 대단위 국토개발이 실시됨에 따라 성토 및 매립재등의 막대한 건설재료가 사용되고 있는 실정이며, 국내 준설 성토재 및 매립재가 부족한 실정이다. 이에 대한 대체재로 석탄회의 활용이 대두되고 있다. 석탄회는 포졸란의 특성을 가지고 있는 자경성의 재료로서 성토재 및 매립재로 대량활용의 가능성이 높은 재료이다. 이에 본 연구에서는 석탄회를 활용하기 전 가장 기초적인 연구인 자경성에 관한 물리적 성질을 규명하고자 비회와 저회의 입도분석시험, Atterberg한계시험, 비중시험 등을 실시하였고, 비회와 저회의 배합비에 따른 공학적 성질을 규명하고자 다짐시험, 일축압축강도시험, 직접전단시험, 삼축투수시험 등을 실시하였다. 시험결과 성토재 및 매립재로 사용하기 위해서는 비회와 저회의 배합비가 1:1일때 가장 효과적이며, 경량성 재료로써 구조물 주변의 성토재로 사용하면 배면에 작용하는 토압을 경감하는 효과를 보일것으로 판단된다. 또한 자경성에 의해 재령이 경과할수록 투수계수가 감소하기 때문에 설계시 이를 반영하여야 할것으로 판단된다. 위에서의 실험결과와 같이 석탄회는 채움재와 매립재의 대체재로써 유용하게 사용할 수 있을것이라 여겨진다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제12권7호
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• pp.57-65
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• 2011

본 연구에서는 3차원 개별요소해석 코드인 Particle Flow Code, $PFC^{3D}$(Itasca)를 이용, 조립재료의 실내 삼축압축시험에 대한 개별요소 수치 모델링을 수행하였으며, 해석 모델과 개별요소를 대상으로 다양한 상사 조건에 대한 개별요소 수치 모델링을 수행, 그 결과를 통해 각각의 스케일 조건이 최종 수치 모델링 결과에 미치는 영향을 분석하였다. 3차원 개별요소 수치 모델링은 기존 2차원 모델링 대비 별도의 간극률 환산 없이 정확한 초기 조건 구현이 가능했으며, 응력-변형 및 체적변화 거동, 강도정수등에 있어 실내시험 결과와 유사한 수치 해석적 예측이 가능하였다. 해석 모델과 개별요소에 대한 다양한 상사비 조건별 수치 모델링 결과, 3차원 해석 시의 안정적 예측결과 도출 및 수치 시험실 활용에 대한 적정성을 확보하되, 해석시간 단축 및 해석 효율성 확보를 위해서는 해석 모델과 개별요소에 대한 적정 상사비 결정이 필요함을 알 수 있었다. 해석 모델의 크기와 개별요소의 입경크기를 변화시켜 개별요소 수치모델링을 수행한 결과, 대부분의 경우 전체적인 응력-변형 거동에 차이가 발생하였지만, 점착력과 내부 마찰각의 강도정수는 $D_{mod}/D_{gmax}$ < 10 조건에 유사한 결과를 보였으며, 개별요소 방법이 수치 시험실 기법을 이용한 강도정수 산정에 효과적으로 적용될 수 있음을 확인할 수 있었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제12권7호
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• pp.49-56
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• 2011

현재 지반주입공법에 사용되는 약액으로는 물유리계가 주로 사용되고 있다. 그러나 물유리계를 사용한 약액주입공법은 현장적용에 있어서 내구성 저하, 강도 저하, 용탈 현상 등의 여러 가지 문제점을 가지는 바, 한시적인 차수용도로 사용될 수는 있으나 영구적인 지반보강 및 차수를 위해서는 본질적인 문제점을 가지고 있다. 본연구에서는 이러한 물유리계 지반주입재의 문제점을 해결할 수 있는 무기질계 지반주입재(NDS)의 환경영향평가 및 내구성을 규명하기 위하여 대표적인 물유리계 재료인 SGR 재료와 함께 일축압축강도시험, 어독성시험, 내구성시험, 침적 후 삼축투수시험을 실시하였다. 내구성시험 결과, 재령 28일 강도는 NDS가 SGR보다 1.5배 크게 나타났으며, 어독성시험 결과 SGR의 생존율은 50~70%, NDS는 100%로 나타났고 이는 NDS의 생존율이 SGR보다 더 높다는 것을 보여주었다. 따라서 시험결과를 종합해 볼 때 전반적으로 NDS가 SGR에 비해 내구성면에서 우수하며 친환경적임을 확인할 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제37권8호
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• pp.5-13
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• 2021

본 연구에서는 점토를 포함한 세립분의 함유량이 50% 이상인 두 실트(No.1 시료는 실트 44.1% 점토 8.8%, No.2 시료는 실트 57.2% 점토 12.4%)의 액상화거동을 반복삼축압축시험을 통해 평가하였다. 시험결과, 세립분 함유량이 50% 이상인 시료에서, 세립분 함유량의 증가는 시료의 액상화 저항을 감소시키는 것으로 나타났다. 즉 시료에서 세립분 함유량이 증가하면 적은 반복재하 횟수에서 시료는 액상화 상태에 도달한다. 과잉간극수압비와 반복횟수의 관계에서 과잉간극수압비 증가 기울기는 세립분이 증가하는 경우 더 가파르게 증가하였다. 두 실트 시료의 액상화 거동을 세립분에 포함된 점토의 함유량으로 분석해 본 결과, 점토의 함유량이 높은 No.2 실트에서 액상화가 더 쉽게 발생하는 것으로 나타났다. 이것은 세립분에 포함된 점토가 실트의 액상화 거동에 영향을 미치는 것임을 보여준다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제22권7호
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• pp.73-83
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• 2006

조립토 다짐말뚝의 거동특성은 주로 말뚝의 횡방향 팽창을 억제하는 연약한 원지반의 횡방향 구속응력에 의해 지배된다. 따라서 조립토 다짐말뚝의 지반 보강 능력은 원지반의 비배수 전단강도가 $15{\sim}50kPa$ 정도인 경우에 가장 효과적인 것으로 알려지고 있으며, 보다 연약한 지반에서는 구속압력이 충분하게 발휘되지 않으므로 적용성이 크게 저하된다. 본 연구에서는 연약지반에 대한 조립토 다짐말뚝의 적용성 확대를 위해 등입도 투수성 콘크리트 보강 조립토 다짐말뚝 공법을 제안하였으며, 등입도 투수성 콘크리트와 쇄석 및 연약 점성토로 구성된 복합 공시체의 대형삼축압축시험을 통해 제안된 공법의 효율성을 입증하였다. 또한 본 연구에서는 제안된 공법의 실무 적용성 확보를 위해 침하량 산정기법을 제안하였으며, 제안된 침하량 산정기법의 검증을 위한 목적으로 3차원 유한요소해석을 실시하여 해석결과로 분석된 말뚝의 침하량과 제안식에 의해 산출된 침하량을 상호 비교 분석하였다. 추가적으로 본 연구에서는 다양한 변수분석을 수행하여 설계변수의 영향정도를 평가하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권1호
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• pp.39-49
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• 2007

본 연구의 목적은 수치해석을 이용한 정량적 민감도분석으로부터 지진하중을 받는 CFRD 정상부 침하량 변화의 주 영향인자를 찾고, 주 영향인자 변화에 따른 침하량의 변화양상을 고찰하고, 이로부터 지진하중을 받는 CFRD 정상부 침하량을 근사적으로 추정하는 방법을 제안하는 데 있다. 대형삼축압축시험으로부터 얻어진 사력재료 물성을 통계 분석하여 사력재료 물성 통계특성값을 산정하고, 산정된 통계특성값을 이용하여 작성된 27개 해석단면에 대해 해석조건을 달리한(2개 지진파, 각 지진파별 2가지 가속도 크기) 총 108개 CFRD 해석단면에 대한 동적수치해석을 수행, 그 결과를 이용한 정량적 민감도분석을 수행하였다. 민감도분석 결과, 지진하중 작용 시 CFRD 정상부 침하량은 입력 물성 중 전적으로 사력재료의 전단탄성계수에 의존하는 것으로 나타났고 점착력과 마찰각의 영향은 미미하였다. 민감도분석 결과와 전단탄성계수 변화에 따른CFRD 동적해석 결과로부터, 사력재료의 전단탄성계수와 간단한 댐 정보를 이용하여 지진하중 작용시 CFRD 정상부 침하량을 근사적으로 추정하는 방법을 제안하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권5C호
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• pp.351-358
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• 2006

본 연구의 목적은 원심모형실험으로 담수에 따른 CFRD 차수벽의 거동을 모사하는 방법 및 절차를 제시하고, 실험결과로 부터 콘크리트차수벽의 휨강성이 차수벽의 변위에 미치는 영향을 살펴보고, 원심모형실험으로 검증된 수치해석을 통하여 차수벽지지죤 강성이 차수벽콘크리트의 변위와 모멘트에 미치는 영향을 평가하는 것이다. 이를 위하여 실제 운영 중인 D댐에 대해 차수벽의 강성을 2가지로 변화시킨 원심모형실험을 수행하였고, 모형체의 축조재료에 대한 삼축압축실험을 수행하고 그 결과를 입력치로 한 수치해석을 통해 원심모형실험을 모사하였다. 모사된 수치해석 결과를 실험결과와 비교하여 수치모형의 적정성을 확인하고 확인된 수치모형에 대해 지지죤 강성을 변화시킨 수치해석을 수행하여 지지죤 강성변화에 따른 콘크리트 차수벽의 연직변위 및 모멘트 발생 양상을 분석하였다. 차수벽 두께를 2가지로 달리한 원심모형실험 결과, CFRD 차수벽 변위는 차수 목적의 콘크리트 두께 범위 내에서는 두께의 영향이 거의 없는 것으로 나타났다. 원심모형실험과 수치해석 결과로부터 담수 시 CFRD 차수벽의 변위 및 최대변위 발생위치는 콘크리트차수벽 휨강성에는 영향이 거의 없고, 차수벽지지죤의 강성이 큰 영향을 주는 것으로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권5C호
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• pp.209-218
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• 2010

풍화 잔류토, 토석류, 산사태, 또는 매립 지반에서 자갈과 같은 굵은 입자가 모래나 점토와 같은 작은 입자로 둘러 쌓여져 있는 경우가 있다. 작은 입자 사이에 굵은 입자가 고립된 상태로 존재하는 혼합토의 강도는 흙에서 대부분을 차지하는 작은 입자 즉 모래나 점토의 역학적 특성에 따라 좌우되지만 흩어져 있는 굵은 입자인 자갈의 크기, 모양, 함유량 등에 의해 영향을 받는 경우도 있다. 본 연구에서는 이와 같이 모래 지반 내에 흩어져 있는 소량의 자갈이 모래의 전단강도에 미치는 영향을 연구하였다. 습윤 상태의 낙동강모래를 이용하여 각층 높이의 중간부분에 굵은 자갈 또는 작은 자갈을 넣고 다음 층을 쌓아 다지는 방식으로 5층으로 된 조밀한 공시체를 제작하였다. 각층 높이의 중간부분에 들어간 굵은 자갈과 작은 자갈의 중량비를 0, 3, 9, 14%로 달리하면서 다양한 공시체를 제작하여 압밀시킨 다음 비배수 삼축압축시험을 실시하였다. 혼합되는 굵은 자갈의 중량비(개수)가 증가할수록 자갈을 포함한 낙동강모래의 최대축차응력은 최대 38%까지 감소하였으며, 이와 같은 굵은 자갈로 인한 최대축차응력 감소는 구속압이 증가할수록 줄어드는 경향을 보였다. 하지만 공시체 내에 포함된 작은 자갈의 중량비가 증가할수록 최대축차응력은 오히려 증가하였으며, 자갈의 중량비가 3, 9%로 작을 경우 최대축차응력의 증가는 미미하였으나 14%로 증가할 경우에는 최대축차응력이 최대 34%까지 증가하였다.