• 한국지반공학회논문집
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• 제27권1호
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• pp.41-52
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• 2011

풍화토의 다짐성형 시료에 대한 삼축시험의 $K_0$ 압밀 결과를 바탕으로 불포화토에 대한 유효응력 가설을 검증하였다. 흡수응력 특성곡선은 함수특성에 관한 불포화토 거동을 기술하며, 전단강도나 함수특성곡선으로부터 구할 수 있다. 본 연구에서는 K0 압밀 경로도 흡수응력 특성곡선을 정의할 수 있음을 밝혔다. 그리고 흡수응력에 근거하여 유효응력을 정의할 수 있었다. 다양한 모관흡수력 하에서 $K_0$ 경로는 유효응력에 의하여 유일한 직선으로 기술될 수 있었다. 또한 측정된 $K_0$ 값은 유효응력에 의하여 임의의 모관흡수력에 대하여 일정한 값으로 분석되었다. $K_0$ 압밀경로로부터 구한 흡수응력 특성곡선은 파괴규준으로부터 구한 것과 일치한다. 특히 함수특성곡선으로부터 구한 흡수응력 특성곡선이 $K_0$ 압밀 경로 및 파괴시 응력에서 나타나는 유효응력 거동을 모두 일관되게 기술할 수 있었다. 흡수응력 특성곡선에 기반한 유효응력은 압밀에서 파괴에 이르는 불포화토의 전 거동을 기술할 수 있다.

• 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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• 제15권1호
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• pp.151-160
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• 1999

광양만의 해저에서 채취한 점성토시료의 물리적 성질과 역학적 특성을 규명하기 위한 일련의 실내시험을 수행하였다. 주요 시험내용은 제반 물리적 성질시험, 표준압밀시험, 비배수 및 배수 삼축시험(CIU, CID) 등이다. 통일분류에 의하면 CL, CH로 구분되는 광양만 점토는 자연함수비, 38.3~84.6%, 액성지수, 0.71~0.98 이고 과압밀비가 1.06~l.60인 실질적인 정규압밀상태라고 볼 수 있다. 비배수 삼축시험에서의 유효응력경로는 (q, p)공간에서 등방압밀응력($p_0$) 으로 규준화되고, 등 전단변형률선은 원점을 통과하며 선형적이다. 비배수 전단변형률($\varepsilon$)은 응력비($\eta$) 만의 함수이고, ($\varepsilon/\eta, \eta$) 공간에서 절편값을 갖는 직선으로 나타났다. 또한, 등방압밀응력으로 규준화된 간극수압도 응력비에 대하여 직선이고, 그 구배, C는 간극수압 매개변수로 정의될 수 있다. 이상에서 기술된 경향을 근거로 하여 비배수 응력경로 및 전단변형률을 예측할 수 있는 계산식을 제안하였고, 제안식에 의하여 계산된 응력경로와 전단변형률은 기존의 Cam-clay이론 보다 실측치에 더 가까운 값을 주는 것으로 나타났다. 배수시험 결과에서 얻어진 응력경로 상의 파괴점은 비배수 응력경로의 한계상태선과 동일 선상에 위치하며, 이 사실은 한계상태이론의 기본 개념과 일치한다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권3C호
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• pp.181-190
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• 2006

본 연구에서는 석고함유율을 달리한 고결된 모래 시료를 조성하여 고결정도 및 상대밀도에 따른 고결모래의 거동양상을 분석하였다. 상대밀도 25, 40, 60%의 모래에 모래중량비 5~20%의 석고를 혼합하여 교반시킨 후 상재하중 55kPa 상태에서 양생하여 시료를 조성하였다. 조성된 고결시료는 일정한 구속압(200kPa)상태에서 비배수 전단시험(CIU)이 실시되었다. 실험 결과 고결정도의 증가에 따른 고결된 모래의 항복강도 및 강성의 증가양상을 확인하였고, 고결 결합이 파괴되기 전에는 다일레이션 경향이 억제되지만, 결합이 파괴된 직후 다일레이션 경향이 오히려 증가하는 것으로 나타났다. 또한 고결정도 및 상대밀도에 따라 간극수압 발생경향이 변하였으며, 고결에 의해 상전이선 및 파괴포락선에서의 유효응력비가 변하는 것을 유효응력경로 분석을 통하여 확인하였다. 일반적으로 상대밀도에 비해 고결정도가 고결된 모래의 거동에 더 큰 영향을 끼치는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제17권5호
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• pp.29-36
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• 2001

한반도 남해안의 광양만에서 채취한 연약 해성점토의 물리적 및 역학적 특성을 조사하기 위한 일련의 실내시험을 수행하였다. 물리적 성질 및 압밀시험 결과의 분석에 따르면, 시험에 사용된 시료는 정규압밀점토로 나타났다. 압밀비배수 삼축시험 결과로부터 새로운 간극수압계수(C)를 제안하였고, 이 계수는 유효응력경로를 예측하기 위한 방정식에 적용되었다. 또한, 비배수조건에서 전단변형률은 오로지 응력비만의 함수라는 사실이 실험결과로부터 밝혀졌다. 따라서 비배수 조건에서의 전단변형률 계산식이 제안되었으며, 이들 관계식을 이용하여 비배수(CIU) 및 배수조건(CID)에서의 점토의 거동을 예측하기 위한 새로운 구성방정식이 제안되었다. 이 구성방정식은 Roscoe와 Poorooshasb이 제안한 증분응력-변형률 이론을 기초로 하였으며, 제안된 구성방정식을 적용하여 예측한 배수전단특성을 실측된 결과에 매우 근접하는 경향을 나타내었다.

• 한국농공학회논문집
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• 제54권3호
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• pp.159-168
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• 2012

본 연구에서는 해성 점성토에 대하여 반복 삼축시험을 실시하고 응력-변형률 관계 및 유효응력경로 특성 분석을 통해 동적 변형 및 강도 특성을 조사하였다. 시험에 사용된 시료는 일본 도쿠시마현의 코마츠시마 항 인근에서 채취된 점성토이며, 반복 삼축시험으로 동적 비배수 삼축시험, 동적 비배수 삼축시험 후 동적 삼축변형시험, 다단계 동적 비배수 삼축시험, 동적 삼축 변형시험 등 4종류의 시험을 수행하고, 시험 주파수로서 0.1 및 0.01 Hz을 적용하였다. 본 연구 결과 0.01 Hz로 수행된 동적 삼축시험 결과는 0.1 Hz로 수행된 삼축시험 결과보다 평균유효응력의 감소량이 크며, 반복 하중은 해성 점성토의 구조적 약화를 초래하고 초기 거동시 발생하는 간극수압과 밀접하게 관련이 있는 것으로 나타났다. 또한 미소변형률 영역에서 등가 탄성계수는 시험 횟수가 증가함에 따라 점차 감소하며, 감쇠비는 점차 증가하는 것으로 보아 변형계수는 반복 하중으로 인한 전단변형률의 축척에 따른 변형률 의존 거동에 관련하는 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제24권3호
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• pp.35-51
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• 2008

본 논문에서는 액상화 해석에 관한 DSC 모델을 실험 및 해석적 관점에서 그 적용성을 평가하였다. 포화 사질토의 동적거동을 보다 정확히 예측하기 위해 DSC 모델을 유효응력 경로와 과잉간극수압 발현에 기초하여 수정하였다. 액상화에 대한 동적거동 및 DSC 모델에 대한 매개변수 산정을 위해 정적배수삼축시험과 반복 비배수삼축시험을 상대밀도와 구속응력에 따라 수행하였다. 유효응력 경로와 과잉간극수압의 항으로 액상화 상태를 분류하고 수정된 DSC 모델을 적용시켜 액상화 해석을 수행하였다. 제안된 방법을 토대로 DSC 모델과 제안된 DSC 모델에 대한 액상화 해석을 상대밀도와 구속응력에 따라 비교하였다. 비교 결과 수정 모델은 액상화 시작점 및 동적 거동을 보다 정밀하게 평가하였고, 입력변수의 수가 감소하고 산정방법이 간편해졌다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제20권8호
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• pp.147-158
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• 2004

국내 액상화 상세평가에 관한 시방내용을 살펴보면, 지진을 정현하중으로 고려한 등가전단응력개념에 기초하여 전단응력을 달리한 3회 이상의 액상화 발생 실내진동시험을 수행하고 이를 토대로 액상화 저항응력비 곡선을 도시하여 지진규모별로 적용할 것을 명시하고 있다. 즉, 현행 액상화 상세평가에서는 실내진동시험결과인 응력, 변형률, 과잉간극수압, 유효응력, 응력 경괴의 변화 등의 다양한 결과들을 효과적으로 이용하지 못하고 최대전단응력과 액상화 발생시 진동재하횟수라는 단순한 시험결과만을 이용하여 액상화 평가를 수행한다. 본 연구에서는 현행 액상화 상세평가에서의 단순한 시험결과의 이용을 탈피하여 응력, 변형률, 그리고, 과잉간극수압 시간이력들과 응력-변형률 상관관계 및 유효응력경로 등의 다양한 실내진동시험 결과를 토대로 액상화 발생메카니즘을 포함한 지반의 동적저항상태를 분석하였다. 특히, 과잉간극수압의 영향을 고려한 동적 유효응력경로가 지반의 동적거동을 효과적으로 구분하여 나타낼 수 있는 점을 발견하고 이를 토대로 지반의 동적상태를 점진적 응력감소, 급진적 응력감소, 그리고 액상화 후 극한상태의 3단계로 구분하였다. 또한, 액상화 현상이 실제적으로 점진적 응력감소에서 급진적 응력감소로 전환되는 시점에서 대변형을 동반하여 발생한다는 사실을 발견하고 이를 액상화 상태전환시점으로 정의하였으며 이러한 액상화상태전환시점이 압축제하 또는 인장재제하로 하중방향이 바뀌는 시점에서 발생하는 점을 반영하여 1/4주기별 시험결과분석에 기초하여 저항특성을 나타내었다. 그리고, 본 연구를 통해 제안된 액상화 저항특성에 대한 타당성 검토를 위해 과잉간극수압으로 인해 발생하는 지반재료 내부에서 소산되는 에너지 개념과 기제안된 교란상태개념에 기초한 액상화 저항특성과 비교하였다. 연구결과, 제안된 누적 소성 전단변형률은 액상화 발생의 원인이 되는 과잉간 극수압의 영향을 합리적으로 표현하고 있을 뿐만 아니라 진동하중으로부터 소산되는 재료 내부의 에너지 변화를 신뢰성 높게 표현하고 있는 것으로 나타났다. 특히, 제안된 지반의 한계 저항특성의 경우, 기제안된 교란도 함$.$수에 기초한 수치해석방법보다 정확하게 대변형의 영향을 포함하지 않고 한계상태를 표현하고 있는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제8권2호
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• pp.71-80
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• 1992

정규압밀점토의 거동을 예측하기 위한 새로운 구성방정식이 제안되었으며, 그 골격은 Roscoe 와 Poorooshasb의 증분응력-변형률이론의 기본개념에 근거를 두고있다. 비배수 조건에서의 유효응력경려폰t은 새로운 간극수압계수(C)를 이용하여 유도되었고, 여기 에서 간극수압계수는 표준화묀 간극수압과 응력의 관계에서 직선의 기울기로 표시된다. 비배 수 응력경로와 일정응력비경로(constant stress ratio path)를 따라 발생하는 응력의 증가량을 알게되면, 이때의 체적변형률은 간극비-대수평균 연직 응력(e-dnp) 관계의 선형 특성으로부 터 계산될 수 있다. 또한 Roscoe와 Burland의 수정 Cam-clay 이론에서 유도된 유동법칙(flow rule)을 적용하여 임의 응력점에서의 전단변형률을 예측할 수 있다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제35권7호
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• pp.15-27
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• 2019

본 연구는 2017년 11월 15일에 발생한 규모 5.4의 포항지진을 대상으로 영일만항 안벽 및 배면에서 발생한 피해의 메커니즘을 규명하는 것이 목적이다. 현장조사 등에 의해 영일만항은 케이슨이 5cm~15cm 정도의 수평변위가 발생하였고, 뒤채움 지반에서는 10cm 이상의 침하가 발생하였다. 이에 대한 원인을 규명하기 위해 2차원 유효응력해석을 수행하였다. 입력 지진하중은 포항구항의 기반암에서 계측된 지진가속도($3.25m/s^2$)를 이용하였다. 수치해석 결과 배후지의 뒤채움 지반내 국부적으로 과잉간극수압이 증가하여 유효응력이 감소한 것으로 밝혀졌다. 이로 인해 케이슨의 경우 수평방향으로 약 14cm의 변위가 발생하였고, 3cm 정도 침하하였다. 뒤채움 지반의 경우 6cm~9cm 정도 침하한 것으로 나타났다. 이는 현장조사와도 유사한 결과임이 밝혀졌다. 또한, 뒤채움 지반내 유효응력 경로 및 응력-변형률 거동으로부터 반복적 하중에 의해 지반이 Mohr-Coulomb의 파괴선에 근접하는 것으로 나타났고, 이는 과잉간극수압의 증가에 따른 유효응력의 소실에 의한 지지력의 감소로 판단된다.