• 한국습지학회지
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• 제19권3호
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• pp.303-310
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• 2017

본 연구의 목적은 난류흐름에서 이온의 영향아래 점착성 유사의 침강특성을 이해하는데 있다. 실험연구는 자유수면을 가지는 소형 환형수조에서 실시하였다. 실험에서 유사 재료로써 실리카($SiO_2$)를 사용하였으며, 부유농도는 CCD-Camera로 측정하였다. 실리카의 침강실험은 7g/L의 농도일 경우 다양한 바닥전단응력을 부여해 실시되었다. 바닥전단응력이 증가하게 되면 실리카의 플럭(floc)입자 입경(D)은 pH6.8에서보다 pH4.2와 높은 NaCl 농도에서 더 크다. 실리카의 침강속도($W_s$)는 pH4.2에서보다 10g NaCl/L에서 더 높다. 본 연구에서 예측된 농도-시간 곡선은 실제 흐름에서 이온의 영향아래 실측된 농도-시간 곡선과 잘 일치하는 것으로 나타났다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제27권2호
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• pp.105-112
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• 2015

본 연구에서는 환형수조를 이용한 침식실험을 통하여 국내 최초로 자연시료를 이용한 퇴적저면 침식특성이 정량적으로 산정되었다. 새만금 점착성 퇴적물을 이용한 실험이 수행되었으며, 퇴적저면 형성을 위한 압밀시간을 변화시켜가며 총 4회의 침식실험이 수행되었다. 침식실험 결과에 따르면, 저면전단강도 ${\tau}_s$는 압밀시간 및 저면의 깊이가 증가함에 따라 증가하는 것으로 나타났다. 잉여전단응력 ${\tau}_b-{\tau}_s$에 따른 침식률은 로그함수 형태로 증가하는 것으로 나타났으며, $0.2N/m^2$ 이하의 잉여전단응력 구간에서는 잉여전단응력이 작아질수록 침식률이 급격하게 작아지는 경향을 보였다. 본 연구결과는 타 지역의 연구결과와 비교/분석되었으며, 그 정량적 값은 지역적으로 큰 차이를 보이는 것으로 나타났다.

• 터널과지하공간
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• 제31권6호
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• pp.480-493
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• 2021

일반화된 Hoek-Brown(GHB) 파괴기준식은 GSI 값을 이용하여 현장 암반조건이 반영된 강도정수 값을 효과적으로 결정할 수 있기 때문에 암반공학 분야에서 표준 파괴기준식의 하나로 인식되고 있다. 그러나 GHB 파괴기준식의 비선형적 형태는 이 식의 수학적 취급을 어렵게 하고 이 식의 적용 범위를 제약하는 요인이 되고 있다. GHB 파괴기준식의 이러한 단점을 극복하기 위한 노력의 하나로 Taylor 다항함수 근사원리를 적용하여 파괴 최대주응력에 대응하는 최소주응력을 근사적으로 계산할 수 있는 명시적, 해석적 수식을 유도하였다. 근사식으로 구한 최소주응력과 수치해석적으로 계산한 정해를 비교하여 이 연구에서 유도한 최소주응력 근사식의 정확성을 검증하였다. 연구결과의 응용사례를 제시하기 위해 근사 최소주응력 계산식을 활용하여 GHB 암반에 굴착된 원형터널 주변에 예상되는 소성영역의 등가 마찰각과 등가 점착력을 계산하였다. 소성영역의 등가 Mohr-Coulomb 강도정수를 정밀하기 산정하기 위해서는 mi, GSI, 초기지압의 크기를 동시에 고려하는 것이 중요한 것으로 나타났다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제18권3호
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• pp.179-188
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• 2006

본 연구의 목적은 시화호 점착성 퇴적물의 침강 및 침식특성을 정량적으로 분석하는 것이다. 침강특성은 특수 제작된 1.8 m의 침강수주를 이용하여 multi-depth 부유사 농도 채취방법으로 수행하였고, 침식특성은 전북대 환형수조를 이용하여 각기 다른 밀도를 갖는 균일저면 조건하에서 수행하였다. 침강실험의 결과로서, 시화호 점착성 퇴적물은 부유사 농도값이 0.1$0.002의 침강속도 값을 갖는 것으로 확인되었다. 또한, 침식실험의 결과로서 저면밀도를 $1.14{\sim}1.32g/cm^{3}$로 변화 시켰을때, 침식한계전단응력은 $0.19{\sim}0.55N/m^{2}$으로 증가하였으며, 침식률계수는 $18.4{\sim}3.9mg/cm^{2}{\cdot}hr$의 범위로 감소하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.177-177
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• 2011

환형수조는 점착성 퇴적물의 침/퇴적실험을 위한 실험장치로서, 수조내부의 수면과 접하여 회전하는 상부링(top ring)의 마찰력에 의해 흐름이 생성되며, 시간의 제약없이 흐름조건을 동일하게 만들 수 있다는 큰 장점을 갖는다. 그러나 환형수조는 원주유속의 속도차이 및 원심력으로 인한 2차 순환류가 형성되어 바닥전단응력이 불균일해지는 단점을 가지고 있으며, 이러한 이유로 인하여 환형수조를 이용한 침/퇴적실험 수행시 수조의 외벽부근에서 더 큰 침식이 발생한다. 따라서, 2차 순환류의 발생을 줄이고 바닥전단응력의 분포를 균등하게 하기 위해 양방향 회전(환형수조의 몸체를 상부링의 회전방향과 반대방향으로 회전)이 가능한 환형수조가 고안되었는데, 이러한 방법으로 2차 순환류의 크기를 저감시키고, 바닥전단응력을 균일하게 만들 수 있다. 한편, 환형수조의 양방향 회전(counter-rotation)은 현장용 환형수조에는 적용될 수 없는 단점을 갖는다. 현장실험에서는 바닥면이 없는 현장용 환형수조를 해저면에 거치시켜 자연상태의 비교란 퇴적물 시료를 저면으로 형성시키는데, 바닥면이 존재하지 않는 환형수조 본체는 회전시킬 수 없으므로 양방향 회전을 통한 2차 순환류의 저감 및 바닥전단응력 균일화의 효과를 기대할 수 없다. 이러한 이유로 환형수조의 양방향 회전은 단지 실내실험용 환형수조에만 적용된다. 이에 본 연구에서는 환형수조 본체를 회전시키지 않고 수조의 측벽과 상부링의 각도 조절을 통해 수조단면의 형상을 변화시켜 2차 순환류를 저감시키고 바닥전단응력을 균등하게 하는 방법에 대한 연구가 수행되었다. 이 방법은 본체의 회전이 필요 없으므로 현장용 환형수조에 적용될 수 있을 뿐만 아니라, 실험장치의 구조가 단순해져 실험장치의 제작비가 절감될 수 있다. 또한 원주속도에 수직한 단면에서 속도구배가 감소되어 2차 순환류가 저감됨과 동시에 바닥전단응력이 균등하게 됨으로서 양방향 회전시와 동일한 효과가 얻어질 수 있을 것으로 예상된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권5호
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• pp.143-151
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• 2007

고결모래의 거동은 고결정도, 상대밀도, 응력조건, 그리고 입자특성 등에 의해 영향을 받으며, 특히 고결모래의 강도에 영향을 끼치는 고결결합은 응력에 의해 파괴되기 때문에 고결모래의 강도정수는 응력조건을 고려하여 평가되어야 한다. 일반적으로 고결모래의 마찰각은 고결결합에 의해 영향을 받지 않기 때문에 미고결 상태의 마찰각과 동일한 반면, 점착력은 고결결합에 의해 증가하는 것으로 알려지고 있다. 따라서 본 연구에서는 석고를 고결유발제로 하는 고결시료를 조성하여 다양한 구속압 조건에서 배수전단시험을 실시함으로써, 구속압 변화에 따른 고결모래의 강도정수를 평가하였다. 실험결과 고결모래의 점착력은 고결정도와 구속압의 크기에 따라 고결지배구간, 천이구간, 응력지배구간에서 다르게 평가되었다. 또한 본 연구에서는 고결결합을 파괴시키지 않고 강도정수를 평가하기 위한 적정 구속압을 결정하기 위해 고결정도를 표현하는 일축압축강도와 고결결합을 파괴시키지 않는 최대 구속압의 관계를 결정하였다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제13권2호
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• pp.17-28
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• 1997

이 연구에서는 화학액으로서 해안가에서 쉽게 영향 받는 염분을 사용하였다. 염분 용액으로 포화된 모래 벤토나이트 혼합토를 사용하여 압밀 비배수 삼축압축 시험을 실시하였다. 변형과 강도정수를 삼축압축시험을 통하여 구속응력과 염수의 농도 변화에 따라 구하였다. 실험 결과 영수로 포화된 흙과 벤토나이트의 점착력은 염수의 농도가 증가함에 따라 증가하며 내부마찰각은 변화가 없고 탄성계수는 증가하는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제17권4호
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• pp.173-182
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• 2001

보강토공법이란 다양한 보강재를 흙속에 삽입하여 흙이 갖지 못하는 인장력을 보충함으로써 구조물을 안정화시키는 공법이다. 그리고 기존공법에 비해 경제적 구조물로 인식되고 있으며 또한 최근들어 전세계적으로 빈발하는 지진에도 그 저항력이 아주 큰 구조물임이 입증이 되어 현재 토목분야에서 각광을 받고 있는 공법이다. 보강토옹벽의 뒤채움재료로서 현재 우리나라에서 쉽게 구할 수 있는 화강풍화토가 많이 사용되고 있다. 그러나, 설계에 필요로 하는 이에 대한 데이터는 그리 많지 않다. 본 연구에서는 어디서나 쉽게 구할 수 있는 화강풍화토를 채취하여 대형 인발시험을 실시하였다. 인발시 흙과 보강재 사이의 상호거동을 파악하기 위하여 인발변위, 인발력, 삽입보강재의 각 지점에서의 절점변위 등을 측정하였다. 그리고 구속응력의 영향을 검토하기 위해서 이들 응력을 0.2, 0.5, 1.0kg/$\textrm{cm}^2$으로 변화시켜 실험을 행하였다. 그리고, 다짐률이 이들 상호거동에 어떤 영향을 미치는지 알아보기 위해서 다짐률을 65%, 80%m 95% 등으로 시료를 제작하여 서로 비교를 행하였다. 실험결과로부터 화강풍화토의 보강재와의 상호거동특성을 파악하여 제시하였다. 특히 다짐률은 상호거동특성에 큰 영향을 미치는 것으로 드러났으며, 화강토의 경우, 꽤 큰 점착특성이 존재하고 있음을 알 수 있었다.

• 한국습지학회지
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• 제21권3호
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• pp.207-214
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• 2019

본 실험연구는 자유수면을 이루는 환형수조에서 초음파 유속계를 이용하여 흐름특성을 분석하였다. 여기서 점착성 유사의 응집을 방해하지 않도록 설계된 실린더의 회전에 따라 흐름이 형성되도록 하였다. 종방향 유속에 대한 내부 실린더의 영향은 이동 경계 근처에서 가장 높았고 외측 벽쪽으로는 감소했다. 종방향 저유속에서 난류 운동에너지는 바닥근처 지점에서 가장 크게 나타났지만 종방향 유속이 증가함에 따라 위쪽으로 이동하였다. 멱법칙으로 산정된 종방향 유속은 바닥 마찰길이를 고려한 대수분포형태인 로그법칙으로 예측한 값보다 실측치와 잘 일치하였다. 레이놀즈 응력 방법으로 산정한 평균마찰속도는 종방향 유속이 증가할 때 로그법칙과 멱법칙으로 계산된 값보다 작게 나타났다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제18권5호
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• pp.469-485
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• 2016

심부 터널 주변 암반의 파괴는 불연속면의 영향을 크게 받는 천부 터널 주변과 다르게 응력의 크기와 방향이 지배한다. 응력 지배 파괴의 양상은 응력 조건, 암석의 특성에 따라 연성과 취성으로 구분할 수 있으며 파석, 판상 파괴, 암석 파열 현상의 결과로 나타나는 V-형 홈 형태 취성 파괴 영역의 범위와 깊이는 심부 터널의 굴착과 보강 설계의 주요 인자이므로 이를 파악하는 것은 중요하다. 취성 파괴의 특성은 응력 조건에 따라 점착력 상실과 마찰력 전이로 구성된다는 점과 진행성 파괴라는 점이다. 본 연구는 이중 선형 절단 파괴 포락선과 탄성-탄소성 연계 해석과 점진적 탄소성 영역 확대라는 해석 절차와 방법을 도입하여 터널 주변 취성 암반의 파괴를 합리적으로 모사할 수 있는 3차원 수치 모델을 구현하였다. 이 수치 모델이 예상한 취성 파괴 영역의 깊이는 기존 사례 연구를 통한 경험식의 결과와 부합되었다.