• 지질공학
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• 제27권3호
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• pp.217-231
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• 2017

도심지 내 지반침하는 공동의 생성 및 체적함수비의 급격한 변화에 의하여 발생할 수 있는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 보정 기법이 적용된 지하투과레이더 신호를 이용하여 도심지 내 공동 및 체적함수비의 급격한 변화가 발생한 지반 이상 구간을 검측하고자 하였다. 지반 이상구간에 대한 신호 획득을 위하여 구형의 공동을 모사한 모형지반을 대상으로 지하투과레이더 탐사를 수행하였다. 필터링 기법을 적용하여 설정한 대역폭을 통과하는 신호만을 측정하였으며, 이후 이득 함수, 타임 제로, 배경 제거, 디콘볼루션, 영상 이득 기법을 적용하고 각 기법의 적용에 따른 신호의 변화양상을 비교하였다. 신호처리 및 영상화 기법을 적용한 결과, 공동 발생 구간의 전기적 임피던스 대소관계에 부합하는 위상이 나타났다. 지하투과레이더 측정 신호를 이용하여 산정한 상대 유전율과 모형지반의 체적함수비를 이용하여 예측한 상대 유전율을 비교한 결과, 각 방법으로 도출된 상대 유전율은 서로 유사한 값을 보였다. 이를 통하여 도심지와 같이 매설물의 깊이가 알려져 있는 경우, 보정된 지하투과 레이더 신호를 통하여 체적함수비의 급격한 변화 구간 또한 검측할 수 있을 것이라 판단된다. 본 연구에서 제시된 신호의 보정 기법과 상대 유전율의 산정은 도심지 내 공동 발생 구간 및 체적함수비의 급격한 변화 구간과 같은 이상구간 검측에 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권4호
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• pp.155-165
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• 2003

본 연구는 고함수비의 액상준설토의 체적변화 및 퇴적특성을 파악하기 위해 일련의 실린더침강시험, 침투압밀시험과 2차원퇴적모형실험이 실시되었다. 그리고 실험결과는 실제 준설매립현장의 퇴적상태와 비교됨으로써 설계시에 필요한 침강에 의한 체적변화량을 구할 수 있도록 하였으며, 퇴적후의 세립토의 분포와 함수비 변화 등이 함에 조사되었다. 따라서 1차원 침강시는 실질토량이 증가 할 수록 퇴적고는 선형적으로 증가하며, 자중압밀개시시 및 완료시의 계면고도 또한 실질토량에 비례하여 증가되고 있다. 한편 2차원 퇴적모형실험에 의해 함수비의 분포와 세립토의 퇴적상태를 제시하였으며, 퇴적층의 함수비는 #200체의 통과량에 따라 다르며 최소 30%에서 최대 180%까지 폭넓게 분포되고 있다.

• 지질공학
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• 제28권3호
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• pp.489-499
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• 2018

본 연구에서는 급경사지 모형토조 실험을 통해 집중강우에 의한 표층거동 특성 및 체적함수비 변화 특성을 분석하였다. 화강암 풍화토를 대상으로 강우강도(100, 200 mm/hr) 및 초기 지반상태(VWC 7, 14, 26%) 조건에 대한 지표변위 및 체적함수비를 측정하고 영상분석을 위해 실험 전 과정을 비디오 카메라로 촬영하였다. 실험결과 표층붕괴는 후퇴성 붕괴, 전진형 붕괴, 국지적 붕괴의 세가지 형태가 주를 이루며, 후퇴성 붕괴와 전진형 붕괴의 경우 토사가 비탈면 하부까지 퇴적되는 특징으로 인해 상대적으로 큰 피해가 발생할 수 있는 것으로 나타났다. 체적함수비는 초기 조건에 관계없이 일정한 값에서 붕괴가 발생하였으며 건기 시의 지반 조건과 자연상태 조건에서는 체적함수비 증가양상을 통해 표층붕괴를 예측가능한 것으로 나타났다. 강우강도가 큰 경우에 전진형 붕괴가 우세하였으며, 일정 수준이상의 강우강도는 습윤전선 전이에 영향을 미치지 않은 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제28권2호
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• pp.33-42
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• 2012

본 연구에서는 토립자의 입경과 입도분포가 불포화토의 흙-수분특성에 미치는 영향을 검토하고자 하였다. 이를 위해 축이동기법이 적용된 시험장치를 이용하여 현장에서 채취한 새만금실트에 대해 함수특성시험을 실시하였다. 비교를 위해 주문진 표준사에 대해서도 시험을 실시하였다. 시험으로부터 측정된 모관흡수력과 체적함수비를 토대로 van Genuchten 모델에 대한 흙-함수특성곡선을 추정하였다. 추정된 함수특성곡선의 비교분석결과 포화체적함수비, 잔류체적함수비 그리고 공기함입치 모두 모래보다 실트에서 더 높게 나타났으며, van Genuchten 모델의 계수 ${\alpha}$, $n$, $m$ 모두 실트보다 모래에서 더 크게 나타났다. 이는 불포화토의 흙-함수특성곡선은 흙의 구조적 특성(간극크기, 형태, 분포)과 밀접한 관계를 가지며 상대적으로 입경이 크고 입도분포가 불량한(다시 말해, 간극크기가 크고 간극분포가 균등한) 조립토일수록 포화체적함수비, 잔류체적함수비, 그리고 공기함입치가 작고, 모관흡수력 변화에 따른 체적함수비의 변화율이 크며, 따라서 전이 영역의 범위가 좁게 나타나는 경향이 있다는 것을 보여준다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제21권2호
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• pp.93-103
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• 2005

본 연구에서는 저주파수 영역에서 유전상수 측정시 발생할 수 있는 왜곡효과를 규명하고, 함수비에 따른 사질토의 유전상수 변화를 실수부와 허수부를 구분하여 조사하였다. 축전기 형태의 셀에서 유전상수를 측정하는 경우 100kHz 이하의 주파수 영역에서 전극분극효과에 의하여 실제 매질의 유전상수보다 크게 측정되었기 때문에 전극 분극효과에 의한 영향을 배제하기 위해서는 100kHz 이상의 주파수에서 유전상수가 평가되어야 하는 것으로 판단되었다. 함수비에 따른 사질토의 유전상수를 평가한 결과 체적함수비 증가에 따라 연속적인 증가경향을 나타내었다. 이는 유전상수 실수부의 경우에는 사질토에서 발생하는 분극이 단위체적당 쌍극자 모멘트에 비례하기 때문이며, 유전상수 허수부의 경우에는 함수비 증가에 따른 전도손실량이 증가하기 때문이다. 그러나 유전상수 실수부에서의 체적함수비에 따른 증가경향은 공간전하분극의 영향이 크지 많은 1MHz 이상의 주파수 영역에서 유효한 것으로 나타났다.

• 지질공학
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• 제18권4호
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• pp.523-535
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• 2008

강우재현장치를 제작하고, 강우 및 사면조건에 따라 강우재현 모형실험과 함수특성곡선실험(SWCC Cell Test)을 실시하여 불포화 특성에 관해 연구하였다. 그 결과를 이용하여 강우에 따른 침투거동 특성과 함수특성곡선 모델들의 불포화된 화강암질 풍화토에 대한 적용을 검토하였다. 강우재현 모형실험의 습윤과정(강우재현)과 건조과정(방치)에서 계측된 체적함수비와 모관흡인력을 비교한 결과 체적함수비는 $2{\sim}5%$, 모관흡인력은 $3{\sim}10\;kPa$ 정도 값의 차이를 보여 이력현상을 확인 할 수 있었다. 또한, 모관흡인력의 값이 체적함수비의 값에 비해 상대적으로 큰 차이를 보여 모관흡인력에 이력거동이 더 큼을 확인할 수 있었다. 강우재현 모형실험과 함수특성곡선실험에서 얻은 결과로부터 구한 함수특성곡선을 비교하면, 습윤과정과 건조과정에서 두 방법 모두 근접한 함수특성곡선을 얻을 수 있었으나, 두 방법 모두 습윤과정과 건조과정에서의 결과는 차이가 있었다. 이로써 불포화토의 특성을 고려한 보다 합리적인 설계나 안정검토에 함수특성곡선을 적용시킬 때에는 습윤과정에서는 습윤과정 함수특성곡선을 건조과정에서는 건조과정 함수특성곡선을 적용하는 것이 합당할 것으로 여겨진다.

• 지질공학
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• 제18권3호
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• pp.311-319
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• 2008

주파수 인피던스를 이용하는 ThetaProbe ML2x인 ADR 형식의 토양함수비센서를 적용하여 주문진 표준사, 상주 화강 풍화토, 장수 편마암풍화토을 대상으로 실험을 수행하였다. 시험의 목적은 측정센서의 측정 정밀도를 측정로드부 삽입 깊이에 따른 변화 양상을 파악하였다. 흙매질은 체적함수비 함량과의 관계를 비교하기 위하여 건조상태와 습윤상태로 구분하여 수행하였다. 측정결과에서 측정로드부가 흙매질 내 5cm 이상 삽입되면 측정전압의 변화폭이 크게 감소하는 것을 파악하였다. 또한, 표준사와 같이 균질한 입자를 가진 흙보다는 점토와 실트 등과 같은 세립질을 함유한 화강풍화토와 편마암풍화토에서 측정전압이 안정적인 형태를 갖는 것으로 나타났다. 따라서, 측정치는 측정로드부가 다공질매질과의 접촉 면적이 커질수록 안정적인 값을 제공한다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제30권6호
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• pp.5-21
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• 2014

지진시 불포화 도로성토의 붕괴는 지하수 및 강우의 침투에 기인한 함수비의 증가가 그 원인이 됨이 지적되어 왔다. 따라서, 이와 같은 지반재해의 방지를 위한 합리적 보강방안 및 적절한 설계기준의 정립을 위해 불포화 도로성토의 동적안정성 및 변형모드에 대한 함수비의 영향을 연구할 필요가 있다. 본 연구에서는 불포화 도로성토의 변형 및 파괴거동에 대한 함수비의 영향을 연구하기 위해 상이한 함수비를 갖는 도로성토 모형에 대하여 동적 원심모형실험을 진행하였다. 본 실험에서는 도로성토 모형에 대한 동적하중 부가시의 변위, 간극수압 및 가속도의 계측을 통해 최적함수비 부근 및 최적함수비보다 높은 함수비를 갖는 불포화 도로성토에 대한 동적 거동을 고찰하였다. 이와 함께, 화상해석에 의한 변위 및 변형율 분포의 분석을 통하여 최적함수비보다 높은 함수비를 갖는 불포화 도로성토의 변형모드를 구명하였다. 이로부터 사면 천단부의 침하는 천단부 아래에서의 체적압축에 기인하며, 구속압력이 작은 사면 선단부 및 사면 표면부 부근에서는 체적팽창을 동반한 큰 전단변형이 발생함을 확인하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제11권5호
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• pp.53-60
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• 2010

불포화토의 역학적 성질을 규명하기 위한 가장 기본적인 요소인 함수특성곡선을 연구하기 위하여 대구 팔공산 지역의 화강풍화토를 대상으로 함수특성곡선시험을 수행하였다. 기존의 함수특성곡선 실험은 상재하중과 체적변형의 고려없이 실시하였지만, 본실험은 두요소를 고려하기 위하여 기존의 실험장비인 압력판 추출기를 개량하여 함수특성곡선 실험을 실시하였다. 시험과정에 있어 상재하중은 0, 25, 50, 75, 100kPa을 가하였으며, 체적변형은 각 단계마다 측정하였다. 본 실험의 시료를 통한 함수특성곡선 실험 결과는 상재하중의 증가에 따라 동일한 모관흡수력에서 낮은 체적함수비를 가졌으며, 공기함입치는 증가하였다. 또한 전이영역 구간의 기울기는 감소하는 결과를 나타내었으며 이력현상은 줄어드는 결과를 보였다. 포화도는 상재하중의 증가에 따라 동일한 흡수력에서 큰 값을 나타내었으며 건조과정보다는 습윤과정이 큰 값을 나타내었다. 체적변화를 고려한 함수특성곡선은 미고려한 함수특성곡선보다 미세하게 큰 값을 나타낸다. 본 실험의 실측치와 Fredlund와 Xing(1994)의 이론식은 잘 부합하는 결과를 나타내었으며, 상수값 a, n, m값은 상재하중에 따라 기존의 연구결과와 비슷한 양상을 보였다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2005년도 총회 및 춘계학술발표회
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• pp.249-252
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• 2005

저주파수에서 유전상수 측정시 100kHz 이하의 주파수 영역에서는 전극분극효과가 발생하므로 100kHz이상의 주파수에서 유전상수가 평가되어야 한다. 유전상수는 쌍극자모멘트의 수에 비례하기 때문에 흙의 유전상수는 체적함수비에 따른 선형적인 증가경향을 나타내었다. 용액에 이온성분이 존재하는 경우에는 수화작용에 의한 물분자의 배향분극 발현의 감소로 인하여 유전상수가 감소한다. 흙과 중금속 혼합시료의 경우 함수비가 큰 시료에서는 용액의 유전특성이 발현되지만, 함수비가 작은 경우에는 공간전하분극의 영향으로 유전상수가 10-20%정도 증가하는 경향을 나타내었다. 현장에서의 정확한 오염도 평가를 위해서는 토양의 함수비에 대한 평가가 반드시 수행되어야 한다.