• 한국지반공학회논문집
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• 제19권4호
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• pp.7-14
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• 2003

본 연구는 등방성 투수계수를 갖는 점토에 설치된 압밀촉진 케이슨에 관한 선행 연구를 보다 발전시켜서 비등방성 투수계수를 갖는 점토에서의 압밀촉진 케이슨 기초공법의 타당성을 이론적으로 검증하였다. 투수계수의 비등방성을 고려한 2차원 투수 압밀 방정식의 과잉간극수압에 대한 해석해와 시간계수에 따른 평균압밀도 식을 유도하였다. 비등방성 투수계수비가 5, 10, 50인 경우, $\xi$=0.1인 단면에서 평균압밀도 90%에 도달하는 시간은 기존 케이슨에 비해 각각 약 8배, 13배, 47배 단축되었다. 이는 지반의 비등방성 투수계수비가 클수록 압밀촉진 케이슨 기초공법이 압밀에 소요되는 시간을 단축시키는데 효과적임을 의미한다. 또한 본 연구에서는 해석단면의 깊이에 대한 폭의 비 및 비등방성 투수계수비에 따른 전체 해석단면에서의 평균압밀도에 대한 그래프를 제시하였으며, 이를 이용하여 평균압밀침하량을 쉽게 산정할 수 있다.

• 대한토목학회논문집
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• 제32권1C호
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• pp.7-16
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• 2012

본 논문에서는 낙동강 불포화 실트질 모래의 매우 중요한 기본특성인 불포화 투수계수를 산정하기 위하여 Huang(1998)이 제안한 삼축셀을 이용하여 정적 측정 방법으로 불포화 투수계수를 구할 수 있도록 수정하여 불포화 투수 실험을 실시하였다. 이 시험 장치는 모관흡인력(matric suction)의 증가에 따른 투수계수의 변화를 측정할 수 있도록 설계되었다. 시험 장치를 사용하여 얻은 투수계수 값과 경험적 투수함수식으로부터 계산된 투수계수 값을 비교 분석하였다. 그 결과 불포화투수계수 값이 상대밀도, 실트함유율, 모관흡인력의 증가에 따라 감소하는 경향을 보였는데, 이러한 경향은 함수비와 간극비의 변화에 아주 밀접한 관련이 있다는 것을 알 수 있었다. 또한 Fredlund & Xing(1995)에 의하여 제시된 경험적 투수 함수식이 낙동강 실트질 모래의 불포화투수계수를 표현하는데 제일 적합한 모델이라는 판단을 내리게 되었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제3권3호
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• pp.15-25
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• 2002

투수계수는 연약점토의 기본 공학 특성 중 하나로서, 투수계수 값은 점토의 압밀과정뿐만 아니라 토양 내 오염물질의 이동에도 관계된다. 일반적으로 압밀이 진행되는 동안 간극비의 감소로 인해 점토의 투수계수 값은 감소하게 된다. Kozeny와 Carman 이후의 많은 연구자들이 다음의 관계로 간극비와 투수계수의 관계를 제안하였다. (1) log e - log k(1+e), (2) e - log k, (3) log e - log k. 본 연구에서는 대표적 국내 해성점토인 김해점토와 군산점토에 대하여 일정변형률(CRS) 압밀시험 수행하였다. 시험결과로부터 위의 관계식들은 군산점토와 김해점토에 모두 적용 가능한 것으로 나타났으며, 김해점토의 경우 경험적 관계식인 $C_k=0.5e_o$를 잘 만족하고 있으나 군산점토의 경우는 그렇지 않은 것으로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권1C호
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• pp.9-17
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• 2008

본 연구에서는 압밀 중에 위치별 간극수압의 측정을 통하여 시료 내 여러 위치에서 투수계수를 산정할 수 있는 이론해를 제시하였으며, 이를 바탕으로 간극비 및 체적압축계수를 산정할 수 있는 방법을 제안하였다. 또한 여러 위치에서 간극수압을 측정할 수 있는 방사내측배수가 가능한 대형압밀시험기를 제작하고 카올리나이트를 이용하여 압밀시험을 실시하였다. 시험결과로부터 압밀 중 투수계수, 간극비, 체적압축계수의 변화 및 시료 내 위치별 분포를 평가하였으며, 압밀완료 후 시료의 함수비 측정으로 평가된 값들과의 비교를 통하여 실험결과의 신뢰성을 검증하였다. 실험결과 투수계수, 체적압축계수, 간극비는 압밀 중 감소하며, 재하단계에 따라서도 감소함을 확인하였다. 또한 그 분포형태는 배수면 근처에서 가장 작고 배수거리에 따라 증가하며 비배수 경계면 근처에서는 오히려 약간 작은 것으로 나타났다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제9권1호
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• pp.79-86
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• 2004

암석 내 균열을 따른 수리전도도는 균열의 기하학적 요소, 즉 방향, 간극, 거칠기 그리고 상호 연결도에 주로 좌우된다. 따라서, 균열 내 투수계수를 정확하게 계산하기 위해서는 이와 같은 기하 요소들을 최대한 계산모델에 반영할 필요가 있다. 이 연구에서는 균열 기하양상을 최대한 정확히 반영한 균열모델에서 기존 수치해석과는 다른 새로운 방법인 균질화 해석법(homogenization analysis method)을 이용하여 균열을 따른 투수계수를 구하기 위해 수치해석을 수행하였다. 먼저, 공초점 레이저 스캔 현미경(Confocal Laser Scanning Microscope)을 이용하여 암석시료의 균열 조도와 균열에 가한 수직압축력의 변화에 따른 간극 변화량을 직접 측정하고, 이와 같이 획득한 자료는 균열모델 재현을 위한 입력자료로 사용되었다. 재현된 균열모델을 토대로 한 균질화 해석법은 미시규모(microscale) 매질특성과 거시규모(macroscale) 매질특성을 동시에 고려하여 투수계수를 계산할 수 있는 것이다. 즉, 균질화 해석법은 주기적 미세구조(microstructure)를 갖는 미소 불균질 물질의 거동특성을 구명하기 위해 개발된 새로운 형태의 섭동(perturbation) 이론이다. 이는 균질한 미시규모에서 미시 투수특성을 계산한 후, 거시규모에서의 균질화 투수계수를 계산하게 된다. 그러므로, 이 방법은 균열 기하양상의 국부적 영향을 고려한 투수특성을 정확히 해석할 수 있다. 균질화법을 이용한 투수계수 산정결과를 기존 연구에서 제안한 경험식과 비교하여 그 타당성을 검증하기 위해 전술한 2차원 균열모델을 이용한 투수계수 계산을 수행하였다. 균열모델은 거칠기(roughness)를 반영하고 동일한 간극을 할당한 평행판 모델을 가정하였다. 계산결과에 의하면, 균질화 해석법에 의해 계산한 C-투수계수는 실내투수시험에 의해 구한 투수계수와 같은 범위의 값을 가지거나 $10^1$ 정도의 차이를 보여, 그 계산결과는 타당하다고 볼 수 있다. 그러나, 균질화 해석법은 국부적으로 불균질한 균열 기하양상과 물질특성이 미시규모와 거시규모에서 모두 고려되므로, 이들 특성을 정확히 알고 있을 경우 기존에 제안된 경험식들에 의한 계산결과 보다 균질화 해석법의 결과가 훨씬 정확함을 주목하여야 한다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권4C호
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• pp.137-144
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• 2009

본 연구에서는 대형압밀시험 장비를 이용하여 연직배수재 타설로 스미어가 발생된 지반을 모사하고 실험을 수행하였다. 스미어가 발생한 카올리나이트 모형지반에서 배수재로부터의 거리에 따라 시료를 채취하고 이를 이용하여 표준압밀시험을 실시하였으며, 이로부터 투수계수-간극비-유효응력의 3차원 거동을 분석하였다. 실험결과 스미어 발생으로 나타나는 위치별 투수계수 차이와 스미어와 무관하게 방사배수 압밀 중 나타나는 위치별 투수계수 차이는 모두 압밀진행에 따라 감소하며 정규 압밀영역에서 거의 사라진다. 또한 스미어로 인한 것보다 방사배수 압밀로 인한 위치별 투수계수 차이가 상대적으로 더 작은 영역에서 더 크게 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제29권3호
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• pp.61-70
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• 2013

모래에 혼합된 점토의 혼합비에 의한 투수계수와 압밀계수의 영향분석을 위해 주문진 표준사와 오타와 모래에 카올린 점토를 다양한 혼합비로 섞은 시료를 제작하여 연성벽체투수시험을 실시하였다. 시험결과 시험이 실시된 10%에서 29%의 카올린 점토 혼합범위에서는 세미 로그 그래프 상에서 점토의 혼합비와 투수계수 및 압밀계수가 "반비례하는 선형적 상관관계를 나타내었다. 또한 투수계수와 압밀계수는 흙의 구조에 의해서 결정되는 것으로 나타났다. 점토비가 낮아 안정구조로 볼 수 있는 혼합토에서는 점토질 토사에서 투수계수 및 압밀계수와 높은 연관성을 가지고 있는 것으로 알려진 간극비와는 상호관계를 나타내지 않은 반면, 부유구조에서는 간극비의 증가에 따라서 투수계수가 감소하는 것으로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권3C호
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• pp.97-104
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• 2009

본 연구에서는 하천제방의 현장투수계수를 예측하기 위하여 낙동강과 금호강 유역에 위치한 12개소 제방의 지반물성치, 표준관입실험 그리고 현장투수실험 자료를 이용하여 인공신경망해석을 실시하였다. 총 108개의 자료 중 82%인 89개 자료를 학습단계에 그리고, 나머지 19개 자료는 예측단계에 사용하였다. 또한 그 적용성 평가를 위하여 현재 널리 사용되고 있는 경험식들에 의한 결과와 비교하였다. 그 결과 경험식을 통한 현장투수계수는 모두 실측치와의 상관계수가 0.3 이하로 나와 실측치와는 큰 차이가 있으나, 그에 비하여 신경망에 의한 예측결과는 모든 Case에서 실측치와의 상관계수가 모두 0.8이상으로 기존 경험식들에 비하여 정확한 현장투수계수를 예측을 하였다.

• 지질공학
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• 제21권4호
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• pp.349-359
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• 2011

점성토의 압밀거동은 투수성과 변형성에 영향을 받으며 그 중 투수성은 흙의 종류 및 상태, 특히, 이방성에 영향을 받는다. 연약지반의 투수계수는 피에조 콘 소산시험 및 실내압밀시험 (Oedometer test)에 의해 구할 수 있으며, 피에조 콘 시험으로 과잉간극수압 소산측정이 가능하여 수평압밀계수와 수평투수계수 평가에 유용하게 사용된다. 본 연구에서는 국내 서해안 및 남해안 지역의 해성 점성토층을 대상으로 피에조 콘 소산시험을 실시하였으며, 불교란 시료에 대한 실내시험(Oedometer, Rowe cell)을 실시하고 각 이론해 별로 비교 분석을 실시하였다. 연구결과 Jamiolkowski(M적용) 등(1985)의 해로 추정한 kh/kv가 이 연구 대상지반의 투수특성과 가장 유사하게 나타나 국내의 연약지반에서 피에조 콘 소산시험 및 실내시험 (Oedometer test)에 의하여 투수특성(kh/kv, kh)을 평가하는 방법으로서 이들 이론해의 적용을 추천한다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제26권10호
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• pp.49-60
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• 2010

지반의 투수특성은 다양한 지반구조물의 설계 및 해석에서 중요한 지반물성이다. 특히 불포화 상태에서 모관흡수력의 영향을 받으며 모판흡수력 증가에 따라 감소하는 경향은 함수특성 변화와 유사하다. 불포화 투수계수는 실내실험을 통해 직접적으로 구하거나 함수특성곡선으로부터 유추된 이론식을 통해 간접적으로 얻을 수 있다. 본 논문에서는 국내 7개 지역에 대한 시료를 대상으로 함수특성실험과 본 연구에서 개발한 불포화 투수실험 장비를 이용하여 불포화 투수실험을 실시하였다. 지반의 함수상태를 나타내는 함수특성곡선이 불포화 투수계수와 밀접한 관련이 있으므로 함수특성곡선으로부터 불포화 투수곡선을 유추하는 여러 모텔 결과와 실험결과를 비교하였다. 그러나 기존의 추정방법은 국내지반의 투수특성을 잘 표현하지 못하고 있다. 따라서 국내 풍화토의 불포화 투수곡선을 정확히 유추하기 위하여 보정계수를 적용하여 FXK-M 투수모델을 제시하였고 보정계수를 함수특성곡선의 공기함입치로부터 산정할 수 있는 수식을 제안하였다.