• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2000년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.669-676
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• 2000

The estimation of consolidation rate is one of the important factors in the construction on soft clayey deposits. A number of researches are carried out to predict the consolidation behavior in field, however, most of the results show the discrepancies between the prediction and observation. This paper analyzes consolidation behavior of normally consolidated clay in K/sub o/ condition with 2-dimensional drainage by use of the numerical methods. Elastic and elastic-plastic finite element analyses are compared in terms of the dissipation of excess pore pressure. These results are also compared with Terzaghi-Rendulic's equation that is implemented by finite difference method. The consolidation time calculated by using elastic model is found to be similar to the result of Terzaghi-Rendulic's equation. The consolidation predicted by MCC model takes more time than other cases. Initial increase of excess pore pressure in radial drainage can be shown, however, this phenomenon does not have a significant effect on tile final consolidation time.

• 한국지반공학회논문집
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• 제33권11호
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• pp.45-57
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• 2017

연약지반의 압밀거동은 온도변화에 의하여 영향을 받는다. 연약 점토지반 내에 온도가 증가하면 간극수압이 증가하고 간극수압의 소산은 부피와 간극비를 감소시킨다. 또한 높은 온도는 간극유체의 점성을 감소시키므로 압밀속도가 빨라진다. 본 연구에서는 온도가 압밀침하량, 압밀시간, 간극수압과 같은 압밀거동에 미치는 영향을 분석하였으며, 이를 위하여 수리역학적(HM) 및 열수리역학적(THM) 거동에 대한 수치해석을 수행하였다. 열주입과 샌드드레인을 동시에 고려하였으며, 온도 변화 및 샌드드레인 직경 변화를 고려하여 해석을 수행하였다. 해석결과, 시료내부의 온도는 열원의 온도와 샌드드레인의 직경 증가에 따라 증가하는 것으로 나타났다. 또한 열주입은 과잉간극수압을 증가시키고 그에 따라 과압밀 영역에서는 추가적인 침하량을 유발하고 정규압밀 영역에서는 압밀시간을 감소시키는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제13권4호
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• pp.95-108
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• 1997

피에조 콘의 소산시험을 이용한 정규 압밀 지반의 압밀계수 추정은 그간 많은 연구자들에 의하여 연구되어 왔으나 각 연구자들의 가정 사항과 해석 방법에 따라 특정한 압밀도에 대해서도 매우 넓은 범위의 이론적인 해들이 제시되어 왔다. 본 연구에서는 보다 현실적이면서 전 범위의 압밀도에 걸쳐서 일관성 있는 압밀계수를 구할 수 있도록 최적화 기법을 적용하였다. 콘 관입효과를 고려하기 위해 연속적인 구형 공동확장을 적용하므로써 이론적으로 얻어지는 간극수압의 분포와 관입 간극수압으로부터 초기 과잉간극수압의 분포를 결정하였으며 축대칭 선형비혼합 압밀이론을 사용하여 유발된 과잉간극수압의 소산효과를 모사하였다. 이와 같이 계산된 소산곡 선과 실제 계측된 소산곡선의 차이를 최소화시키기 위하여 비구속 최적화 알고리듬인 BFGS가 사용되었고 golden section 일차원 탐색법이 사용되었다. 검증 예제를 통하여 적용된 최적화 기법의 안정된 수렴성을 확인하였고 실제 예제에 적용함으로써 제안된 방법이 넓은 범위의 압밀도 범위에서 계측된 소산곡선과 잘 일치하는 압밀계수를 산정함으로써 매우 효과적임을 확인 할 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권6C호
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• pp.339-347
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• 2008

현장 관입 실험은 프로브 관입에 따라 주변 지반을 의도적으로 파괴시켜 지반특성을 파악할 수 있다. 본 논문의 목적은 현장 점토지반에 서로 다른 크기의 프로브 관입으로 인한 간극 수압 소산 특성을 이용하여 파괴에 따른 교란 효과를 분석하는 것이다. 현장 실험을 수행하기 위해 콘관입 시험(CPT), 딜라토미터 시험(DMT) 그리고 현장 속도 프로브 장비(FVP: Field Velocity Probe)가 사용되었다. 샌드 매트(sand mat), PBD 그리고 사석을 이용한 지반 개량 중인 부산 북컨테이너 현장에서 실험이 진행 되었으며, 샌드 매트(sand mat)공법 이후 실내 실험을 수행하기 위해 시료가 채취 되었다. 실내에서는 물성치 실험 및 압밀 실험을 수행하여 지반 특성과 수평압밀계수 값을 도출하였다. 현장 실험은 지반 개량 후 압밀도 90% 시점에서 사석 제거 후 케이싱을 통해 CPT, DMT 그리고 FVP 순서대로 실험이 수행 되었다. 관입에 따른 영향 범위를 최소화 시키기 위해 각각의 실험은 3m 간격을 유지 하였으며, 매 심도 24m에서 관입을 멈추고 시간에 따른 간극 수압 변화 양상을 측정하였다. 실내 압밀 실험을 통해 수평 압밀 계수$(C_h)$를 산정하였으며, 현장 실험을 통해 각 프로브에 따른 $t_{50}$ 값을 계산 하였다. $t_{50}$값을 이용하여 산정된 등가 유효 반경은 FVP가 가장 작게 그리고 DMT가 가장 크게 산정되었다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제31권6호
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• pp.386-394
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• 2019

본 연구에서는 2017년 11월 15일에 포항에서 발생한 규모 5.4의 지진으로 인하여 영일만항의 케이슨식 안벽 및 배후지에서 지반내에 발생된 과잉간극수압으로 유발된 침하와 수평변위를 지반배수조건(즉 비배수조건과 배수조건)에 따라 해석하였다. 일반적으로 비배수조건에서 지진응답해석을 실시하는데 본 연구에서는 배수조건 해석을 실시하여 지진 시 생기는 변위와 지진 이후에 과잉간극수압이 소산하면서 발생하는 추가적인 변위의 결과를 산정하였다. 지진 이후의 결과는 비배수조건의 해석에서는 알 수 없는 부분이다. 두 결과에 대한 비교 분석을 통해 지반배수조건에 따라 구조물과 지반의 거동 차이를 분명하게 확인하였다. 특히 배수조건의 해석 결과에서 지진이후 과잉간극수압 소산에 따른 추가적인 변위가 분명하게 발생하는 것으로 나타났다. 이것은 지진응답해석에서 지반배수조건에 따른 두 해석결과의 차이가 존재하는 것을 보여주는 것으로 지반과 구조물의 거동을 더 명확하게 해석하기 위해서는 배수조건에 대한 해석도 필요하다는 것을 나타내는 것이다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제17권2호
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• pp.31-39
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• 2016

일반적으로 고함수비를 가진 연약지반의 경우 압밀 촉진을 원활히 하기 위하여 연직배수재를 주로 사용하고 있다. 부산 점토는 대심도 연약지반 아래에 존재하는 모래 및 자갈 대수층에 피압이 관측되었다. 그러나 연직배수재가 설치된 연약지반에 피압이 미치는 영향에 대한 조사나 연구는 미미한 실정이다. 따라서 본 논문에서는 연직배수재가 설치된 부산 낙동강 하구 연약지반에 피압의 작용 유 무에 따른 압밀 거동을 조사하기 위해 일차원 대형 컬럼 장치를 제작하여 점토지반의 압밀 거동 실험을 수행하였다. 실험 결과 최종 침하량은 피압이 작용하는 지반이 피압이 작용하지 않는 지반보다 더 크게 나타났다. 이는 피압의 상향침투로 인해 점토층의 유효응력이 감소하여 나타난 결과로 판단된다. 또한 피압이 작용하는 지반의 경우 과잉간극수압이 완전 소산되지 않고 잔류하는 것으로 나타났으며, 비배수 전단강도는 피압이 작용하지 않는 지반에 비해 상대적으로 낮은 값을 나타내었다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제5권1호
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• pp.17-36
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• 2013

Settlement of the piled raft can be estimated even after years of completing the construction of any structure over the foundation. This study is devoted to carry out numerical analysis by the finite element method of the consolidation settlement of piled rafts over clayey soils and detecting the dissipation of excess pore water pressure and its effect on bearing capacity of piled raft foundations. The ABAQUS computer program is used as a finite element tool and the soil is represented by the modified Drucker-Prager/cap model. Five different configurations of pile groups are simulated in the finite element analysis. It was found that the settlement beneath the piled raft foundation resulted from the dissipation of excess pore water pressure considerably affects the final settlement of the foundation, and enough attention should be paid to settlement variation with time. The settlement behavior of unpiled raft shows bowl shaped settlement profile with maximum at the center. The degree of curvature of the raft under vertical load increases with the decrease of the raft thickness. For the same vertical load, the differential settlement of raft of ($10{\times}10m$) size decreases by more than 90% when the raft thickness increased from 0.75 m to 1.5 m. The average load carried by piles depends on the number of piles in the group. The groups of ($2{\times}1$, $3{\times}1$, $2{\times}2$, $3{\times}2$, and $3{\times}3$) piles were found to carry about 24%, 32%, 42%, 58%, and 79% of the total vertical load. The distribution of load between piles becomes more uniform with the increase of raft thickness.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권5호
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• pp.131-141
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• 2007

말뚝 기초의 거동은 말뚝을 둘러싼 주변 지반의 특성에 좌우되므로, 항타 중의 지반거동을 계측하고 지반과 말뚝 거동간의 상관관계를 분석하는 연구가 필요하다. 본 연구에서는 말뚝 인접지반에 간극수압계, 경사계, 지표 변위말뚝, 그리고 말뚝 변형률계 등을 매설하여 낙동강 하구지역에 위치한 대심도 연약지반에 약 57m 관입깊이의 PHC 장대 말뚝을 항타하였을 때 말뚝 축하중 분포와 인접지반의 거동을 약 1년간 계측하고 그 결과를 분석하였다. 계측결과 매립하중과 항타에 의해 발생한 점토층 내의 과잉간극수압이 소산되면서 말뚝체 내에 부마찰력이 점차 증가하는 것으로 나타났다. 부마찰력에 의해 발생한 말뚝체의 최대 압축력 중 약 30%는 항타 중 증가한 과잉간극수압의 영향 때문으로 나타났다. 그러므로, 점성토 지반에 설치되는 대부분의 말뚝에 대하여 부마찰력을 고려한 설계를 수행할 필요성이 강조되었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권2C호
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• pp.83-94
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• 2008

본 연구에서는 흙의 미소변형에서 대변형까지 고려할 수 있는 유효응력해석을 이용하여 매립지반에 대한 액상화 및 진동으로 발생하는 침하량을 예측하였다. 유효응력모델은 진동 중에 발생하는 과잉간극수압을 계산하여 이에 따른 흙의 강성저하와 수반되는 지반의 변위를 모델링하였다. 진동으로 인한 지반의 변형률 수준이 작은 경우에 적합한 등가선형해석을 이용한 액상화 평가를 실시하여 유효응력모델을 이용한 예측법과 비교하였다. 등가선형해석에서 계산된 전단응력비에 해당하는 표준관입시험치를 국내에서 발생 가능한 지진규모와 실트질 함유량에 따라 콘관입저항치로 환산한 값과 현장에서 계측된 콘관입저항치를 서로 비교하여 액상화 가능성을 예측하였다. 두 곳의 인천지역 매립지에 대한 액상화 해석을 위하여 매립지에서 계측된 콘관입저항치와 전단파 속도를 이용하여 입력 물성값을 결정하였다. 인천 매립지에 대한 두 액상화 해석 방법의 결과는 액상화 발생 여부에서 유사하였으며 깊이에 따른 연속적인 액상화 판정과 얇은 층의 액상화 예측이 가능하여 액상화 예측의 정밀도를 높였다. 유효응력모델을 이용한 액상화 해석 결과는 지표면 아래 20m 이내에서 초기 유효수직응력의 40%~70% 정도의 과잉간극수압이 발생하였으며 이로 인하여 지표면에서 10cm 미만의 침하가 발생하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권4C호
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• pp.247-254
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• 2006

온라인 실험 방법은 실험 정보를 직접 수치 해석에 사용하는 수치 실험법의 하나로, 지반의 역학적 특성이 요소 시험체로 부터 실시간으로 수치해석에 업데이트되므로 이상화된 역학모델을 사용하지 않고 지반 해석을 수행할 수 있다는 장점이 있다. 이 방법은 모래 지반을 주요한 대상으로 하는 지반내진공학 분야에서 주로 사용되어 왔으나 최근 압밀 문제에 적용할 수 있는 실험법이 개발되어 실내 검증과 현장검증이 시도되었다. 지금까지의 관련 연구에서는 압밀층 중앙에 요소 시험체를 위치시켜 평균적인 반응 거동만을 수치해석에 업데이트하는 방법이 주로 사용되어 왔으나, 이러한 경우에는 압밀층 두께가 두꺼워 질수록 해석 정도가 떨어질 수 있다는 점이 단점으로 지적되어 왔다, 따라서 압밀 문제에 대한 온라인 실험법의 유효성 및 가능한 해석 범위를 명확하게 하기 위해서는 이러한 영향요소를 완전히 배제할 수 있는 실험 조건을 적용하여 결과를 검토할 필요가 있다. 따라서, 본 연구에서는 동일한 조건 하에서 실시된 온라인 압밀 시험과 분할형 압밀시험 결과를 이용하여 점토 시료의 압밀 침하와 과잉간극수압 소산 재현 측면에서 온라인 압밀 실험 결과를 검토하였다. 실험결과, 온라인 압밀 실험은 재구성 카올리나이트 점토의 유효 응력에 따른 압축성 변화를 큰 모순 없이 재현해 내고 있었으며, 과잉간극수압 소산 속도 측면에서는 온라인 압밀 실험이 조금 빠른 것을 알 수 있었다. 이러한 실험 결과를 바탕으로 점토 시료의 과잉간극수압 소산 거동을 보다 정도 높게 예측하기 위해서는 점토의 투수성도 리얼타임으로 업데이트 할 수 있는 방향으로 실험 절차가 개선이 되어야 한다는 점과 과잉간극수압 소산 후의 변형에 대해서는 추가적인 연구나 개선이 필요하다는 점을 알 수 있었다.