• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권12호
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• pp.496-503
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• 2016

억지말뚝으로 보강된 무한사면의 해석을 위해 억지말뚝에 작용하는 하중을 소성변형이론과 소성흐름이론을 적용하여 산정하였고 무한사면의 안전율에 영향을 미치는 다양한 인자들의 효과를 살펴보았다. 해석결과에 따르면 억지말뚝의 설치로 인해 사면의 안전율이 상당히 증가함을 알 수 있었고 말뚝설치간격이 커질수록 안전율은 감소하였다. 억지말뚝의 설치로 인한 안전율의 증가가 커서 무한사면의 침투발생 유무가 사면의 안전율에 미치는 영향은 상대적으로 미미할 것으로 생각된다. 억지말뚝으로 보강된 무한사면의 안전율을 수식으로 나타내 보았는데 무보강시 무한사면의 안전율에 영향을 미치는 흙의 강도정수 및 사면의 경사 그리고 사면의 두께 이외에도 무한사면요소의 폭과 길이 그리고 억지말뚝에 작용하는 하중에 영향을 받음을 알 수 있었다. 소성변형이론을 바탕으로 하여 억지말뚝보강 무한사면의 안전율을 흙의 강도갱수를 달려하여 살펴본 결과 무보강시에 비해 상당한 안전율 증가효과를 확인할 수 있었는데 본 연구에서 고려한 강도정수와 말뚝간격에 대하여 최소 안전율은 13.7이었고 최대 안전율은 65.6이었다. 억지말뚝의 지름이 증가할수록 말뚝이 부담하는 하중은 증가하지만 안전율은 감소하였는데 이는 억지말뚝 보강 무한사면의 안전율에 영향을 미치는 무한사면요소의 폭과 길이 때문으로 판단된다. 소성흐름이론을 바탕으로 억지말뚝 보강 무한 사면의 안전율을 평균유입속도와 소성점도의 곱($v_1{\eta}_p$)을 달려하여 살펴본 결과 무보강시에 비해 상당한 안전율 증가효과를 확인할 수 있었으며 $v_1{\eta}_p$값이 커질수록 안전율도 커짐을 알 수 있었고 일정한 $v_1{\eta}_p$값에 대하여 말뚝설치간격이 커질수록 안전율은 감소하였다.

• 지질공학
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• 제26권3호
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• pp.383-392
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• 2016

본 연구는 무등산국립공원 주상절리대 중 입석대 주상절리대를 대상으로 물리역학적 특성을 살펴보았다. 이를 위하여 무등산응회암에 대한 물리적 및 역학적 성질과 불연속면 특성, 주상절리대 주변의 진동 및 국지 기상 측정, 그리고 주상절리대 자체하중에 의한 지반변형을 살펴보았다. 물리적 성질의 경우 평균 공극률은 0.65%, 평균 비중은 2.69, 평균 밀도는 2.68 g/cm³, 평균 종파속도는 2411 m/s로 나타났다. 역학적 성질의 경우 평균 일축압축강도는 323MPa, 평균 탄성계수는 81 GPa, 그리고 평균 포아송비는 0.25로 나타났다. 절리면 전단시험의 경우 평균 수직강성은 3.15 GPa/m, 평균 전단강성은 0.38 GPa/m, 평균 점착력은 0.50 MPa, 그리고 평균 내부마찰각은 35°로 나타났다. 절리면 거칠기를 측정한 결과 거칠기 상수(JRC) 표준도에 따르면 4~6 범위, JRC 차트에 따르면 1~1.5 범위가 우세하게 나타나 약간 거침 상태를 보였다. 또한 주상절리 표면에 대한 실버슈미트해머 반발경도 Q값을 측정한 결과 평균 57(약 90MPa)로 나타났으며, 이는 원래 일축압축강도의 약 28% 수준이다. 입석대 주상절리대 주변의 진동을 측정한 결과 최대 진동값은 0.57 PPV (mm/s)~2.35 PPV (mm/s) 범위를 보여 주상절리대 주변의 탐방객들에 의해 발생되는 진동은 미약한 것으로 나타났다. 주상절리의 표면 및 부근에서 온도, 습도, 풍속 등 국지기상을 측정한 결과 측정 당일의 날씨 영향을 크게 받은 것으로 나타났다. 입석대 주상절리대 자체하중에 의한 지반변형 상태를 수치해석한 결과, 오른쪽 지반에서 최대 변위는 지반거리가 약 2.5m일 때 최대값을 보이며, 6m까지 급격하게 감소하다가 그 이후부터는 미미하게 증가했다. 중간 지반에서 최대 변위는 지반거리가 0~2 m에서 최대값을 보이며, 3 m에서 급격하게 감소하다가 12m에서 미미하게 증가하는 경향을 나타냈다. 그리고 왼쪽 지반에서 최대 변위는 지반거리가 5~6 m일 때 최대값을 보이며, 6~10 m까지 급격하게 감소하다가 그 이후부터는 미미하게 증가하는 것으로 나타났다.

• 한국산림과학회지
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• 제89권2호
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• pp.275-284
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• 2000

본 연구는 집중호우로 인하여 임도사면의 붕괴가 발생된 변성암지역 및 화성암지역의 임도를 대상으로 성토사면의 토질역학적 특성파악과 사면안정해석을 실시하였다. 그 결과는 다음과 같다. 1) 통일분류법에 의한 임도성토사면의 토질의 분류는 화성암과 변성암지역 모두 토사사면은 SW, 풍화암사면은 SP, 연암사면은 GP로 나타났으나, 호박돌 섞인 토사사면에서는 화성암지역은 SP, 변성암지역은 GW로 나다났다. 2) 화성암지역의 성토사면 흙의 건조말도는 $1.34g/cm^2{\sim}1.59g/cm^2$, 비중은 2.57~2.61, 간극비는 0.66~0.93으로 나타났고, 변성암지역의 흙의 건조밀도는 $1.35g/cm^2{\sim}1.51g/cm^2$, 비중은 2.67~2.77, 간극비는 O.78~1.01로 나타났다. 3) 흙의 강도정수인 내부마찰각과 점착력의 시험결과, 화성암지역에서의 내부마찰각은 $29.51^{\circ}{\sim}41.82^{\circ}$ 점착력은 $0.03kg/cm^2{\sim}0.38kg/cm^2$, 변성암지역에서의 내부마찰각은 $21.43^{\circ}{\sim}41.43^{\circ}$, 점착력은 $0.05kg/cm^2{\sim}0.44kg/cm^2$로 나타났다. 4) 사면안정해석을 실시한 결과 안전율은 전체적으로 화성암지역의 경우에는 풍화암사면, 변성암지역의 경우에는 토사사면과 풍화암사면이 1 이하로 붕괴발생위험이 가장 큰 것으로 나타났다.

• 지질공학
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• 제24권1호
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• pp.111-122
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• 2014

지반에 대한 정확한 이해를 위해 비교란 시료의 채취를 통한 실내실험이 필수적이며, 사질토 지반의 비교란 시료 채취는 인공동결공법에 의한 방법이 가장 효과적인 것으로 알려져 있다. 본 연구의 목적은 유사한 상대밀도를 가지는 동결-융해시료와 비동결시료의 비배수 삼축압축실험을 이용한 강도평가와 실험과정에서 측정한 압축파와 전단파 속도의 특성변화를 관찰하는 것이다. 인공동결공법에 의해 채취된 사질토 동결 시료를 모사하기 위해 주문진 표준사를 이용하여 수중강사법으로 60%와 80%의 상대밀도를 가지는 동결시료와 비동결시료를 조성하였다. 동결된 시료는 삼축압축실험용 페데스탈에 거치하여 자연융해하면서 1분 간격으로 시료의 온도를 측정하였다. 시료가 완전히 융해된 후 비동결시료와 동일한 방법으로 실험을 실시하였으며, 포화, 압밀, 전단과정에서 연속적으로 압축파와 전단파를 측정하여 속도를 산정하였다. 실험결과, 동결시료는 비동결시료에 비하여 축차응력과 전단강도는 감소하는 결과를 보였지만, 내부마찰각은 동결-융해의 여부와 상관없이 일정한 값을 나타내었다. 압축파 속도는 포화과정에서 B-value가 증가함에 따라 약 1800 m/s까지 증가하여 수렴하였으나, 압밀과정과 전단과정에서는 일정하게 유지되는 경향을 보였다. 전단파 속도는 포화과정에서 B-value가 증가함에 따라 감소하였고, 압밀과정과 전단과정에서는 시료가 받는 유효응력의 변화에 따라 거동하였다. 실험과정에서 압축파 속도는 상대밀도와 동결-융해여부에 상관없이 유사한 경향을 나타내었으나, 전단파 속도는 같은 상대밀도를 가지더라도 동결-융해시료가 비동결시료에 비해 작은 값을 나타내었다. 본 연구는 동결-융해시료와 비동결시료의 삼축압축실험 결과와 탄성파 특성을 비교함으로써 향후 인공동결공법으로 채취된 비교란 동결시료의 강도평가를 위한 예비실험으로 의의가 있다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제11권4호
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• pp.327-351
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• 2009

본 논문은 대심도 또는 과지압 암반에서 2차지압으로 인해 발생되는 취성파괴와 관련한 실내실험을 수행하고, 취성파괴 현상을 잘 예측할 수 있는 CWFS(Cohesion Weakening Frictional Strengthening)모델을 이용한 수치해석을 수행하였다. 암석의 거동을 분석하고 손상의 함수인 암석강도정수를 도출하기 위하여 일축압축강도실험과 손상제어실힘을 수행하였다. 일축압축강도실험결과 균열개시응력은 화강암, 편마암 구분 없이 일축압축강도의 41~42% 정도로 분석되었으며, 반면 균열손상응력은 화강암은 일축압축강도의 75%, 편마암은 일축압축강도의 97%의 값으로 분석되었다. 손상제어실험결과 균열손상응력과 최대하중은 Peak하중 이후 감소하는 것으로 나타났다. 또한 점착력은 감소하고 마찰각은 증가하는 양상을 보였다. Peak하중 이전에는 탄성계수가 증가하고 Peak하중 이후에는 감소하였다. 그리고 포아송비는 손상이 진행될수록 증가하는 양상을 보였다. 일축압축강도실험과 손상제어실험의 균열개시응력과 균열손상응력의 비교분석결과 손상제어실험의 균열개시응력은 일축압축강도실험에서 얻어진 균열개시응력의 범위에서 변화하는 양상을 보였고, 균열손상응력은 일정 손상수준에서 일축압축강도실험에서 얻어진 값보다 작은 값으로 나타났다. 실내실험결과로부터 CWFS모델의 입력 파라미터를 도출하여 수치해석에 적용하여 취성파괴 발생 한계토피고를 구했다. CWFS모델을 이용한 수치해석으로부터 예측된 한계토피고와 손상지수로부터 예측된 한계토피고를 비교한 결과, 취성파괴 발생 한계토피고를 정확히 예측하지 못하는 결과를 나타냈다. 따라서 원형터널에만 적용기한 손상지수를 사용하는 것은 문제가 있다고 판단된다. 이를 개선하기 위해 터널의 형상을 고려한 형상계수를 손상지수에 적용하였다. 터널의 형상을 고려한 수정된 손상지수로부터 예측된 한계토피고는 수치해석결과와 거의 동일한 결과를 보였다.

• 한국산림과학회지
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• 제66권1호
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• pp.16-36
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• 1984

화강암질풍화토(花崗岩質風化土)의 미교란(未攪亂) 시료(試料)를 사용하여 일면(一面) 직접(直接) 전단시험(剪斷試驗)으로 측정(測定)한 전단강도(剪斷强度)와 함수비(含水比), 간극비(間隙比), 건조밀도(乾燥密度), 비중(比重)과의 관계(關係)를 통계(統計) 분석(分析)하였고, 화강암질풍화토(花崗岩質風化土)의 사방시공지(砂防施工地)에 식재(植栽)된 리기다소나무림(林)과 리기테-다소나무림(林)에서 토양단면(土壤斷面)을 만들어 산중식토양경도계(山中式土壤硬度計)로 토양(土壤)의 견밀도(堅密度)를 측정(測定)하고 수근분포(樹根分布)를 조사(調査)하여 통계(統計) 분석(分析)한 결과(結果) 다음과 같다. 1) 함수비(含水比), 간극비(間隙比)와 전단강도(剪斷强度) 간(間)에는 유의적(有意的)인 부(負)의 상관(相關)이며 직접적(直接的)인 관계(關係)에 있었다. 2) 건조밀도(乾燥密度)와 전단강도(剪斷强度) 사이에는 정(正)의 상관(相關)이며 직접적(直接的)인 관계(關係)에 있었다. 3) 비중(比重)과 전단강도(剪斷强度) 간(間)에는 유의적(有意的)인 상관관계(相關關係)를 인정(認定)할 수 없었다. 4) 전단강도(剪斷强度)에 영향(影響)을 미치는 영향요소(影響要素)의 직접효과(直接效果)의 크기는 함수비(含水比)>간극비(間隙比)>건조밀도(乾燥密度)의 순위(順位)이다. 5) 다중선형(多重線型) 회귀방정식(回歸方程式)의 분산분석결과(分散分析結果) 함수비(含水比)만이 회귀성(回歸性)이 인정(認定)되므로 함수비(含水比)를 독립변수(獨立變數)로 하여 전단강도(剪斷强度)를 추정(推定)하기 위한 회귀방정식(回歸方程式)은 제한(制限)된 건조밀도(乾燥密度)의 범위내(範圍內)에서 적합도(適合度)가 매우 높게 평가(評價)되었다. 6) 토양(土壤)의 견밀도(堅密度)는 토심(土深)이 깊어짐에 따라 높아진다. 7) 토양(土壤)의 지표경도(指標硬度)와 수근수(樹根數) 간(間)에는 유의적(有意的)인 부(負)의 상관(相關)이며 직접적(直接的)인 관계(關係)에 있었다. 8) 리기다소나무와 리기테-다소나무의 수근(樹根)은 토심(土深) 20cm까지에 대부분 분포(分布)하고 있었다. 9) 리기다소나무림(林)과 리기테-다소나무림(林)에서 측정(測定)한 토양(土壤)의 지표경도(指標硬度)를 독립변수(獨立變數)로한 회귀방정식(回歸方程式)으로 수근수(樹根數)를 추정(推定)할 수 있었으나 낮은 적합도(適合度)를 나타내었다.