An analytical solution of the fully coupled system of equations governing the plane strain deformation of a poroelastic medium with anisotropic permeability and compressible fluid and solid constituents is obtained. This solution is used to study the consolidation of a poroelastic clay layer with free permeable surface resting on a rough-rigid permeable or impermeable base. The stresses and the pore pressure are taken as the basic state variables. Displacements are obtained by integrating the coupled constitutive relations. The case of normal surface loading is discussed in detail. The solution is obtained in the Laplace-Fourier domain. Two integrations are required to obtain the solution in the space-time domain which are evaluated numerically for normal strip loading. Consolidation of the clay layer and diffusion of pore pressure is studied for both the bases. It is found that the time settlement is accelerated by the permeability of the base. Initially, the pore pressure is not affected by the permeability of the base, but has a significant effect, as we move towards the bottom of the layer. Also, anisotropy in permeability and compressibilities of constituents of the poroelastic medium have a significant effect on the consolidation of the clay layer.
The characteristics of steady two-dimensional laminar boundary layer flow of a viscous and incompressible fluid past a moving wedge with suction or injection are theoretically investigated. The transformed boundary layer equations are solved numerically using an implicit finite-difference scheme known as the Keller-box method. The effects of Falkner-Skan power-law parameter (m), suction/injection parameter ($f_0$) and the ratio of free stream velocity to boundary velocity parameter (${\lambda}$) are discussed in detail. The numerical results for velocity distribution and skin friction coefficient are given for several values of these parameters. Comparisons with the existing results obtained by other researchers under certain conditions are made. The critical values of $f_0$, m and ${\lambda}$ are obtained numerically and their significance on the skin friction and velocity profiles is discussed. The numerical evidence would seem to indicate the onset of reverse flow as it has been found by Riley and Weidman in 1989 for the Falkner-Skan equation for flow past an impermeable stretching boundary.
최근 우리나라는 산업화와 현대화 및 인구의 증가와 더불어 과학기술의 발전은 주목할만한 수준에 이르렀다. 특히 과학기술에 의한 급속한 성장으로 인해 부가적으로 쓰레기 매립지의 설치에 대한 부담을 가중시키고 있다. 본 연구는 동결/융해하는 동안 매립층의 거동에 대한 기본적인 지식을 제공하고 문제점을 명백히 규명하는데 있다. 본 연구를 위하여 현장의 매립지와 유사한 기후조건 및 경계조건, 강우조건 등을 재현하는 대형 실내모형장비를 사용하였다. 점토와 시멘트, 무기물 광물을 혼합하여 제작된 고화처리층은 지지력을 목적으로 하는 45cm의 고화토층과 차수를 목적으로 하는 30cm의 불투수층의 $P_A$와 $P_B$층으로 구성되었으며 고화처리층 하부에는 30cm의 지하수 배제층, 상부에는 60cm의 침출수 집배수층으로 설계하였다.
이 연구는 오염원 유출을 방지하기 위한 해상폐기물매립장 차수시스템에 요구되는 적절한 기준을 제안하기 위해 수행되었다. 차수시스템은 바닥층과 연직벽으로 구성된다. 바닥층은 불투수 점토층으로 연직벽은 이중벽체로 외곽벽체는 강관쉬트파일로 외력에 대한 저항을 담당하고 연직내부벽체가 차수를 담당하는 것으로 가정하였다. SEEP/W와 CTRAN/W 프로그램을 이용하여 침투-이류-분산 해석을 정상류 및 비정상류 조건에서 실시하였다. 해석결과, 정상류 조건에서 비정상류 조건 보다 오염원 이동이 크게 나타나 설계관점에서 차수기준은 정상류조건에서 산정된 값을 적용하는 것이 타당한 것으로 나타났다. 바닥층의 점토지반이 균질하고 연직차수시스템의 시공에 문제가 없다는 전제하에 정상류조건에서 오염원 이동의 차수에 요구되는 점토층 및 연직차수벽의 투수계수, 두께, 근입깊이 등이 제안되었다.
본 연구는 비정상류 조건에서 오염원 유출을 방지하기 위한 경사식호안 해상폐기물매립장 차수시스템에서 오염원의 이동을 알아보기 위하여 해석을 수행하였다. 차수시스템은 바닥과 측면으로 구성하였다. 바닥차수시스템은 불투수 점토층이 측면차수시스템은 HDPE 차수시트가 주 역할을 하고 부수적으로 중간보호층이 차수를 담당한다. SEEP/W와 CTRAN/W 프로그램을 이용하여 침투·이류 분산 해석을 실시하였다. 해석결과, 조석에 따른 수위변동을 고려한 비정상류 조건 하 에서의 전수두, 간극수의 유속벡터가 시간에 따라 크기 및 방향이 바뀌고 오염원 분산 농도가 변화하였다. 조석차 2m일 경우와 8m일 경우를 비교하면 조차가 클수록 비정상류조건에서의 오염물의 농도가 증가하였다. 오염원 농도 변화율이 조석의 변화에 따라 오염원 농도 변화율 기울기의 변화되어 결과적으로 오염원 유출이 정상류 상태에 비하여 작은 것으로 나타났다.
A subsurface containment system which is constructed by pumping a gelling liquid (Colloidal Silica) into the unsaturated medium is investigated by developing a mathematical model and conducting numerical simulations. The proposed model is verified by comparing experimentally and numerically determined hydraulic conductivities of gel-treated soil columns at different Colloidal Silica (CS) injection volumes. The numerical experiments indicate that an impermeable gel layer is formed within the time period twice the gel-point. At the Same normalized time, the CS solutions with lower NaCl concentrations result ill further migration and poor Performance in plugging the pore space.
Clothing ventilation was investigated using a manikin wearing an impermeable overall under an isothermal condition, in which the ventilation occurred only through the openings. The ventilation volume was estimated by both microenvironment volume and ventilation rate, where, the microenvironment volume was measured by an air subsitution method and the ventilation rate by a trace gas method. Microenvironment volume of the experimental garment was about 21.0 liters. Even though it was certainly affected by the distance from the opening, the ventilation rate was more significantly influenced by the opening area and the shape of air layer in the clothing. The volume of air exchange in the clothing microenvironment was affected greatly by the microenvironment volume and the opening area, and it was different for each part of the body with bigger air exchange volume in the microenvironment of the leg as compared to that of the arm.
해상 폐기물매립지에서 내부 침출수의 외부 유출을 방지하기 위하여 차수공이 필수적으로 요구된다. 이를 위해 경사식 호안의 경우에는 사면부에 차수시트가 설치된다. 사면부에 설치된 차수시트의 하부 지반에서의 연장설치범위에 따른 침투차단효과를 평가하기 위하여 SEEP/W를 이용하여 침투해석을 실시하였다. 해석결과, 해저지반에 저투수성 지층이 분포되어 있으면 차수시트를 호안 사면끝단으로부터 점토층 상부면으로 1m 이상 연장하여 설치하여야 침투방지에 효과가 있는 것으로 나타났다. 하부지반에 투수성이 큰 사질토층이 존재하는 경우에는 폭 1m 이상을 저투수성으로 개량하고 차수시트를 1m 이상 연장하여 설치하는 것이 효과적인 것으로 나타났다.
익산 쌍릉은 대왕릉과 소왕릉을 포함하는 명칭으로 백제 사비기(538~660 AD)의 횡혈식석실묘이다. 소왕릉의 발굴과정에서 노출된 봉분 동측 토층은 하부로부터 기반층, 정지층, 백제시대 판축층, 도굴층 및 일제강점기 복토층으로 나눌 수 있다. 이 연구를 위해 층준을 세분하여 시료를 확보하고 재료학적 특성을 분석하였다. 토층의 입도분석 결과, 대체로 사양토의 토성을 보이며, 백제시대 판축토층에서는 양질사토가 성토되어 있고 그 위로 사양토가 판축의주를 이룬다. 백제층의 중앙부와 최상부에는 점토 함량이 많고 일정한 입도를 가진 양토를 사용하였다. 모든 토층은 층위에 따라 약간의 차이가 있지만, 유사한 지구화학적 거동특성을 보여 토양의 모재와 성인은 거의 같은 것으로 나타났다. X-선 회절분석으로 모든 층위에서 카올리나이트를 동정하였으며, 주사전자현미경으로 카올리나이트와 할로이사이트를 확인하였다. 따라서 소왕릉 봉분의 백제시대 판축토층은 유적 일대에서 조달한 고령토가 함유된 사양토로 성토하였으며, 중상부에 점성이 강한 양토를 사용하여 불투수층을 조성하고 봉분 최상부를 밀실하게 마감한 것으로 해석된다.
강우로 인하여 사면을 구성하는 흙의 상태는 복잡한 과정을 거치며, 이와 동반된 사면의 활동은 흙의 역학적 거동의 변화뿐만 아니라, 강우와 관계된 기상특성, 지층구조의 특성, 지형적 특성 등 다양한 요소에 의존적이다. 본 논문에서는 여러 요소 중 사면의 토층 두께의 변화에 따른 사면활동 양상 및 그와 수반되어 토체내에서 변화하는 흡입력과 체적함수비의 변화양상을 확인할 수 있다. 사면의 토층이 어느 정도 두꺼운 경우 침투선단의 하향이동이 관측되었으며, 침투선단이 도달한 위치에서는 일정한 크기의 흡입력이 감소하여 부의 간극수압이 영에 가까운 값을 보이는 것이 관측되었다. 침투선단이 불투수층인 토조 바닥에 도달한 이후 침투선단의 상향이동이 관측되었으며 이러한 관측결과는 다양한 크기의 공극의 존재에 의한 것으로 판단된다. 크기가 큰 공극이 존재하는 경우 모세관현상으로 인한 공극의 채움 효과는 다소 줄어들 수 있으며 하항 침투 시 덜 채워진 공극은 침투선단이 바닥면에 도달한 이후 다시 상향으로 이동할 경우 채워지는 것으로 판단된다. 이러한 가정은 체적함수비의 변화과정에서 확인되었다. 또한 조립토를 대상으로 하는 본 실험에서 토체의 두께가 두꺼운 경우(20cm) 사면의 활동은 침식에 의한 것으로 관측되었는데, 침식의 개시는 상부 표층의 흙이 완전히 포화된 경우 시작하는 것으로 확인되었다. 이에 비해 토층의 두께가 얇은 경우(10cm) 침식활동 보다는 사면전체가 덩어리로 활동하는 양상이 관측되었는데, 사면의 활동시점은 침투선단이 사면의 바닥에 도달한 시점으로 확인되었다. 이 경우 침투선단이 사면의 바닥면에 도달하면서 사면의 바닥면과 토조면 상에서의 마찰저항의 감수 침투로 인한 토체의 중량 증가 등의 요인이 상호 복합적으로 사면활동에 작용하는 것으로 판단된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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