• 한국지반공학회논문집
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• 제34권3호
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• pp.5-12
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• 2018

불포화 투수계수 추정을 위하여 부정류 유출 및 흡입시험을 수행하였고 그 결과를 이용하여 역해석을 수행하였다. 부정류 수리특성을 이용하면 함수특성곡선 및 불포화투수계수를 정확하고 효율적으로 구할 수 있다. 본 연구에서 세가지 시료에 대한 실험을 세분화된 모관흡수력에 대하여 실행하고 시간에 따른 함수비의 변화를 정밀하게 측정하였다. 역해석과 실험결과를 비교한 결과, 시간에 따른 유량의 변화를 신뢰성 있게 계산할 수 있었다. 역해석의 해로 구한 함수특성곡선에서는 실험결과와 근사하게 나타났다. 불포화 투수계수곡선에서는 함수특성곡선으로부터 이론적으로 구한 곡선과 비교하였으나 역해석 결과와는 다소 차이를 보였다. 하지만 실험적 및 해석적 기법을 병행하여 획득한 불포화 수리적 거동이 실제거동에 부합된다고 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제34권9호
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• pp.19-32
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• 2018

본 연구에서는 무선센서네트워크기술(Wireless Sensor Network, WSN)의 산사태 모니터링 적용성을 연구하였다. WSN시스템은 IEEE 802.14e 표준규격을 사용하는 데이터의 수집과 전달을 위한 센서노드와 데이터를 수집 처리하고 최종 서버로 전송하는 게이트웨이로 구성하였다. 센서네트워크의 토폴로지는 유연성과 신뢰성이 높은 메쉬형을 채택하였으며, 서울시의 총 3개소에 테스트베드를 구축하였다. 산사태를 모니터링 하기 위하여 각 센서노드에는 함수비계, 모관흡수력계, 경사계, 강우량계를 설치하였다. 센서노드의 배치를 위해 산사태 위험도 해석, 임목밀도 및 지형분석을 통한 통신범위 분석을 수행하였다. 측정된 계측 데이터를 분석한 결과 네트워크의 연결은 양호하게 나타났으며, 강우에 의한 지반의 반응이 실내에서 측정한 함수비-모관흡수력과 유사한 결과를 나타났다. 따라서, 테스트베드 사례를 통해 산사태 모니터링에 적용이 가능함을 확인하였다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제12권2호
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• pp.1-11
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• 2013

지하매설구조물인 상수도관 주변 지반의 간극수 동결로 상수도관의 변형에 영향을 미칠 수 있다. 이에 최근에는 현장 계측을 통한 포장 하부구조체의 함수비를 주기적으로 측정하기 위해서 미국 Campbell사의 TDR(time domain reflectometry) CS616 함수량계와 독일의 IMKO사 제품의 TRIME FM를 이용한 수동 함수량계 TRIME P3, T3 Probe를 사용하고 있다. 일반적으로 TDR 함수량계와 TRIME 수동 함수량계는 흙의 종류, 입도, 다짐도, 온도 등에 의해 오차가 유발될 수 있기 때문에, 현장의 시료를 사용하여 TDR 함수량계의 실내보정실험을 반드시 수행해야 한다. 즉, TDR함수량계의 매뉴얼에서는 일반적인 흙의 보정방정식을 제안하고 있지만 현장 적용시에는 반드시 보정실험을 수행하도록 권고하고 있다. 본 연구에서는 상수관 등 지하매설구조물의 주변의 다양한 채움재료를 사용하여 실내 보정 실험을 수행하였으며, 이 결과로부터 TDR함수량계인 CS616, TRIME-T3, TRIME-P3의 보정모델식을 제안하였으며, 보정식에 대한 현장검증을 수행하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제29권12호
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• pp.25-34
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• 2013

본 논문에서는 계절적 환경변화로 인한 습윤-건조 반복과정에 노출되는 옹벽구조물의 거동에 관한 축소 모형실험 연구 내용을 다루었다. 이를 위해 먼저 습윤-건조 과정을 모사할 수 있는 모형 옹벽 실험 장치를 구축하고 강우강도 및 뒤채움흙의 종류 등을 매개변수로하여 다양한 조건에 대한 실험을 수행하였다. 그 결과 강우로 인한 습윤-건조 반복 과정은 옹벽의 변위를 증가시키고 토압을 증가시키는 등 거동 측면에서 불안정성을 야기시킬 수 있는 인자로 검토되었다. 한편, 전반적으로 첫 번째 습윤-건조 사이클에서 변위가 가장 크게 발생하고 그 이후 습윤 사이클에서의 변위 증가량은 사이클이 진행되면서 감소되는 것으로 관찰되었다. 아울러 이러한 습윤-건조 반복과정의 영향은 뒤채움흙의 종류에 따라 그 정도가 차이나는 것으로 나타났으며 세립분 함유량이 클수록 습윤-건조 반복작용의 영향이 큰 것으로 검토되었다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제18권5호
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• pp.535-543
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• 2019

Building on/with expansive soils with no treatment brings complications. Compacted expansive soils specifically fall short in satisfying the minimum requirements for transport embankment infrastructures, requiring the adoption of hauled virgin mineral aggregates or a sustainable alternative. Use of hauled aggregates comes at a high carbon and economical cost. On average, every 9m high embankment built with quarried/hauled soils cost $12600MJ.m^{-2}$ Embodied Energy (EE). A prospect of using mixed cutting-arising expansive soils with industrial/domestic wastes can reduce the carbon cost and ease the pressure on landfills. The widespread use of recycled materials has been extensively limited due to concerns over their long-term performance, generally low shear strength and stiffness. In this contribution, hydromechanical properties of a waste tyre sand-sized rubber (a mixture of polybutadiene, polyisoprene, elastomers, and styrene-butadiene) and expansive silt is studied, allowing the short- and long-term behaviour of optimum compacted composites to be better established. The inclusion of tyre shred substantially decreased the swelling potential/pressure and modestly lowered the compression index. Silt-Tyre powder replacement lowered the bulk density, allowing construction of lighter reinforced earth structures. The shear strength and stiffness decreased on addition of tyre powder, yet the contribution of matric suction to the shear strength remained constant for tyre shred contents up to 20%. Reinforced soils adopted a ductile post-peak plastic behaviour with enhanced failure strain, offering the opportunity to build more flexible subgrades as recommended for expansive soils. Residual water content and tyre shred content are directly correlated; tyre-reinforced silt showed a greater capacity of water storage (than natural silts) and hence a sustainable solution to waterlogging and surficial flooding particularly in urban settings. Crushed fine tyre shred mixed with expansive silts/sands at 15 to 20 wt% appear to offer the maximum reduction in swelling-shrinking properties at minimum cracking, strength loss and enhanced compressibility expenses.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제12권3호
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• pp.63-67
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• 2011

실무에서 불포화토의 적용이 증가하고 있다. 불포화토의 가장 큰 특징은 체적함수비와 모관흡수력의 관계를 나타내는 함수특성곡선이다. 일반적으로 체적함수비는 측정의 어려움으로 인하여 중량함수비를 측정한 후 관계식을 통하여 체적함수비를 구한다. 이 경우 흙의 간극과 비중을 이용하여 관계식이 성립되는데 사실 물은 흙 입자 자체에도 포함되어 있다. 그러므로 실제 체적함수비는 중량함수비를 관계식으로 변화한 값과 다르게 된다. 본 연구에서는 실험을 통하여 얻어진 흙 입자의 흡수율을 고려하여 체적함수비와 중량함수비의 관계를 제시하는 데 있다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제38권8호
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• pp.39-52
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• 2022

사면의 안전율과 임계활동면을 다층 퍼셉트론 신경망(multi-layer perceptron, MLP)을 이용하여 구할 수 있도록 훈련하였다. 사면의 형상은 한국의 설계기준을 참고한 단순 사면으로, 건조한 경우와 지하수위가 존재하는 경우를 모두 고려하였으며 사면을 구성하는 토질의 물성은 세립분을 포함한 사질토로 고려하였다. 훈련에 필요한 데이터를 만들 때 한계평형해석법을 이용하여 42,000가지 경우의 사면안정해석을 수행하였고, 지하수위가 고려된 도메인의 해석에서 불포화토의 모관흡수력으로 인한 유효응력 증가를 고려하였다. 지하수와 유효응력의 분포를 사면안정해석에 적용할 수 있도록 정상상태 침투 해석을 수행하였다. 사면을 표현하는 물성을 입력하면 안전율과 원호 파괴면을 예측할 수 있는 MLP 모델과 모델의 성능을 정량적으로 평가할 수 있는 방법을 제시하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권3C호
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• pp.167-178
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• 2008

본 연구에서는 실제 풍화토 사면에 대하여 침투해석과 안정해석을 수행하여 강우에 따른 사면의 붕괴를 재현하였다. 불교란시료를 채취하여 불포화토 물성을 실험적으로 직접 획득하여 실제 강우량에 의하여 침투해석을 수행한 결과, 토사층과 암층의 경계부를 중심으로 간극수압이 증가하는 경향이 나타났다. 또한 안정해석을 수행한 결과 안전율이 1.0미만으로 감소하여 실제 사면의 붕괴를 재현할 수 있었다. 또한 설계 강우강도에 의하여 침투해석을 수행한 결과 선행강우 및 강우기간에 따른 침투효과를 고려하기 곤란하였다. 이로 인하여 토사층의 수두변화가 크게 발생하지 못하였고 사면의 안전율이 1.0이상으로 나타났다. 또 다른 붕괴 사면의 경우에는 불포화토의 정수들을 인공신경망기법으로 추정하였다. 침투해석 결과 토사층과 연암층 경계부를 중심으로 포화대가 뚜렷하게 형성되었으며 이로 인하여 토사층의 안전율이 1.0미만으로 감소하였다. 이러한 기법을 통하여 실제 사면의 붕괴를 재현하는 것이 가능하다고 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권5C호
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• pp.191-198
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• 2009

국내 풍화사면에서의 표면파괴는 주로 강우에 의한 침투로 인하여 발생한다고 알려져 있다. 이러한 파괴는 표면토사부에 강우로 인한 하향 침투수에 흡수력의 감소와 습윤대의 증가에 의하여 야기된다. 따라서 국내에 흔히 존재하는 편마계열 풍화사면토를 대상으로 강우로 인한 습윤 경로 및 그 추이를 현상학적인 접근법으로 살펴볼 필요가 있다. 이에 본 논문에서는 풍화토를 대상으로 습윤 함수특성곡선에 대한 실내실험을 수행하고 결과를 활용하여 강우시 불포화 사면안정해석을 실시하였다. 기존 문헌의 자료에서 현장의 함수특성이 실내시험에서의 습윤경로에서 잘 반영하고 있어 상계 조건으로 실내시험에서 구한 습윤경로 함수특성곡선을 사면해석에 활용하는 것도 합리적임을 알 수 있다.

• 지질공학
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• 제21권2호
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• pp.133-145
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• 2011

본 연구는 불포화 풍화토별 강우지속시간 및 비강우시간에 따른 강우침투속도 관계를 파악하기 위하여 국내에서 산사태 발생빈도가 높은 선캠브리아기 편마암 풍화토와 백악기 화강암 풍화토를 대상으로 불포화 풍화토 칼럼시험을 하였다. 본 연구에서는 일정시간 간격으로 체적함수비를 측정하기 위하여 함수비 측정 TDR센서를 이용하였다. 강우강도 조건은 20 mm/h로 선정하여 연속강우와 반복강우를 재현하였으며, 반복강우의 경우 강우시간과 비강우시간을 조절하였다. 그리고 흙의 단위중량 조건은 편마암 풍화토의 경우 현장 건조단위중량보다 낮고 칼럼상부유출이 일어나지 않는 1.35 $g/cm^3$, 화강암 풍화토의 경우 현장 건조단위중량인 1.21 $g/cm^3$로 선정하였다. 편마암 풍화토와 화강암 풍화토 총 강우량 200 mm인 조건에서 $2.090{\times}10^{-3}{\sim}2.854{\times}10^{-3}$ cm/s와 $1.692{\times}10^{-3}{\sim}2.012{\times}10^{-3}$ cm/s로 총 강우량 100 mm에서의 $1.309{\times}10^{-3}{\sim}1.871{\times}10^{-3}$ cm/s와 $1.175{\times}10^{-3}{\sim}1.581{\times}10^{-3}$ cm/s보다 강우침투속도가 빠르게 나타났다. 이는 동일 시간당 토층 내 주입되는 물의 양이 200 mm조건에서 100 mm조건보다 많기 때문이다. 완전 건조 상태의 강우침투속도와 강우가 반복되어 물을 함유하고 있는 상태의 강우 재침투속도를 비교해 보면, 편마암 풍화토와 화강암 풍화토의 최초 강우침투속도인 $1.309{\times}10^{-3}{\sim}2.854{\times}10^{-3}$ cm/s와 $1.175{\times}10^{-3}{\sim}2.012{\times}10^{-3}$ cm/s보다 강우 재침투속도가 $1.307{\times}10^{-2}{\sim}1.718{\times}10^{-2}$ cm/s와 $1.789{\times}10^{-2}{\sim}2.070{\times}10^{-2}$ cm/s로 높게 나타났다. 이는 토층 내 공기의 함입량이 줄어들어서 불포화 투수계수에 영향을 미치는 흡입력(matric suction)이 감소한 것이 원인으로 생각된다.