• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제13권4호
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• pp.45-51
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• 2012

불포화토를 대상으로 $K_0$ 압밀조건에서 삼축시험을 수행하여 전단강도를 분석하였다. 불포화 삼축압축시험에서는 대구지역에 있는 풍화토 시료를 성형하여 다양한 모관흡수력을 조절하였다. 건조 및 습윤 시 함수특성시험을 수행하여 실험치들을 van Genuchten 곡선으로 모델하였다. 함수특성곡선으로부터 모관흡수력이 유효응력에 기여하는 성분을 평가할 수 있다. 이로부터 유효응력을 산정하였으며 유효응력에 따른 전단강도를 결정하였다. 다양한 모관흡수력에 따른 전단강도는 유효응력으로 기술하였을 때, 유일한 직선으로 나타나며 포화토의 파괴포락선과 일치함을 알 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제33권6호
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• pp.37-48
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• 2017

불포화 지반의 전단강도와 투수계수 산정에 이용되는 함수특성곡선은 건조과정과 습윤과정으로 나뉘며, 동일한 체적함수비에서 다른 흡수력을 나타내는 이력현상을 보인다. 강우 침투시 불포화 지반의 현장 거동은 습윤과정에 가깝게 발생하므로 수치해석 시에 습윤과정이 적용되어야 한다. 하지만 습윤과정이 건조과정보다 습득하는 시간이 오래 걸리기 때문에 주로 건조곡선이 사용되고 있다. 이를 보완하기 위해 건조곡선으로 습윤곡선을 추정하는 방법이 연구되어 왔으나, 방법이 복잡하고 잘 맞지 않는다. 따라서, 본 연구에서는 기존 자료를 바탕으로 습윤곡선 추정이 가능한 간편법을 제안하고 적용성을 검토하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제22권7호
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• pp.55-64
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• 2006

풍화 사면은 지속적인 강우로 인하여 얕은층에서 파괴가 일어나고 있다. 이러한 파괴들은 주로 강우 침투로 지표면에서의 습윤대의 형성과 이로 인한 흡수력의 감소에 기인한다. 본 연구에서는 대표적인 풍화사면인 화강 풍화토 및 편마풍화토에 대한 함수특성곡선의 건조-습윤 이력과 선행강우 조건을 활용하여 시간에 따른 불포화 침투 해석을 인공적인 강우 강도와 지속시간을 설정하여 실시하였다. 그 결과 풍화 사면의 불포화 침투는 깊이별로 선행 강우에 의한 초기 흡수력과 이력에 따른 불포화 투수계수에 많은 영향을 받는 것으로 나타났다. 또한 화강풍화토가 편마풍화토 보다 상대적으로 작은 공기 함입값, 잔류 흡수력, 그리고 습윤 전면 흡수력을 가지고 있으며 이력 loop가 작아서 침투에 대한 흡수력의 변화 반응이 매우 빠름을 확인할 수 있었다.

• 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.

• 한국토양비료학회지
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• 제28권3호
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• pp.227-232
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• 1995

토양수분장력을 실측하지 않고도 토양수분장력을 추정하기 위하여, 입경분포가 서로 다른 10가지 토성의 134점 토양시료를 채취하여 토양수분함량과 토양 수분장력을 측정한 후 scaling technique을 이용하여 토양수분특성곡선을 추정할 수 있는 모형을 개발하고, 별도의 205개 토양에 대하여 이 모형에 대한 실효성 검정을 한 결과는 다음과 같다. 1. 토양수분함량 측정치(${\theta}i$)에 대하여 토양수분장력이 10KPa 때와 1.5MPa 때의 수분함량을 이용하여 ${\theta}^*=[{\theta}i-{\theta}(1.5MPa)]$/$[{\theta}(10KPa)-{\theta}(1.5MPa)]$와 같이 scale변화된 수분함량(${\theta}^*$)을 구하도록 하였다. 2. Scale변환된 수분함량(${\theta}^*$)을 이용하여 토양수분 특성곡선을 구한 결과 토성별 계수의 차이가 거의 없이 H[unit : 0.1MPa]=$0.13{\cdot}({\theta}^*)^{-2.04}$로 나타낼 수 있었다. 3. 포장용수량과 위조점에서의 수분함량은 scale변환된 모래([S]) 및 미사함량([Si])과 유기물함량([OM])을 다음 식에 의해 그 추정이 가능하였다. ${\theta}(10KPa)=26.80-3.99ln[S]+2.36{\sqrt{[Si]}}+2.88[OM]$ ($R=0.81^{**}$) ${\theta}(1.5KPa)=15.75-2.86ln[S]+0.55{\sqrt{[Si]}}+0.70[OM]$ ($R=0.76^{**}$) 위 식에 의해 205개 토양별로 $\theta$(10KPa) 및 $\theta$(1.5MPa)를 측정한 후 이 값에 의거하여 산출된 ${\theta}^*$를 추정식에 적용하여 ${\theta}(1/30MPa)$를 추정하고 이 추정치와 실측치를 1 : 1 line상에서 비교해 본 결과, 실측치와 추정치는 아주 근사한 값($R=0.85^{**}$)을 나타내었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제28권2호
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• pp.33-42
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• 2012

본 연구에서는 토립자의 입경과 입도분포가 불포화토의 흙-수분특성에 미치는 영향을 검토하고자 하였다. 이를 위해 축이동기법이 적용된 시험장치를 이용하여 현장에서 채취한 새만금실트에 대해 함수특성시험을 실시하였다. 비교를 위해 주문진 표준사에 대해서도 시험을 실시하였다. 시험으로부터 측정된 모관흡수력과 체적함수비를 토대로 van Genuchten 모델에 대한 흙-함수특성곡선을 추정하였다. 추정된 함수특성곡선의 비교분석결과 포화체적함수비, 잔류체적함수비 그리고 공기함입치 모두 모래보다 실트에서 더 높게 나타났으며, van Genuchten 모델의 계수 ${\alpha}$, $n$, $m$ 모두 실트보다 모래에서 더 크게 나타났다. 이는 불포화토의 흙-함수특성곡선은 흙의 구조적 특성(간극크기, 형태, 분포)과 밀접한 관계를 가지며 상대적으로 입경이 크고 입도분포가 불량한(다시 말해, 간극크기가 크고 간극분포가 균등한) 조립토일수록 포화체적함수비, 잔류체적함수비, 그리고 공기함입치가 작고, 모관흡수력 변화에 따른 체적함수비의 변화율이 크며, 따라서 전이 영역의 범위가 좁게 나타나는 경향이 있다는 것을 보여준다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제24권5호
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• pp.117-127
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• 2008

본 논문에서는 불포화 상태로 존재하는 다짐 지반에 대하여 함수특성곡선의 획득뿐만 아니라 다양한 모관흡수력 변화에 따른 탄성계수 평가를 위해 종래의 압력판 추출 시험기(VPPE)를 개선하였다. 이를 위해, 비파괴 시험이 가능한 벤더엘리멘트(BE) 시험 시스템을 도입하여 전단파 속도와 최대 전단탄성계수를 평가하였다. 개발된 시험 시스템을 이용하여 시공 중인 국내 도로 현장에서 채취된 3종의 노상토에 대해 모관흡수력 및 함수비 변화에 따른 최대 전단탄성계수의 변화를 평가하였다. 또한 시험결과를 기존의 모관흡수력 조절 비듦전단시험 및 현장 탄성파 시험으로부터 획득한 결과와 비교함으로써 개발된 시험 시스템의 타당성을 검증하였다. 본 연구에서 제안된 새로운 VPPE-BE 시스템은 향후, 탄성계수의 계절적 변화 모델 개발을 위한 도구로서의 효율적인 적용이 가능함을 확인하였다

• 한국토양비료학회지
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• 제39권6호
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• pp.329-333
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• 2006

유기물 함량이 많은 난지권 제주도의 화산회 토양에서의 수분함량과 토양수분 장력과의 관계를 파악하는 것이 밭작물이 주로 재배되는 제주도 특성상 계획적인 관개관리를 통해 효율적인 물 관리를 가능하게 할 것이므로 이를 위해 본 연구는 토양수분 장력을 실측하지 않고 추정할 수 있도록 유기물 함량이 다른 토색별 토양수분특성곡선을 작성하고자 하였다. 유기물 함량에 차이가 많이 나는 세 가지 색의 토양을 이용해 토양수분 장력별로 토양수분 함량을 측정한 후 scaling 기법을 이용해 토양수분 특성곡선 추정모형을 작성했다. 암갈색, 농암갈색, 흑색으로 구분이 가능한 화산회 토양을 토색별로 살펴보면, 토성이 동일하더라도 유기물함량이 높은 화산회 토양일수록 토색이 진한 경향을 보여 토색에 미치는 유기물 함량의 영향을 판단할 수 있었다. 토색별 토양수분 특성곡선은 흑색토, 농암갈색토, 암갈색토의 순으로 수분 보유능의 차이를 보였으며, 이들도 scaling 기법을 통해 토양수분장력을 dimensionless water content의 멱함수 형태로 단일화 시킬 수 있었다. 또한, scale 변환 수분함량을 이용해 주로 토양수분 특성을 해석하는데 많이 이용되고 있는 van Genuchten 모형에 적용할 수 있는 매개변수들을 토양시료 전체에 대해, 그리고 각각의 토색별로 작성하였다. 이들 함수는 로지스틱(logistic) 형태를 보였다. 결과적으로 토양수분 곡선특성 추정모형은 수리특성의 기본이 되어 농경지에서의 물의 이동특성을 해석하는 밑바탕이 될 것이며, van Genuchten 변수들은 유기물 함량이 높은 지역에서 SWAT 등의 다양한 수문모형들에 적용이 가능할 것이다.