• 한국지반공학회논문집
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• 제21권2호
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• pp.17-26
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• 2005

함수특성곡선은 불포화지반에서의 해석과 물성 추정 등에 반드시 고려해야 하는 지반의 고유 특성이다. 하지만 기존의 실험장비에 의한 실험 중에 발생되는 시료의 부피변화는 함수특성곡선 결과에 영향을 비치게 된다. 따라서 본 연구에서는 함수특성곡선 실험 중에 발생되는 부피변화를 측정하여 보다 정확한 함수특성곡선을 얻고자 하였다. 그리고 실험과정 중에 관측된 간극비의 변화를 통해 실험 초기의 포화과정이 시료의 구조를 변화시키고 있음을 알 수 있었다. 따라서 본 연구에서는 기존의 설험방법으로 실험을 수행한 시료에 대해 실험 초기의 포화과정을 생략한 실험을 수행하여 간극비의 변화가 상대적으로 크게 감소하는 것을 알 수 있었으며, 그 결과들을 비교, 분석하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2002년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.139-146
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• 2002

The characteristics and prediction model for the shear strength of unsaturated residual soils was studied. In order to investigate the influence of the net normal stress on the shear strength, unsaturated triaxial tests and SWCC tests were carried out varying the net normal stress, and the experimental data for unsaturated shear strength tests were compared with predicted shear strength envelopes using existing prediction models. It was shown that the soil - water characteristic curve and the shear strength of the unsaturated soil varied with the change of the net normal stress. Therefore, to achieve a truly descriptive shear strength envelope for unsaturated soils, tile effect of the normal stress on the contribution of matric suction to the shear strength has to be taken into consideration. In this paper, a modified prediction model for the unsaturated shear strength was proposed.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제7권3호
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• pp.103-114
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• 2002

불포화토양내 물의 흐름과 유기오염물질의 이동현상을 예측하기 위해서는 불포화토양의 토양수분곡선을 구하는 것이 필수적이다. 입자크기분포로부터 토양수분곡선을 직접 구하는 물리경험적 방법이 많은 연구자들에 의해 제안되고 적용되어왔다. 이 방법은 공극크기분포가 직접적으로 입자크기분포와 상호 연관되어있다는 개념을 이용한 것으로, 입자크기분포곡선을 산정하는 방법이 토양수분곡선추정에 영향을 미칠 수 있다는 것을 의미한다. 본 연구에서는 Arya-Paris 모형을 이용한 토양수분곡선 추정이 어떠한 입자크기분포모형을 선택하는가에 따라 영향을 받는지를 알아보고자 하였다. 1∼4의 추정변수를 갖는 4개의 입자분포곡선 모형을 사용한 결과 단지 1개의 추정변수를 갖는 Jaky모형이 더 많은 추정변수를 가진 모형보다 토양수분곡선을 잘 예측하였다. Jaky모형의 우월한 예측력은 아마도 현장토양이 가지는 구조적 특성 때문인 것으로 사료된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제32권4C호
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• pp.169-175
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• 2012

불포화토의 함수특성은 구속효과 및 이력현상에 따라 변화한다. 이로 인하여 불포화 지층의 유효응력을 정의할 때, 모관흡수력이 기여하는 효과가 깊이에 따라 변화하거나 침투 및 증발과정에서 상이하게 나타난다. 불포화토의 유효응력은 흡수응력 특성곡선에 근거하여 일반화 할 수 있다. 이러한 일반화를 위해서, 구속응력과 함수특성곡선의 관계를 찾는 것이 필요하다. 본 연구에서는 다양한 구속응력을 가한 상태에서 압력판 추출시험을 수행하고 건조 및 습윤과정에서 나타나는 함수특성의 이력현상을 획득하였다. 그리고 각 이력과정에 대한 유효 체적함수비와 모관흡수력 관계를 구할 수 있었다. 이로부터 모관흡수력에 따른 흡수응력 특성곡선을 정의할 수 있었다. 또한 삼축시험시 구한 불포화 전단강도로부터, 흡수응력과 유효응력을 모관흡수력으로부터 구할 수 있었다. 함수특성에 근거한 유효응력 파괴규준은 유일하게 나타났으며 포화시 파괴포락선과 일치하였다. 삼축시험으로부터 구한 흡수응력은 대표 함수특성곡선으로부터 구한 것과 유사하게 나타났다. 따라서 각 이력과정에서 구속효과에 대하여 함수특성곡선이 유일하게 정의될 수 있음을 입증하였다.

• 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.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제11권5호
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• pp.53-60
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• 2010

불포화토의 역학적 성질을 규명하기 위한 가장 기본적인 요소인 함수특성곡선을 연구하기 위하여 대구 팔공산 지역의 화강풍화토를 대상으로 함수특성곡선시험을 수행하였다. 기존의 함수특성곡선 실험은 상재하중과 체적변형의 고려없이 실시하였지만, 본실험은 두요소를 고려하기 위하여 기존의 실험장비인 압력판 추출기를 개량하여 함수특성곡선 실험을 실시하였다. 시험과정에 있어 상재하중은 0, 25, 50, 75, 100kPa을 가하였으며, 체적변형은 각 단계마다 측정하였다. 본 실험의 시료를 통한 함수특성곡선 실험 결과는 상재하중의 증가에 따라 동일한 모관흡수력에서 낮은 체적함수비를 가졌으며, 공기함입치는 증가하였다. 또한 전이영역 구간의 기울기는 감소하는 결과를 나타내었으며 이력현상은 줄어드는 결과를 보였다. 포화도는 상재하중의 증가에 따라 동일한 흡수력에서 큰 값을 나타내었으며 건조과정보다는 습윤과정이 큰 값을 나타내었다. 체적변화를 고려한 함수특성곡선은 미고려한 함수특성곡선보다 미세하게 큰 값을 나타낸다. 본 실험의 실측치와 Fredlund와 Xing(1994)의 이론식은 잘 부합하는 결과를 나타내었으며, 상수값 a, n, m값은 상재하중에 따라 기존의 연구결과와 비슷한 양상을 보였다.

• 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.

• Geomechanics and Engineering
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• 제23권2호
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• pp.139-149
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• 2020

Piles are widely used in structural foundations of engineering projects. However, the deformation of the soil around the pile caused by driving process has an adverse effect on adjacent existing underground buildings. Many previous studies have addressed related problems in sand and saturated clay. Nevertheless, the failure mechanism of pile driving in unsaturated soil remains scarcely reported, and this issue needs to be studied. In this study, a modeling test system based on particle image velocimetry (PIV) was developed for studying deformation characteristics of pile driving in unsaturated silt with different water contents. Meanwhile, a series of direct shear tests and soil-water characteristic curve (SWCC) tests also were conducted. The test results show that the displacement field shows an apparent squeezing effect under the pile end. The installation pressure and displacement field characteristics are sensitive to the water content. The installation pressure is the largest and the total displacement field is the smallest, for specimens compacted at water content of 11.5%. These observations can be reasonably interpreted according to the relevant unsaturated silt theory derived from SWCC tests and direct shear tests. The variation characteristics of the soil displacement field reflect the macroscopic mechanical properties of the soil around the pile.

• 한국지반공학회논문집
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• 제32권7호
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• pp.15-24
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• 2016

보은 화강암 풍화토에 대한 불포화 특성을 조사하기 위하여 자동 흙-함수특성곡선 시험장치를 이용하여 건조 및 습윤과정에 따른 모관흡수력과 체적함수비를 측정하였다. 이를 토대로 van Genuchten(1980)의 방법을 이용하여 흙-함수특성곡선(SWCC)을 산정한 결과 유효포화도에 따른 모관흡수력은 S자형의 비선형적인 관계를 나타내며, 건조 및 습윤과정을 거치는 동안 이력현상이 발생되었다. Lu and Likos(2006)의 방법을 이용하여 흡입응력특성곡선(SSCC)을 산정한 결과 유효포화도가 낮은 경우 건조과정의 흡입응력은 일정하게 유지되나 습윤과정의 흡입응력은 증가하는 경향을 보인다. 그러나 유효포화도가 큰 경우에는 동일한 유효포화도에서 건조과정의 흡입응력이 습윤과정의 흡입응력보다 크게 발생되었다. 한편 계수추정방법의 하나인 van Genuchten(1980)의 방법을 이용하여 투수계수함수(HCF)를 산정한 결과 모관흡수력이 증가함에 따라 불포화 투수계수는 감소하며, 모관흡수력에 따른 불포화 투수계수의 감소 속도는 건조과정이 습윤과정보다 더 크게 발생됨을 알 수 있다.

• Geomechanics and Engineering
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• 재33권6호
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• pp.625-633
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• 2023

The volume changes associated with moisture or suction variation in expansive soils are of geotechnical and geoenvironmental design concern. These changes can impact the performance of infrastructure projects and lightweight structures. Assessment of unsaturated function for these materials leads to better interpretation and understanding, as well as providing accurate and economic design. In this study, expansive soils from different regions of Saudi Arabia were studied for their basic properties including gradation, plasticity and shrinkage, swelling, and consolidation characteristics. The unsaturated soil functions of saturated water content, air-entry values, and residual states were determined by conducting the tests for the entire soil water characteristic curves (SWCC) using different techniques. An attempt has been made to provide a prediction model for unsaturated properties based on the basic properties of these soils. Once the profile of SWCC has been predicted the time and cost for many tests can be saved. These predictions can be utilized in practice for the application of unsaturated soil mechanics on geotechnical and geoenvironmental projects.