• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2008년도 추계 학술발표회
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• pp.1181-1192
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• 2008

A laboratory investigation was carried out into effects of strain rate on undrained shear behavior of Holocene clay underneath Kobe Airport with an objective to evaluate the factor of safety of the retaining structure built on it. It was examined in a series of triaxial compression and extension tests performed using different rate of axial straining. A comparative compression test in which the strain rate was changed in steps was also carried out. Similar tests were performed in constant-volume direct shear box (DSB) test. And, the deformation characteristics of the clay were also examined in order to evaluate the variation of stiffness during undrained shearing. It was found that the undrained strength increased with not only the shear rate but also the consolidation period. ISOTACH properties seemed a key to govern the undrained shear behavior.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권4호
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• pp.287-298
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• 2003

본 논문에서는 피에조콘 관입시험 결과로부터 점토의 비배수전단강도를 예측하기 위한 인공신경망 이론의 적용과 최적 모델 구축에 대하여 기술하였다. 먼저 등방 및 비등방 삼축압축실험(CIUC and CAUC)으로 얻어진 비배수전단강도 결과를 바탕으로 오차역전파 알고리즘에 의하여 간단한 다층 구조를 갖는 최적 인공신경망 모델이 구성되었다. 구성된 인공신경망 모델은 모델 구축 시에 사용되지 않은 새로운 자료에 대해 비배수전단강도 예측을 수행하고 예측결과와 실내시험 결과를 비교함으로써 그 타당성이 검증되었다. 또한 기존의 이론적 방법, 경험적 방법 및 direct correlation method 등으로 예측된 비배수전단강도와 제안된 모델의 예측결과를 비교하였다. 본 논문에서 제안된 인공신경망 모델링 기법은 피에조콘 관측결과들과 비배수전단강도 간의 비선형적 상관관계를 정의하는 데에 유용하며 구성된 인공신경망 모델은 기존의 이론적 및 경험적 방법들에 비하여 예측 신뢰성이 높은 것으로 나타났다. 또한, 지금까지 주로 사용되어 온 경험적 방법들이 특정 지역에 대한 상관관계에 만족하던 것과 비교해 인공신경망 모델은 다양한 지역과 국가에서 일반적으로 적용 가능한 상관관계로서 발전될 가능성이 있음을 알 수 있었다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2010년도 추계 학술발표회 3차
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• pp.18-23
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• 2010

The estimation of the undrained shear strength $s_u$ for clays using CPT results has been mainly based on the cone factor $N_k$. In this study, a new CPT-based method for the estimation of the undrained shear strength $s_u$ is presented. This aims at reducing uncertainties for the estimation of $s_u$ and enhancing the application of CPT results in more effective manner. For this purpose, a site located at a marine clay deposit is selected and test results from extensive experimental testing program are adopted. The new method defines a direct correlation between the undrained shear strength $s_u$ and the cone resistance $q_t$, excluding the procedure of the overburden pressure correction and therefore undisturbed soil sampling process. In order to verify the new CPT-based method, additional test sites and example sites from literature, which consist of a variety of soil conditions, are selected and examined. It is observed that values of su obtained from the proposed method are in good agreements with measured values of $s_u$ for all the selected verification cases.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제11권2호
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• pp.13-21
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• 2010

일반적으로 강우는 사면의 전단강도와 전단응력 변화에 의한 사면붕괴를 유발하므로 강우강도와 전단강도의 변화는 사면안정해석시 매우 중요한 요소이다. 다양한 강우강도가 사면내의 함수비 변화차이를 유발할 뿐만 아니라, 사면 내 지반의 점착력 및 마찰력의 변화를 유발한다. 본 연구의 목적은 강우재현 실험장치를 이용하여, 강우강도와 사면의 전단강도의 관계를 규명하는 것이다. 사용된 토양은 국내의 사면에서 채취한 것으로 입도분석을 실시하였으며, 종래의 함수비 측정방법 대신 TDR 센서를 사용하여 함수비를 측정하였고, 전단강도 측정을 위해 비배수 직접전단시험을 하였다. 본 연구에서의 결과를 정리하면 첫째, 함수비는 토양의 투수성과 밀접한 관계를 가지며, 강우지속기간은 토양함수비를 결정하는데 중요한 요소이다. 둘째, 강우재현 실험장치를 이용한 안정성 분석은 사면에서의 함수비와 전단응력의 측정이 가능하여, 매우 유용한 사면해석방법이다. 셋째, 함수비와 관련된 비배수 전단응력식을 제시하였으며, 제시한 식은 기존 연구와 비교하여 보다 간편한 것으로 나타났다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제17권1호
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• pp.31-45
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• 2019

In this study the spatial variability of soils is substantiated physically and numerically by using random field theory. Heterogeneous samples are fabricated by combining nine homogeneous soil clusters that are assumed to be elements of an adopted random field. Homogeneous soils are prepared by mixing different percentages of kaolin and bentonite at water contents equivalent to their respective liquid limits. Comprehensive characteristic laboratory tests were carried out before embarking on direct shear experiments to deduce the basic correlations and properties of nine homogeneous soil clusters that serve to reconstitute the heterogeneous samples. The tests consist of Atterberg limits, and Oedometric and unconfined compression tests. The undrained shear strength of nine soil clusters were measured by the unconfined compression test data, and then correlations were made between the water content and the strength and stiffness of soil samples with different consistency limits. The direct shear strength of heterogeneous samples of different stochastic properties was then evaluated by physical and numerical modelling using FISH code programming in finite difference software of $FLAC^{3D}$. The results of the experimental and stochastic numerical analyses were then compared. The deviation of numerical simulations from direct shear load-displacement profiles taken from different sources were discussed, potential sources of error was introduced and elaborated. This study was primarily to explain the mathematical and physical procedures of sample preparation in stochastic soil mechanics. It can be extended to different problems and applications in geotechnical engineering discipline to take in to account the variability of strength and deformation parameters.

• Geomechanics and Engineering
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• 제34권6호
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• pp.637-648
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• 2023

When an earth pressure balance (EPB) shield machine bores a tunnel in gravelly sand stratum, the excavated natural soil is normally transformed using foam and water to reduce cutter wear and the risk of direct muck squeezing out of the screw conveyor (i.e., muck spewing). Understanding the undrained shear behavior of conditioned soils under pressure is a potential perspective for optimizing the earth pressure balance shield tunnelling strategies. Owing to the unconventional properties of conditioned soil, a pressurized vane shear apparatus was utilized to investigate the undrained shear behavior of foam-conditioned gravelly sands under normal pressure. The results showed that the shear stress-displacement curves exhibited strain-softening behavior only when the initial void ratio (e₀) of the foam-conditioned sand was less than the maximum void ratio (e_max) of the unconditioned sand. The peak and residual strength increased with an increase in normal pressure and a decrease in foam injection ratio. A unique relation between the void ratio and the shear strength in the residual stage was observed in the e-ln(τ) space. When e₀ was greater than e_max, the fluid-like specimens had quite low strengths. Besides, the stick-slip behavior, characterized by the variation coefficient of measured shear stress in the residual stage, was more evident under lower pressure but it appeared to be independent of the foam injection. A comparison between the results of pressurized vane shear tests and those of slump tests indicated that the slump test has its limitations to characterize the chamber muck fluidity and build the optimal conditioning parameters.

• 한국지반공학회논문집
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• 제17권6호
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• pp.15-24
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• 2001

피에조콘 관입시험(Piezocone Penetration Test, CPTu)으로부터 점성토의 비배수 전단강도를 산정하기 위해서는 피에조콘 계수가 필요하다. 피에조콘 계수는 경험적 방법(기준 시험 방법에 의한 비배수 전단강도와 피에조콘 시험 결과와의 직접 비교에 의하여 결정)에 의해 결정된 값들이 일반적으로 사용된다. 그러나, 경험적인 피에조콘 계수와 관련한 기존의 연구들은 거의 대부분 특정 지역에 대한 값일 뿐 아니라 지반의 공학적 특성이나 지반의 불균질성 등과의 상관관계 분석이 아직까지 미흡하기 때문에 국내 지반에 그대로 적용하기에는 무리가 따를 수 있다. 본 연구에서는 10개 지 역 총 46회의 피에조콘 관입시험 결과를 현장베인시험 및 실내삼축시험으로부터 구한 비배수 전단강도와 비교하여 국내 점성토 지반의 경험적인 피에조콘 계수를 산정하였다. 기존 제시 값들과 비교함과 아울러 그 신뢰성을 분석하고, 소성지수와 과압밀비와의 상관성 및 기준 전단시험 방법에 따른 영향에 대하여 연구하였다. 연구 결과, 다양한 지반 조건에 대하여 얻어진 피에조콘 계수는 평균값을 그대로 적용하기에는 값의 분포 범위가 너무 넓은 것으로 나타났다. 따라서 피에조콘 계수와 밀접한 관련이 있는 것으로 나타난 과압밀비에 따라 구분하여 피에조콘 계수를 적용하는 것이 합리적이며, 이 때 필요한 피에조콘 계수를 제안하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제36권3호
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• pp.463-470
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• 2016

베인 전단시험은 흙의 교란을 최소화하면서 점성토의 비배수전단강도를 측정하는 간단한 시험이다. 하지만, 본 논문에서는 베인 전단시험기를 이용하여 모래의 배수전단강도를 측정하기 위한 연구를 수행하였다. 건조한 낙동강모래를 원통형 셀에 느슨하거나 조밀한 상태로 재성형한 다음 상부에서 공기압 실린더로 상재하중(overburden pressure)을 25, 50, 75 또는 100kPa 가한 다음 베인(직경 5cm, 높이 10cm)을 회전시켜 회전 모멘트인 최대 토크를 구하였다. 베인 회전 모멘트와 모래 입자의 마찰 저항 모멘트가 평형을 이룬다는 조건을 이용하여 모래의 마찰각을 구하였다. 점토의 경우에는 베인 전단 시 원통형의 회전체 상하면과 주면에 균일한 비배수전단강도인 점착력이 작용한다고 가정하지만, 사질토를 사용한 본 연구에서는 베인 날 주면에서 형성되는 파괴면을 원기둥, 팔각기둥 또는 사각기둥 형태로 가정하여 각각에 대한 마찰각을 계산하였다. 한편, 본 연구에서 제안한 방법을 검증하기 위해 동일한 모래로 직접전단시험을 실시하여 마찰각을 구하였다. 베인 전단시험으로부터 구한 마찰각은 가정한 파괴면의 형태에 따라 느슨한 모래의 경우 24-42도, 조밀한 모래는 33-53도 사이이며, 직접전단시험 결과는 이 범위 내에 속하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제13권2호
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• pp.27-39
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• 2012

본 연구에서는 고성토사면 위에 시공된 교대가 강우 침투로 측방유동이 발생되었을 경우 이로 인한 교대의 상대변위를 파악하고 적절한 보강대책 및 설계기준을 제안하고자 한다. 먼저 성토사면의 정확한 수치해석을 위해 현장의 성토재인 화강풍화토를 채취하여 비배수 직접전단시험을 통해 함수비(포화도)변화에 따른 강도정수의 변화를 파악하고 표준관입시험 결과를 토대로 탄성계수와 포아송비 등의 지반정수를 산정하였다. 이후 유한요소법을 이용하여 강우 시 교대 교좌부의 측방유동, 말뚝기초의 부재력을 산정하였다. 산정 결과, 교대 교좌부의 측방변위는 8.98cm로 허용변위량 3.0cm보다 약 3배 정도 크게 산정되었다. 측방유동의 보강대책으로 보강토옹벽, 압성토, 말뚝 기초 자체보강(길이 5m 연장보강, 3열 보강, 3열 5m 연장보강) 등에 대해 검토하였다. 그 결과, 말뚝기초를 보강 (3열 5m 연장보강) 하였을 경우 측방유동으로 인한 교대 교좌부의 상대변위는 2.26cm로 허용변위량보다 적었다.