• 한국농공학회논문집
• /
• 제54권5호
• /
• pp.129-139
• /
• 2012

Accurate modeling rainfall induced landslide and slope stability requires a detailed knowledge of the distribution of material strength characteristics and suction distribution. However, material properties obtained from the drying cycle are still used for infiltration analysis in many cases, even though material properties of wetting cycle are quite different from those of drying cycle due to hydraulic hysteresis and air occlusion. Therefore, the selection of proper material properties such as soil-water retention curve (SWRC) and the hydraulic conductivity function (HCF) reflecting characteristics of wetting cycle and air occlusion is an essential prerequisite in order to simulate the infiltration phenomena and to predict the suction and water content distribution in unsaturated soils. It is concluded that the simulation of infiltration with material properties from the drying cycle did not reasonably match with experimental outputs. Further discussion is made on how to describe the material properties considering air occlusion during wetting cycle over the entire suction range in order to simulate infiltration phenomena.

• Geomechanics and Engineering
• /
• 제28권2호
• /
• pp.107-116
• /
• 2022

The steady state of unsaturated soil takes a long time to achieve. The soil seepage behaviours and hydraulic properties depend highly on the wetting/drying rate. It is observed that the soil-water characteristic curve (SWCC) is dependent on the wetting/drying rate, which is known as the dynamic effect. The dynamic effect apparently influences the scanning curves and will substantially affect the seepage behavior. However, the previous models commonly ignore the dynamic effect and cannot quantitatively describe the hysteresis scanning loops under dynamic conditions. In this study, a dynamic hysteresis model for SWCC is proposed considering the dynamic change of contact angle and the moving of the contact line. The drying contact angle under dynamic condition is smaller than that under static condition, while the wetting contact angle under dynamic condition is larger than that under static condition. The dynamic contact angle is expressed as a function of the saturation rate according to the Laplace equation. The model is given by a differential equation, in which the slope of the scanning curve is related to the slope of the boundary curve by means of contact angle. Empirical models can simulate the boundary curves. Given the two boundary curves, the scanning curve can be well predicted. In this model, only two parameters are introduced to describe the dynamic effect. They can be easily obtained from the experiment, which facilitates the calibration of the model. The proposed model is verified by the experimental data recorded in the literature and is proved to be more convenient and effective.

• 지질공학
• /
• 제18권4호
• /
• pp.523-535
• /
• 2008

강우재현장치를 제작하고, 강우 및 사면조건에 따라 강우재현 모형실험과 함수특성곡선실험(SWCC Cell Test)을 실시하여 불포화 특성에 관해 연구하였다. 그 결과를 이용하여 강우에 따른 침투거동 특성과 함수특성곡선 모델들의 불포화된 화강암질 풍화토에 대한 적용을 검토하였다. 강우재현 모형실험의 습윤과정(강우재현)과 건조과정(방치)에서 계측된 체적함수비와 모관흡인력을 비교한 결과 체적함수비는 $2{\sim}5%$, 모관흡인력은 $3{\sim}10\;kPa$ 정도 값의 차이를 보여 이력현상을 확인 할 수 있었다. 또한, 모관흡인력의 값이 체적함수비의 값에 비해 상대적으로 큰 차이를 보여 모관흡인력에 이력거동이 더 큼을 확인할 수 있었다. 강우재현 모형실험과 함수특성곡선실험에서 얻은 결과로부터 구한 함수특성곡선을 비교하면, 습윤과정과 건조과정에서 두 방법 모두 근접한 함수특성곡선을 얻을 수 있었으나, 두 방법 모두 습윤과정과 건조과정에서의 결과는 차이가 있었다. 이로써 불포화토의 특성을 고려한 보다 합리적인 설계나 안정검토에 함수특성곡선을 적용시킬 때에는 습윤과정에서는 습윤과정 함수특성곡선을 건조과정에서는 건조과정 함수특성곡선을 적용하는 것이 합당할 것으로 여겨진다.

• 한국해안해양공학회지
• /
• 제10권3호
• /
• pp.109-119
• /
• 1998

수평 2차원 POM (Princeton Ocean Model)을 바닥마찰과 개방경계조건에 대하여 수정하고, 간석지를 모의하기 위하여 wetting-and-drying 기법을 첨가하여 천수만과 인근연안에 적용하였다. 연구해역의 주된 기작인 조석에 의한 해수유통만을 고려하였다. 본 논문은 천수만 해역에서의 모델 보정과 검증 절차 및 결과를 제시한다. 조석표의 평균 조석 특성을 이용하여 모델영역 전반에 걸쳐 진폭과 위상을 포함하는 조석파의 전파에 대하여 모델을 보장하였고, 보정 결과가 조석파를 잘 재현하였다. 보정된 모델을 1995년 여름 관측된 해수면 변위와 유속에 대한 시계열 자료를 이용하여 검증하였고, 검증 결과가 조석 및 조류를 잘 재현하였다. 보정 및 검증 결과가 본 모델이 천수만 해역에서 조석 현상을 잘 재현할 수 있음을 보여주었다

• 지질공학
• /
• 제22권2호
• /
• pp.145-155
• /
• 2012

자동 흙-함수특성곡선 시험장치를 이용하여 상대밀도 60%인 주문진표준사에 대한 건조 및 습윤과정에서의 모관흡수력과 체적함수비를 측정하였다. 습윤과정이 건조과정에 비해 상대적으로 많은 시간이 소요되며, 이것은 건조과정에서 간극에 갇힌 독립된 공기에 의한 흐름 저항에 의한 것으로 판단된다. 측정된 모관흡수력과 체적함수비를 토대로 van Genuchten (1980)의 방법을 이용하여 흙-함수특성곡선(SWCC)을 예측하였다. 불포화 관련계수는 건조과정의 경우 ${\alpha}$는 0.399, n은 8.586, m은 0.884이며, 습윤과정의 경우 ${\alpha}$는 0.548, n은 5.625, m은 0.822로 산정되었다. 그리고 건조과정과 포화과정에서의 흙-함수특성곡선(SSCC)이 일치하지 않는 이력현상이 발생되었다. 불포화 관련계수를 이용하여 유효포화도와 흡입응력의 상관관계인 흡입응력특성곡선(SSCC)을 예측하였다. 흡입응력은 모관흡수력이 공기함입치 이상으로 작용할 경우 급격하게 감소하는 것으로 나타났다. 따라서 불포화토의 유효응력은 공기함입치 이상의 모관흡수력이 작용할 경우 포화토의 유효응력과 다른 값을 갖게 된다. 그리고 불포화상태에서의 동일한 유효포화도에서는 건조과정의 흡입응력이 더 크게 발생된다. 즉 흡입응력특성곡선(SSCC)에서도 건조과정과 포화과정이 일치하지 않는 이력현상이 발생되었다. 이는 흙-함수특성곡선(SWCC)의 이력현상에 기인하는 것으로 판단되며, 잉크병 효과와 접촉각 이력현상에 의해 발생되는 것으로 예상할 수 있다. 따라서 모래로 구성된 사면의 경우 지반 내 물이 유입되면서 흡입응력의 영향으로 사면 안정성에 유리하게 작용하다가 일정 흡입응력 이상이 되면 사면안정성에 불리하게 작용됨을 알 수 있다. 또한 실제 지반내 강우가 침투하는 과정은 습윤과정과 동일하므로 건조과정의 결과보다는 습윤과정의 결과를 활용하는 것이 바람직하다.

• Geomechanics and Engineering
• /
• 제3권4호
• /
• pp.267-284
• /
• 2011

The aim of the paper is to study the hydro-mechanical behaviour of a tuff and calcareous sand mixture. A first experimental phase was carried out in order to find the optimal mixture. This showed that the material composed of 80% tuff and 20% calcareous sand provides the maximum mechanical strength. The second experimental phase concerns the study of the drying- wetting behaviour of the optimal mixture. Triaxial shear tests in saturated and unsaturated states at constant water content were carried out on samples initially compacted at the MPO. Experimental results let to deduce the parameters necessary for the prediction of the hydro-mechanical behaviour of pavement formulated from tuff and calcareous sand mixtures, related to moisture. This optimal mixture satisfies the regulation rules and hence constitutes a good local eco-material, abundantly available, for the conception of pavements.

• Computers and Concrete
• /
• 제18권3호
• /
• pp.367-388
• /
• 2016

In this paper, a simple practical method is introduced in which a simple weight measurement of concrete and finite element numerical analysis are used to determine the moisture transfer coefficient of concrete with a satisfactory accuracy. Six concrete mixtures with different water-to-cementitious material (w/cm) ratios and two pozzolanic materials including silica fume and zeolite were examined to validate the proposed method. The comparison between the distribution of the moisture content obtained from the model and the one from the experimental data during both the wetting and drying process properly validated the performance of the method.With the proposed method, it was also shown that the concrete moisture transfer coefficient considerably depends on the pore water saturation degree. The use of pozzolanic materials and also lowering w/cm ratio increased the moisture transfer coefficient during the initial sorption, and then, it significantly decreased with an increase in the water saturation degree.

• 해양환경안전학회지
• /
• 제21권1호
• /
• pp.72-82
• /
• 2015

본 논문에서는 기존의 POM(Princeton Ocean Model) WAD(Wetting and Drying) 모형을 연안역에서 조석조류의 계산에 적합하도록 개경계에서 조석조화상수를 입력하여 사용할 수 있도록 하였고, CTS(Computing Time Saving) 기법을 도입하여 계산시간을 단축할 수 있도록 개선하였다. 이와 같이 수정된 모형은 장방형 내만에 하나의 절점을 갖는 정상파에 대한 해석해 실험과 유속 및 열확산에 대한 수리모형 실험결과와 비교하여 좋은 결과를 얻었다. 그리고 간석지가 발달한 광양만의 현지해역에 이 CTS 기법을 적용하여 계산시간이 39.4% 단축되는 결과를 얻었다.

• Geomechanics and Engineering
• /
• 제11권6호
• /
• pp.739-756
• /
• 2016

The shear strength reduction finite element method (SSRFEM) is a powerful tool for slope stability analysis. The factor of safety (FOS) of the slope can be easily calculated only through reducing effective cohesion (c′) and tangent of effective friction angle ($tan{\varphi}^{\prime}$) in equal proportion. However, this method may not be applicable to soil slope under wetting-drying cycles (WDCs), because the influence of WDCs on c′ and $tan{\varphi}^{\prime}$ may be different. To research the method of estimating FOS of soil slopes under WDCs, this paper presents an experimental study firstly to investigate the effects of WDCs on the parameters of shear strength and stiffness. Twelve silty clay samples were subjected to different number of WDCs and then tested with triaxial test equipment. The test results show that WDCs have a degradation effect on shear strength (${\sigma}_1-{\sigma}_3)_f$, secant modulus of elasticity ($E_s$) and c′ while little influence on ${\varphi}^{\prime}$. Hence, conventional SSRFEM which reduces c′ and $tan{\varphi}^{\prime}$ in equal proportion cannot be adopted to compute the FOS of slope under conditions of WDCs. The SSRFEM should be modified. In detail, c′ is merely reduced among shear strength parameters, and elasticity modulus is reduced correspondingly. Besides, a new approach based on sudden substantial changes in the displacement of marked nodes is proposed to identify the slope failure in SSRFEM. Finally, the modified SSRFEM is applied to compute the FOS of a slope example.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제28권3B호
• /
• pp.335-343
• /
• 2008

조간대 모의가 가능한 해수유동모형(ESCORT)을 개발하였다. 본 모형은 3차원 적용이 가능하도록 개발되었지만 본고에서는 우선 2차원적으로만 상용모형인 MIKE21모형과 함께 목포해역에 적용하여 모형의 타당성을 입증하였다. 여러 차례 목포해역에 적용된 바 있는 MIKE21모형을 기존과 유사한 영역으로 광역모형을 수립하였고 검증을 거친 후 주영역의 경계조건을 추출하였다. 격자간격이 일정한 광역과는 달리 주영역의 격자시스템은 ESCORT 모형과 MIKE21 모형 모두 가변격자를 채택하고 있다. 두 모형의 수행 결과 유속과 수위 모두 관측치와 유사한 결과를 나타내고 있으며 조간대 모의도 원활하게 수행되는 것으로 나타나고 있다. 그러나 아직까지 ESCORT 모형은 계산시간 측면에서 다소 비경제적인 측면이 있어 개선의 여지를 남겨두고 있다.