• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제13권5호
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• pp.13-24
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• 2012

국토의 효율적 이용과 기간시설 수용을 위한 대단위 부지 확충 및 대규모 항만배후부지 개발이 계획 중에 있으며, 이에 따라 해안지역의 준설매립은 지속적으로 이루어지고 있다. 슬러리 상태의 초연약 상태인 준설매립 지반은 오랜 시간에 걸쳐 침강 및 자중압밀 과정을 거치게 되며 투기한 준설토를 압밀 촉진시켜 침하시킬 수 있다면 기존 처분지의 수명을 연장시킬 수 있으므로 경제적으로 유용하리라 판단된다. 재하중 없이 공기를 단축시키고 매립 물량을 증대시키기 위하여 small column test와 medium column을 보완, 개발한 medium column test를 실시하여 PBD와 침투압이 동시에 작용하였을 PBD의 효과 및 침투압의 침강 및 자중압밀 촉진 효과를 검토하였다. 연구 결과, 기존의 자중압밀 공법에 비하여 침투압과 PBD를 적용한 지반은 배수재의 배수거리 단축에 따른 투수 상승 효과와 침투압에 의한 침투 압밀의 효과가 활발히 이루어지는 것으로 나타났다. 이를 통해 매립 직후나 매립 도중에 연직드레인을 직접 타설하여 침강 및 자중압밀 과정을 단축시키면 전체 매립공사 공기를 단축시킬 수 있으며 압밀촉진에 따라 확보된 여유고 만큼 준설토 투기가 가능해져 투기 준설토량을 경제적으로 증대시킬 수 있을 것으로 기대된다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제28권1호
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• pp.1-10
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• 2022

In Korea, accidents related to the collapse of deteriorated aging reservoirs occur every year. The grouting method is generally applied to reinforce an aging reservoir. However, when using this method, different reinforcing effects appear depending on the ground conditions. Thus, new construction methods and materials capable of providing consistent reinforcing effects are required. In this study, the direct shear test (DST), model test, and simulation analysis were performed to evaluate the impact of surface stabilizers, generally used to reinforce roads, rivers, and slopes of roads, applied using surface curtain walls on aging reservoirs. The DST results indicate that when the surface stabilizer was mixed with in-situ soil, the increase in cohesion was the highest at a mixing ratio of 9%. No changes in the friction angle were evident; therefore, 9% was determined to be the optimal mixing ratio. In addition, the model test and simulation analysis showed that when 9% of the surface stabilizer was mixed and applied to the aging reservoir, the seepage quantity of water and the saturated area were reduced by approximately 42% and 73%, respectively. Moreover, the comprehensive analysis of results showed that the grouting method could be completely replaced by surface stabilizers applied through surface curtain walls because the technique could secure stability by decreasing the seepage in the aging reservoir.

• Geomechanics and Engineering
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• 제19권2호
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• pp.179-191
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• 2019

Based on the effective stress principle, a new formula for shear strength of unsaturated soil is derived under the general nonlinear Mohr-Coulomb (M-C) strength criterion to improve the classical strength criterion of unsaturated soil. Meanwhile, the simple irrigation model under steady seepage is adopted to obtain the distribution of the matrix suction or the degree of saturation (DOS) above the groundwater table in the slope. Then, combined with the improved strength criterion of unsaturated soil and the simple irrigation model under steady seepage, the limit equilibrium (LE) solutions for the unsaturated slope stability are established according to the global LE conditions of the entire sliding body with assumption of the stresses on the slip surface. Compared to the classical strength criterion of unsaturated soil, not only the cohesion soil but also the internal friction angle is affected by the matric suction or the DOS in the improved strength criterion. Moreover, the internal friction angle related to the matric suction has the nonlinear characteristics, particularly for a small of the matric suction. Thereafter, the feasibility of the present method is verified by comparison and analysis on some slope examples. Furthermore, stability charts are also drawn to quickly analyze the unsaturated slope stability.

• Geomechanics and Engineering
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• 제13권6호
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• pp.947-961
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• 2017

An innovative spiral variable-section capillary model is established for piping critical hydraulic gradient of cohesion-less soils causing water/mud inrush in tunnels. The relationship between the actual winding seepage channel and grain-size distribution, porosity, and permeability is established in the model. Soils are classified into coarse particles and fine particles according to the grain-size distribution. The piping critical hydraulic gradient is obtained by analyzing starting modes of fine particles and solving corresponding moment equilibrium equations. Gravities, drag forces, uplift forces and frictions are analyzed in moment equilibrium equations. The influence of drag force and uplift force on incipient motion is generally expounded based on the mechanical analysis. Two cases are studied with the innovative capillary model. The critical hydraulic gradient of each kind of sandy gravels with a bimodal grain-size-distribution is obtained in case one, and results have a good agreement with previous experimental observations. The relationships between the content of fine particles and the critical hydraulic gradient of seepage failure are analyzed in case two, and the changing tendency of the critical hydraulic gradient is accordant with results of experiments.

• 산업기술연구
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• 제28권B호
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• pp.39-45
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• 2008

Temperature variation according to space and time on the inner parts of engineering constructions(e.g.: dam, slope) can be a basic information for diagnosing their safety problem. In general, as constructions become superannuated, structural deformation(e.g.: cracks, defects) could be occurred by various factors. Seepage or leakage of water through these cracks or defects in old dams will directly cause temperature anomaly. Groundwater level also can be easily observed by abrupt change of temperature on the level. This study shows that the position of seepage or leakage in dam body can be detected by multi-channel temperature monitoring using thermal line sensor. For this, diverse temperature monitoring experiments for a leakage physical model were performed in the laboratory. In field application of an old earth fill dam, temperature variations for water depth and for inner parts of boreholes located at downstream slope were measured. Temperature monitoring results for a long time at the bottom of downstream slope of the dam showed the possibility that temperature monitoring can provide the synthetic information about flowing path and quantity of seepage of leakage in dam body.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제14권12호
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• pp.5-12
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• 2013

본 연구에서는 인공강우의 침투 배수에 의한 모형사면의 침투거동을 정확히 파악하고자 대구 경북권의 화강풍화토를 이용한 실내모형실험을 수행하였다. 강우의 침투과정과 배수과정에 대한 함수비와 모관흡수력 변화를 측정하고 부정류상태의 수치해석을 수행하여 두 결과를 비교하였다. 실험결과, 함수비와 모관흡수력의 거동은 사면의 상부, 중간부, 하부 영역에 따라 침투 거리와 하부 배수층의 영향으로 다르게 나타났다. 공극 속 지하수량 변화에 따른 투수계수 변화는 침투과정에서 함수비 증가 및 모관흡수력 감소를 즉각적이고 큰 값으로 유발하였다. 그러나 배수과정에서는 함수비 감소 및 모관흡수력 증가가 완만하고 작은 값으로 발생하였다. 강우로 인한 체적함수비와 모관흡수력이 위치에 따라 값의 차이는 있지만, 침투 및 배수시간에 따른 전형적인 함수특성곡선을 나타내었다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제21권6호
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• pp.537-549
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• 2020

The presence of cracks changes the water content pattern during seepage through a cracked soil as compared to that of intact soil. In addition, several different crack networks may form in one soil type. These two factors result in a variation of water contents in the soil matrix part of a cracked soil during seepage. This paper presents an investigation of the effect of crack network representation on the water content of the soil matrix part of cracked soil using numerical models. A new method for the numerical generation of crack networks incorporating connections among crack endpoints was developed as part of the investigation. Numerical analysis results indicated that the difference in the point water content was large, whereas the difference in the average water content was relatively small, indicating the uniqueness of the crack network representation on the average water content of the soil matrix part of cracked soil.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제11권5호
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• pp.35-43
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• 2010

불포화 투수계수는 모관흡수력(또는 함수비)과 간극률의 함수로 정의되어야 한다. 그러나 기존 상용프로그램이나 문헌에 개발된 모델들은 모관흡수력 만의 함수로써 정의 되어왔다. 사면의 안정성은 수리학적인 측면과 흙의 전단강도 특성들이 모두 고려되어야 한다. 이 두 가지 특성에 대한 해석은 상용 프로그램인 Seep/W, Sigma/W 그리고 Slope/W(Geo-Slope, 2007) 같은 상호 연계가능한 해석 프로그램을 이용한다. 이런 해석 방법으로 강우시 불포화 침투수를 고려하고 흙의 변형을 예측하며 결국에는 사면의 안정성 평가에 예측하고 있다. 불포화 침투수를 해석하는 Seep/W 프로그램은 흙의 변형은 고려하지 못하고 단지 불포화 침투해석만을 수행한다. 그래서 흙의 변형을 고려하기 위해 Sigma/W 프로그램을 연계하여 실제 사면에서 발생하는 침투에 의한 흙의 변형을 모사하고 있다. 이와 같이 동시에 발생하는 침투와 흙의 변형을 구현하기 위해 여러 연구자들이 새로운 모델들을 개발하고 있지만, 현재로서는 각각의 해석을 연계하여 실제로 일어나는 현상에 접근하고 있는 실정이다. 본 연구는 기존 프로그램을 이용하여 연계해석에 의한 결과와 동시해석과 유사한 알고리즘을 이용하여 해석한 결과를 비교하여 동시해석의 타당성을 검증하고자 하였다.

• 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.

• 한국지반공학회논문집
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• 제17권5호
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• pp.165-172
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• 2001

본 연구에서는 하천인접구간에서와 같이 지하수가 풍부한 지반에서 시공되는 터널의 막장 안정성을 평가하기 위하여 터널 막장에 작용하는 힘의 두 가지 요소를 고려하였다. 하나는 극한해석 중 upper bound solution으로부터 산출된 유효응력이며, 또 하나는 지하수의 정상류 흐름조건을 고려한 수치해석으로부터 산출된 침투력이다. 지하수가 풍부한 토사지반에서의 터널 시공시 터널 막장에 작용하는 힘을 구하기 위하여 침투력을 고려한 극한해석의 해를 구한 결과 터널 막장의 안정성을 유지하기 위한 최소 지보력은 터널 막장에 작용하는 유효응력과 침투력의 합으로 나타낼 수 있었다. 또한 터널 막장에 작용하는 평균침투압은 지하수위에 비례하여 작용하는 것으로 나타났으며, 이를 실내모형 실험 결과를 통하여 검증하였다. 지하수의 정상류 조건 하에서의 토사터널에 대한 실내모형 실험 결과, 터널 막장에 작용하는 침투력은 수치해석 결과 비슷한 양상을 보여주어 제안된 이론의 타당성을 입증하였다.