• 한국지반공학회논문집
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• 제36권9호
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• pp.5-20
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• 2020

2017년 발생한 포항지진에서는 계기지진 이래 처음으로 액상화 현상이 목격되었다. 본 연구에서는 액상화 현상이 목격된 포항시 (1) 송림공원, (2) 흥해읍 망천리, (3) 흥안리를 대상으로 다양한 지반조사 및 실내실험을 수행하였다. 액상화 발생위치의 동적특성을 파악하기 위해 지반조사 항목으로는 표준관입시험(SPT), 콘관입시험(CPT), 표면파탐사(MASW), 밀도검층, 다운홀테스트, 전기비저항탐사를 수행하였고, 현장에서 채취한 시료를 바탕으로 진동삼축압축 시험기를 통해 액상화실험을 수행하였다. 그 결과 세 곳 모두 지하수위가 높고 얕은 심도에 연약한 모래층이 존재하며, 송림공원에서 채취한 모래는 주문진 표준사, Toyoura 모래, Ottawa 모래에 비해 액상화 저항강도가 작은 것을 확인하였다.

• Earthquakes and Structures
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• 제26권2호
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• pp.97-115
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• 2024

In this paper, a database consisting of the dynamic shear modulus ratio and damping ratio test data of clay obtained from 406 groups of triaxial tests is constructed with the starting area of Xiong'an New Area as the research background. The aim is to study the nonlinear dynamic properties of clay in this area under cyclic loading. The study found that the effective confining pressure and plasticity index have certain influences on the dynamic shear modulus ratio and damping ratio of clay in this area. Through data analysis, it was found that there was a certain correlation between effective confining pressure and plasticity index and dynamic shear modulus ratio and damping ratio, with fitting degree values greater than 0.1263 for both. However, other physical indices such as the void ratio, natural density, water content and specific gravity have only a small effect on the dynamic shear modulus ratio and the damping ratio, with fitting degree values of less than 0.1 for all of them. This indicates that it is important to consider the influence of effective confining pressure and plasticity index when studying the nonlinear dynamic properties of clays in this area. Based on the above, prediction models for the dynamic shear modulus ratio and damping ratio in this area were constructed separately. The results showed that the model that considered the combined effect of effective confining pressure and plasticity index performed best. The predicted dynamic shear modulus ratio and damping ratio closely matched the actual curves, with approximately 88% of the data falling within ±1.3 times the measured dynamic shear modulus ratio and approximately 85.1% of the data falling within ±1.3 times the measured damping ratio. In contrast, the prediction models that considered only a single influence deviated from the actual values, particularly the model that considered only the plasticity index, which predicted the dynamic shear modulus ratio and the damping ratio within a small distribution range close to the average of the test values. When compared with existing prediction models, it was found that the predicted dynamic shear modulus ratio in this paper was slightly higher, which was due to the overall hardness of the clay in this area, leading to a slightly higher determination of the dynamic shear modulus ratio by the prediction model. Finally, for the dynamic shear modulus ratio and damping ratio of the engineering site in the starting area of Xiong'an New Area, we confirm that the prediction formulas established in this paper have high reliability and provide the applicable range of the prediction model.

• 대한토목학회논문집
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• 제39권6호
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• pp.811-819
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• 2019

2016년 경주지진과 2017년 포항지진이 발생한 이후, 우리나라 내진설계에 있어서 다양한 실내진동시험의 수행이 증가하고 있으나, 액상화 평가나 수치해석의 입력파라미터를 산정하기 위한 실내진동시험에서는 이전부터 사용해 오던 정현하중의 이용이 계속되고 있다. 그러나, 최근 정현하중으로는 지진하중으로 야기되는 지반 내 과잉간극수압의 거동을 정확하게 모사하기 어렵다는 연구결과가 발표되며 정현하중을 대신하여 동하중의 개발에 대한 논의가 주목을 받기 시작하였다. 이 연구에서는 이러한 문제를 해결하고자 조합형 정현하중을 제안하고 주문진 표준사를 대상으로 한 진동전단실험과 진동삼축압축시험을 통해 그 적용성을 검토하였으며 추가로 진동대시험과 유효응력해석모델에 기초한 수치해석을 통해 그 타당성을 검토하였다. 검토 결과, 제안된 조합형 정현하중이 정현하중보다 실지진하중 하에서의 포화지반 내 과잉간극수압의 거동변화를 잘 모사할 수 있음을 발견하였다.

• 한국농공학회지
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• 제35권2호
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• pp.43-56
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• 1993

The laboratory tests are performed on how the liquefaction potential of the sea dike structures on the saturated sand or silty sand seabed could be affected due to earthquake before and after construction results are given as follows ; 1. Earthquake damages to sea dike structures consist of lateral deformation, settlement, minor abnormality of the structures and differential settlement of embankments, etc. It is known that severe disasters due to this type of damages are not much documented. Because of its high relative cost of the preventive measures against this type of damages, the designing engineer has much freedom for the play of judgement and ingenuity in the selection of the construction methods, that is, by comparing the cost of the preventive design cost at a design stage to reconstruction cost after minor failure. 2. The factors controlling the liquefaction potential of the hydraulic fill structure are magnitude of earthquake(max. surface velocity), N-value(relative density), gradation, consistency(plastic limit), classification of soil(G & vs), ground water level, compaction method, volumetric shear stress and strain, effective confining stress, and primary consolidation. 3. The probability of liquefaction can be evaluated by the simple method based on SPT and CPT test results or the precise method based on laboratory test results. For sandy or silty sand seabed of the concerned area of this study, it is said that evaluation of liquefaction potential can be done by the one-dimensional analysis using some geotechnical parameters of soil such as Ip, Υt' gradation, N-value, OCR and classification of soils. 4. Based on above mentioned analysis, safety factor of liquefaction potential on the sea bed at the given site is Fs =0.84 when M = 5.23 or amax= 0.12g. With sea dike structures H = 42.5m and 35.5m on the same site Fs= 3.M~2.08 and Fs = 1.74~1.31 are obtained, respectively. local liquefaction can be expected at the toe of the sea dike constructed with hydraulic fill because of lack of constrained effective stress of the area.

• 한국지반공학회논문집
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• 제20권7호
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• pp.127-140
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• 2004

기존의 액상화 평가법은 대부분 미국, 일본, 그리고 유럽과 같이 지진 발생빈도가 높고 그로 인한 액상화 피해가 빈번한 국가에서 주도적으로 연구되어왔다. 이런 지역적 특성을 토대로 개발된 액상화 평가방법들은 높은 지진규모(M=7.5)에 바탕을 두고 있다. 국내의 경우, 1997년 실제적인 내진 연구가 시작된 이래 액상화 평가의 구체적 규정은 항만시설의 내진설계 표준서(1999)에 언급된 바 있으나 이는 문헌연구를 통해 제시된 것으로 실제적이지 못하다. 그러므로, 국내 적합한 설계기준을 작성하기 위해서는 지진피해자료의 부족을 국내 지반을 대상으로 한 동적실내시험을 통하는 것이 바람직하며, 일반적인 정현하중 진동시험 보다 실제 지진하중 재하 시험이 훨씬 효과적일 수 있다. 본 연구에서는 실제 지진파 고유의 특성을 적용한 진동삼축 시험을 통하여 상대밀도와 세립분함유량의 변화에 따른 액상화 저항강도를 산정하였다. 실험결과를 국내의 대표적인 항만지역의 지진응답 해석 결과와 비교 분석하고 중진지역에 적합한 액상화 평가의 생략기준을 제시하였다. 또한 실제 지진하중 삼축실험 결과를 이용하여 국내 여건에 적합한 지진규모 보정계수를 제안하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제20권8호
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• pp.147-158
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• 2004

국내 액상화 상세평가에 관한 시방내용을 살펴보면, 지진을 정현하중으로 고려한 등가전단응력개념에 기초하여 전단응력을 달리한 3회 이상의 액상화 발생 실내진동시험을 수행하고 이를 토대로 액상화 저항응력비 곡선을 도시하여 지진규모별로 적용할 것을 명시하고 있다. 즉, 현행 액상화 상세평가에서는 실내진동시험결과인 응력, 변형률, 과잉간극수압, 유효응력, 응력 경괴의 변화 등의 다양한 결과들을 효과적으로 이용하지 못하고 최대전단응력과 액상화 발생시 진동재하횟수라는 단순한 시험결과만을 이용하여 액상화 평가를 수행한다. 본 연구에서는 현행 액상화 상세평가에서의 단순한 시험결과의 이용을 탈피하여 응력, 변형률, 그리고, 과잉간극수압 시간이력들과 응력-변형률 상관관계 및 유효응력경로 등의 다양한 실내진동시험 결과를 토대로 액상화 발생메카니즘을 포함한 지반의 동적저항상태를 분석하였다. 특히, 과잉간극수압의 영향을 고려한 동적 유효응력경로가 지반의 동적거동을 효과적으로 구분하여 나타낼 수 있는 점을 발견하고 이를 토대로 지반의 동적상태를 점진적 응력감소, 급진적 응력감소, 그리고 액상화 후 극한상태의 3단계로 구분하였다. 또한, 액상화 현상이 실제적으로 점진적 응력감소에서 급진적 응력감소로 전환되는 시점에서 대변형을 동반하여 발생한다는 사실을 발견하고 이를 액상화 상태전환시점으로 정의하였으며 이러한 액상화상태전환시점이 압축제하 또는 인장재제하로 하중방향이 바뀌는 시점에서 발생하는 점을 반영하여 1/4주기별 시험결과분석에 기초하여 저항특성을 나타내었다. 그리고, 본 연구를 통해 제안된 액상화 저항특성에 대한 타당성 검토를 위해 과잉간극수압으로 인해 발생하는 지반재료 내부에서 소산되는 에너지 개념과 기제안된 교란상태개념에 기초한 액상화 저항특성과 비교하였다. 연구결과, 제안된 누적 소성 전단변형률은 액상화 발생의 원인이 되는 과잉간 극수압의 영향을 합리적으로 표현하고 있을 뿐만 아니라 진동하중으로부터 소산되는 재료 내부의 에너지 변화를 신뢰성 높게 표현하고 있는 것으로 나타났다. 특히, 제안된 지반의 한계 저항특성의 경우, 기제안된 교란도 함$.$수에 기초한 수치해석방법보다 정확하게 대변형의 영향을 포함하지 않고 한계상태를 표현하고 있는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제15권1호
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• pp.175-183
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• 1999

최근 우리나라도 내진설계의 필요성에 따라 지진시 등의 고변형률로부터 정밀기계기초에 미치는 미소변형률 진동까지 기초지반의 동적거동에 관한 연구가 점증하고 있는 실정이다. 한편, 화강풍화토는 국내에 가장 널리 분포되어 있는 대표적인 흙으로써 지반진동문제 해결에 필요한 지반계수 등의 동적거동 파악이 시급한 형편이나 이에 관한 연구는 극히 한정되어 있다. 본 연구는 수원지방의 화강풍화토에 대하여 간극비, 포화도가 다른 공시체를 제작하여 구속압력 및 반복응력비를 변화시켜 공진주시험과 반복삼축시험을 실시하여 불포화 화강풍화토의 동적거동을 고찰하였고 지반보강을 위하여 흔히 사용되는 흙-시멘트 혼합토에 대하여도 시멘트 혼합비와 간극비를 달리한 공시체에 대하여 같은 조건하에 동적거동을 구명하기 위한 두가지 같은 실험을 수행하였다. 연구결과 불포화 화강풍화토의 전단탄성계수는 표면장력에 지배되며 최적포화도는 간극비에 따라 공진주 시험인 경우 약 17%~l8%, 반복삼축시험인 경우 약 10%~l5% 로 나타났다. 또한, 수원지역의 화강풍화토에 대한 한계 변형률 범위와 평균전단탄성계수도 추정할 수 있었다. 한편, 일련의 공진주시험과 반복삼축시험의 결과를 토대로 하여 화강풍화토의 시멘트 혼합량에 따른 최대전단탄성계수 추정식을 비교적 조밀한 경우와 비교적 느슨한 경우로 나누어 제안하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권4호
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• pp.83-93
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• 2003

본 연구에서는 낙동강 하류 을숙도에 분포하는 0.558%의 세립분을 함유한 자연 사질토 지반에 대하여 느슨, 중간, 그리고 조밀한 지반 상태를 재현하여 초기정적전단응력의 영향을 정적 및 동적 시험을 통해 응력경로와 과잉간극수압 소산 및 잔류변형 거동을 규명하고, Bolton 이론에 의거한 파괴시 최대 유효마찰각을 상대밀도에 의한 영향과 구속압의 영향을 고려하여 제시하였다. 파괴선과 상전이점의 거리는 초기전단응력이 증가할수록 가까워지고, 느슨한 모래의 경우 그 영향이 커서 조밀한 모래의 응력경로로 접근하는 경향을 보인다. 압밀응력비 조건이 1.4에서 1.8로 변함에 따라, 상대밀도의 증가와 함께 보다 큰 액상화 저항강도를 보이고 조밀한 상대밀도 조건에서는 유사한 CSR값을 보였다.

• 한국도로학회논문집
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• 제12권2호
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• pp.115-121
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• 2010

입도조정기층 재료의 역학적 특성평가를 위하여 15개 시료에 대해 반복재하 삼축압축시험, CBR 시험, 투수계수시험을 수행하였다. 입도조정기층 재료의 CBR 값은 32~110 범위(평균 81)에서 매우 폭넓게 결정되었으며, 수침조건에서 팽창량은 0.04mm 이하로 나타났다. 입도조정기층 재료의 탄성계수는 체적응력의 영향을 매우 크게 받았으며 선형체적응력모델의 적용성이 가장 뛰어남을 확인하였다. 입도조정기층 재료의 탄성계수는 100MPa~600MPa, 모델계수 $k_1$은 80~270, 모델계수 $k_2$는 0.1~0.6 사이에서 결정 되었다. 체가름시험과 다짐시험에서 결정된 지수물성치로부터 입도조정기층 재료의 탄성계수를 결정하는 경험모형을 제안하였다. 제안된 경험모형의 결정계수는 모델계수 $k_1$ 결정에 있어서는 0.423, 모델계수 $k_2$ 결정에 있어서는 0.920, 응력단계별 탄성계수 결정에 있어서는 0.872로 평가되었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제11권11호
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• pp.55-62
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• 2010

액상화에 의해 발생되는 피해의 상당 부분은 반복전단과정에서 발생한 과잉간극수압이 소산되면서 지표에 나타나는 침하에서 유발된다. 그러나 지반은 매우 복잡한 구조로 되어 있기 때문에 침하는 균등하게 발생하지 않으며 대부분 부등 침하의 형태로 발생되게 된다. 일반적으로는 이러한 잔류전단변형률이 없는 상태에서 재압밀을 수행하지만 현실적으로는 잔류전단변형이 남아있는 것이 자연스러운 현상이라는 인식과 함께 다양한 다이레이턴시 특성하에서 발생되는 액상화 후 재압밀에 대한 고찰이 거의 이루어지지 않았다는 점에 주목하여 본 연구에서는 잔류전단변형률이 액상화 후 재압밀과정에 미치는 영향을 검토하였다. 이를 위하여 변형률 제어에 기반을 둔 시험장치와 간극수의 배수를 정밀 제어할 수 있는 체적변형률 제어장치를 이용하여 세립분을 포함하고 있지 않은 표준사와 세립분을 포함한 풍화토에 대한 일련의 삼축압축시험을 실시하였고 그 결과를 고찰하였다. 결과 표준사의 경우 에는 상대적으로 잔류전단변형률이 액상화 후 체적압축특성에 미치는 영향이 작았으나 풍화토의 경우에는 유효응력-체적변형률 관계곡선이 잔류전단변형률이 클수록 하방에 위치하였으며 곡선의 형상에도 영향을 미치고 있었고 대체적으로 응력 수준이 낮은 배수 초기에 체적변형률이 급증하며 유효응력 증가에도 거의 체적변형은 일어나지 않고 있다. 액상화에 의한 침투유동파괴가 낮은 응력 수준에서 발생된다는 점을 고려하면 이러한 관계 곡선의 형상은 매우 중요한 의미를 갖는다.