• 한국지반공학회논문집
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• 제23권4호
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• pp.113-123
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• 2007

투수계수가 낮은 뒤채움 흙을 사용하는 보강토는 비배수 상태에 놓일 경우 그 안정성이 우려되므로 비배수 인발력의 변화를 사전에 파악하여 설계에 반영하는 것이 중요하다. 본 논문은 실트질 모래에 삽입된 강보강재에 대한 배수 및 비배수 인발시험에 대한 수치해석을 수행하여 그 분석결과를 소개하고 있다. 해석에 적용된 흙은 각각 0%(순수모래), 5%, 10%, 그리고 15% 실트질 모래였으며, 상재하중은 30kPa, 100kPa과 200kPa이 었다. 해석결과 배수 인발력과 비배수 인발력 모두 실트 함유량에 의해 영향을 받고, 흙의 내부마찰각과 상재하중이 증가함에 따라 인발력 또한 증가하는 것으로 나타났다. 비배수 시험에서는 과잉간극수압이 발생함에 따라 보강재에 작용하는 유효응력이 감소하였으며, 그 결과 배수 인발력에 비해 비배수 인발력이 상재하중 30kPa에서 약 57%, 그리고 100kPa과 200kPa에서 약 70%로 감소하는 것으로 나타났다. 이러한 수치해석결과는 기존에 같은 조건에서 수행된 실내모델시험 결과와 잘 일치하는 것으로 나타났다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제9권5호
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• pp.669-685
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• 2015

A three-dimensional elastoplastic constitutive model, also known as a UH model (Yao et al. 2009), was developed to describe the stress-strain relationship for normally consolidated and over-consolidated soils. In this paper, an acoustic tensor and discriminator of bifurcation for the UH model are derived for the strain localization of saturated clays under undrained and fully and partially drained conditions. Analytical analysis is performed to illustrate the points of bifurcation for the UH model with different three-dimensional stress paths. Numerical analyses of cubic specimens for the bifurcation of saturated clays under undrained and fully and partially drained conditions are conducted using ABAQUS with the UH model. Analytical and numerical analyses show the similar bifurcation behaviour of overconsolidated clays in three-dimensional stress states and various drainage conditions. The results of analytical and numerical analyses show that (1) the occurrence of bifurcation is dependent on the stress path and drainage condition; and (2) bifurcation can appear in either a strain-hardening or strain-softening regime.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제5권4호
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• pp.301-312
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• 2003

이 논문은 토사지반 (연약지반)에서의 터널굴진시 터널주변에 야기되는 응력과 간극수압에 대한 거동의 이론적 고찰에 대한 연구로써 터널 굴진시 터널의 안정성 예측을 위한 접근방법에 대하여 연구, 제시되었다. 안정성에 대한 이론적인 접근방법을 이해하기 위하여 배수 및 비배수조건에서의 터널막장의 거동에 대하여서도 고찰하였으며, 실질적으로 현장에서 계측하여 얻어진 자료를 기초로 터널의 안정성에 대한 이론적 접근방법의 적용사례를 연구하고 그 결과에 대하여서도 또한 분석 평가하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제24권8호
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• pp.149-160
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• 2008

1990년대 이후로 인천과 부산신항 등의 물류중심항구 및 송도 신도시와 같은 유비쿼터스 도시 개발에 발맞추어 인근해상연약지반 매립공사가 활발히 진행되면서 측방유동 해상말뚝기초의 거동특성에 폭넓은 관심이 집중되고 있다. 측방유동 말뚝기초 거동에 대한 연구 및 규명은 원심모형기 개발과 컴퓨터 기능의 향상으로 인하여 폭넓은 시도가 이루어져 왔으며, 특히 말뚝구조물에 작용하는 측방유동압의 특성이 가장 중요한 초점이 되고 있다. 이에 본 연구에서는 대변형 압밀연계 유한요소해석 기법(LDFE)을 바탕으로 배수조건(비배수 : 단기, 배수 : 장기)에 따른 측방유동 해상 말뚝기초의 거동특성을 분석하였으며 특히, 말뚝-지반 상호작용을 고려한 측방유동압에 중점을 두었다. 본 수치해석에서는 지층조건, 말뚝두부의 경계조건, 성토하중 크기, 평균압밀도 네 가지 중요변수에 따른 거동양상을 비교 분석하였으며, 이로부터 비배수 단계와 배수 단계에서의 측방유동압의 분포형태와 크기에 대한 정량적인 차이를 확인하였다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제16권2호
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• pp.55-66
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• 2017

본 연구에서는 지반 특성에 관계없이 일률적으로 적용되는 피에조콘 관입속도 2cm/s 조건 하에서, 저소성 실트 지반의 경우 부분배수 내지는 완전 배수 현상이 발생된다는 관점에서 저소성 실트 지반의 비배수전단강도선과 완전배수 전단강도선 사이에서의 피에조콘계수($N_{kt}$)에 의한 전단강도 분포 경향을 기준으로 부분배수 전단강도를 평가하였다. 그 결과, 인천, 화성 및 군산 저소성 실트 지반의 부분배수 내부마찰각(${\varphi}^{\prime}$)은 $3{\sim}15^{\circ}$에서 분포하는 것으로 분석되었다. 한편, 강제치환 역해석 결과 및 비압밀비배수 삼축시험으로부터 얻어진 내부마찰각(${\varphi}^{\prime}$)은 소성지수 감소에 따라 $2{\sim}14^{\circ}$의 범위에서 분포되어, CPTU 데이터에 의한 부분배수 내부마찰각(${\varphi}^{\prime}$)과 유사한 경향을 나타내어 이에 대한 적용성을 확인할 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제22권10호
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• pp.173-181
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• 2006

본 논문에서는 정적 및 액상화와 같은 동적하중을 받는 흙의 거동해석을 위한 두 개의 활성면을 가진 구성모델을 제안하였다. 이 모델은 두 개의 활성면에 기초하고 있으며, 첫번째면은 회전하는 최대전단면을 나타내며 두 번째면은 고정된 수평면을 나타낸다. 이와 같은 두 개의 활성면을 이용하여 본 모델은 초기의 다른 응력상태하에 있는 시료의 직접단순전단시에 발생하는 주응력회전현상을 모델링할 수 있다. 제안된 모델은 초기의 응력비에 관계없이 평균유효응력이 동일할 경우에 유사한 거동을 보이는 흙의 실내실험결과를 묘사할 수 있다 그리고, 배수시 반복 직접단순전단으로 발생하는 흙의 거동 즉 제하시에 나타나는 체적감소 및 대변형에서 발생하는 체적팽창을 묘사할 수 있다. 비배수시의 흙의 정적 및 동적 거동은 배수거동에서 흙 골격사이에 존재하는 물의 구속력을 고려함으로써 해석하였다. 본 모델의 구성관계식은 응력-물의 상관관계를 동시에 묘사할 수 있는 FLAC을 이용하여 구현하였다. 배수 직접단순전단 시험을 이용한 Fraser River Sand의 실험결과를 이용하여 모델을 먼저 검증하였으며, 동일한 입력변수를 이용한 Fraser River Sand 비배수 거동의 예측치와 실험치를 비교하여 검증하였다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제31권6호
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• pp.386-394
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• 2019

본 연구에서는 2017년 11월 15일에 포항에서 발생한 규모 5.4의 지진으로 인하여 영일만항의 케이슨식 안벽 및 배후지에서 지반내에 발생된 과잉간극수압으로 유발된 침하와 수평변위를 지반배수조건(즉 비배수조건과 배수조건)에 따라 해석하였다. 일반적으로 비배수조건에서 지진응답해석을 실시하는데 본 연구에서는 배수조건 해석을 실시하여 지진 시 생기는 변위와 지진 이후에 과잉간극수압이 소산하면서 발생하는 추가적인 변위의 결과를 산정하였다. 지진 이후의 결과는 비배수조건의 해석에서는 알 수 없는 부분이다. 두 결과에 대한 비교 분석을 통해 지반배수조건에 따라 구조물과 지반의 거동 차이를 분명하게 확인하였다. 특히 배수조건의 해석 결과에서 지진이후 과잉간극수압 소산에 따른 추가적인 변위가 분명하게 발생하는 것으로 나타났다. 이것은 지진응답해석에서 지반배수조건에 따른 두 해석결과의 차이가 존재하는 것을 보여주는 것으로 지반과 구조물의 거동을 더 명확하게 해석하기 위해서는 배수조건에 대한 해석도 필요하다는 것을 나타내는 것이다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제38권6호
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• pp.5-16
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• 2022

국내 내진설계의 경우, 일반적으로 비배수 조건 해석을 통해 구조물과 지반의 변형을 검토하여 이를 설계 및 유지보수에 적용한다. 하지만 지진과 같은 동적하중에 의해 발생한 액상화 현상 이후 과잉간극수압의 소산과정을 거치게 되면 추가적인 지반의 침하가 발생하고 그에 따른 더 큰 피해가 발생한다. 그러므로 배수조건의 해석이 추가적으로 요구되는 실정이며, 지진이 끝난 후 소산과정을 거친 지반의 침하량을 산정하고 검토하는 등의 정확한 지반의 거동을 파악해 이를 설계 및 유지보수에 함께 적용해야 한다. 따라서 본 연구는 순수 사질토 지반을 Dr=30%의 느슨한 지반과 Dr=70%의 조밀한 지반으로 구분하여 비배수조건과 배수조건을 가정해 수치해석을 실시하였다. 특히, 지진과 같은 동적하중이 작용할 때, 지반의 배수조건을 고려하여 느슨한 지반과 조밀한 지반의 침하량 및 과잉간극수압비를 비교하고, 지진이 끝난 후 지반의 소산과정에서 나타나는 침하량 및 과잉간극수압비를 비교, 분석하는 부분에 초점을 맞췄다. 그 결과 지진 시 발생한 지반의 침하량 보다 소산과정을 거친 지반의 침하량이 약 30~60배 큰 결과를 얻었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제18권4호
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• pp.215-228
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• 2002

동반논문(오세붕, 2002)에서는 전체 변형도 영역의 거동을 모델할 수 있는 GUX( 구성모델을 ABAQUS 코드(Hibbit 등, 2001)에 구현하였다. 먼저 정확도 해석을 통하여 동반논문에서 구현한 내재적 응력적분 기법이 해의 정확도를 확보함을 알 수 있었다. GUX 모델은 전응력 개념에 의거한 비등방경화 탄소성 구성모델이므로 완전 배수 또는 비배수 삼축시힘시 응력-변형도 관계를 입력하여 대상문제를 배수 및 비배수조건에 따라 해석할 수 있다. 본 연구에서는 연약지반 및 풍화토 지반상 성토시 안정성 문제와 지반-말뚝계의 축하중 재하시 거동에 대한 예제 해석을 수행하였다. 그리고 대변형 해석을 통하여 기하학적 비선형성을 고려하였고 전체 변형도 거동을 합리적으로 모델하는 GUX 모델을 이용한 결과를 Mises 모델 결과와 비교하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제8권4호
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• pp.355-363
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• 2006

본 연구에서는 연약한 지반에 속하는 모래지반과 풍화토가 터널상부에 존재하며 연암층에 위치하는 해저터널을 대상으로 터널 배면의 간극수압이 터널의 안정성에 미치는 영향을 분석하였다. 이를 위해 비배수 조건과 배수조건을 가정하여 연계해석을 수행하였다. 비배수 터널의 경우에도 숏크리트 두께를 달리하여 안정성을 비교하였으며, 배수 터널의 경우는 숏크리트의 투수계수와 공극률을 달리하여 민감도분석을 수행하였다. 해저터널의 안정성은 유광호 등(2000, 2001, 2005)에 의해 제안된 전단강도감소 기법을 사용하여 수치적으로 구해지는 안전율을 사용하였다. 본 연구에서는 수리-역학적 연계해석 시 시공단계별 정상류 상태를 먼저 재현하고 터널의 안전율을 구했다. 연구결과 터널내로의 지하수 유입량을 어느 정도 허용함으로써 오히려 터널의 안정성이 높아짐을 확인할 수 있었다.