• Geomechanics and Engineering
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• 제25권4호
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• pp.283-294
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• 2021

This paper presents a rigorous solution for spherical cavity expansion in unsaturated soils under constant suction condition. The hydraulic behavior that describes the saturation-suction relationship is modeled by a void ratio-dependent soil-water characteristic curve, which allows the hydraulic behavior to fully couple with the mechanical behavior that is described by an extended critical state soil model for unsaturated soil through the specific volume. Considering the boundary condition and introducing an auxiliary coordinate, the problem is formulated to a system of first-order differential equations with three principal stress components and suction as basic unknowns, which is solved as an initial value problem. Parameter analyses are conducted to investigate the effects of suction and the overconsolidation ratio on the overall expansion responses, including the pressure-expansion response, the distribution of the stress components around the cavity, and the stress path of the soil during cavity expansion. The results reveal that the expansion pressures and the distribution of the stress components in unsaturated soils are generally higher than those in saturated soils due to the existence of suction.

• 한국지반공학회논문집
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• 제35권8호
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• pp.43-56
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• 2019

본 논문은 동남해안 지역 229개소(부산지역 78개소, 김해지역 103개소, 거제지역 18개소, 창원지역 30개소)의 연약지반의 물리적, 역학적 특성을 실내실험을 통해 밝혀낸 후 압축지수와의 관계를 분석하여 실질적으로 동남해안 지역에 적용 가능한 압축지수 추정식을 제시하고자 수행하였다. 그 결과 동남해안 지역별로 연약지반의 자연함수비, 액성한계, 초기간극비와 압축지수의 상관관계를 밝혀낼 수 있었을 뿐만 아니라 동남해안 지역의 통합적인 상관식 또한 밝혀낼 수 있었다. 또한, 기존에 제시되어 있던 압축지수 추정식과 본 논문을 통해 밝혀진 추정식을 비교분석을 실시하였다. 그 결과 기존에 외국 학자들에 의해 제안된 압축지수 추정식은 한국의 동남해안 지역 연약지반에 적용하기에는 큰 오차율을 보였다. 기존에 제시된 추정식 중 함수비를 통한 압축지수 추정식에서는 최소 10.8%에서 최대 48.1%의 오차율이 나타났으며 액성한계를 통한 압축지수 추정식에서는 최소 13.4%에서 최대 288.5%, 초기간극비를 통한 압축지수 추정식에서는 최소 9.4%에서 최대 211.4%의 오차율이 나타났다. 반면 본 연구를 통해 산출된 압축지수 추정식을 통하여 오차율을 산정한 결과 함수비를 통한 추정식에서는 최소 10.5%에서 최대 13.4%, 액성한계를 통한 압축지수 추정식에서는 최소 11.6%에서 최대 21.3%, 초기간극비를 이용한 추정식에서는 최소 7.1%에서 최대 11.7%로 기존의 추정식보다 양질의 결과를 구할 수 있었다. 또한, 압축지수와 팽창지수의 관계는 Cs = (1/5 ~ 1/12)Cc로 기존에 제시된 Cs = (1/5 ~ 1/10)Cc와 비슷한 관계식을 형성하였다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제22권4호
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• pp.329-337
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• 2020

Polyacrylamide (PAM) possesses high water absorption capacity and a unique pH-dependent behavior that confer large potential to enhance the engineering performance of clays. In this study, calcium bentonite was treated with a nonionic PAM. Flexible-wall permeability test and the consolidation test were performed at different pH values to evaluate the effects of PAM treatment on the hydraulic and consolidation properties. Test results demonstrate that index properties are affected by the adsorbed PAM on clay surface: a decrease in specific gravity, a decrease in net zeta potential, and an increase in liquid limit are observed due to the PAM treatment. At a given pH, the compressibility of the treated clay is greater than that of the untreated clay. However, the compression indices of untreated and treated clays can be expressed as a single function of the initial void ratio, regardless of pH. Hydraulic conductivity is reduced by PAM treatment about 5 times at both neutral and alkaline pH conditions under similar void ratios, because of the reduction in size of the water flow channel by PAM expansion. However, at acidic pH, the hydraulic conductivity of the treated clay is slightly higher than the untreated clay. This reflects that the treated bentonite with PAM can be beneficially used in barrier system for highly alkaline residues.

• 한국지진공학회논문집
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• 제13권2호
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• pp.1-14
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• 2009

교각의 합리적이고 경제적인 내진설계를 위해서는 연성도에 기반한 내진설계가 필요하며 이를 위해서는 신뢰성 있는 전단평가가 필수적이다. RC 기둥의 전단거동은 휨거동과 달리 부재의 단면크기, 형상비, 축력, 연성도 등 다양한 요인에 의하여 영향을 받아 거동이 매우 복잡하다.따라서,이들 요인을 고려한 많은 설계식 및 경험식이 제안되고 있으나 부재의 초기전단강도와 연성도에 따른 전단강도 저하를 평가하는데 상당한 차이를 보이고 있다. 본 연구에서는 형상비,단면의 중공비, 복부면적, 하중패턴을 변수로 하는 실험적 연구를 수행하여 중공단면 기둥의 초기 전단강도 특성을 살펴보았다. 실험결과는 기존의 다양한 전단평가식과 비교.검토하여 특성을 분석하였으며, 역학적 특성과 실험결과에 기초하여 보다 합리적인 초기 전단평가식을 제안하고 타당성을 검토하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제15권4호
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• pp.136-145
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• 2011

준설매립후 연직배수공법을 적용하여 지반개량을 수행하는 대규모 국가산업단지 조성 프로젝트를 대상으로, 각 심도별 채취된 불교란 시료를 이용하여 물리즉 특성 및 압밀 특성 등을 분석하기 위한 실내시험을 실시하였으며, 수평 압밀계수 및 현장 초기 응력 산정을 위한 콘 관입 및 소산시험을 수행하였다. 지층을 구성하고 있는 하부의 원지반 점토층과 상부의 준설 매립층은 유사한 해성점토로 구성되어 있으나, 초기 간극비와 초기 함수비, 초기 응력상태, 방향별 투수성과 압축성 등의 압밀특성에 있어서는 시간경과에 따른 압밀거동에 있어 매우 큰 차이를 보이는 다층 지반의 특성을 띠고 있다. 압밀과 관련된 응력이력이 다른 두지층의 초기응력을 산정하기 위하여 콘 관입시험 및 소산시험시의 간극수압 측정결과를 분석하였으며, 이를 통해 압밀이 진행중인 하부 원지반 점토층에서의 매립하중과 상부 성토에 의한 각 심도별 과잉간극수압 분포 및 이를 통한 초기응력을 산정할 수 있었다.

• 한국농공학회지
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• 제20권3호
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• pp.4750-4770
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• 1978

Under the various variations of the sample thickness, the load increment ratio and the load increment duration, this consolidation test of the clay in the Asan Bay was tried for the comparison with the standard consolidation test. The results gained are as follows; 1. The void ratio variations of the leached-clay samples were increasingly high, according as the sample thickness thinned and the load increment duration and the laod increment ratio increased. 2. The coefficient of consolidation were increased with the increment of the sample thickness, of the load increment ratio and of the load increment duration. Near the pre-consolidation load, the coefficient of secondary consolidation had the maximum value and lessened with the increment of the sample thicknss, and of the load increment duration 3. The value of the pre-consolidation load increased in proportion to the increment of the sample thickness and the decrease of the load increment ratio and the load increment duration. 4. The compression indices increased as the increment of load increased and decreased as the sample thickness increased. 5. The initial compression ratio increased as the sample thickness, the load increment ratio and the load increment duration decreased. The ratio of primary compression to the secondary decreased with the increment of the sample thickness and of the load increment ratio. 6. The time at the completion of psimary consolidation increased with the increment of the sample thickness and of the consolidation load, and with the decrease of the load increment ratio. 7. The compression indicses increaed as the sample thickness lessened and decreased as the load increment ratio increased. The coefficient of consolidation increased according as the sample thickness, the load increment ratio and the load increment duration went up. The settlement at the construction site should be calculated highly in proportion as the sample thickness lessened and the load increment ratio increased. The consolidation ratio is thought to be accelerated if the sample thickness and the load increment ratio becomes higher and the load increment duration longer.

• 지질공학
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• 제15권2호
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• pp.123-132
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• 2005

본 연구에서는 폐기물 매립장의 차수층으로 사용되는 벤토나이트 혼합토에 대한 연직침윤시험과 Frequency Domain Reflectometry 측정 장비를 이용한 유전율 측정시험을 수행하였다. 표준사, 화강풍화토, 벤토나이트 재료에 대해 다양한 배합 비율을 적용하여 제작된 벤토나이 트 혼합토의 체적함수비, 간극비, 유전율상수 등의 관계로부터 이들의 불포화 투수 특성을 파악하였다. 연구결과에 따르면 초기 벤토나이트 혼합비는 체적함수비 변화에 영향을 미치며, 체적함수비 변화는 간극비와 밀접한 관계를 가지고 있다. 또한 벤토나이트 혼합토의 체 적 함수비 변화는 유전율 반응으로부터 명확히 측정됨을 파악하였다. 벤토나이트 혼합토의 불포화 투수 특성을 파악하기 위한 본 연구에서 체적함수비와 유전율상수의 관계함수를 추정하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제37권7호
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• pp.35-42
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• 2021

본 연구에서는 다양한 카올리나이트 혼합비에 따른 카올리나이트-모래 혼합토의 특성을 실험적으로 분석하였다. 이를 위하여 기본물성실험과 다짐시험을 실시하고 그 결과를 분석하였으며, 카올리나이트와 모래입자 간의 상호 구조를 더욱 자세히 분석하기 위하여 현미경 사진을 이용한 관측을 추가적으로 수행하였다. 실험결과, 카올리나이트 혼합비가 증가할수록 비표면적의 증가에 따른 함수비의 증가 및 모래입자와의 강한 결합구조를 형성하는 것으로 나타났으며, 최대 건조밀도는 감소하고 초기간극비는 증가하는 것으로 나타났다. 현미경 사진 분석 결과, 세립분 함량의 증가에 따라 모래의 특성이 지배적인 비율, 중간 비율, 세립분의 특성이 지배적인 비율을 확인할 수 있었으며, 세립분의 함량이 25-40% 정도인 경우에 입자간 상호작용이 잘 이루어지는 것을 관측할 수 있었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제8권1호
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• pp.183-194
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• 2004

연약점토지반의 압밀거동 예측시, 압축성과 투수성에 대한 비선형 물질함수 특성을 규명하는 것은 가장 중요하며 기본적인 선행 연구내용이라 할 수 있다. 본 연구에서는 압축성과 투수성에 대한 물질함수 특성을 파악하기 위해 해성점토를 이용한 실내 시험을 실시하였다. 실내시험은 수직배수조건 및 수평배수조건, 수직 수평배수조건으로 구분하되 표준압밀 시험과 로우셀 시험등을 실시하였다. 수평배수조건에 대한 물질함수 특성을 파악하기위한 개량 표준압밀 시험장치를 개발하였으며, 시료교랸영항을 최소화하기위한 별도의 시료추출장치를 고안하였다. 또한 로우셀 시험결과와의 비료를 통해, 시험법에 있어 비교적 간편한 개량 표준압밀 시험결과의 신뢰도를 확인할 수 있었다. 모든 시험결과를 통한 유효응력-간극비-투수계수등에 관한 물질함수 특성을 분석한 결과, 유효응력 단계별 간극비 분포는 누승함수의 형태로 표현될 수 있으며, 간극비 단계별 투수계수는 지수함수의 형태로 표현됨을 확인할 수 있었다. 초기함수비가 높고 전단강도가 작은 연약점토의 경우, 유효응력단계별 압축성과 투수성의 비선형성이 매우 크게 나타났으며, 연약 점토지반의 압밀현상 예측에 있어 이러한 비선형성은 무시할 수 없는 큰 영향요소임을 알 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권4호
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• pp.91-100
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• 2007

대부분의 지반설계에 있어서 지반은 모래나 점토로 구분하며 각 지반의 거동에 따른 적절한 설계가 이루어지고 있다. 예를 들면, 사질토의 거동은 상대밀도로 나타내며, 점토의 거동은 연경도 등을 이용하여 나타낸다. 그러나 모래-점토 혼합토는 전형적으로 중간토로 구분되며 간단히 모래나 점토로 구분되지 않으므로 세립분 함유율이 낮은 사질토부터 세립분 함유율이 높은 점토에 대한 전이영역에서의 흙의 거동에 대하여 합리적인 해석이 필요하다. 본 연구에서는 활성을 가지고 있는 자연점토와 모래를 혼합하여 모래만으로 구성된 구조부터 세립분만의 구조에 이르기까지 다양한 세립분 함유율을 갖는 공시체를 제작하였다. 모래-점토 혼합토에 대한 세립분 함유율의 증가에 따른 전단특성을 명확하게 하기 위해 골격간극비에 착안하여 등방 및 이방압밀상태에서 전단실험을 수행하였다. 실험결과에서 모래-점토 혼합토의 정적전단강도는 골격간극비에 크게 의존하는 것으로 나타났다.