• 한국지반신소재학회논문집
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• 제10권3호
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• pp.25-32
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• 2011

본 연구에서는 자동 흙-함수특성곡선 시험장치를 이용하여 새만금지역에서 채취한 준설토의 모관흡수력과 체적함수비를 측정하였다. 측정결과를 토대로 Van Genuchten(1980)의 방법을 이용하여 흙-함수특성곡선(SWCC)을 산정하였다. 동일한 유효포화도에서 건조과정의 모관흡수력은 습윤과정의 모관흡수력보다 크게 나타났다. Lu and Likos(2006)의 방법을 이용하여 모관흡수력에 따른 흡입응력을 산정하고, 흙-함수특성곡선(SWCC)의 불포화 관련계수를 토대로 흡입응력특성곡선(SSCC)을 예측하였다. 건조과정의 흡입응력은 유효포화도가 증가함에 따라 증가하다가 감소하지만 습윤과정의 흡입응력은 유효포화도가 증가함에 따라 지속적으로 감소한다. 또한 동일한 유효포화도에서 건조과정의 흡입응력은 습윤과정의 흡입응력보다 크게 나타났다. 한편 van Genuchten(1980)의 방법을 이용하여 투수계수함수(HCF)를 예측하였다. 체적함수비가 증가함에 따라 불포화 투수계수는 증가하며, 동일한 모관흡수력에서 건조과정의 투수계수가 습윤과정의 투수계수보다 크게 나타났다. 흙-함수특성곡선(SWCC)과 흡입응력특성곡선(SSCC)의 산정결과에 의하면 건조 및 습윤과정에서 흡입응력 혹은 모관흡수력에 대한 이력현상이 발생되었다. 이러한 이력현상은 흙입자 사이의 간극수로 인한 잉크병 효과에 의한 것이다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제32권7호
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• pp.15-24
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• 2016

보은 화강암 풍화토에 대한 불포화 특성을 조사하기 위하여 자동 흙-함수특성곡선 시험장치를 이용하여 건조 및 습윤과정에 따른 모관흡수력과 체적함수비를 측정하였다. 이를 토대로 van Genuchten(1980)의 방법을 이용하여 흙-함수특성곡선(SWCC)을 산정한 결과 유효포화도에 따른 모관흡수력은 S자형의 비선형적인 관계를 나타내며, 건조 및 습윤과정을 거치는 동안 이력현상이 발생되었다. Lu and Likos(2006)의 방법을 이용하여 흡입응력특성곡선(SSCC)을 산정한 결과 유효포화도가 낮은 경우 건조과정의 흡입응력은 일정하게 유지되나 습윤과정의 흡입응력은 증가하는 경향을 보인다. 그러나 유효포화도가 큰 경우에는 동일한 유효포화도에서 건조과정의 흡입응력이 습윤과정의 흡입응력보다 크게 발생되었다. 한편 계수추정방법의 하나인 van Genuchten(1980)의 방법을 이용하여 투수계수함수(HCF)를 산정한 결과 모관흡수력이 증가함에 따라 불포화 투수계수는 감소하며, 모관흡수력에 따른 불포화 투수계수의 감소 속도는 건조과정이 습윤과정보다 더 크게 발생됨을 알 수 있다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제15권3호
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• pp.49-55
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• 2016

본 연구에서는 부산 임기광산 광산폐기물 사면을 대상으로 강우 침투에 따른 지반내 불포화 특성변화를 살펴보기 위하여 불포화토 특성변화 측정유닛 및 시스템을 현장에 설치하였다. 불포화토 특성변화 측정시스템은 각종 측정유닛으로부터 측정된 자료를 저장, 관리 및 전달하는 시스템으로 Data Acquisition System(DAS), Solar System 및 불포화토 특성변화 측정유닛으로 구성되어 있다. 현장에 설치된 각종 측정유닛으로부터 측정된 강우, 체적함수비, 모관흡수력 등의 자료를 정리하여 분석하였다. 이들 결과를 살펴보면 강우시 체적함수비와 모관흡수력의 변화는 강우강도에 의해 크게 영향을 받으며, 강우시와 건기시 지표면 부근에서 가장 크게 증가하였다가 감소하는 것으로 나타났다. 그리고 현장에서 측정된 모관흡수력은 5-35kPa, 체적함수비는 0.12-0.24 범위에 존재하는 것으로 나타났다. 그러나 지하수위는 강우발생 직후 바로 증가하는 것이 아니라 2-3일의 시간이 경과한 뒤 증가함을 알 수 있다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제7권5호
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• pp.31-39
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• 2006

일반적으로 흡수력은 불포화 흐름과 전단강도상의 거동을 평가하기 위한 중요한 인자가 되며, 불포화토의 부 간극수압은 흙의 구조와 포화도에 의해 영향을 받는다. 본 연구에서는 불포화 준설토의 전단강도 특성을 조사하기 위해 수정된 삼축압축시험이 수행되었다. 실험결과로서 전단강도의 변화는 배수조건보다 흡수력에 더 영향을 받고 있음을 알 수 있었고 점차적으로 흡수력 100 kPa에 수렴되고 있음을 보여준다. 이것은 흙의 불포화 상태에서 내부마찰각과 점착력이 포화상태에 비하여 흡수력에 기인하여 증가하고 있음을 나타내며, 불포화토에서 합리적인 지반강도정수의 산정을 위해서는 흡수력의 변화에 따른 겉보기 마찰각 ${\phi}^b$이 고려되어야 함을 알 수 있다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제28권3호
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• pp.55-66
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• 2012

본 연구에서는 포항지역의 자연사면에서 채취된 이암풍화토(CL)의 흡입응력 이력현상을 조사하기 위하여 자동 흙-함수특성곡선(SWCC) 측정장치를 이용하여 건조 및 습윤과정에 따른 모관흡수력과 체적함수비를 측정하였다. 시료에 모관흡수력을 재하시켜 간극수를 유출시키는 건조과정과 반대로 모관흡수력을 제하시켜 간극수를 유입시키는 습윤과정을 재현하였다. 측정결과를 토대로 van Genuchten(1980)의 방법을 이용하여 흙-함수특성곡선(SWCC)을 산정한 결과 유효포화도에 따른 모관흡수력은 비선형적인 관계를 나타내며, 건조 및 습윤과정을 거치는 동안 동일한 유효포화도에서 다른 모관흡수력을 나타내는 이력현상(hysteresis)이 발생되었다. 그리고 Lu and Likos(2006)의 방법을 이용하여 흡입응력특성곡선(SSCC)을 산정한 결과 낮은 모관흡수력에서 흡입응력은 빠르게 증가하며 이후 미소하게 증가하는 것으로 나타났으며, 동일한 모관흡수력에서는 건조과정의 흡입응력이 습윤과정의 흡입응력보다 크게 나타내는 이력현상이 발생되었다. 따라서 불포화토의 특성을 고려하여 설계 및 안정성 검토를 수행하는 경우 강우침투시에는 습윤과정의 흡입응력특성곡선(SSCC)을 적용하고, 건조 혹은 배수시에는 건조과정의 흡입응력특성곡선(SSCC)을 적용하는 것이 바람직하다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제16권3호
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• pp.577-585
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• 2020

연구목적: 불포화토에서 발생하는 모관흡수력의 존재는 사면의 안정성을 증가시키지만, 강우침투 로 인한 모관흡수력의 감소는 갑작스런 사면 파괴를 유발하여 큰 재난을 발생시킬 수 있다. 본 논문에서는 우리나라의 대표적인 산흙인 화강풍화토에 대하여 불포화상태에서의 공학적 특성을 분석하였다. 연구방법:화강풍화토에 대하여 입도상태가 양호한 경우와 입도상태가 불량한 경우로 나누어 불포화 상태에서 함수특성곡선, 불포화투수곡선, 모관흡수력에 대한 불포화 전단강도 관계 등으로서 실험과 분석을 수행하였다. 연구결과: 입도분포가 불량한 경우가 입도분포가 균등한 경우에 비하여 체적함수비에 대한 모관흡수력의 변화가 급격히 발생하는 것으로 분석되었다. 입도가 균등한 경우가 입도가 불량한 경우에 비하여 동일한 모관흡수력에서 투수계수가 비교적 작은 값을 나타내었다. 모관흡수력이 크게 작용할수록 전단강도가 증가하는 경항을 보였다. 결론: 우리나라의 대표적인 산흙인 화강풍화토에 대하여 입도상태가 양호한 경우와 입도상태가 불량한 경우로 나누어 불포화상태에서의 공학적 특성인 함수특성곡선, 불포화투수계수, 불포화 전단강도 등에 대하여 실험을 실시하여 각각의 상관관계를 확보하였다.

• 한국농공학회논문집
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• 제47권4호
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• pp.35-41
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• 2005

In order to analyse the flow problems for an unsaturated soil, it is required to examine closely the characteristics of the coefficient of permeability which is changing with the matric suction. To this ends, a permeability test was conducted on the three samples;granular soil, cohesive soil and silty soil. The specimen was made by pressing the static pressure on the mold filled with soil and the void ratio was controled with the different compaction ratio. And the test was performed by using the modified apparatus of the steady state method which was proposed by flute (1972). The range of matric suction was 0-90 kPa. The measured results for the coefficients of permeability were analysed with the void ratio and the compaction ratio, and it was examined closely the characteristics of the permeability for an unsaturated soil.

• 한국지반공학회논문집
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• 제24권7호
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• pp.17-24
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• 2008

본 연구에서는 불포화토의 삼축시험시 거동을 Bishop 응력으로 기술하여 분석하였다. Bishop 응력으로 기술한 $K_0$ 압축시 경로 및 최종값은 모관흡수력에 무관하게 유일한 관계로 나타나고 있음을 알 수 있었다. 불포화토의 파괴포락선은 Bishop 응력으로 기술할 경우에 모관흡수력에 무관하게 유일한 관계를 나타내고 있었다. 특히 모관흡수력이 낮은 경우에는 선형적인 관계를 나타내며 실험치와 이론치가 잘 일치하고 있었다. 그리고 Bishop 응력을 기술하는 변수 ${\chi}$는 이론적으로 일정한 값을 가지고 있음을 입증하였다. 파괴규준에서 축차응력이 0인 경우 정의되는 흡수응력은 모관흡수력에 대하여 선형적으로 증가하며 실험치와 이론치가 적절하게 일치하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제29권12호
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• pp.11-24
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• 2013

본 연구에서는 전형적인 산사태 발생 메커니즘인 강우침투현상과 현장 모관흡수력을 고려한 산사태 해석 방법을 제시하였으며, 실제 산사태가 발생된 지역을 선정하여 그 적용성을 검토하였다. 이를 위해 대상지역의 시료를 채취하여 함수특성곡선(SWCC) 실험을 수행하였으며, 불포화 투수계수를 산정하였다. 또한 초기 모관흡수력과 강우발생에 따른 모관흡수력 변화를 관측하기 위해 현장계측을 수행하였으며, 그 결과를 산사태 해석에 적용하였다. 그리고 국내 강우특성을 고려한 비탈면 설계를 위하여, 강우패턴에 따른 습윤대 깊이와 안전율 변화를 분석하였다. 특히, 선행강우 효과를 고려한 매개변수 해석을 수행하여 비탈면 안정성에 어떠한 영향을 주는지 습윤대 깊이 변화를 통해 분석하였다. 그 결과, 본 연구에서 제안한 산사태 해석 방법은 지반의 불포화 특성과 선행강우 효과를 고려할 수 있으며, 산사태 발생 위치를 적절히 예측하는 것으로 나타났다. 그리고 강우발생 시, 강우량이 후반부에 집중된 강우패턴에서 비탈면의 안전율이 가장 낮게 나타났다. 또한, 선행강우는 비탈면의 모관흡수력을 감소시켜 불안정성을 증가시키고, 이후 발생된 강우로 인해 습윤대가 깊어지면서 비탈면 파괴 위험이 증가한다.

• 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.