• 한국지반공학회논문집
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• 제27권3호
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• pp.85-94
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• 2011

다양한 모래부피비($sf=V_{sand}/V_{total}$)를 가지는 시료를 조성하여 변형률 크기에 따른 모래-고무 혼합재($D_{sand}/D_{rubber}=1$)의 거동을 분석하였다. 공진주시험, 압밀시험, 그리고 직접전단시험을 실시하였다. 변형률 크기에 따라 모래와 고무는 혼합재 전체 거동을 서로 다르게 제어한다. $sf{\geq}0.4$의 혼합재는 비선형 전단강성의 감소가 관찰되는 반면, $sf{\leq}0.2$의 낮은 모래부피비를 가지는 혼합재는 상당히 높은 탄성한계변형률을 보인다. 고무 입자가 force chain의 역할을 수행할 때 수직변형은 급격한 증가를 보인다. 혼합재 내의 고무부피비가 감소함에 따라 혼합재의 강도는 증가하는 경향을 보이며 $sf{\leq}0.8$의 혼합재는 전단변형에 따라 부피 수축 거동을 보인다. 고무 입자는 변형률 크기에 따라 혼합재 내에서 서로 다른 역할을 수행한다: 미소변형률 영역에서는 혼합재 내의 접촉수 증가 및 소성의 제어; 중간변형률 영역에서는 force chain의 좌굴 방지; 그리고 대변형률 영역에서는 혼합재의 부피수축 거동을 이끈다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2008년도 추계 학술발표회
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• pp.1115-1123
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• 2008

When constructing projects such as road embankments, bridge approaches, dikes or buildings on soft, compressible soils, significant settlements may occur due to the consolidation of these soils under the superimposed loads. The compressibility of the soil skeleton of a soft clay is influenced by such factors as structure and fabric, stress path, temperature and loading rate. Although it is possible to determine appropriate relations and the corresponding material parameters in the laboratory, it is well known that sample disturbance due to stress release, temperature change and moisture content change can have a profound effect on the compressibility of a clay. The early research of Tezaghi and Casagrande has had a lasting influence on our interpretation of consolidation data. The 24 hour, incremental load, oedometer test has become, more or less, the standard procedure for determining the one-dimensional, stress-strain behavior of clays. An important notion relates to the interpretation of the data is the ore-consolidation pressure ${\sigma}_p$, which is located approximately at the break in the slope on the curve. From a practical point of view, this pressure is usually viewed as corresponding to the maximum past effective stress supported by the soil. Researchers have shown, however, that the value of ${\sigma}_p$ depends on the test procedure. furthermore, owing to sampling disturbance, the results of the laboratory consolidation test must be corrected to better capture the in-situ compressibility characteristics. The corrections apply, strictly speaking, to soils where the relation between strain and effective stress is time independent. An important assumption in Terzaghi's one-dimensional theory of consolidation is that the soil skeleton behaves elastically. On the other hand, Buisman recognized that creep deformations in settlement analysis can be important. this has led to extensions to Terzaghi's theory by various investigators, including the applicant and coworkers. The main object of this study is to suggestion the modified compression index value to predict settlements by back calculating the $C_c$ from different numerical models, which are giving best prediction settlements for multi layers including very thick soft clay.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제13권4호
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• pp.33-43
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• 2014

최근 들어 연약지반상에 구조물을 건설하는 경우가 증가하고 있으며, 사회기반 시설의 유지관리 및 건설 비용의 절감을 위해 사전압밀공법 및 연직배수공법과 같은 기존의 방법을 이용하여 지반 개량이 행해지고 있다. 이와 같이 연약점성토 지반상에 다양한 개량공법이 적용 될 때, 점성토의 낮은 투수계수로 인한 장기간에 걸친 압밀침하가 중요하게 된다. 압밀침하와 관련된 기존 연구결과에 따르면, 기존의 표준압밀시험의 재하기간은 압밀정수 산정에 최소한 10일 이상의 시간을 요하게 된다. 따라서 이 연구에서는 서남해안의 대표적인 연약지반으로 구성된 광양만 재성형 해성점토를 이용하여 표준압밀시험과, 일정변형률 압밀시험의 변형률 속도를 변화시킨 실험을 수행하였다. 실내시험결과를 통해 등변형률 속도에 따른 압축특성, 변형률-유효응력관계, 재하속도에 따른 간극수압 변화특성, 압밀정수와 등변형률 속도의 관계를 비교/분석하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제33권5호
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• pp.5-13
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• 2017

샌드심(Sand seam)은 점성토 지층속에 모래층이 층상으로 존재하는 것으로 점토가 침강 퇴적하는 과정중에 하천의 범람이나 사면활동 등에 의하여 모래 성분이 유입되어 생성된 것으로 알려져 있다. 연약지반내에 샌드심이 존재할 경우 일방향 배수에서 양방향 배수가 되기 때문에 압밀시간이 단축이 가능하다 판단되어지나, 샌드심에 대해 연구가 국내외적으로 미진하여 연약지반개량 설계 시 이를 설계에 제대로 반영 못하는 실정이다. 본 연구는 샌드심에 대한 기초연구로 얇은 모래층(샌드심)이 존재하는 점토 시료에 대해 표준압밀시험과 Rowe cell을 이용한 일정변형률시험을 수행하였다. 시험을 위해 냉동법을 이용한 특별히 고안된 샌드심 제작방법을 제시하였다. 시험 결과 샌드심이 점토지반에 존재 시 압밀계수에 영향을 줌을 알 수 있었다. 샌드심의 높이가 시료높이의 0.05배 이상이면 샌드심이 충분한 배수층 역할을 하여 간극수의 배수방향이 수평방향뿐만 아니라 수직배수가 함께 진행되어 압밀이 빠르게 진행되는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제25권10호
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• pp.111-122
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• 2009

지반에 포함된 입자의 용해작용은 흙의 강도를 저하시키고, 지하구조물의 침하를 발생시킨다. 본 논문에서는 입자용해시 혼합재의 물리적 특성 변화를 조사하고자 하였다. 침하량 측정과 전단파 측정과 같은 거시적 반응을 평가하기 위해, 소금과 모래로 구성된 혼합재를 사용하였다. 또한, 광탄성(photoelastic) 디스크와 얼음 디스크 혼합재를 이용하여 힘 연결고리(force chain), 간극, 접촉점수(coordination number), 그리고 수평력 변화와 같은 미시적 거동을 분석하였다. 소금-모래 혼합재에서 전단파는 압밀셀에 설치된 다단의 벤더 엘리먼트로 측정되었고, 광탄성 디스크-얼음 디스크 혼합재의 역학적 거동은 로드셀과 디지털 이미지를 이용하여 분석되었다. 실험결과, 소금의 용해시 전단파 속도는 초기에는 감소한 후에 증가한 후 일정한 값으로 수렴하였다. 용해가능 입자의 크기가 커질수록 그리고 입자패킹이 불규칙해질수록 입자용해시 수평력의 변화가 더 커지는 것을 알 수 있었다. 용해 후, 간극비는 증가했고, 접촉점수는 감소하였다. 본 연구에서는 힘 연결고리, 간극비, 접촉점수와 같은 입자의 거동변화가 전단파 속도와 전체시스템의 수평력 변화 같은 전체적인 거동에 영향을 주는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제25권5호
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• pp.5-16
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• 2009

포화된 연약지반의 거동 특성은 선행압밀하중을 기점으로 다양하게 변하기 때문에 정확한 선행압밀하중 산정은 연약지반 평가시 상당히 중요한 설계정수 이다. 선행압밀하중 평가를 위한 기존 방법들은 하중에 따른 침하량만을 산정할 뿐 입자의 미소변형 거동에 따른 입자 자체의 특성은 고려되지 않았다 본 논문의 목적은 입자의 미소변형 거동 특성을 반영한 전단파 속도를 이용하여 선행압밀하중을 산정하기 위한 방법을 제안하고 검증하는 것이다. 본 연구에서는 부산, 인천, 광양 지역에서 채취된 비교란 시료를 이용하였다. 횡방향 구속($K_0$ 조건)하에서 축 하중을 증가 시키며 전단파 속도를 측정 할 수 있는 벤더 엘리먼트가 설치된 압밀 셀을 이용하였다. 선행압밀하중은 기존에 널리 사용되고 있는 Casagrande (e-log p') 방법, Sridharan (log (1+e)-log p') 방법, 그리고 Onitsuka (In(1+e)-log p') 방법으로 산정하여 본 논문에서 제시된 방법으로 산정된 선행압밀하중과 비교하였다. 본 연구는 전단파 속도를 이용하여 선행압밀하중을 평가 할 수 있는 새로운 방법을 제안하였으며, 이는 미소변형 거동 특성을 고려한 새로운 방법으로 적용되기를 기대한다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제26권8호
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• pp.49-58
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• 2010

본 연구에서는 점성토지반에서의 이차압밀특성을 규명하기 위해 정규압밀 영역에 대해 표준압밀시험을 수행하고, Yoshikuni가 제안한 탄-점성 압밀이론의 유한차분해석결과를 이용하여 점성토지반의 압밀특성을 조사하였다. 압밀시험은 초기압밀하중 0.8, 1.6, 3.2, 6.4kgf/$cm^2$의 4케이스에 대해 압밀하중 증분비(${\Delta}p/p_0$)를 1.0으로 하여 수행하였다. 또한 압밀하중증분비의 영향을 명확히 하기 위해 압밀하중 증분비를 변화시킨 장기압밀시험을 수행하였다. 얻어진 실내실험결과에 대해 탄-점성 압밀이론을 이용한 수치해석을 실시한 결과, 수치해석결과가 1차압밀과정에서 약간지연(또는 조기진행)되는 결과가 얻어졌지만, 이차압밀과정에 대해서는 잘 일치한 것으로부터 그 적용성을 검증하였다. 또한 일반적인 점성토지반의 모델지반을 작성하고 압밀특성에 영향을 미치는 압밀정수에 대해 수치모델링을 수행하고 그 영향에 대해서 분석하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제24권12호
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• pp.103-111
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• 2008

지반은 화학적 및 물리적인 작용으로 인하여 지반 자체가 용해되어 지반 재료 자체가 자연적으로 소실(Vanishing)되는 입자를 포함하고 있다. 지반의 소실은 입자로 구성된 재질에서 국부적인 간극 및 투수계수의 증가와 같은 미소구조의 변화를 유발하여 지반의 강도와 변형에 영향을 미친다. 본 논문에서는 지반 재료의 소실 발생 시 대상지반의 국부적인 강성의 변화특성을 파악하기 위하여 소금과 모래를 여러 가지 부피비로 혼합하여 사용하였다. 실험은 전단파 측정을 위한 벤더 엘리먼트가 설치된 압밀셀을 이용하여 수행하였다. 입자의 용해는 다양한 구속응력 하에서 시료를 포화시켜 수행하였다. 축방향 변형률과 전단파 신호를 매 하중 단계와 입자용해 시 측정하였다. 실험 결과, 입자 용해 후 축방향변형률과 간극비는 증가하였고, 전단파 속도와 최대전단탄성계수는 감소하는 것으로 나타났다. 입자 용해로 인한 간극비 증가와 입자간의 접촉이 감소하여 전단파 속도가 감소하였다. 입자가 용해되는 동안 수직변형률은 포화 시작점에서 급격히 증가하였으며 입자 용해가 완료되면서 수렴하였으며, 전 단파속도는 시작 시 감소하였다가 입자가 재배열되면서 증가하는 것으로 나타났다. 모래와 소금으로 구성된 시료는 지반소실재의 거시적 구조 거동에 의미있는 결과를 보여줄 수 있는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제24권8호
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• pp.125-135
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• 2008

모래 입자와 연약한 고무 입자로 이루어진 강-연성 혼합재의 응력-변형 및 전단파 특성을 평가하기 위해 고무와 모래의 부피비(sf)와 입자 크기비(sr)를 달리하는 시료를 조성하였다. 벤더 엘리먼트가 설치된 압밀셀을 이용하여 응력-변형시험 및 $K_o$ 상태에서의 미소변형 전단파 시험을 실시하였다. 일정한 입자 크기비를 가지는 강-연성 혼합재는 강성의 입자에서 연성의 입자로 거동이 전이되는 응력-변형 및 미소변형 전단파 특성을 보였다. 또한, $G_{max}=\;{\Lambda}({\sigma}'_{o}/kPa)^{\zeta}$ 관계에서 모래의 부피비(sf)가 $0.4{\sim}0.6$인 구간에서 $\Lambda$계수가 급격히 증가하며 $\zeta$ 지수는 최대값을 보이는 것으로 관찰되었다. 전이 혼합재는 구속응력의 변화에 매우 민감한 거동을 보이며 연성인 고무입자는 재하 하중에 의해 쉽게 변형되므로 최소 간극율을 가지는 강-연성 혼합재의 부피비는 재하된 응력의 크기에 좌우된다. 실내시험을 이용한 본 연구에서는 입자 크기 비와 모래 부피비가 강성 입자와 연성 입자의 혼합재료 거동을 결정하는 것으로 요인으로 분석되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제25권6호
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• pp.17-29
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• 2009

에너지 수요의 증가 및 에너지 탐사와 연관되어 해저 지반의 조사가 증가하고 있다. 해수면 2100m 해저 110m 아래에서 얻어진 압력 코어 시료의 메탄 하이드레이트 생산 시험 후 얻어진 사료를 이용하여 울릉 분지 심해토의 지반공학적 특성을 조사하였다. 기본 토성, 광물학적 특성, 화학 조성, 그리고 미세구조 관찰을 위하여 토성 실험, XRD, 그리고 SEM을 실시하였다. 또한, 멀티 센서 압밀셀을 이용하여 두 시료의 압축성, 전단파 및 전자기파 파악하였다. 강도특성은 직접전단실험 이용하여 산정되었다. 주요 광물로는 카오리나이트, 일라이트, 크로라이트(chlorite), 그리고 캘싸이트(calcite)가 관찰되었다. SEM 결과 잘 발달된 내 외부 간극 구조가 관찰되었다. 수직유효응력의 증가에 따라 전단파 속도, 전기비저항, 실수 유전율, 그리고 전기전도도는 이중선형 거동을 보였다. 직접전단실험으로 얻은 마찰각은 약 $21^{\circ}$로 선행연구와 비슷한 결과를 보였다. 본 연구는 가스 하이드레이트와 같은 에너지 자원의 개발 및 새로운 지반공학적 영역의 확보를 위하여 심해 퇴적토의 거동 이해의 중요성을 보여준다.