• Fibers and Polymers
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• 제4권3호
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• pp.135-144
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• 2003

Permeability of the preform is one of key factors in design of RTM (Resin Transfer Molding) mold, determination of processing conditions, and modeling of flow in the mold. According to previous studies, permeability measured in the unsaturated fiber mats are higher than that in the saturated fiber mats by about 20% because of the capillary pressure. In this study, permeabilities of several fiber preforms are measured for both saturated and unsaturated flows. A saturated experiment of radial flow has been adopted to measure the permeability of anisotropic fiber preforms with high fiber content, i.e., circular braided preforms. In this method, four pressure transducers are used to measure the pressure distribution. Permeabilities in different directions are determined and the experimental results show a good agreement with the theory. Since permeability is affected by the capillary effect, permeability should be measured in the unsaturated condition for the textile composites to be manufactured under lower pressure as in the Vacuum Assisted Resin Transfer Molding (VARTM).

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2005년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.362-369
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• 2005

Studying unsaturated soil mechanics, determination of soil water characteristic curve and permeability equation is an essential factor but it is not easy. In this research a new testing apparatus was developed to determine soil water characteristic curve and permeability equation. The testing to get saturated permeability coefficients and soil water characteristic curves for two soils was performed by using the developed testing apparatus. First, a saturated permeability testing was performed and then the testing to get soil water characteristic curve of a drying process was performed. Next, the testing to get soil water characteristic curve of a wetting process was performed. Testing results showed hysteresis phenomena between soil water characteristic curve of a drying process and soil water characteristic curve of a wetting process. The permeability equations were determined by a theoretical method where a saturated permeability coefficient and a soil water characteristic curve were used.

• Geomechanics and Engineering
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• 제18권1호
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• pp.49-58
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• 2019

The effect of microstructure on the permeability of two saturated marine clays was studied through a series of falling head permeability tests and mercury intrusion porosimetry (MIP) tests. The key findings from this experimental study include the following results: (1) The permeability of undisturbed specimens is larger than that of reconstituted specimens at the same void ratio due to different soil fabrics, i.e., the pore size distributions (PSDs), even though they have the similar variation law in the permeability versus void ratio. (2) Different permeabilities of undisturbed and reconstituted specimens at the same void ratio are mainly caused by the difference in void ratio of macro-pores based on the MIP test results. (3) A high relevant relation between $C_k$ ($C_k$ is the permeability change index) and $e*_{10}$, can be found by normalizing the measured data both on undisturbed or reconstituted specimens. Hence, the reference void ratio $e*_{10}$, can be used as a reasonable parameter to identify the effect of soil fabric on the permeability of saturated soft clays.

• 토지주택연구
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• 제1권1호
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• pp.59-65
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• 2010

The paper presents a comparison between a semi-implicit time integration linear finite element implementation and fully-implicit nonlinear Newton-Raphson finite element implementation of a triphasic small strain mixture formulation of an elastic partially saturated porous medium. The pore air phase pressure pa is assumed atmospheric, i.e., $p_a$ = 0, although the formulation and implementation are general to handle increase in pore air pressure as a result of loading, if needed. The solid skeleton phase is assumed linear isotropic elastic and partially saturated 'consolidation' in the presence of surface infiltration and traction is simulated. The verification of the implementation against an analytical solution for partially saturated pore water flow (no deformation) and comparison between the two implementations is presented and the important of the porosity-dependent nature of the partially saturated permeability is assessed on comparison with a commercial code for the partially saturated flow with deformation. As a result, the response of partially saturated permeability subjected to the porosity influences on the saturation of a soil, and the different behaviors of the partially saturated soil between staggered and monolithic coupled programs is worth of attention because the negative pore water pressure in the partially saturated soil depends on the difference.

• Geomechanics and Engineering
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• 제28권1호
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• pp.77-87
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• 2022

Many geotechnical analyses require the investigation of water flow within partially saturated soil zone to incorporate the effect of climatic conditions. It is widely understood that the hydraulic properties of the partially saturated soil should be included in the transient seepage analyses. However, the characteristics of dual porosity soils with dual-mode water retention curve are normally modelled using single-mode mathematical equation for simplification of the analysis. In reality, the rainwater flow can be affected significantly by the dual-mode hydraulic properties of the soil. This paper presents the variations of safety factor for dual porosity soil slope with dual-mode water retention curve and dual-mode unsaturated permeability. This paper includes the development of the new dual-mode unsaturated permeability to represent the characteristics of soil with the dual-mode water retention curve. The finite element analyses were conducted to examine the role of dual-mode water retention curve and dual-mode unsaturated permeability on the variations of safety factor under rainfall loading. The results indicate that the safety factor variations of dual porosity soil slope modelled using the dual-mode water retention curve and the unsaturated permeability equation are lower than those of dual porosity slope modelled using single-mode water retention curve and unsaturated permeability equations.

• 한국지반공학회논문집
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• 제28권11호
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• pp.69-78
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• 2012

강우로 인한 사면의 안정성 평가를 하기 위한 일반적인 해석 방법들은 강우 침투와 흙의 거동 해석을 개별적으로 구분하여 수행하고 있다. 따라서 상용화된 프로그램과 기 개발된 여러 연구자들의 모델들은 불포화 투수계수를 함수비(또는 흡수력)만의 함수로 정의되어 수리-역학적인 특징을 동시에 고려하지 못하고 있는 실정이다. 그러나 실제 침투수는 사면의 거동을 발생시키고, 지반의 토립자들은 다시 재배열되며 이러한 구성관계에 의해 포화 투수계수 뿐만 아니라 불포화 투수계수도 시간에 따라 변화하게 된다. 강우로 인한 사면의 불안정성은 예측된 불포화 투수계수 값을 근간으로 사면 내 흡수력 감소를 계산함으로써 평가되고 불포화 투수계수는 함수비와 간극률의 함수로 정의되어야 한다. 본 논문에서는 기존의 단계적으로 연결된 해석방법이 불포화 지반에서 침투수를 고려하고 흙의 변형을 예측하는 동시연동해석 결과보다 사면 내부에서 예측되는 흡수력의 변화가 시간에 따라 상대적으로 빠르게 감소함을 보여주고 있다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제21권5호
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• pp.59-64
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• 2005

불포화토를 연구하는데 있어 함수특성곡선과 투수계수방정식을 결정하는 것은 필수요소이나 이는 쉬운 일이 아니다. 본 연구에서는 함수특성곡선과 투수계수방정식을 얻기 위한 새로운 시험장치가 개발되었다. 개발된 시험장치를 사용하여 두 종류의 토사에 대해 포화투수계수시험과 함수특성곡선을 결정하기 위한 시험을 실시하였다. 시험진행순서는 먼저 포화투수계수시험을 실시한 후, 함수특성곡선의 건조과정에 대한 시험을 실시하고 다음으로 함수특성곡선의 습윤과정에 대한 시험순으로 진행하였다. 시험결과에 의하면 건조과정의 함수특성곡선과 습윤과정의 함수특성곡선 간에는 이력현상이 존재함을 알 수 있었다. 투수계수방정식의 결정은 시험으로부터 얻어진 포화투수계수와 함수특성곡선 이용하여 구하는 이론적인 방법을 사용하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제15권3호
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• pp.257-265
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• 2012

강우시 보강토옹벽의 붕괴가 빈번하게 발생하고 있어 강우특성 및 뒷채움재 투수 특성에 따른 보강토 옹벽의 거동분석은 필수적이다. 이에 본 연구에서는 강우특성과 뒷채움 재 투수특성에 따른 보강토옹벽의 거동을 분석하고자 국내의 보강토옹벽 설계기준에 맞게 모델링 후 강우특성을 반영하여 침투해석 및 유한요소해석을 연계하여 실시하였다. 해석 결과, 강우재현기간 24시간, 48시간, 96시간 조건에서 강우발생기간 및 포화투수계수와 강우강도 비(ks/I)에 따라 보강토옹벽의 배면간극수압, 전면벽체의 최대발생변위, 옹벽전체 안전율의 변화하는 특성을 알 수 있었다. 또한, 포화투수계수와 강우강도 비(ks/I)의 조건에서 투수계수가 증가함에 따라 옹벽 전체안전율이 증가하는 것으로 나타났으며 국내강우특성을 고려할 때 보강토옹벽의 안정을 위해서는 뒷채움재의 투수계수가 최소 $2.56{\times}10^{-5}m/sec$ 보다 큰 것을 사용하는 것이 바람직할 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제25권1호
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• pp.65-76
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• 2009

본 연구에서는 불포화 지반의 특성을 파악하고, 포화투수계수($k_s$)와 강우강도(i) 및 함수특성곡선(SWCC)이 사면의 안정성에 어떠한 영향을 주는지 연관성을 파악하기 위해 국내 지반에 폭넓게 분포하고 있는 화강풍화토에 대해 연구를 수행하였다. 기존 연구자료 및 실험을 통해 얻은 정규화함수특성곡선을 데이터베이스화하고 통계적 개념을 도입하여 상한 평균 하한의 함수특성곡선을 추정하였다. 입도분포곡선과 상한 평균 하한의 함수특성곡선과의 관계를 바탕으로 함수특성곡선 자료가 없는 지반의 함수특성곡선을 개략적으로 추정하는 방법 또한 제안하였다. 그리고 추정된 상한 평균 하한의 함수특성곡선을 이용하여 강우시 사면 구조물의 시간 의존적 안전율 변화 추이를 통해 실무적으로 사용할 수 있는 포화투수계수와 강우강도의 비를 제안하였다. 연구결과에 의하면 강우 침투에 의한 안전율 변화는 강우강도의 절대 크기에 좌우되지 않고 강우강도와 투수계수의 비에 영향을 받는다. 그리고 사면의 안전율은 강우침투에 의해 감소하기 시작하며 임계값에 도달한 이후 다시 상승하는 것을 알 수 있다. 수치해석결과 가장 낮은 안전율을 보이는 때는 상한의 함수특성곡선을 이용할 경우로, 이때 포화 투수계수값이 강우강도와 같거나 두 배가 될 때이다.

• 한국토양환경학회지
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• 제3권2호
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• pp.61-70
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• 1998

본 연구는 충남 금산군에 위치한 산화적지에서 산화후 개벌지역과 비개벌지역을 대상으로 산림식생의 존재여부가 산림토양의 이화학적 성질 변화로 인한 수저유능력에 미치는 영향을 파악하기 위해 가비중, 공극율(조공극 및 세공극), 투수성, 통기성 및 유기물 함량을 비교 분석하였다. 주요 측정인자들에 의해 얻어진 결과는 다음과 같다. 산화지역의 비개벌지 및 개벌지에서 토양 통기성과 투수성을 측정한 결과 비개벌지가 개벌지 보다 양호하였으며, 특히 산정보다는 산록부근에서 가장 큰 차이를 보였다. 또한 산화 뒤 2년이 경과된 후 가장 큰 변화가 나타난 부분은 표토 5∼15cm층이었다. 토양공극 분포는 비개벌지가 개벌지 보다 전공극, 조공극, 세공극이 높게 나타났으며, 토심이 증가함에 따라 전공극량과 조공극량은 감소하였다. 토양가비중은 비개벌지가 개벌지 보다 낮게 나타났으며, 토심이 증가할수록 높게 나타났다. 또한 산록>산복>산정 순으로 통기성, 투수성, 전공극 등이 동일하게 나타났다. 유기물함량은 비개벌지가 개벌지 보다 높았으며 토심이 증가할수록 감소하였다. 토심의 증가에 따라 토양가비중은 정의 상관관계를 나타냈고, 전공극량, 조공극, 통기성, 투수성 및 유기물함량은 부의 상관관계를 나타내었다. 산화적지에서 개벌에 따른 산림환경 변화는 토양의 물리성 및 화학성을 악화시키는 것으로 나타났다.