• 한국농공학회지
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• 제23권3호
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• pp.96-104
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• 1981

In order to investigate the characteristics of the shear strength of the unsaturated cohesive soils which has mean characters of sand and clay widely used for banking, I selected soil samples from An-sung district and, against it, performed direct shear test and unconfined compression test changing grain size, compaction energy and moisture content and also performed triaxial compression test under optimum moisture content. The results are as follows; 1.As the passing percent of the No. 200 sieve increased from 23.6% to 56.1%, cohesion increased from 0. 202kg/cm2 to 0. 398kg/cm2 under the direct shear test and from 0.38 kg/cm2 to 1. 05kg/cm2 under the tria4al compression test, internal friction angle decreased from 44. 78$^{\circ}$ to 34. 34$^{\circ}$ under the direct shear test and from 31. 88$^{\circ}$ to 13. 31$^{\circ}$ under the triaxial compression test. 2.Cohesion showed it's maximum value around OMC and internal friction angle showed a tendency to increase according to the decrease of water content but it's increasing ratio was relatively slow. 3.Decreasing ratio of cohesion and internal friction angle was relatively sensitive according to the decrease of compaction energy. 4.The smaller of the vertical stress and the coarser of the grain size of samples, changing of the volume showed a tendency to increase and as the increase of water content, the shear displacement (dh) at failure shear stress ($\tau$f) showed maximum and the $\tau$f-dh curve was gentle. 5.To synthesize the results of the direct shear test and the triaxial compression test, cohesion showed higher under the triaxial compression test and internal friction angle showed a tendeney to appear higher under the direct shear test. It seems that we can get correspondent results by removing the side friction of mold with soils and adjusting the vertical stress and shearing speed under the direct shear test.

• 한국지반공학회논문집
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• 제26권6호
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• pp.21-28
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• 2010

화강풍화토는 가장 일반적인 흙의 종류이다. 비등방성 화강풍화토의 응력-변형-강도를 측정하는 것은 사면, 옹벽, 굴착의 변형과 안정을 위하여 매우 중요하다. 불포화 강도특성을 알기 위하여 일련의 불포화 배수삼축압축시험을 시행하였다. 시험시료는 다짐방향에 각각 0, 45, 90도의 축방향각을 갖도록 하였다. 등방압축을 받는 시료의 축변형률은 다짐방향에 의하여 크게 영향을 받으며 이차압축과정에는 시간의존성은 다짐방향과 관계가 거의 없다. 삼축압축강도와 변형에 미치는 다짐방향의 영향은 저구속압과 포화토에서 더 확연한것으로 나타났다. 다짐방향과의 각도를 고려하는 불포화화강풍화토의 강도를 추정하는 방법을 제안하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2008년도 춘계 학술발표회 초청강연 및 논문집
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• pp.963-971
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• 2008

Unsaturated soil mechanics has been often used to find out a cause of failure (tensile failure) of retaining walls and hill slopes containing sandy soils. Checking shear strength is a popular method by considering suction stress developed form pore water menisci among the grains and saturated pockets of pore water under negative pressure. Linear Mohr-Coulomb failure criterion is generally adopted as a failure criterion. However, depending on relative density, stress history, and the magnitude of stress, the failure behavior of sand may not follow linear M-C frictional behavior. For stress in the large compressive ranges, say from tens to hundreds of kPa, the linear M-C criterion is an adequate representation for the shear strength behavior of sand. However, less than tens of kPa, the M-C criterion often can not be accurately represented. Depending on failure criterion, the uniaxial tensile strength is different over 100% relative error. For sand behavior under small compression regimes, therefore, such as under low or zero gravity, or under undergoing tensile failure in the crest area of hill slopes or behind retaining walls, it is important to consider the non-linear behavior.

• 한국지반공학회논문집
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• 제27권1호
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• pp.41-52
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• 2011

풍화토의 다짐성형 시료에 대한 삼축시험의 $K_0$ 압밀 결과를 바탕으로 불포화토에 대한 유효응력 가설을 검증하였다. 흡수응력 특성곡선은 함수특성에 관한 불포화토 거동을 기술하며, 전단강도나 함수특성곡선으로부터 구할 수 있다. 본 연구에서는 K0 압밀 경로도 흡수응력 특성곡선을 정의할 수 있음을 밝혔다. 그리고 흡수응력에 근거하여 유효응력을 정의할 수 있었다. 다양한 모관흡수력 하에서 $K_0$ 경로는 유효응력에 의하여 유일한 직선으로 기술될 수 있었다. 또한 측정된 $K_0$ 값은 유효응력에 의하여 임의의 모관흡수력에 대하여 일정한 값으로 분석되었다. $K_0$ 압밀경로로부터 구한 흡수응력 특성곡선은 파괴규준으로부터 구한 것과 일치한다. 특히 함수특성곡선으로부터 구한 흡수응력 특성곡선이 $K_0$ 압밀 경로 및 파괴시 응력에서 나타나는 유효응력 거동을 모두 일관되게 기술할 수 있었다. 흡수응력 특성곡선에 기반한 유효응력은 압밀에서 파괴에 이르는 불포화토의 전 거동을 기술할 수 있다.

• 지질공학
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• 제14권4호
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• pp.349-360
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• 2004

화강암질풍화토(SP, SM)로 축조된 사면에 사면경사강우강도에 따른 사면 내 간극수압, 침투깊이, 강도정수를 산정하였다. 그리고 불포화토의 전단강도 식을 적용하여 강우에 따른 전단강도의 변화를 비교${\cdot}$분석하였다. 그 결과 강우에 따른 침투속도는 강우강도가 클수록, 사면의 완만할수록 침투가 빨리 진행되었다. Lumb의 이론치와 모형실험의 실측치를 비교분석한 결과 실측치가 더 빠른 것을 알 수 있었다. 그리고 SM은 SP에 비해 전단강도가 크게 나타나는데 세립분이 증가할수록 투수계수가 작아지고 침투율이 작아짐에 따라 침투속도에 영향을 주는 것을 알 수 있었다. 또한, 사면내 전단강도는 1:1.5의 경사에서 가장 작은 전단강도를 보이는데 간극수압의 상승으로 인하여 저하되는 것으로 나타났다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제30권4호
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• pp.373-382
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• 2022

Unsaturated soil at high suctions is widespread. Many civil engineering projects are related to the hydro-mechanical behavior of unsaturated soils at high suctions, particularly in arid and semiarid areas. To investigate water retention behaviors of nine clayey soils (one is classified as fat clay and the others are classified as lean clay according to the unified soil classification system), the high suction (3.29-286.7 MPa) was imposed on the specimens at zero net stress by the vapor equilibrium technique. In this paper, the effect of void ratio on the water retention behavior at high suction was discussed in detail. Validation data showed that soil types, i.e., different mineralogical compositions, are critical in the soil water retention behavior at a high suction range. Second, the hysteresis behavior at a high suction range is mainly related to the clay content and the specific surface area. And the mechanism of water retention and hysteresis behavior at high suctions was discussed. Moreover, the maximum suction is not a unique value, and it is crucial to determine the maximum suction value accurately, especially for the shear strength prediction at high suctions. If the soil consists of hydrophilic minerals such as montmorillonite and illite, the maximum suction will be lower than 10⁶ kPa. Finally, using the area of hysteresis to quantify the degree of hysteresis at a high suction range is proposed. There was a good correlation between the area of hydraulic hysteresis and the specific surface area.

• 한국지반공학회논문집
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• 제24권1호
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• pp.25-35
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• 2008

본 연구에서는 불포화토의 역학특성을 해명하기 위하여 4개의 횡변위 계측시스템(proximeter)을 이용하는 방법으로 포화 삼축시험기를 개량하여 불포화 삼축압축시험을 수행하였다. 등방응력조건하에서 다양한 석션을 작용시켜 압축 특성을 검토한 결과, 공시체의 초기 석션 보다 작은 석션을 작용시켰을 경우 흡수에 의한 체적압축(wetting collapse)이 발생함을 알았다. 또한 다양한 석션 레벨 및 구속압에서 삼축압축시험을 수행하여, 불포화토에 미치는 영향을 검토하였다. 그 결과, 초기 석션이 클수록 동일 축변형률에 대한 전단강도가 커지고 체적변형률이 작게 나타났다. 그러나, 구속압에 의한 체적변형률 및 배수량의 변화는 작게 나타났으며, 구속압 보다는 초기 석션에 더 의존하고 있다는 사실을 알았다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제33권6호
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• pp.37-48
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• 2017

불포화 지반의 전단강도와 투수계수 산정에 이용되는 함수특성곡선은 건조과정과 습윤과정으로 나뉘며, 동일한 체적함수비에서 다른 흡수력을 나타내는 이력현상을 보인다. 강우 침투시 불포화 지반의 현장 거동은 습윤과정에 가깝게 발생하므로 수치해석 시에 습윤과정이 적용되어야 한다. 하지만 습윤과정이 건조과정보다 습득하는 시간이 오래 걸리기 때문에 주로 건조곡선이 사용되고 있다. 이를 보완하기 위해 건조곡선으로 습윤곡선을 추정하는 방법이 연구되어 왔으나, 방법이 복잡하고 잘 맞지 않는다. 따라서, 본 연구에서는 기존 자료를 바탕으로 습윤곡선 추정이 가능한 간편법을 제안하고 적용성을 검토하였다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2002년도 추계학술대회 논문집(I)
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• pp.601-607
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• 2002

Infiltration of rainfall causes railway embankment to be unstable and may result in failure. Basic relationship between the stability of railway embankment and rainfall introducing the partial saturation concept of ground are defined to analyze the stability of embankment by rainfall. A pressure plate test is also peformed to obtain soil-water characteristic curve of unsaturated soils. Based on this curve, the variables in the shear strength function and permeability function are also defined. These functions are used fur the numerical model for evaluation of railway embankments under rainfall. As comparing the model and case studies, the variation of shear strength, the degree of saturation and pore-water pressure for railway embankment during rainfall can be predicted and the safety factor of railway embankment can be expressed as the function of rainfall amount namely rainfall index. Therefore, the research on safety factor on railway embankment considering train speed and rainfall infiltration with the variation of rainfall intensity and rainfall duration was carried out in this paper.

• 한국지반공학회논문집
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• 제29권2호
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• pp.47-56
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• 2013

포화토의 개념과 원리로는 실제 지반에서 발생하는 현상과 거동이 제대로 해석되지 않는 많은 공학적 문제들이 있다. 불포화토는 부간극수압의 영향으로 겉보기점착력을 보임과 동시에 물의 흐름에 있어서 간극 속에 공기의 함입으로 투수성이 저하하는 등 포화토와는 다른 거동특성을 나타내는 것으로 알려져 있다. 따라서 흙 속의 수분 함량에 따른 공학적 특성을 규명하는 것은 지반강도의 산정, 구조물의 안정성 등을 판단하는데 있어서 중요한 자료를 제공하므로 많은 연구와 노력이 필요하다. 특히, 하천복원 프로젝트인 "4대강 살리기"중 한 곳인 낙동강유역에는 모래 지반이 넓은 지역에 걸쳐 분포하고 있으며, 중소규모의 댐, 홍수조절지, 하천변 저류지 및 저수지 재개발 등 많은 토목구조물이 건설되고 있다. 본 연구에서는 낙동강유역 내 불포화상태에 있는 지반구조물의 설계 시공 및 안정성 검토에 기초적 자료를 제공하고자 낙동강 중하류 실트질 모래를 대상으로 불포화 삼축압축시험을 실시하였다. 시험 결과 최대축차응력은 구속압과 흡인력이 증가함에 따라 증가하는 것으로 나타났다. 또한 점착력은 흡인력의 증가에 따라 비선형적으로 증가하였으나, 내부마찰각은 크게 변하지 않는 것으로 나타났다.