• Geomechanics and Engineering
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• 제17권1호
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• pp.19-30
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• 2019

Recent research on the behavior of silty sand tends to advocate the use of equivalent skeleton void ratio to characterize the density state of this type of soil. This paper presents an investigation to explore the physical meaning of the equivalent skeleton void ratio by means of DEM simulations for assemblies of coarse and fine particles under biaxial shear. The simulations reveal that the distribution pattern of fine particles in the soil skeleton plays a crucial role in the overall macroscopic response: The contractive response observed at the macro scale is mainly caused by the movement of fine particles out of the force chains whereas the dilative response is mainly associated with the migration of fine particles into the force chains. In an assembly of coarse and fine particles, neither all of the fine particles nor all of the coarse ones participate in the force chains to carry the external loads, and therefore a more reasonable definition for equivalent skeleton void ratio is put forward in which a new parameter d is introduced to take into account the fraction of coarse particles absent from the force chains.

• Geomechanics and Engineering
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• 제3권2호
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• pp.83-108
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• 2011

The effect of non-plastic fines (silt) on liquefaction and pore pressure generation characteristics of saturated sands was studied through undrained stress controlled cyclic triaxial tests using cylindrical specimens of size 50 mm diameter and height 100 mm at different cyclic stress ratios and at a frequency of 0.1 Hz. The tests were carried out in the laboratory adopting various measures of sample density through various approaches namely gross void ratio approach, relative density approach, sand skeleton void ratio approach, and interfine void ratio approach. The limiting silt content and the relative density of a specimen were found to influence the undrained cyclic response of sand-silt mixtures to a great extent. Undrained cyclic response was observed to be independent of silt content at very high relative densities. However, the presence of fines significantly influenced this response of loose to medium dense specimens. Combined analyses of cyclic resistance have been done using the entire data collected from all the approaches.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권6C호
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• pp.277-285
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• 2009

실트함유량 변화에 따른 낙동강 모래의 반복전단강도 특성을 살펴보고자 낙동강 유역에 분포하는 모래와 실트를 채취하여 실트함유량 0~50%의 범위로 실내에서 재성형된 실트질 모래시료에 대하여 일련의 비배수 반복삼축실험을 실시하였다. 실험 결과, 실트함유량 변화에 따른 반복횟수(N) 10에서의 반복전단응력비(CSR)는 모든 상대밀도에서 실트함유량 5%에서 최대였고, 20%에서 최소를 보였다. 반복비($N/N_L$)에 따른 간극수압비(${\Delta}u/p^{\prime}$) 관계로 부터 분석된 간극수압의 발달 경향은 실트함유량에 따른 CSR 크기변화와는 무관하였다. 압밀 후 간극비(e)와 skeleton 간극비($e_s$)를 비교해 본 결과, 전반적으로 실트함유량에 따른 CSR의 변화 경향과 일치하여 실트함유량에 따른 CSR은 실트질 모래의 전단거동에 영향을 미치는 모래만의 간극비인 skeleton 간극비($e_{s}$)에 큰 영향을 받는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제24권11호
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• pp.79-89
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• 2008

본 연구에서는 낙동강 유역에 분포하는 모래와 실트를 대상으로 실트 함유량에 따른 모래의 비배수 반복전단강도 특성을 파악하기 위하여 이방압밀비($K_c$=1.0, 1.5, 2.0)를 달리하여 일련의 비배수 반복삼축시험을 실시하였다. 시험결과 모든 $K_c$에서 실트 함유량이 증가함에 따라 반복전단응력비(CSR)가 감소하였으며, $K_c$가 증가할수록 실트 함유량 증가에 의한 CSR의 감소가 더 크게 나타났다. 전단시 발생되는 과잉간극수압은 $K_c$에 관계없이 실트 함유량 증가에 따라 초기 과잉간극수압이 크게 발생되어 CSR의 감소에 영향을 미쳤으며, 또한 압밀 후 시료의 skeleton 간극비를 산정하여 분석한 결과 실트 함유량 증가에 비례하여 전반적으로 skeleton 간극비가 크게 증가하여 초기 과잉간극수압의 증가와 더블어 CSR 감소의 주요원인으로 파악되었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제14권1호
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• pp.33-42
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• 2013

In this paper, a series of monotonic undrained shear tests were carried out on four kinds of sand-fine mixtures with various fines content. Two kinds of sands (Silica sand V3, V6) and fines (Iwakuni natural clay, Tottori silt) were mixed together in various proportions, while paying attention to the void ratio expressed in terms of sand structure $(F_c{\leq}F_{cth})$. The undrained shear strength of mixtures below the threshold fines content was observed so that as the plastic fines content increases, maximum deviator stress ratio decrease for dense samples while an increase is noted for loose samples. For non-plastic fines, the increase in the amount of fines leads to an increase in density of the soil, which results in an increase in strength. Then, the monotonic shear strength of the mixtures was estimated using the concept of granular void ratio. It was found that the shear strength of mixtures is greatly dependent on the skeleton structure of sand particles.

• 한국지반공학회논문집
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• 제29권3호
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• pp.61-70
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• 2013

모래에 혼합된 점토의 혼합비에 의한 투수계수와 압밀계수의 영향분석을 위해 주문진 표준사와 오타와 모래에 카올린 점토를 다양한 혼합비로 섞은 시료를 제작하여 연성벽체투수시험을 실시하였다. 시험결과 시험이 실시된 10%에서 29%의 카올린 점토 혼합범위에서는 세미 로그 그래프 상에서 점토의 혼합비와 투수계수 및 압밀계수가 "반비례하는 선형적 상관관계를 나타내었다. 또한 투수계수와 압밀계수는 흙의 구조에 의해서 결정되는 것으로 나타났다. 점토비가 낮아 안정구조로 볼 수 있는 혼합토에서는 점토질 토사에서 투수계수 및 압밀계수와 높은 연관성을 가지고 있는 것으로 알려진 간극비와는 상호관계를 나타내지 않은 반면, 부유구조에서는 간극비의 증가에 따라서 투수계수가 감소하는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권10호
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• pp.47-56
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• 2007

본 연구에서는 자갈혼합률을 다르게 준비한 자갈-모래 혼합시료가 등방압밀 및 $K_0$-이방압밀 상태에서 나타나는 액상화거동에 대해서 연구하였다. 이를 위하여 자갈혼합률이 다른 자갈-모래 혼합토 공시체를 100kPa의 연직응력으로서 상대밀도가 40% 되도록 등방압밀 및 $K_0$-이방압밀 시킨 후 반복삼축시험을 수행하였다. 또한 자갈혼합률이 0%, 10%, 20%, 30%인 공시체에 100 kPa의 연직응력으로서 간극비가 0.7이 되도록 등방압밀 후 반복시험도 실시하였다. 시험결과 동일한 상대밀도(Dr=40%)를 가지는 자갈-모래 혼합토 공시체의 간극비는 자갈혼합률이 증가할수록 감소하다가 약 70%를 저점으로해서 다시 증가한다. 그러나 이 경계혼합률 이하에서는 자갈입자 사이를 채우고 있는 모래의 간극비는 자갈혼합률이 증가할수록 증가한다. 상대밀도가 일정한 (Dr=40%)등방압밀 공시체에 있어서 자갈혼합률이 비교적 낮은 경우(GC=0%, 20%, 40%)에는 반복하중에 의해서 일어나는 간극수압과 축변형률 거동이 비교적 높은 간극비로 인해서 느슨한 모래의 거동을 나타내나, 자갈혼합률이 높은 경우(GC=70%)에는 간극수압과 축변형률 거동이 조밀한 모래의 거동과 비슷한 경향을 보인다. 또한 간극비가 일정한(e=0.7) 등방압밀 공시체에 있어서 자갈혼합률이 높을수록 축변형률과 간극수압 거동은 느슨한 모래의 거동을 보이며 자갈혼합률이 낮을수록 축변형률 거동은 조밀한 모래의 거동을 나타낸다. 등방압밀 공시체의 액상화강도는 경계혼합률(GC=70%)이하의 범위에서는 상대밀도가 일정한 경우에는 자갈혼합률이 증가할수록 증가하며 간극비가 일정한 경우는 자갈혼합률이 증가할수록 감소한다. 따라서 자갈-모래 혼합토의 액상화강도는 예상과는 달리 자갈 입자 사이를 채우고 있는 모래의 상대밀도 보다는 혼합토의 전체적인 상대밀도 및 간극비에 의해서 결정된다는 사실이 확인되었다. $K_0$-이방압밀 공시체의 간극수압과 축변형률 거동은 반복응력이 어느 정도의 응력반전을 포함하고 있는데도 불구하고 응력반전이 없는 경우의 사질토의 거동을 나타낸다. 즉 응력반전량이 반복응력 진폭의 약 10%인데도 불구하고 반복변형률은 비슷하나 영구변형률이 크게 증가하며 또한 간극수압비는 1.0에 미달하여 초기액상화가 일어나지 않는다. 그리고 액상화강도는 자갈촌합률이 증가할수록 0%에서 40%까지의 범위에서는 증가하나 그 이상에서는 감소하는 경향을 보인다. 결론적으로 자갈-모래 혼합토의 반복거동은 자갈혼합량, 간극비, 상대밀도 그리고 압밀상태와 같은 요인에 의해 결정된다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제8권2호
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• pp.71-80
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• 1992

정규압밀점토의 거동을 예측하기 위한 새로운 구성방정식이 제안되었으며, 그 골격은 Roscoe 와 Poorooshasb의 증분응력-변형률이론의 기본개념에 근거를 두고있다. 비배수 조건에서의 유효응력경려폰t은 새로운 간극수압계수(C)를 이용하여 유도되었고, 여기 에서 간극수압계수는 표준화묀 간극수압과 응력의 관계에서 직선의 기울기로 표시된다. 비배 수 응력경로와 일정응력비경로(constant stress ratio path)를 따라 발생하는 응력의 증가량을 알게되면, 이때의 체적변형률은 간극비-대수평균 연직 응력(e-dnp) 관계의 선형 특성으로부 터 계산될 수 있다. 또한 Roscoe와 Burland의 수정 Cam-clay 이론에서 유도된 유동법칙(flow rule)을 적용하여 임의 응력점에서의 전단변형률을 예측할 수 있다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제22권1호
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• pp.35-44
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• 2006

일반적으로 현장지반은 대부분 일정량의 세립분을 포함하고 있으므로 세립분 함유량을 고려한 지반 거동에 관한 연구가 요구된다. 이와 더불어, 기초 지반은 하중초기단계부터 상당한 비선형 거동특성을 나타내고 있어, 응력단계에 따른 지반의 비선형성 또한 매우 중요한 고려사항이다. 본 연구에서는 일련의 실내시험을 수행하여 지반의 전단강도 및 비선형 감쇠 특성을 도출하고자 하였으며, 수정 Hyerbolic 모델을 적용하여 분석된 실트질 모래 지반의 비선형 거동특성은 실트함유량과 상대밀도에 의해 정량화되었다. 실트질 모래 시료의 응력-변형률 곡선을 도출하기 위해 세립분 함유량을 변화시켜가며 일련의 삼축압축시험이 수행되었다. 또한 비선형 특성의 정규화에 요구되는 미소변형률 구간의 초기전단탄성계수의 도출을 위해서 삼축압축시험의 시료조건과 유사한 시료에 대해 공진주시험이 수행되었다. 또한 실트함유량별로 도출된 비선형 특성치는 상대밀도의 영향이 가장 큰 것으로 나타났으며, 상대밀도 증가에 따라 파괴시의 탄성계수의 비인 f값은 감소하고, 지반강성도 감쇠율을 나타내는 9의 경우 증가하는 경향을 나타내었다. 이와 더불어 비선형 특성치를 상대밀도 $D_R$을 간극비로 환산한 절대적 간극비 $e_{sk}$에 따른 정량화 결과의 경우, $e_{sk}$의 증가에 따라 f값은 증가하고 g값은 감소하는 경향을 나타내었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제28권7호
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• pp.31-40
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• 2012

토질분류법에서 흙은 크게 사질토와 점성토로 분류되며, 실제 설계에서도 이와 같이 분류된 흙 종류에 따라 다른 예측식을 사용하여 흙의 거동을 평가하고 있다. 그러나, 모래-세립분 혼합토는 전형적으로 중간토(intermediate soil or transitional soil)로 구분되어 모래와 점토의 중간적인 성질을 나타내기 때문에, 이러한 혼합토에 대한 거동특성을 평가할 수 있는 기준이 필요하다. 본 논문에서는 입도분포를 조정한 특정 모래에 세 가지 종류의 세립분으로 구성된 다양한 세립분함유율을 갖는 시료를 대상으로 일련의 반복 삼축압축시험을 수행하였다. 모래가 골격을 이루는 간극비(골격간극비)를 고려하여, Silica sand와 세립분(Iwakuni natural clay, Tottori silt, kaolinite)을 다양한 건조 중량비로 혼합하여 그 특성을 파악하였으며, 실험결과로 전환 세립분함유율(threshold fines content)을 넘지 않는 혼합토의 반복전단강도를 세립분 함유율 증가에 따라 평가하였다. 그 결과, 반복 전단응력비는 세립분 함유율 증가에 따라 조밀한 시료에서는 감소, 느슨한 시료에서는 증가하는 결과를 나타냈으며, 혼합토의 반복전단응력비를 등가골격간극비의 개념을 이용하여 평가했다.