• 한국지반공학회논문집
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• 제38권2호
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• pp.29-38
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• 2022

마찰 방향에 따른 전단 저항의 이방성을 지반 구조물에서 선택적으로 이용할 수가 있다. 예를 들어서, 축방향으로 하중을 가하는 깊은 기초, 소일 네일링, 타이백 등은 큰 전단 저항이 유발되므로 하중 전달 능력을 증가시키지만, 이와 반대로 말뚝 관입과 흙 시료 채취 등은 최소화된 전단 저항만 유발된다. 기존 연구는 뱀 비늘의 기하학적 형상과 유사한 표면 돌출부를 갖는 플레이트와 흙 경계면에서 유발되는 전단 저항 변화를 확인하였다. 본 논문에서는 표면 돌출부의 형상에 따른 경계면 마찰각의 변화를 정량적으로 평가하였다. 수정된 직접 전단 시험기를 이용하여 상대 밀도가 40%로 조성된 모래 시료에 대해 9개의 플레이트, 2개의 전단 방향(전단 시 돌출부 높이가 증가와 감소하는 방향), 그리고 3개의 초기 수직 응력(100kPa, 200kPa, 300kPa) 조건으로 총 51가지 경우를 실험 하였다. 실험 결과, 전단 응력은 돌출부 높이가 높을수록, 돌출부 길이가 짧을수록, 돌출부 높이가 증가하는 전단 방향에서 크게 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제16권2호
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• pp.61-70
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• 2000

When clay foundations of embankments are treated with vertical drain, essentially, the strain occurs to vertical direction but the water flow is radial. The initial horizontal permeability and its variation with the vertical compression are key parameters for the choice of the type of drains, their spacing, and affect to the cost of the project. In this study, CRS consolidation test is performed to investigate the anisotropic characteristics of decomposed mudstone soil and direct permeability test is performed on the same specimens. The results of testing show that Ch is larger than Cv. specially, the Cv - $\sigma$v relationship for a soil sample is viewed from three different curve segments corresponding to overconsolidated, transition and normally consolidated states. The anisotropic ratio, rk(kh/kv) is 2.19. Coefficient of permeability in normally consolidated state is related to its void ratio and permeability parameter n. C can be determined from a linear plot of log[k(1+e)] versus log e. The slope, n, of graphs is the same, whereas the vertical intercept, log C, seems to vary somewhat for anisotropic.

• Geomechanics and Engineering
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• 제31권3호
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• pp.291-304
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• 2022

Maximum shear modulus (G_max or G₀) is an important soil property useful for many engineering applications, such as the analysis of soil-structure interactions, soil stability, liquefaction evaluation, ground deformation and performance of seismic design. In the current study, bender element (BE) tests are used to evaluate the effect of the void ratio, effective confining pressure, grading characteristics (D₅₀, C_u and C_c), anisotropic consolidation and initial fabric anisotropy produced during specimen preparation on the G_max of sand-gravel mixtures. Based on the tests results, an empirical equation is proposed to predict G_max in granular soils, evaluated by the experimental data. The artificial neural network (ANN) and Adaptive Neuro Fuzzy Inference System (ANFIS) models were also applied. Coefficient of determination (R²) and Root Mean Square Error (RMSE) between predicted and measured values of G_max were calculated for the empirical equation, ANN and ANFIS. The results indicate that all methods accuracy is high; however, ANFIS achieves the highest accuracy amongst the presented methods.

• Earthquakes and Structures
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• 제5권2호
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• pp.161-205
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• 2013

We study seismically induced, anti-plane strain wave motion in a non-homogeneous geological region containing tunnels. Two different scenarios are considered: (a) The first models two tunnels in a finite geological region embedded within a laterally inhomogeneous, layered geological profile containing a seismic source. For this case, labelled as the first boundary-value problem (BVP 1), an efficient hybrid technique comprising the finite difference method (FDM) and the boundary element method (BEM) is developed and applied. Since the later method is based on the frequency-dependent fundamental solution of elastodynamics, the hybrid technique is defined in the frequency domain. Then, an inverse fast Fourier transformation (FFT) is used to recover time histories; (b) The second models a finite region with two tunnels, is embedded in a homogeneous half-plane, and is subjected to incident, time-harmonic SH-waves. This case, labelled as the second boundary-value problem (BVP 2), considers complex soil properties such as anisotropy, continuous inhomogeneity and poroelasticity. The computational approach is now the BEM alone, since solution of the surrounding half plane by the FDM is unnecessary. In sum, the hybrid FDM-BEM technique is able to quantify dependence of the signals that develop at the free surface to the following key parameters: seismic source properties and heterogeneous structure of the wave path (the FDM component) and near-surface geological deposits containing discontinuities in the form of tunnels (the BEM component). Finally, the hybrid technique is used for evaluating the seismic wave field that develops within a key geological cross-section of the Metro construction project in Thessaloniki, Greece, which includes the important Roman-era historical monument of Rotunda dating from the 3rd century A.D.

• 한국지반공학회논문집
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• 제26권1호
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• pp.21-33
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• 2010

본 논문에서는 송도지반의 압밀 및 투수특성을 현장 및 실내시험을 이용하여 평가하였다. 송도지반의 압밀층은 약 E.L-15m 상부에 분포하는 실트질 점토층이며, 압밀층 사이에 배수층 역할을 할 것으로 판단되는 모래층이 분포하는 것으로 분석되었다. 압밀층 상부는 매립 전에는 과압밀 상태였으나 매립 후에는 정규압밀 또는 약간 과압밀된 상태로 전이된 것으로 분석되었다. 압밀 및 투수특성은 점토, 실트질 점토, 점토질 실트 등의 흙의 종류에 따라서 큰 차이를 보이는 것으로 나타났으며, 본 논문에서는 각 지층에 대한 압밀 및 투수특성 값의 평균 및 범위, 이방성 분석결과를 제시하였다. 본 논문의 압밀 및 투수특성에 관한 연구결과는 송도지역의 초기 지반설계자료로 사용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제21권7호
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• pp.5-12
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• 2005

화강풍화토의 강도와 변형특성을 조사하기 위하여 불포화배수 삼축압축실험을 실시하였다. 본 실험을 위하여 야마구치현의 시모노세키에서 화강풍화토를 구하였으며 주응력방향과 다짐방향을 0,45, 90도의 세가지 방향성을 갖도록 하였다. 등방압축시 발생하는 압축변형률은 다짐각도에 따라 크게 영항을 받는다. 이차압축시의 변형거동에 관한 시간의존성은 다짐각도와 관계가 없다. 다짐각도가 압축강도와 변형에 미치는 영향은 특히 낮은 구속압력시에 크다. 다짐각도가 다르다 하더라도 다일러틴시 비율은 다일러턴시로 인한 강도증가와 상관하여 변화한다. 따라서 다짐풍화토는 초기 비등방성 조직을 갖고 있는 모래와 같이 비등방성 역학적 성질을 갖는다고 할 수 있다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제7권2호
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• pp.53-61
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• 2002

본 연구에서는 5개의 시추공에 대한 수리시험을 실시하여 대수층의 수리학적 이방성과 지하수의 주 유동방향을 규명하고자 하였다. 수리시험을 통하여 각각의 공에 대한 최대 투수량계수(T(equation omitted))와 최소 투수량계수( $T_{ηη}$)값을 산출하고 주 텐서방향($\theta$)을 결정하였다. 그 결과 대수층의 비균질성으로 인해 투수량계수텐서값을 원형좌표계에 도시하였을 때 BH-1, BH-4, BH-5공을 제외한 BH-2, BH-3호공의 경우 다른 공에 비해서 이방성타원체에서 많이 벗어남을 보였다. BH-2, BH-3호공을 제외한 3개의 공에서 대수층의 이방성을 분석한 결과, BH-1호공에서 양수시 T(equation omitted)는 $171.90\m^2$/day $T_{ηη}$는 $71.01\m^2$/day이고 주 텐서방향은 $Nl5.39^{\circ}$E로 나타났다. BH-4호공에서 양수시 T(equation omitted)는 $268.20\m^2$/day, $T_{ηη}$는 28.75$\m^2$/day이고 주 텐서방향은 $N7.55^{\circ}$E이며, BH-5호공에서 양수시는 $168.40\m^2$/day. $T_{ηη}$는 $66.80\m^2$/day이고 주 텐서방향은 N76.59$^{\circ}$E로 나타났다. 이 결과는 균열군의 방향을 알아보기 위해 각 공에서 실시한 초음파주사검층 결과인 N0$^{\circ}$~40$^{\circ}$E/$30^{\circ}$~$50^{\circ}$SE, 그리고 $N30^{\circ}$~$80^{\circ}$W/20$^{\circ}$~$50^{\circ}$NE 방향과 잘 일치하고 있다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제24권1호
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• pp.57-65
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• 2021

The effects of initial soil fabric and aspect ratio (AR) on the small-strain stiffness (G0) of granular soils are studied by employing discrete element method (DEM) numerical analysis. Elongated clumps composed of subspheres were adopted, and the G0 values were obtained by DEM simulations of drained triaxial tests under different densities and initial confining pressure (p0). The DEM simulations indicate that the initial soil fabric has an insignificant effect on G0. The effect of the AR on G0 is related to the initial density. Namely, for dense specimens, G0 first increases with increasing AR, reaching a plateau value when the AR ≥ 1.5. However, for loose specimens, G0 gradually increases as the AR increases. Microscopic examination reveals that G0 uniquely depends on the coordination number of the particles (CN-particle) rather than the subspheres (CN-sphere) at the particulate level for the effects of initial soil fabric and AR. Finally, Poisson's ratio ν0 is also determined by CN-particle. In addition, based on data in literature and this study, ν0 can be fitted as ν0 = 5.920(G0/(p0)1/3)-0.99, which can be used to predict ν0 of granular soils based on the measured G0.

• Geomechanics and Engineering
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• 제8권1호
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• pp.81-95
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• 2015

The permeability behavior of Ariake clays has been investigated by constant rate of strain (CRS) consolidation tests with vertical or radial drainage. Three types of Ariake clays, namely undisturbed Ariake clay samples from the Saga plain, Japan (aged Ariake clay), clay deposit in shallow seabed of the Ariake Sea (young Ariake clay) and reconstituted Ariake clay samples using the soil sampled from the Saga plain, were tested. The test results indicate that the deduced permeability in the horizontal direction ($k_h$) is generally larger than that in the vertical direction ($k_v$). Under odometer condition, the permeability ratio ($k_h/k_v$) increases with the vertical strain. It is also found that the development of the permeability anisotropy is influenced by the inter-particle bonds and clay content of the sample. The aged Ariake clay has stronger initial inter-particle bonds than the young and reconstituted Ariake clays, resulting in slower increase of $k_h/k_v$ with the vertical strain. The young Ariake clay has higher clay content than the reconstituted Ariake clay, resulting in higher values of $k_h/k_v$. The microstructure of the samples before and after the consolidation test has been examined qualitatively by scanning electron microscopy (SEM) image and semi-quantitatively by mercury intrusion porosimetry (MIP) tests. The SEM images indicate that there are more cut edges of platy clay particles on a vertical plane (with respect to the deposition direction) and there are more faces of platy clay particles on a horizontal plane. This tendency increases with the increase of one-dimensional (1D) deformation. MIP test results show that using a sample with a larger vertical surface area has a larger cumulative intruded pore volume, i.e., mercury can be intruded into the sample more easily from the horizontal direction (vertical plane) under the same pressure. Therefore, the permeability anisotropy of Ariake clays is the result of the anisotropic microstructure of the clay samples.

• 한국지반공학회논문집
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• 제22권11호
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• pp.47-54
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• 2006

비고결화된 흙의 전단파 속도는 모세관 현상을 무시할 수 있는 경우 유효응력의 함수로 표현할 수 있다. 그러나 지반에서의 응력상태는 등방성인 경우보다는 이방성인 경우가 대부분이므로 이러한 유효응력은 파가 전파되는 방향과 입자가 움직이는 방향의 두 가지로 나눠진다. 또한, 전단파 속도는 입자 특성에 따라 실험적으로 결정되는 ${\alpha}$계수와 ${\beta}$지수에 영향을 받는데 ${\beta}$지수의 경우 입상 매질(particulate material)의 접촉 특성(입자크기, 입자모양, 입자들의 구조)에 따라 결정되며, ${\alpha}$계수는 패킹(packing)의 형태(즉, 간극률과 coordination number), 입자를 만드는 재료의 특성, 입자간의 접촉 거동, 구조의 변화에 따라서 변화한다. 본 연구에서는 입자구조의 특성이 다른 점토, 모래, mica등의 재료로 압밀시험을 실시하고 벤더 엘리먼트를 통하여 유효응력 방향과 입자 이방성에 따른 전단파 속도를 측정하였다. 연구 결과, 둥근 입자로써 입자자체가 등방성인 경우에는 응력이방성에 의하여 전단파 속도의 크기가 달라지는 것으로 나타났다. 또한 전단파 속도는 동일한 응력 하에서 입자 배열에 의존하는 것으로 나타났다. 이번 연구는 지반구조물의 설계와 시공 시 전단파 속도와 전단탄성계수는 매우 신중하게 계산되고 사용되어져야 함을 제시하고 있다.