• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권8호
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• pp.5654-5663
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• 2015

부(-)의 간극수압으로서 불포화토 내에 작용하는 석션은 입자간 응력을 증가시키며, 이에 따라 토립자 골격의 항복응력 및 소성전단강성을 증대시키는 등, 불포화토의 역학적 특성에 지대한 영향을 미친다. 따라서, 본 연구에서는 이러한 석션의 효과를 지진 등의 동적 하중조건에서 고려하기 위하여 불포화토에 대해 확장된 반복탄소성구성식에 근거한 응력-변형율 관계를 제 1 항복함수 및 제 2 항복함수를 고려하여 유도하였다. 본 관계를 2차원 및 3차원 수치해석에서 액상화 이후의 압밀거동 예측 등에 적용하는 경우에는 평균골격응력(Mean skeleton stress)의 변화를 반영하는 제 2 항복함수의 도입이 필요하나, 요소시뮬레이션에서는 제 1 항복함수만으로도 수치해석을 위한 각 물성치 및 석션 파라미터 결정이 가능할 것으로 사료된다. 본 관계와 응력반전을 반영한 반복재하 루틴을 함께 코딩(Coding)할 경우 불포화조건 하에서의 반복삼축압축시험에 대한 수치해석적 모사가 가능할 것으로 보이며, 본 연구결과는 동적 하중이 작용하는 불포화토 거동 예측의 정확도 제고에 기여할 것으로 전망된다.

• 한국해양공학회지
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• 제27권1호
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• pp.59-66
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• 2013

A suction anchor is one of the most popular anchors for deepsea floating systems. An anchor used for catenary mooring is predominantly under a horizontal load. In this study, the behavior of a suction anchor installed in cohesionless soil was investigated when the anchor was mainly subjected to a horizontal load induced by a catenary line. In order to study the behavior of the suction anchor, 3D FEM analysis models were developed and analyzed. Depending on the location of the load (padeye), the ultimate horizontal load was monitored. The distributions of the reaction forces around the anchor induced by the seabed were analyzed using the circumferential stress to understand the behavior of the suction anchor under a horizontal load.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2006년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.1224-1227
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• 2006

It has been recognized unsaturated soil behaviour playing an important role in geomechanics. Up to now, only a few experimental data are available for the technical difficulties related to both volume changes and suction measurements. In this study, the volume changes of unsaturated compacted silty soil were monitored with proximeter (i.e. non-contactable transducer) during various triaxial compression tests, which gave a realistic estimation in the volume changes of unsaturated soil sample. The measurement of volume changes were performed with 0.5% of the maximum error under the axial strain ratio of less than 10%. The experimental results have revealed that the mechanical behaviour of unsaturated soil can be significantly affected by the matric suction. During the shearing processes, the level of maximum deviator stress under the initial suction pressure of 50kPa was higher than that under the initial suction pressure of 10kPa. On the other hand, the volume changes became smaller under the increase in the initial suction pressure.

• 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.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2008년도 추계 학술발표회
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• pp.1199-1203
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• 2008

It has been recognized that unsaturated soil behavior plays an importantrole in geomechanics. In the last decade several constitutive models have been proposed and used in the analysis. Many of them, however, are constructed in the frame work of rate independent model such as elasto-plastic one. Although rate dependency is an important characteristics of soil for both saturated and unsaturated soils, very few models have been developed taking account of rate dependency. In the present paper, we have developed an elasto-viscoplastic model considering an effect of suction based on the overstress-type viscoplasticity with soil structure degradation. In the model, we have adopted an averaged pore pressure composed of pore water pressure and air pressure to determine the effective stress.

• 한국도로학회:학술대회논문집
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• 한국도로학회 2011년 춘계학술대회 논문집
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• pp.141-146
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• 2011

• Geomechanics and Engineering
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• 제30권3호
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• pp.219-231
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• 2022

Geotechnical materials such as silt, fine sand, or coarse granular soils may be unstable under undrained shearing or during rainfall infiltration starting an unsaturated state. Some researches are available describing the instability of coarse granular soils in drained or undrained conditions. However, there is a need to investigate the instability mechanism of unsaturated silty soil considering the effect of degree of compaction and net confining stress under partially and fully drained conditions. The specimens in the current study are compacted at 65%, 75%, & 85% degree of compaction, confined at pressures of 60, 80 & 120 kPa, and tested in partially and fully drained conditions. The tests have been performed in two steps. In Step-I, the specimens were sheared in constant water content conditions (a type of partially drained test) to the maximum shear stress. In Step-II, shearing was carried in constant suction conditions (a type of fully undrained test) by keeping shear stress constant. At the start of Step-II, PWP was increased in steps to decrease matric suction (which was then kept constant) and start water infiltration. The test results showed that soil instability is affected much by variation in the degree of compaction and confining stresses. It is also observed that loose and medium dense soils are vulnerable to pre-failure instability i.e., instability occurs before reaching the failure state, whereas, instability in dense soils instigates together with the failure i.e., failure line (FL) and instability line (IL) are found to be unique.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제13권4호
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• pp.45-51
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• 2012

불포화토를 대상으로 $K_0$ 압밀조건에서 삼축시험을 수행하여 전단강도를 분석하였다. 불포화 삼축압축시험에서는 대구지역에 있는 풍화토 시료를 성형하여 다양한 모관흡수력을 조절하였다. 건조 및 습윤 시 함수특성시험을 수행하여 실험치들을 van Genuchten 곡선으로 모델하였다. 함수특성곡선으로부터 모관흡수력이 유효응력에 기여하는 성분을 평가할 수 있다. 이로부터 유효응력을 산정하였으며 유효응력에 따른 전단강도를 결정하였다. 다양한 모관흡수력에 따른 전단강도는 유효응력으로 기술하였을 때, 유일한 직선으로 나타나며 포화토의 파괴포락선과 일치함을 알 수 있었다.

• 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.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권6C호
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• pp.287-294
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• 2009

석션드레인공법은 지반 내 배수재를 타설하고 진공압을 배수재에 직접 가해 전응력이 일정한 상태에서 간극수를 배출하여 유효응력을 증가시키고 이로 인해 전응력의 변화 없이 강도를 증진하고 압밀 촉진을 유도하는 새로운 연약지반 개량 공법이다. 본 논문에서는 서해안 해성 점성토 지반에 적용된 석션드레인공법의 시공 사례를 제시하였다. 석션드레인공법이 적용된 지반의 개량효과를 확인하기 위해 현장 계측과 실내시험 결과를 분석하였으며, 수치해석을 통해 설계치와 실측치를 비교하였다. 석션드레인공법과 기존 성토재하공법의 침하량 비교결과 기존 성토재하공법을 대체할 수 있는 침하거동이 발생함을 확인 하였다. 현장 계측 및 실내시험을 통해 지반개량 효과를 분석한 결과 석션드레인공법 적용 지반의 침하량이 2.3배 더 크게 발생함을 확인하였으며, 개량 후 비배수 전단강도는 약 300~400% 증가하였다. 또한 함수비는 약 30% 감소하였으며, 선행압밀하중은 약 $0.52kgf/cm^2$ 정도가 증가하였다.