• 한국토양비료학회지
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• 제50권5호
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• pp.336-344
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• 2017

The soil water characteristics curve (SWCC) represents the relation between soil water potential and soil water content. The shape and range of SWCC according to the relation could vary depending on soil characteristics. The objective of the study was to estimate SWCC depending on soil types and layers and to analyze the trend among them. To accomplish this goal, the unsaturated three soils were considered: silty clay loam, loam, and sandy loam soils. Weighable lysimeters were used for exactly measuring soil water content and soil water potential. Two fitting models, van Genuchten and Campbell, were applied. Two models entirely fitted well the measured SWCC, indicating low RMSE and high $R^2$ values. However, the large difference between the measured and the estimated was found at the 30 cm layer of the silty clay loam soil, and the gap was wider as soil water potential increased. In addition, the non-linear decrease of soil water content according to the increase of soil water potential tended to be more distinct in the sandy loam soil and at the 10 cm layer than in the silty clay loam soil and at the lower layers. These might be seen due to the various factors such as not only pore size distribution, but also cracks by high clay content and plow pan layers by compaction. This study clearly showed difficulty in the estimation of SWCC by such kind of factors.

• Geomechanics and Engineering
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• 제38권3호
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• pp.285-305
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• 2024

This study investigates the behaviour of hunchback retaining walls supporting unsaturated sandy backfill under active earth pressure conditions. Utilizing a horizontal slice method and a unified effective stress methodology, the influence of various factors on lateral earth pressure, including the position of the hunch along the wall, friction angles, and wall heights, is explored. The results suggest that relocating the hunch position from close to the wall's top to near its base leads to a significant decrease (ranging from 54% to 81%) in lateral earth pressure. However, as the hunch position transitions from near the top to mid-height, the point of application of active thrust shifts upward initially, then slightly downward as the hunch position approaches the toe. Notably, the reduction in lateral earth pressure is more pronounced for shorter wall heights and higher friction angles. Building upon these findings, an Artificial Neural Network (ANN)-based model is developed to accurately predict the lateral earth pressure coefficient and point of application, achieving R² values of 0.94 and 0.93, respectively. In addition, an analytical model based on Coulomb's earth pressure theory is presented and compared with ANN models. These models are anticipated to assist designers and practitioners in optimizing hunchback retaining walls for unsaturated backfill.

• 한국농공학회지
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• 제40권2호
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• pp.112-122
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• 1998

Measurement of electrical resistivity in soils has been used for many years with purpose of estimating in situ porosity or density. Recently electrical resistivity has also been used as an indicator of soil contaimination. This paper presents the result of laboratory experiment to investigate the resistivity variation in contaminated sandy soils. The results can be used with the Cone Penetrometer Test (CPT) result to analyse ground condition. In the experiment, the water content and leachate concentration of soils were controlled by groundwater and leachate, and then the resistivity measurement was made with 'STING-R1' by Advanced Geosciences Inc. In the case of using groundwater, the resistivity was in the range of over 1000${\omega}{\cdot}m$, but in the case of using polluted water by leachate, the resistivity decreased significantly down to 10~ 100${\omega}{\cdot}m$ for the same moisture content. Also the resistivity varied according to the degree of saturatrion. Therefore, if soil is contaminated by leachate, the CPT with electrical resistivity sensor might be used to investigate the contamination status and plume migration. But exact component of leachate and the pollutant concentration are still hard to identify.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제19권10호
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• pp.21-26
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• 2018

흙-습윤 특성곡선은 불포화토에서 물의 흐름, 다상유체에서의 상대투수계수, 그리고 흙의 강성 및 부피 변화를 이해하는데 필수적이다. 바이오폴리머는 미생물에 완전 분해가 가능한 자연에 무해한 친환경 물질이다. 따라서, 치토산, 폴리에틸렌 옥사이드, 잔탄검, 알지네이트염 및 폴리아크릴산 등과 같은 바이오폴리머가 지반복원, 지반성능향상 및 오일생산증진을 위해 연구되어왔다. 폴리아크릴산(polyacrylic acid)은 바이오폴리머의 일종으로, 유체의 흐름 특성 향상을 통하여 오일생산증진 및 지반복원 등의 분야에서 우수한 성능을 보여왔다. 따라서, 본 연구에서는 폴리아크릴산(polyacrylic acid)을 포함한 모래의 흙-습윤 특성곡선의 이해하기 위해서 실내시험을 수행하고, 이론적 모델의 매개변수 변화를 연구하였다. 그 결과, 폴리아크릴산(polyacrylic acid)의 농도가 증가함에 따라, 포화된 모래에 주입되는 공기의 주입 모세관압력이 증가함을 보이고, 높은 모세관압력에서의 잔류 함수비 역시 증가하고 있음을 보였다. 또한, 이론식 모델의 매개변수를 구하였으며, 이를 활용한 흙-습윤 특성곡선이 실내 실험 결과와 잘 일치하고 있음을 보였다. 따라서, 이론적 모델의 매개변수를 알고 있으면, 본 연구에서 활용된 폴리아크릴산(polyacrylic acid)이외의 바이오폴리머를 포함한 모래 지반의 흙-습윤 특성곡선이 예측이 가능함을 설명하였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제19권3호
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• pp.153-163
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• 2016

지반 굴착에 따른 지하수위 저하로 인해 발생되는 지반함몰 문제는 지하수 흐름에 대한 이해를 바탕으로 한 해석적인 접근이 필요하다. 이 연구에서는 실내 토질시험 결과를 이용하여 유전상수와 체적함수비 상관식에 대한 여러 경험식의 적합성을 비교 검토하였으며, 수치연산을 통해 GPR 탐사를 이용한 유전상수 추정방법에 대해 검토하였다. 사질토 지반에 대해 굴착에 따른 침투해석과 응력-변형률 해석을 실시하였으며, 기존 실내실험 연구결과와 비교한 결과, 불포화토에 대한 침투압을 고려한 응력해석 결과에서 불포화지반의 모관흡입력 값을 유사하게 예측하였다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2006년도 총회 및 춘계학술발표회
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• pp.20-28
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• 2006

Partitioning tracer tests were conducted to quantify the saturation degree of diesel and water in unsaturated soil, respectively. The use of partitioning tracers that partition into diesel, water, and air (i.e., three-phase partitioning), is in attractive alternative to traditional coring and analysis method. These gaseous partition tracers not global warming gas like CFC's are Butane, Acetylene, Ethylene, Methylene chloride, and Methane. The glass column packed with sandy soil was prepared, in which a three-phase system of air, water, and diesel was maintained. Conservative and partition gas tracers were injected into the columns and detected easily using a single GC detector(FID). For each tracer, a method of moments was used to estimate partition coefficient between water, diesel. and the air, respectively. The results from the column studies showed that the diesel/air tracer partition coefficient ranged from 8.2 to 868 and 9.2 for water/air. Saturation degree of diesel and water in the column, predicted by the partition coefficients obtained from tests, was underestimated up to 66% and 23% respectively.

• 한국토양비료학회지
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• 제36권4호
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• pp.181-192
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• 2003

기상 자료와 토양 수리 특성을 입력하여 토양수분의 수직 이동 및 분포를 예측할 수 있는 수치모형을 개발하고, 이 모형을 검정하기 위해 중동사양토를 대상으로 추정한 결과와 중성자 산란법에 의해 측정한 수분단면을 비교하였다. 이 모형에서 토양수분 포텐셜을 기준으로 한 Richards 방정식의 해를 predictor-corrector 격자에 투영한 음함수 유한차분법에 의해 구하였다. 이 모형에서는 토양단면의 수리특성은 균질하고, 토양수분은 등온적으로 흐르고, 수분이력현상은 고려하지 않고, 수증기 및 열 이동은 일어나지 않고, 빗물은 토양 단면에 부분 치환원리에 의해 분배된다고 가정하였다. 이 모형의 입력 자료는 크게 강우량, 최고 및 최저 기온, 상대습도 및 일사량의 일일 기상자료와 불포화 수리전도도 및 수분보유 특성 함수를 추정하기 위한 토양 수리 자료로 구분하였다. Chebyshev 다항식과 최소 자승차를 이용하여 추정한 토양 수리 다항식은 입력 자료와 매우 잘 일치하였다. 다양한 지표 및 하부 경계조건에서 53일 동안 상대적으로 시간증가분을 크게 하여 추정한 Richards 방정식의 해인 토양수분 수직 단면은 지표 10 cm를 제외하고는 중성자 산란법에 의해 측정한 결과와 잘 일치하였다.

• 농업과학연구
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• 제12권1호
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• pp.86-100
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• 1985

불포화상태(不飽和狀態)에서의 화강암질풍화토(花崗岩質風化土)의 강도특성(强度特性)을 구명(究明)하기 위(爲)하여 5종류(種類)의 화강암질풍화토(花崗岩質風化土)와 1종류(種類)의 보통(普通)흙(사질(砂質)롬)을 택(擇)하여 불교란시료(不攪亂試料) 및 교란시료(攪亂試料)를 채취(採取)하여 삼축압축시험(三軸壓縮試驗)을 한 결과(結果)를 요약(要略)하면 다음과 같다. 1. 자연상태(自然狀態)에서의 건조밀도(乾操密度)는 다짐 시험(試驗)에서 구(求)한 최대건조밀도(最大乾操密度)보다 작은 값을 나타냈고 입도배합(粒度配合)이 양호(良好)한 흙에서 건조밀도(乾操密度)는 큰값을 나타냈다. 2. 함수비(含水比)의 증가(增加)에 따라 파괴강도(破壞强度)는 감소(減少)하였고 이 현상(現象)은 점착력(粘着力)이 큰 보통(普通)흙에서 더욱 현저하게 나타났다. 3. 화강암질풍화토(花崗岩質風化土)의 강도정수중(强度定數中) 점착력(粘着力)은 작고 내부마찰각(內部摩擦角)은 컸으며 함수비(含水比)의 증가(增加)에 따라 점착력(粘着力)보다 내부마찰각(內部摩擦角)에서 감소현상(減少現象)이 크게 나타났다. 4. 변형계수(變形係數)는 함수비(含水比)의 증가(增加)에 따라서 감소(減少)하였고 이 현상(現象)은 화강암질풍화토(花崗岩質風化土)보다 보통(普通)흙에서 더욱 크게 나타났다. 5. 파괴강도(破壞强度)는 액압(液壓)이 증가(增加)함에 따라 증가(增加)하였고 이 현상(現象)은 저함수비(低含水比)에서 더욱 현저하게 나타났다.

• 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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• 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.