• Geomechanics and Engineering
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• 제36권4호
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• pp.343-353
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• 2024

The hydraulic anisotropic behavior of unsaturated soil has not been fully explored in relation to the grain-size distribution. The present study conducted laboratory assessments to examine the hydraulic anisotropy condition of statically compacted specimens in various initial states. The investigation incorporated the concept of hydraulic anisotropy by employing two discrete forms of soil stratification: horizontal-layering (HL) and vertical-layering (VL). The examined soils comprised sandy silt and silty sand, exhibiting either unimodal or bimodal soil-water characteristic curve (SWCC). This study aimed to investigate the potential correlation between the hydraulic anisotropy ratio and soil properties. The present study established a correlation between the hydraulic anisotropy ratio and several soil parameters, including fine content, dry density, plastic limit, and liquid limit. The study results indicate a non-linear relationship between the percentage of fine and dry density in soils with unimodal and bimodal soil-water characteristic curve (SWCC) and hydraulic anisotropy ratio.

• 한국농공학회논문집
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• 제54권5호
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• pp.129-139
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• 2012

Accurate modeling rainfall induced landslide and slope stability requires a detailed knowledge of the distribution of material strength characteristics and suction distribution. However, material properties obtained from the drying cycle are still used for infiltration analysis in many cases, even though material properties of wetting cycle are quite different from those of drying cycle due to hydraulic hysteresis and air occlusion. Therefore, the selection of proper material properties such as soil-water retention curve (SWRC) and the hydraulic conductivity function (HCF) reflecting characteristics of wetting cycle and air occlusion is an essential prerequisite in order to simulate the infiltration phenomena and to predict the suction and water content distribution in unsaturated soils. It is concluded that the simulation of infiltration with material properties from the drying cycle did not reasonably match with experimental outputs. Further discussion is made on how to describe the material properties considering air occlusion during wetting cycle over the entire suction range in order to simulate infiltration phenomena.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권3호
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• pp.1017-1025
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• 2013

본 연구에서는 강우 침투에 의한 사면의 모관흡수력 분포특성을 분석하기 위하여 수리학적-역학적 특성을 고려한 동시연계해석을 수행하였다. 이를 위해, 국내 3가지 지역에서 채취한 풍화토를 대상으로 함수특성곡선(SWCC)을 산정하였으며, 이를 토대로 지반조건, 강우특성, 사면경사에 따른 모관흡수력의 변화를 관측하였다. 그 결과, 강우강도가 증가함에 따라 사면내의 모관흡수력은 급격히 감소하는 경향이 나타났으며, 사면 경사에는 큰 영향을 받지 않는 것으로 나타났다. 또한 강우강도보다 포화투수계수가 작은 지반은 표층에서 포화가 쉽게 일어나는 것을 확인하였으며, 다층으로 존재하는 경우에도 사면표층 지반의 수리학적 특성이 모관흡수력 분포에 큰 영향을 주는 것으로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제31권1D호
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• pp.83-90
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• 2011

도로하부 혹은 성토부를 구성하는 다져진 지반재료들은 불포화상태로 존재하는 관계로 재료의 침투 혹은 배수에 대한 평가시 불포화지반의 특성이 반영하는 것이 필요하다. 이에 본 연구에서는 강우강도와 시간조건에서 도로하부 재료에서 어떠한 영향이 있는지를 파악하고자 수치해석적인 연구를 수행하였다. 기존의 실험을 통해 획득한 불포화 함수특성 자료를 활용하였으며 SWCC를 통하여 투수계수를 추정하였다. 제안된 방법을 통하여 시간 변화에 대한 침투 및 배수성능을 평가하였다. 연구결과 침투 및 배수 과정에서 초기흡수력의 여부와 함수특성곡선의 경로에 따라서 많은 영향을 받고 있음을 알 수 있다.

• 물과 미래
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• 제27권3호
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• pp.107-113
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• 1994

Richards식을 해석하려면 토양의 수리특성인 물보유함수와 비포화투수계수에 대한 자료가 필요하다. SCS에서 구분한 토양군중 A, B, C에 해당한다고 판단되는 토양시료를 채취하여 각 토양군별로 본 연구에서 개발한 장치를 이용하여 물보유함수를 측정하였고, 또한 정수두법으로 포화투수계수를 측정하였다. 각 토양군을 대표할 수 있는 하나의 물보유함수와 비포화투수계수를 산정하기 위하여 van Genuchten의 물보유함수와 Mualem의 투수계수예측모형을 이용하였다. 각 토양군별로 실측된 자료를 이용하여 van Genuchten식의 매개변수를 추정한 값을 제시하였고, 그와 같은 자료는 미실측지역에서 비포화흐름을 해석하고자할 때 하나의 기준으로 사용될 수 있다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제28권9호
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• pp.23-30
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• 2012

본 논문은 토석류 발생사면에서 불포화토의 침투해석을 연계 수행한 사면안정해석 연구결과이다. 2006년 강원도 인제군과 2010년 경기도 양평군에 위치한 2개소의 토석류 발생사면에 대하여 현장조사를 수행하고 붕괴발생부에서 채취한 시료로 tempe pressure cell을 이용한 함수특성곡선과 새로이 개발된 불포화토 직접전단시험기를 사용하여 불포화토의 전단강도 정수를 구하였다. 실험을 통해 획득한 물성과 토석류 발생 당시의 강우자료를 바탕으로 상용프로그램 SEEP/W를 사용하여 불포화토 침투 해석을 실시하고 그 결과와 연동하여 사면안정해석 프로그램 SLOPE/W를 사용하여 사면활동을 분석하였다. 본 연구 결과 집중강우에 의한 불포화토 지반에 강우침투의 영향으로 지하수위의 상승과 포화도의 증가로 사면안전율이 감소하여 사면활동이 발생한 것으로 나타났다. 이러한 연구 방법을 통하여 실제 강우특성을 고려한 불포화토의 사면안정해석을 실시하는 것이 토석류 발생사면의 거동특성 중 특히 발생시점을 확인할 수 있는 합리적인 방법이라 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제30권6호
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• pp.699-708
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• 1997

3차원 추계학적 방법을 사용하여 성층화된 흙에서 유효 비포화투수계수를 유도하였다. 성층화된 흙의 상관길이는 차이가 있기 때문에 추계학식이 단순화되면서 유효 비포화투수계수에 대한 일반식을 해석적으로 유도할 수 있게 된다. 또한 평균흐름이 특정한 범위(습윤전선, 젖음과정, 마름과정)에서 유효한 단순화된 점근식을 유도하였다. 예증으로 이론적인 결과를 가상 점토에 적용하였다. 그 결과 유효 비포화투수계수는 거시적인 이력현상을 나타냄을 알 수 있었다. 거시적인 이력현상이란 미시적인 미력현상이라기 보다는 오히려 흙의 공간적인 변동으로 인하여 발생하는 것이다. 또한 유효 비포와투수계수는 흙의 비균질성을 무시한 경우보다 비균질성을 고려한 경우에서 크게 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제18권6호
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• pp.83-101
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• 2002

탄성파는 지표면에 가까운 흙에 관한 중요한 정보를 공급한다. 흙특성 파악에 물리탐사기법의 원활한 적용을 위하여 탄성파인자와 흙특성과의 관계를 고찰하였다. 적용 예로서, 비포화토의 거동 및 특성을 전단파 시험을 통하여 알아보았다. 포화시료를 건조하면서 밴더엘리먼트를 사용하여 미소변형률 전단강성을 연속적으로 측정하였다. 비포화토에서는 모세관현상, 이온공유에 의한 접착, 세립자 이동에 의한 강화효과, 염 침전에 의한 시멘트결합과 같은 입자간 힘의 변화가 강성의 변화에 직접적으로 영향을 끼치는 것으로 나타났다. 비포화토의 시료를 교란함으로써 메니스커스의 회복에 대한 연구를 수행하였고, 비포화토에서 일어나는 여러 가지 현상들을 제시하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제32권6호
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• pp.27-40
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• 2016

기존의 강우에 의한 사면붕괴 기준들은 지형학적 특성, 임상특성, 불포화 지반 조건 등을 반영하지 않아 사면 파괴 예측 지표로 활용하기에는 많은 문제점을 가지고 있다. 본 연구에서는 강우패턴, 지형학적 특성(경사, 토심), 공학적 특성(불포화 지반 특성), 임상특성(식생 뿌리에 의한 영향, 수목하중) 등을 반영할 수 있는 불포화 사면 안정성 해석 방법을 제안하였다. 뿌리보강과 수목하중을 고려하지 않는 사면의 안전율 평가는 안전율을 과다 평가하는 것으로 나타났다. 제안된 안정성 해석 방법에 의하여 강우에 의한 불포화사면의 안전율에 대한 데이터베이스를 구축하고, 이를 GIS와 연계하여 울주군 산사태위험 지정지역에 적용하여 강우에 대한 사면 위험성을 정량적으로 분석하였다. 산사태위험지역은 강우에 의한 사면의 안전율이 낮거나, 대부분 안전율 감소가 급격하게 발생한 지점의 하류에 위치하고 있음을 알 수 있다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제37권2호
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• pp.109-122
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• 2024

Standard triaxial cells are commonly used to measure the mechanical behavior of saturated soils. However, this type of standard system is difficult to use for unsaturated soil specimens since it cannot measure the changes in the pore-air volume and pressure. This paper proposes to extend the measurement possibilities of the standard triaxial testing device in a simple way and to adapt it to partially saturated soils. The system is supplied by two hygrometers installed at each end of the cylindrical unsaturated specimen to measure local relative humidity, which allows the derivation of suction. The volumetric strain of the specimen is calculated by analyzing digital photos captured from the outside of the transparent cell wall. Specimens made of kaolin clay, having different hydraulic properties, were tested to verify the reliability of the measurements, and thus, the relevance of the proposed techniques to study the mechanical behavior of unsaturated soils.