• 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.

• 한국지반공학회논문집
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• 제20권1호
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• pp.109-120
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• 2004

불포화지반에서 발생되는 부 간극수압은 함수비 변화에 따라 비선형적인 거동을 보이며, 이 관계를 흙-수분 특성곡선(soil-water characteristic curve)이라고 정의한다. 현재까지 우리나라의 흙에 대한 흙-수분 특성의 연구결과는 거의 전무한 실정이기 때문에 불포화 지반의 응력해석 및 침투해석 시, 마땅히 입력할 계수나 특성값이 없다. 본 연구에서는 준설매립지반의 주요 토사인 준설토와 모래, 그리고 복토재로 사용되는 화강풍화토에 대한 흙수분 특성시험을 실시하여 흙-수분 특성을 규명하였으며, 해석적 검증을 통하여 불포화 지반의 응력해석 및 침투해석 시 필요한 계수를 분석하였다. 또한, 입도분포곡선으로부터 흙수분 특성곡선 예측모델을 적용하고 흙수분 특성시험 결과와 비교 검토하였다. 흙-수분 특성시험결과, 세 가지 시료 모두 뚜렷한 히스테리시스 현상을 나타내었으며, 기존에 제안된 경험방정식에 실험결과를 적용한 결과 Fredlund and Xing의 경험방정식은 세 가지 시료 모두에 대하여 높은 정확도를 나타내었다. 한편, 입도분포를 이용한 예측모델은 Fredlund and Wilson의 방법이 가장 높은 정확도를 나타내었다. 흙-수분 특성시험결과와 다양한 예측모델을 통하여 불포화 투수계수를 예측하여 상호 비교한 결과, 모래와 화강풍화토는 Fredlund and Wilson의 방법, 준설토는 Arya and Paris의 예측모델이 높은 정확도를 나타내었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제19권3호
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• pp.5-13
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• 2018

최근 해빙기에 발생하는 지반붕괴로 인한 건설재해가 증가하고 있으며 이는 동절기에 시행되는 다짐시공과 관련이 많다. 영하온도에서 다짐을 실시할 경우 다짐효과가 감소하며 이에 따른 해빙기 지반의 거동 변화를 파악하는 것은 유용한 자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다. 또한 최근 국내 지반공학 분야에서 불포화 영역에 대한 관심이 높아지고 있는 만큼 지반재료의 영하온도 다짐 및 동결융해에 따른 불포화 특성을 파악한다면 앞으로 관련 분야의 연구자들에게도 좋은 정보를 제공할 수 있을 것으로 판단된다. 따라서 본 연구에서는 동절기 다짐에 따른 지반의 불포화 특성을 파악하기 위해 상온($18^{\circ}C$)과 영하온도($-3^{\circ}C$, $-8^{\circ}C$)에서 수행한 다짐시험의 결과를 바탕으로 성형한 시료에 불포화 함수특성시험과 불포화 일축압축시험을 수행하였으며, 시료에 동결융해를 반복적으로 가한 후 불포화 함수특성시험 및 일축압축시험을 수행하여 동결융해가 작용함에 따른 지반의 흡수력 및 불포화 특성의 변화를 파악하였다. 시험결과 영하온도에서의 다짐 및 동결융해에 의한 흡수력의 변화와 강도 및 강성의 감소를 확인하였다. 특히 풍화토의 경우 영하온도에서의 다짐과 동결융해가 진행될수록 강도와 흡수력이 상당히 감소하는 것으로 나타나 지반의 안정성에 상당한 영향을 미칠 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제21권2호
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• pp.17-26
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• 2005

함수특성곡선은 불포화지반에서의 해석과 물성 추정 등에 반드시 고려해야 하는 지반의 고유 특성이다. 하지만 기존의 실험장비에 의한 실험 중에 발생되는 시료의 부피변화는 함수특성곡선 결과에 영향을 비치게 된다. 따라서 본 연구에서는 함수특성곡선 실험 중에 발생되는 부피변화를 측정하여 보다 정확한 함수특성곡선을 얻고자 하였다. 그리고 실험과정 중에 관측된 간극비의 변화를 통해 실험 초기의 포화과정이 시료의 구조를 변화시키고 있음을 알 수 있었다. 따라서 본 연구에서는 기존의 설험방법으로 실험을 수행한 시료에 대해 실험 초기의 포화과정을 생략한 실험을 수행하여 간극비의 변화가 상대적으로 크게 감소하는 것을 알 수 있었으며, 그 결과들을 비교, 분석하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제21권1호
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• pp.15-27
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• 2005

이 논문에서는 앞서 수행된 국내의 화강풍화토의 실험 결과를 토대로 하여 화강풍화토의 함수특성곡선을 합리적으로 예측하기 위한 방법이 제안되었다. 이 방법은 인공신경망기법을 이용해서 Fredlund와 Xing의 함수특성곡선식의 계수들을 추정하도록 제안되었다. 이러한 계수들을 추정하기 위한 신경망 모델의 입력 자료로는 실험결과에서 함수특성곡선의 계수에 큰 영향을 미치는 것으로 확인된 입도분포곡선, 다짐함수비, 그리고 간극비가 사용되었다. Fredlund 와 Xing의 함수특성곡선식의 계수를 구하기 위해 본 연구에서 제안된 신경망 모델은 신뢰성 있는 예측결과를 보였으며 그 예측결과의 정확도가 이전의 다른 방법들에 비해 높게 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권3C호
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• pp.167-178
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• 2008

본 연구에서는 실제 풍화토 사면에 대하여 침투해석과 안정해석을 수행하여 강우에 따른 사면의 붕괴를 재현하였다. 불교란시료를 채취하여 불포화토 물성을 실험적으로 직접 획득하여 실제 강우량에 의하여 침투해석을 수행한 결과, 토사층과 암층의 경계부를 중심으로 간극수압이 증가하는 경향이 나타났다. 또한 안정해석을 수행한 결과 안전율이 1.0미만으로 감소하여 실제 사면의 붕괴를 재현할 수 있었다. 또한 설계 강우강도에 의하여 침투해석을 수행한 결과 선행강우 및 강우기간에 따른 침투효과를 고려하기 곤란하였다. 이로 인하여 토사층의 수두변화가 크게 발생하지 못하였고 사면의 안전율이 1.0이상으로 나타났다. 또 다른 붕괴 사면의 경우에는 불포화토의 정수들을 인공신경망기법으로 추정하였다. 침투해석 결과 토사층과 연암층 경계부를 중심으로 포화대가 뚜렷하게 형성되었으며 이로 인하여 토사층의 안전율이 1.0미만으로 감소하였다. 이러한 기법을 통하여 실제 사면의 붕괴를 재현하는 것이 가능하다고 판단된다.

• 지질공학
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• 제29권4호
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• pp.541-552
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• 2019

본 연구에서는 강우침투에 따른 사면 내 지반특성변화 및 붕괴특성을 파악하기 위해 산사태 모형실험을 수행하였다. 실험재료로는 국내에서 산사태가 가장 빈번하게 발생하는 화강암 풍화토와 편마암 풍화토를 사용하였고, 시간당 200 mm의 극한강우를 살수함으로써 사면붕괴를 유발하였다. 계측기는 모형사면의 선단부, 사면부, 정상부에 심도별로 천부(GL-0.2 m), 중부(GL-0.4 m), 심부(GL-0.6 m)의 위치에 3 set씩 설치하였고, 데이터는 10초 간격으로 측정하였다. 실험이 종료된 후 실험조건별 지반특성변화를 토대로 불포화이론을 적용하여 사면안정해석을 하였으며, 이를 실제 붕괴형태와 비교·분석을 하였다. 분석결과 사면안전율은 붕괴형태에 대한 현상을 반영하였고, 강우가 침투함에 따라 급격하게 감소하면서 사면붕괴에 이르는 것으로 나타났다. 또한 사면안전율이 1 이하로 떨어지는 시점과 실제 붕괴시점을 비교해보았을 때 화강암 풍화토의 경우 평균 1,600초, 편마암 풍화토의 경우 평균 5,400초 차이가 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제34권4호
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• pp.5-11
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• 2018

기존에 사용하고 있는 포화깊이를 추정하는 Green-Ampt (1911) 방정식과 무한사면 얕은파괴를 계산하는 Skempton & DeLory(1957) 방정식을 수치해석과 비교하여 오류를 확인하였다. 실제 비탈면에서 강우로 인한 사면 불안정성의 근본적인 원인을 방정식으로 간단하게 평가하기에는 계산 결과에 대한 오류와 과대 또는 과소평가가 되고 있는 부분들을 많이 포함하고 있다. 본 연구에서는 국내 화강풍화토 강도정수의 평균범위를 적용하여 불포화 침투해석을 고려한 방정식을 제안하고 수치해석 결과와 비교하여 신뢰성을 검증하였다. 비탈면의 붕괴에 위험을 주는 강우지속시간과 포화깊이를 확인하면서 사면 안전율 방정식을 여러 분야에서 쉽게 사용할 수 있도록 제안하였다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제12권1호
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• pp.63-72
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• 1996

현행 시방서는 입상토만을 보강토 뒤채움재로 사용하도록 규정하고 있다. 그러나 보다 경제적인 보강토체를 구축하고자 한다면 현장유용토를 이용하는 것이 가장 이상적이다. 특히 국내에는 매우 넓은 범위에 화강토(화강암풍화토)가 분포되어 있어 현장 유용토의 대분분을 차지하기 때문에 이 재료의 적합성 여부가 보강토공법 채택의 주요한 요소가 되고 있다. 본 연구에서는 전국의 화강토를 대상으로 입도분포를 조사하여 현행 시방규정에 따른 적용의 한계성을 고찰하고 미세립 함유율과 함수비의 변화에 따른 전단강도의 변화가 화강토의 적용한계에 미치는 영향을 분석하였다.본 연구결과 보강토 뒤채움재로서의 화강토는 배수시설 또는 배수성 보강재를 사용하여 불포화상태(배수상태)를 유지하면 보다 많은 범위에서 이용이 가능함을 알게 되었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제14권12호
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• pp.5-12
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• 2013

본 연구에서는 인공강우의 침투 배수에 의한 모형사면의 침투거동을 정확히 파악하고자 대구 경북권의 화강풍화토를 이용한 실내모형실험을 수행하였다. 강우의 침투과정과 배수과정에 대한 함수비와 모관흡수력 변화를 측정하고 부정류상태의 수치해석을 수행하여 두 결과를 비교하였다. 실험결과, 함수비와 모관흡수력의 거동은 사면의 상부, 중간부, 하부 영역에 따라 침투 거리와 하부 배수층의 영향으로 다르게 나타났다. 공극 속 지하수량 변화에 따른 투수계수 변화는 침투과정에서 함수비 증가 및 모관흡수력 감소를 즉각적이고 큰 값으로 유발하였다. 그러나 배수과정에서는 함수비 감소 및 모관흡수력 증가가 완만하고 작은 값으로 발생하였다. 강우로 인한 체적함수비와 모관흡수력이 위치에 따라 값의 차이는 있지만, 침투 및 배수시간에 따른 전형적인 함수특성곡선을 나타내었다.