• 한국지반신소재학회논문집
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• 제23권1호
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• pp.17-25
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• 2024

골재 간극률은 구조적 강도, 내구성, 배수 및 투수성 등 다양한 아스팔트의 특성에 직접적인 영향을 미친다. 따라서 아스팔트 포장이 사용되는 위치, 기후, 환경 등에 적절하도록 골재 간극률이 설계되어야한다. 하지만 골재 간극률은 다양한 요인들에 의해 영향을 받으므로 그 설계가 쉽지 않다. 예를 들어 골재 입자의 크기 분포, 구성이나 아스팔트 바인더의 양, 다짐 수준 등 다양한 영향인자가 존재한다. 본 연구에서는 골재 간극률에 영향을 미치는 요인들로부터 골재 간극률을 예측하고자 하였다. 이를 위해 다양한 기계학습 모델 방법을 적용하였고 단일 기계학습 모델을 적용했을 때보다 높은 정확도로 골재 간극률을 예측할 수 있음을 보였다. 본 연구의 결과는 경험과 노동집약적인 실험에 의존하는 골재 간극률 예측에 데이터 기반의 접근방법을 적용할 수 있음을 보였으며 향후 최적 골재 간극률 설계 등에 활용 가능할 것으로 기대된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제40권4호
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• pp.127-135
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• 2024

해당 논문의 목적은 deep neural network(DNN) 알고리즘을 이용하여 불포화토 지반의 압축파 속도와 간극률 간의 관계를 도출하는 것이다. 입력 인자는 error norm 방법으로 각각의 값이 간극률에 미치는 영향을 조사하였으며, 결론적으로 압축파 속도가 간극률 산정에 제일 큰 영향을 주는 것으로 나타났다. 압축파 속도와 간극률은 현장 및 실내 실험을 통해 도출하였으며, 총 266개의 수치 데이터를 이용하였다. DNN 적용 결과는 매 횟수마다 계산된 MSE 손실로 표현하였으며, 초반의 계산 횟수 단계에서 거의 0에 수렴하는 결과를 도출하였다. 예측된 간극률은 train과 validation으로 구분하여 분석하였으며, 실제 데이터와 비교하였을 경우 결정계수는 각각 0.97과 0.98로 나타나 높은 신뢰성을 보여준다. 해당 연구에서는 error norm 분석을 통해 민감도가 작은 인자는 배제하고 영향성이 높은 인자를 통해 종속 변수를 예측하는 방법론을 제시하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권3C호
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• pp.127-136
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• 2009

본 연구의 목적은 포화지반의 전기적 특성파악을 위한 4전극 전기비저항 프로브(4-Electrode Resistivity Probe: 4ERP)의 개발과 검증이다. 4ERP는 웨너 배열을 적용하여 전극에서 분극작용 없이 전기비저항을 산정할 수 있도록 쐐기형과 평면형으로 제작되었다. 쐐기형은 지반속에 관입하기 위한 용도이며 평면형은 실내실험시 사용되는 셀등에 설치하기 위한 것이다. 크기가 다른 6종류의 글라스비드와 3종류의 모래를 사용하여 압밀시험을 수행한 결과, 간극률이 감소함에 따라 전기비저항이 증가하였으며, Arichie 공식에 사용되는 m값이 입자의 크기보다 형상에 영향을 받는 것으로 나타났다. 액상화 수조에서 수행된 실험결과 체적간극률과 유사한 전기비저항 간극률이 산정되었다. 대형 토조에서 수행된 관입실험으로부터 간극률 주상도를 얻을수 있었다. 본 논문에서 제시된 4ERP는 포화 지반의 간극률을 효과적으로 산정할 수 있는 장비가 될 수 있을것으로 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제17권5호
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• pp.129-136
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• 2001

본 논문에서는 석탄회 매립지반의 액상화 가능성을 평가하기 위해 순수 모래시료와 더불어서 모래시료와 석탄회가 혼합된 모래시료에 대한 일련의 진동삼축실험을 변형률제어 방법으로 수행하였다. 실험결과 진동하중에 의해서 시료 내에 발생하는 간극수압의 크기는 작용하는 전단변형률의 크기에 심각하게 영향을 받고, 작용하는 전단변형률이 지반의 한계전단변형률 보다 작은 경우에는 진동수가 높은 조건에서도 간극수압이 발생하지 않음을 알았다. 또한 전단변형률이 약 0.1%보다 작고 한계전단변형률에 가까운 경우에는 순수 모래시료와 비교하여 본 논문에서 조사한 석탄회 함유율 범위 (10%~30%)의 시료에서 간극수압이 더 크게 발생하였다. 반면에, 전단변형률이 큰 경우에는 순수 모래시료에서 간극수압이 크게 발생하는 추세를 보였다. 반복 전단에 따른 간극수압의 발생량은 전반적으로 석탄회 함유율이 증가할수록 커지는 경향을 보였다. 이러한 결과를 근거로 해안이나 하천에 인접한 한계지 개발에 있어서 사질토에 석탄회를 혼합 매립하여 지반을 조성하는 경우에 액상화에 대해서 불안정한 지반이 될 가능성이 있는 것으로 판단되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권10호
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• pp.47-56
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• 2007

본 연구에서는 자갈혼합률을 다르게 준비한 자갈-모래 혼합시료가 등방압밀 및 $K_0$-이방압밀 상태에서 나타나는 액상화거동에 대해서 연구하였다. 이를 위하여 자갈혼합률이 다른 자갈-모래 혼합토 공시체를 100kPa의 연직응력으로서 상대밀도가 40% 되도록 등방압밀 및 $K_0$-이방압밀 시킨 후 반복삼축시험을 수행하였다. 또한 자갈혼합률이 0%, 10%, 20%, 30%인 공시체에 100 kPa의 연직응력으로서 간극비가 0.7이 되도록 등방압밀 후 반복시험도 실시하였다. 시험결과 동일한 상대밀도(Dr=40%)를 가지는 자갈-모래 혼합토 공시체의 간극비는 자갈혼합률이 증가할수록 감소하다가 약 70%를 저점으로해서 다시 증가한다. 그러나 이 경계혼합률 이하에서는 자갈입자 사이를 채우고 있는 모래의 간극비는 자갈혼합률이 증가할수록 증가한다. 상대밀도가 일정한 (Dr=40%)등방압밀 공시체에 있어서 자갈혼합률이 비교적 낮은 경우(GC=0%, 20%, 40%)에는 반복하중에 의해서 일어나는 간극수압과 축변형률 거동이 비교적 높은 간극비로 인해서 느슨한 모래의 거동을 나타내나, 자갈혼합률이 높은 경우(GC=70%)에는 간극수압과 축변형률 거동이 조밀한 모래의 거동과 비슷한 경향을 보인다. 또한 간극비가 일정한(e=0.7) 등방압밀 공시체에 있어서 자갈혼합률이 높을수록 축변형률과 간극수압 거동은 느슨한 모래의 거동을 보이며 자갈혼합률이 낮을수록 축변형률 거동은 조밀한 모래의 거동을 나타낸다. 등방압밀 공시체의 액상화강도는 경계혼합률(GC=70%)이하의 범위에서는 상대밀도가 일정한 경우에는 자갈혼합률이 증가할수록 증가하며 간극비가 일정한 경우는 자갈혼합률이 증가할수록 감소한다. 따라서 자갈-모래 혼합토의 액상화강도는 예상과는 달리 자갈 입자 사이를 채우고 있는 모래의 상대밀도 보다는 혼합토의 전체적인 상대밀도 및 간극비에 의해서 결정된다는 사실이 확인되었다. $K_0$-이방압밀 공시체의 간극수압과 축변형률 거동은 반복응력이 어느 정도의 응력반전을 포함하고 있는데도 불구하고 응력반전이 없는 경우의 사질토의 거동을 나타낸다. 즉 응력반전량이 반복응력 진폭의 약 10%인데도 불구하고 반복변형률은 비슷하나 영구변형률이 크게 증가하며 또한 간극수압비는 1.0에 미달하여 초기액상화가 일어나지 않는다. 그리고 액상화강도는 자갈촌합률이 증가할수록 0%에서 40%까지의 범위에서는 증가하나 그 이상에서는 감소하는 경향을 보인다. 결론적으로 자갈-모래 혼합토의 반복거동은 자갈혼합량, 간극비, 상대밀도 그리고 압밀상태와 같은 요인에 의해 결정된다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제8권2호
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• pp.59-70
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• 1992

지질구조의 일례를 모형화하여 3종류 시료에 대해 간극수압계를 사용하여, 가압수두와 간극비 변화에 따른 간극수압 변화측정을 60회의 실험을 통하여 실시하였다. 본 연구는 불포화 붕적토층에서 간극비와 가압수두 변화에 따른 간극수압의 변화를 기록하여 최종간극수압 VWT와 공기간극수압 Ua를 구하여 이들의 변화를 최종반응률과 공기반응률로 나타냈으며, 시료별로 투수계수와 간극비의 관계를 수식화 하였다. 실험결과 시료에 따라 간극수압 변화 형태가 계단형과 파형으로 나타났으며, 최종간극수압까지의 시간 지체는 모래, 사질실트, 점토질 모래 순이었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제25권2호
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• pp.45-54
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• 2009

흙의 전기적 특성은 지반 상태를 평가하는 방법으로 사용되어 왔다. 본 논문의 목적은 현장 지반의 간극률을 우수한 정밀도로 평가하기 위한 현장 관입용 전기비저항 콘 프로브의 개발 및 적용성 평가이다. 전기비저항 콘 프로브는 관입에 따른 교란을 최소화시키기 위해 콘 모양으로 제작되었다. 또한 전기적 간섭을 최소화시키기 위해 외부전극과 중심전극이 4단자 쌍 회로 방식으로 구성되어 있다. 개발된 장비의 현장 적용성 정가를 위하여 인천과 부산에서 현장실험을 수행하였으며, 콘관입장비를 이용하여 0.33mm/sec의 속도로 관입하면서 선단부에서 전기비저항 값을 측정하였다. 측정된 전기비저항 값과 비교란 시료로부터 얻은 간극수의 전기비저항 값을 Archie에 의해 제안된 경험식에 적용하여 대상지반의 간극률을 계산하였다. Archie 경험식의 실험상수는 비교란시료로부터 추출한 간극수에 근거하여 결정하였다. 산정된 간극률의 프로파일을 동일 지역에서 수행된 SPT, CPT, 그리고 DMT의 지반조사 결과와 비교한 결과 경향성이 상당히 유사한 것으로 나타났다. 본 논문에서 제안된 ERCP는 대상 지반의 교란을 최소화시키며 현장의 국부적인 간극률 산정에 효과적인 장비일 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제8권2호
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• pp.71-80
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• 1992

정규압밀점토의 거동을 예측하기 위한 새로운 구성방정식이 제안되었으며, 그 골격은 Roscoe 와 Poorooshasb의 증분응력-변형률이론의 기본개념에 근거를 두고있다. 비배수 조건에서의 유효응력경려폰t은 새로운 간극수압계수(C)를 이용하여 유도되었고, 여기 에서 간극수압계수는 표준화묀 간극수압과 응력의 관계에서 직선의 기울기로 표시된다. 비배 수 응력경로와 일정응력비경로(constant stress ratio path)를 따라 발생하는 응력의 증가량을 알게되면, 이때의 체적변형률은 간극비-대수평균 연직 응력(e-dnp) 관계의 선형 특성으로부 터 계산될 수 있다. 또한 Roscoe와 Burland의 수정 Cam-clay 이론에서 유도된 유동법칙(flow rule)을 적용하여 임의 응력점에서의 전단변형률을 예측할 수 있다.

• 터널과지하공간
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• 제24권2호
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• pp.176-186
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• 2014

절리면의 수리특성에 영향을 미치는 요소는 절리면의 거칠기, 절리면의 틈새, 충진물 등이 있다. 본 연구에서는 절리면의 거칠기에 따른 수리특성을 분석하고자 Barton and Choubey(1977)가 제안한 표준 프로파일을 이용하여 몬테카를로 시뮬레이션을 통해 인공 프로파일을 생성시켰다. 표준 프로파일과 인공 프로파일을 조합하여 유동채널 모델을 제작하였으며, 최소 간극의 변화와 유동채널의 형상에 따른 수리특성을 수치해석적으로 분석하였다. 두 프로파일이 이루는 최소 간극지점을 통과한 이후 유동면적이 증가하는 지점에서 최대 유동률을 나타냈으며, 최소 간극이 증가할수록 최대 유동률은 감소하였다. 또한 유동채널의 형상과 유동채널내의 최소 간극 지점의 위치가 모델마다 상이하기 때문에 단위면적당 최대 유동률은 모델마다 다른 값을 나타내고 있었다. 유동채널 내의 역학적 간극과 수리적 간극은 1.07 ~ 3.00 배 정도의 차이를 나타내고 있으며, 본 수리해석에서 분석된 $A_i$ 값과 역학적 간극은 $e_m=0.519A^{0.7169_i}$의 관계를 나타내고, 수리적 간극은 $e_h=0.6182A^{0.239}_i$의 관계를 나타는 것으로 분석되었다.

• 대한지하수환경학회지
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• 제5권2호
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• pp.110-115
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• 1998

본 논문에는 매립장의 높은 침출수위를 저감시키기 위한 복토재의 기능을 분석하기 위하여 매립장의 침출수지 분석 프로그램인 HELP를 이용 복토재 및 폐기물의 수리특성인 간극률, 투수계수, 포장용수량, 위조계수, 초기함수비에 대한 침출수위의 민감도를 분석하고 흙복토재의 다짐에의한 밀도-투수계수-포장용수량의 변화, 현장 초기함수비와 포장용수량의 차가 누적 침출수위 형성에 미치는 영향을 시험 및 수치해석을 통하여 분석하였다. 민감도 해석결과 복토재와 폐기물 모두 간극률과 위조계수의 증가는 침출수위를 감소시키며 포장용수량과 투수계수의 증가는 침출수위를 증가시키는 것으로 나타났으며 침출수위에 영향을 크게 미치는 인자는 복토재의 경우 투수계수, 페기물의 경우는 간극률, 포장용수량, 초기함수비인 것으로 나타났다.