• 한국재난정보학회 논문집
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• 제16권3호
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• pp.577-585
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• 2020

연구목적: 불포화토에서 발생하는 모관흡수력의 존재는 사면의 안정성을 증가시키지만, 강우침투 로 인한 모관흡수력의 감소는 갑작스런 사면 파괴를 유발하여 큰 재난을 발생시킬 수 있다. 본 논문에서는 우리나라의 대표적인 산흙인 화강풍화토에 대하여 불포화상태에서의 공학적 특성을 분석하였다. 연구방법:화강풍화토에 대하여 입도상태가 양호한 경우와 입도상태가 불량한 경우로 나누어 불포화 상태에서 함수특성곡선, 불포화투수곡선, 모관흡수력에 대한 불포화 전단강도 관계 등으로서 실험과 분석을 수행하였다. 연구결과: 입도분포가 불량한 경우가 입도분포가 균등한 경우에 비하여 체적함수비에 대한 모관흡수력의 변화가 급격히 발생하는 것으로 분석되었다. 입도가 균등한 경우가 입도가 불량한 경우에 비하여 동일한 모관흡수력에서 투수계수가 비교적 작은 값을 나타내었다. 모관흡수력이 크게 작용할수록 전단강도가 증가하는 경항을 보였다. 결론: 우리나라의 대표적인 산흙인 화강풍화토에 대하여 입도상태가 양호한 경우와 입도상태가 불량한 경우로 나누어 불포화상태에서의 공학적 특성인 함수특성곡선, 불포화투수계수, 불포화 전단강도 등에 대하여 실험을 실시하여 각각의 상관관계를 확보하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제38권2호
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• pp.5-13
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• 2022

불포화토의 전단 특성 평가는 사면, 제방, 댐 등의 안정성과 투수 특성 평가에 매우 중요한 요소이다. 본 연구에서는 화강풍화토의 불포화 전단특성을 파악하기 위하여 불포화 삼축실험을 수행하였다. 실험에 사용된 시료는 국내에 분포하는 세립분이 다량함유된 SM계열 화강 풍화토이며, 다짐을 통하여 재성형 하였다. 모관 흡수력 및 시료의 밀도에 따른 불포화 전단 특성을 분석하였으며, 전단 과정에서 일정한 모관 흡수력을 유지 하기 위해 압밀-배수삼축실험(CD-test)을 수행하였다. 본 연구결과 화강풍화토 시료의 겉보기마찰각(ϕ^b)과 AEV(Air Entry Value)는 상대밀도가 증가함에 따라 증가하는 경향을 나타내었다. 그러나 모관흡수력이 증가함에 따라서는 점착력(c) 역시 증가하였지만 내부마찰각(ϕ')은 크게 변함이 없는 것으로 확인 되었다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제12권6호
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• pp.139-152
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• 1996

불포화토에 대한 흐름문제를 해석하기 위해서는 비선형으로 표시되는 부간극수압과 함수비 사이의 관계를 알아야 한다. 본 논문에서는 주문진 표준사, 한강모래 및 세립함유율이 다른 몇가지 화강풍화토에 대하여 2가지 실험기구로 이 관계를 측정하고 그 특성을 규명하였다. 여기서 얻은 자료를 이용하여 이 관계를 실험없이 추정가능한 경험식에 쓰이는 경험상수들을 얻었다. 몇가지 경험식중 van Genuchten(1980)의 것이 실험곡선과 잘 부합된다. 화강풍화토에 대해서는 세립함유율(No.200체 통과율)의 증가에 따라 경험상수들도 거의 일정하게 증가하는 경향을 보인다는 것을 알게 되었다. 따라서 이 관계를 이용하여 화강풍화토에 대한 함수특성곡선의 추정이 가능하다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제15권1호
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• pp.175-183
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• 1999

최근 우리나라도 내진설계의 필요성에 따라 지진시 등의 고변형률로부터 정밀기계기초에 미치는 미소변형률 진동까지 기초지반의 동적거동에 관한 연구가 점증하고 있는 실정이다. 한편, 화강풍화토는 국내에 가장 널리 분포되어 있는 대표적인 흙으로써 지반진동문제 해결에 필요한 지반계수 등의 동적거동 파악이 시급한 형편이나 이에 관한 연구는 극히 한정되어 있다. 본 연구는 수원지방의 화강풍화토에 대하여 간극비, 포화도가 다른 공시체를 제작하여 구속압력 및 반복응력비를 변화시켜 공진주시험과 반복삼축시험을 실시하여 불포화 화강풍화토의 동적거동을 고찰하였고 지반보강을 위하여 흔히 사용되는 흙-시멘트 혼합토에 대하여도 시멘트 혼합비와 간극비를 달리한 공시체에 대하여 같은 조건하에 동적거동을 구명하기 위한 두가지 같은 실험을 수행하였다. 연구결과 불포화 화강풍화토의 전단탄성계수는 표면장력에 지배되며 최적포화도는 간극비에 따라 공진주 시험인 경우 약 17%~l8%, 반복삼축시험인 경우 약 10%~l5% 로 나타났다. 또한, 수원지역의 화강풍화토에 대한 한계 변형률 범위와 평균전단탄성계수도 추정할 수 있었다. 한편, 일련의 공진주시험과 반복삼축시험의 결과를 토대로 하여 화강풍화토의 시멘트 혼합량에 따른 최대전단탄성계수 추정식을 비교적 조밀한 경우와 비교적 느슨한 경우로 나누어 제안하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제4권1호
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• pp.49-58
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• 2003

본 연구에서는 불포화토 지반에 있어 모관흡수력이 지반의 거동특성에 중요한 설계변수이므로, 충청도권의 화강풍화토 지반을 대상으로 함수특성곡선을 제시하고, 입도분포곡선과 함수특성곡선과의 관계를 통하여 함수특성곡선의 추정가능성을 제시하고자 한다. 충청권의 화강풍화토 12군데의 시료를 채취하여 입도별로 분류하고, 불포화토의 경험식에 있어서 a, n, m 계수값이 함수특성을 좌우하는 주요한 변수임을 감안하여 입도분포곡선의 시작점, 기울기 및 세립분의 양에 따라 시료를 재성형하였다. 함수특성시험결과 함수비와 흡수력의 변화는 입도분포곡선의 좌우 위치와 기울기, 세립분의 양에 대한 영향이 큰 것으로 나타나 세립분의 함유량과 입도분포에 따른 상관성을 보여주었고, 매개변수 a, n, m은 불포화 화강풍화토의 설계변수로서 기초자료가 될 것이다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제17권6호
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• pp.123-133
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• 2001

대부분의 토사사면은 불포화상태로서, 이 경우 기존의 모관흡수력을 무시한 해석에 비해 보다 합리적인 결과를 얻을 수 있도록 대상 사면지반의 불포화 특성을 고려할 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 지반의 불포화 특성을 고려할 수 있도록 한계평형법에 의한 사면안정해석 프로그램을 보완하여 작성하였으며 임계단면 탐색을 위하여 최적화 기법을 적용하였다. 그리고 이와 같은 해석을 위한 불포화 설계변수를 얻기 위해 국내의 대표적 지반 재료인 화강풍화토에 대해 실험을 수행하였다. 실험자료 분석결과 불포화 강도특성을 안정해석에 적용하기 위해 모관흡수력에 따른 겉보기 점탁력 변화를 비선형성을 고려하여 수식화하였다. 또한 부피변화를 측정함으로써 함수특성곡선을 보다 정확하게 얻고자 하였다. 본 연구 결과를 통해 강우에 의한 침투로 야기되는 사면내부의 모관흡수력의 변화와 그에 따른 투수특성 및 강도특성변화를 고려함으로써 강우강도와 지속시간에 따른 안전율 변화를 보다 적절히 판단할 수 있었다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2005년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.1061-1069
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• 2005

다짐화강풍화토의 강도와 변형특성을 조사하기 위하여 불포화배수 삼축압축실험을 실시하였다. 본 실험을 위하여 야마구치현의 시모네세키에서 화강풍화토를 구하였으며 주응력방향과 다짐방향을 0, 45, 90도의 세가지 방향성을 갖도록 하였다. 등방압축시 발생하는 압축변형률은 다짐각도에 따라 크게 영향을 받는다. 이차압축시의 변형거동에 관한 시간의존성은 다짐각도와 관계가 없다. 다짐각도가 압축강도와 변형에 미치는 영향은 특히 낮은 구속압력시에 크다. 다짐각도가 다르다 하더라도 다일러탄시 비율은 다일러턴시로 인한 강도증가와 상관하여 변화한다. 따라서 다짐풍화토는 초기 비등방성 조직을 갖고 있는 모래와 같이 비등방성 역학적 성질을 갖는다고 할 수 있다.

• 한국철도학회논문집
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• 제8권4호
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• pp.372-378
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• 2005

화강풍화토의 강도와 변형특성을 조사하기 위하여 불포화배수 삼축압축시험을 실시하였다. 주응력방향과 다짐방향을 0, 45, 90도의 세가지 방향성을 갖도록 하였다. 등방압축시 발생하는 압축변형률은 다짐각도에 따라 크게 영향을 받는다. 이차압축시의 변형거동에 관한 시간의존성은 다짐각도와 관계가 없는 것으로 판단되었다. 다짐각도가 압축강도와 변형에 미치는 영향은 특히 낮은 구속압력시에 크다. 다짐각도가 다르다 하더라도 다일러턴시 비율은 다일러턴시로 인한 강도증가와 상관하여 변화한다. 따라서 다짐풍화토는 초기 비등방성 조직을 갖고 있는 모래와 같이 비등방성 역학적 성질을 갖는다고 할 수 있다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제22권7호
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• pp.55-64
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• 2006

풍화 사면은 지속적인 강우로 인하여 얕은층에서 파괴가 일어나고 있다. 이러한 파괴들은 주로 강우 침투로 지표면에서의 습윤대의 형성과 이로 인한 흡수력의 감소에 기인한다. 본 연구에서는 대표적인 풍화사면인 화강 풍화토 및 편마풍화토에 대한 함수특성곡선의 건조-습윤 이력과 선행강우 조건을 활용하여 시간에 따른 불포화 침투 해석을 인공적인 강우 강도와 지속시간을 설정하여 실시하였다. 그 결과 풍화 사면의 불포화 침투는 깊이별로 선행 강우에 의한 초기 흡수력과 이력에 따른 불포화 투수계수에 많은 영향을 받는 것으로 나타났다. 또한 화강풍화토가 편마풍화토 보다 상대적으로 작은 공기 함입값, 잔류 흡수력, 그리고 습윤 전면 흡수력을 가지고 있으며 이력 loop가 작아서 침투에 대한 흡수력의 변화 반응이 매우 빠름을 확인할 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제18권2호
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• pp.123-136
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• 2002

강우시 발생하는 여러 사면의 얕은 파괴는 지표로 침투하는 강우에 의한 포화깊이 증가에 의해 발생한다. 본 연구에서는 불포화사면 해석을 위하여 국내의 전형적인 표토층을 구성하는 화강풍화토를 3가지(SW, SP, SM)로 분류하여 함수특성곡선을 각각 구하고 그에 따른 함수특성곡선의 방정식을 추정하였으며, 기존에 사용되고 있는 Green & Ampt의 포화깊이 추정식과 수치해석 결과를 비교.분석함으로써 추정식의 사용범위에 대한 제한성을 파악하였다. 또한, 강우에 의한 사면의 포화깊이가 사면의 안정성에 미치는 영향을 파악하고 화강풍화토의 함수특성곡선을 이용하여 불포화사면의 강도정수를 추정하여 계산된 불포화지반의 해석이 기존의 포화사면의 해석에 비하여 보다 정확한 결과임을 알 수 있었다.