• 한국수자원학회논문집
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• 제52권9호
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• pp.615-626
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• 2019

토양수분과 유출은 매우 밀접한 관계를 가지고 있으며, 특히 토양 내의 여러 요소들에 의해 토양의 수분보유능력과 배수의 특성이 결정된다. 본 연구에서는 2016년, 2017년 설마천 유역에서 총 40개의 사상을 분리하였다. 선정한 사상별로 constant-K 방법을 적용하여 직접유출과 기저유출을 분리하고 유출계수를 산정하였다. 산정된 유출계수는 선행토양함수와 지수함수 형태의 증가를 보였다. 또한 유출계수가 급증하기 시작하는 토양수분의 임계값을 선정하였으며, 이 값은 유출과 지하수면과의 큰 상관관계를 나타내었다. 선행토양함수뿐만 아니라 초기 토양수분, 토양 저류량, 강우량 등 여러 인자들도 유출 결과에 영향을 미치는 것으로 분석되었다. 또한 선행토양수분의 임계값에 따라 강우사상을 건조, 습윤 상태로 분리하여 시작 반응과 첨두 반응을 분석해 보았으며, 습윤 상태에서의 반응이 건조 상태에서 보다 빠르게 발생하였다. 건조 상태에 속하는 대부분의 사상에서는 토양수분이 정점에 도달한 후 지하수면과 유출량 순으로 정점에 도달하는 첨두 반응이 일어났으나 습윤 상태에서는 반대로 지하수면과 유출량이 토양수분보다 먼저 정점에 도달하였다. 본 연구의 결과는 유출에 기여하는 인자들 사이의 상호작용을 확인하고 토양의 다양한 조건과 유출 사이의 관계를 규명하는 데에 크게 기여할 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제24권1호
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• pp.5-13
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• 2008

불포화토의 투수특성을 규명하기 위하여 3가지의 시료를 선정하고 흙수분 특성 시험을 선행한 후, 흡인력을 조절하면서 일련의 투수계수시험을 수행하였다. 공시체는 불교란 시료를 사용하여 자연 상태로 제작하였으며, 정수위 투수시험법을 이용하여 투수계수를 측정하였다. 아울러, 흙수분 특성곡선에서 도출된 계수를 이용하여 Brooks and Corey(1964)와 van Genuchten(1980)의 제안식으로 투수계수를 예측하였고, 이를 시험에 의한 투수계수와 비교 및 검토하여 기존 제안식의 적용성을 검토하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권11호
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• pp.39-48
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• 2007

지금도 불포화토의 특성곡선에 대한 연구는 계속 진행되고 있지만, 지금까지 발표된 특성곡선은 흙의 한가지 상태나 특성을 나타내도록 유도되어 광범위한 적용이 어려운 것은 사실이다. 따라서, 흙의 상태를 범용적으로 나타낼 수 있는 특성곡선을 개발하기 위해서는 현재까지 발표된 특성곡선의 적용성을 평가하여 문제점을 파악하는 것이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 화강풍화토를 대상으로 함수특성곡선실험을 실시한 결과를 바탕으로 간극비에 따른 흙-수분 특성곡선 방정식을 분석하여 간극비에 따른 포화도를 예측하였으며 기존에 제안된 특성식에 대하여 적용성을 검증하였다.

• 한국토양비료학회지
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• 제43권4호
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• pp.407-414
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• 2010

토양의 공극 크기별 분포는 토양중 수분의 함량과 수분퍼텐셜의 관계를 나타내는 토양수분특성 자료로부터 계산된다. 그러나 기존의 토양수분특성 측정방법들은 교란된 토양을 이용하거나 코어시료를 채취한다 하여도 동역학적으로 변화하는 현장 토양 공극분포를 반영하는 데는 많은 어려움이 있었다. 또한 이러한 토양수분특성 자료를 얻기 위해서는 많은 시간과 노력이 요구되어 왔다. 따라서 본 연구에서는 교란되지 않은 현장 토양에서 측정한 불포화 수리전도도 자료로부터 토양의 공극 크기별 분포 곡선을 추정하는 이론적 체계를 제시하고자 하였다. 이를 위해 Brooks-Corey와 van Genuchten의 수리학적 모델을 이용하여 토양의 불포화 수리전도도 자료로부터 공극의 크기별 분포를 추정하는 이론적 모델을 전개하였으며, 이러한 이론적 모델에 근거하여 Brooks-Corey와 van Genuchten의 soil parameter들의 변화에 따른 불포화수리전도도와 공극 크기별 분포곡선의 모사하였다. 공극크기별 분포곡선의 모사는 토성별 불포화수리전도도 곡선의 scaling factor 역할을 하는 $K_s$를 1.0 cm $h^{-1}$로 설정하고, 수리학적 모델별로 일정한 경계조건 (Brooks-Corey soil parameters, ${\alpha}_{BC}=1-5L^{-1}$, b = 1 - 10; van Genuchten soil parameters, ${\alpha}_{VG}=0.001-1.0L^{-1}$, m = 0.1 - 0.9)에서 수행하였다. Brooks-Corey 모델을 이용한 공극 크기별 분포곡선의 모사에서는 parameter b가 공극분포곡선의 형태에 영향을 주었으며, ${\alpha}_{BC}$는 공극분포곡선의 민감도에 영향을 주었다. 또 van Genuchten 모델을 이용한 공극 크기별 분포곡선의 모사에서는 ${\alpha}_{VG}$가 scaling factor의 역할을 하였으며, parameter m은 공극분포곡선의 형태에 영향을 주었다. 따라서 경계조건 안에서 불포화 수리전도도 자료로부터 공극의 크기별 분포 모사가 가능하였으며, 토양 parameter들이 토성, 입자분포 등의 물리적 특성을 잘 반영하는 경우 이론적으로 현장 토양의 공극 크기별 분포의 추정이 가능할 것으로 판단되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권4호
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• pp.15-21
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• 2003

본 연구는 풍화 화강토의 일정 간극비에서 초기함수비의 변화에 따른 거동 특성을 통상의 삼축압축시험기를 이용한 비배수시험을 실시하여 비배수전단시 불포화 풍화 화강토의 간극압, 체적변형 및 응력-변형률 거동특성을 밝히고자한다. 연구에 사용된 시료는 조립질의 풍화 화강토이고 직경 50mm 높이 100mm로 복층다짐하여 삼축 시험용 공시체를 제작하였다. 준비된 공시체를 구속압력과 흡인력($u_a-u_w$)을 각각 달리한 비배수 3축압축시험을 실시하였다. 그 결과 초기 함수비의 변화에 따라 내부마찰각($\phi'$)의 변화는 다소 있지만 흡인력의 변화에 따른 내부마찰각의 변화는 거의없고 유효점착력만이 증가하는 경향을 보이고 있다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제25권10호
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• pp.55-65
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• 2009

강우침투에 의한 사면의 표층파괴는 국내에서도 잘 알려져 있고 이러한 불포화 사면에서의 수리학적/역학적 거동은 매우 복잡하다. 불포화사면에 대한 해석 수행 시, 함수특성곡선은 매우 중요한 지반정수로 활용되고 있는데 풍화사면의 경우 층으로 구성되어 있고 상재하중을 받고 있어 함수특성곡선의 적용시 적절한 상재하중의 효과에 대한 고려가 필요하다. 이러한 상황을 반영하기 위하여 본 연구에서는 풍화토를 대상으로 다양한 조건의 상재하중하에서 함수특성곡선을 획득하였으며 이를 통하여 불포화전단강도를 추정하였다. 또한 상재하중의 영향을 고려하여 불포화풍화사면에 대한 안정성을 평가하였다. 해석 결과 상재하중에 대한 효과는 매우 중요하며 적절한 해석에서의 적용은 사면안정성 예측은 항상 시킬 수 있다고 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제35권5호
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• pp.1073-1082
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• 2015

불포화토 사면 거동은 불포화토의 수리학적 특성 및 역학적 특성, 지반 투수계수, 지반 내 지층 구조, 강우조건 즉 강우강도, 강우패턴, 강우 지속시간, 선행강우 등의 영향을 받는다. 이와 같은 여러 요소 중 산사태는 사면 파괴 당시 강우조건보다 그 이전에 발생했던 선행강우의 영향을 크게 받는 것으로 알려져 있어 선행강우의 영향은 사면 안정성 해석에서 중요한 요소로 작용할 것으로 예상된다. 따라서 강우에 의한 산사태 발생을 예측하고 대책을 마련하기 위하여 선행강우에 따른 사면 내 모관흡수력 분포를 반드시 고려하여야 하며 이후에 발생한 강우특성을 반영하여 사면 안정성 검토를 수행하여야 할 것으로 판단된다. 본 연구의 경우 실트질 흙 함량 구성을 5%, 10%, 20%로 달리한 3가지 시료를 조성한 후 각각의 시료에 대하여 흙-함수특성곡선 시험을 수행하여 관련 매개변수들을 분석하였다. 한 달 동안의 선행강우 적용과 집중호우에 해당하는 12시간 동안의 강우가 지속적으로 내릴 때 불포화토 내 모관흡수력 분포 및 응력, 강도와 같은 역학적 특성 변화 등을 분석하고 사면안정 수치해석을 수행한 후 선행강우와 흙-함수특성곡선이 사면의 안정에 미치는 영향을 비교, 분석하였다.

• Journal of Ecology and Environment
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• 제35권1호
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• pp.1-7
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• 2012

To calculate and predict soil carbon budget and cycle, it is important to understand the complex interrelationships involved in soil respiration rate (Rs). We attempted to reveal relationships between Rs and key environmental factors, such as soil temperature, using a laboratory incubation method. Soil samples were collected from mature deciduous (MD), mature coniferous (MC), immature deciduous (ID), and immature coniferous (IC) forests. Prior to measure, soils were pre-incubated for 3 days at $25^{\circ}C$ and 60% of maximum water holding capacity (WHC). Samples of gasses were collected with 0, 2, and 4 h interval after the beginning of the measurement at soil temperatures of 5, 15, 25, and $35^{\circ}C$ (at 60% WHC). Air samples were collected using a syringe attached to the cap of closed bottles that contained the soil samples. The $CO_2$ concentration of each gas sample was measured by gas chromatography. Rs was strongly correlated with soil temperature (r, 0.93 to 0.96; P < 0.001). For MD, MC, ID, and IC soils taken from 0-5 cm below the surface, exponential functions explained 90%, 82%, 92%, and 86% of the respective data plots. The temperature and Rs data for soil taken from 5-10 cm beneath the surface at MD, MC, ID, and IC sites also closely fit exponential functions, with 83%, 95%, 87%, and 89% of the data points, respectively, fitting an exponential curve. The soil organic content in mature forests was significantly higher than in soils from immature forests (P < 0.001 at 0-5 cm and P < 0.005 at 5-10 cm) and surface layer (P = 0.04 at 0-5 cm and P = 0.12). High soil organic matter content is clearly associated with high Rs, especially in the surface layer. We determined that the incubation method used in this study have the possibility for comprehending complex characteristic of Rs.

• 한국지반공학회논문집
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• 제18권5호
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• pp.67-72
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• 2002

포장내의 흙들의 함수비는 강우, 온도 등의 기후적 요인에 따라 계절적으로 변화한다. 그것은 강우로인한 동수경사가 습기의 흐름을 유발하고, 온도변화로 인한 온도경사가 직.간접적으로 열흐름뿐만아니라 습기의 흐름을 유발하기 때문이다. 포장내의 흙들은 보통 불포화상태로 존재한다. 그리고 열의 흐름과 습기의 흐름은 상호간에 복잡한 작용을 하는 복합적인 과정들로 인식되어 왔다. 이 논문은 불포화토내의 복합적인 열의 흐름과 습기의 흐름에 대해 유한요소법을 이용한 하나의 일차원적 분석모델을 제시한다. 이 모델은 온도와 함수비 변화뿐만아니라 시간에 따른 동상을 예측하기 위하여 사용될 수 있다. 온도 및 함수비의 변화 그리고 동상의 예측은 포장의 설계 및 유지관리를 위해 의미 있는 일이 될 것이다. 이 모델은 다른 모델의 결과들과 비교를 통해서 검증된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권3호
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• pp.101-109
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• 2007

국내 풍화토사면의 경우 순수 균질 사면보다는 대부분 점토 및 세립분이 섞인 비균질 상태로 존재하며 이러한 함유비율은 풍화도 및 지역에 따라 다르다. 따라서 세립분함량 변화에 따른 불포화사면에의 분석을 위해, 화강풍화토(SW)에 일정비율의 세립분(CH)을 섞어 성형한 시료를 통해 GCTS pressure plates을 이용한 함수특성곡선 실험을 수행하였다. 실험 및 침투해석결과 강우지속시간에 따른 포화깊이의 증가율은 세립분이 증가할수록 또한 상대밀도가 증가할수록 작아졌다. 또한 침투해석과 포화 및 불포화강도정수를 이용한 사면 안정성 해석결과(SLOPE/W), 전반적으로 세립분함량 $10\sim15%$의 범위까지는 침투깊이 증가에 따른 흡수력 변화가 안전율에 지대한 영향을 미치는 반면 이를 초과하는 경우(>15%)에는 오히려 세립분함량 증가에 따른 강도정수의 변화가 크게 영향을 미침을 알 수 있었다.