• Geomechanics and Engineering
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• 제28권4호
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• pp.405-419
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• 2022

Cavity expansion and contraction solutions for cylindrical and spherical cavities in unsaturated residual soils are presented in this paper. Varying soil state in the plastic zone is accounted by a numerical approach, wherein an element-by-element discretization of the plastic zone of both expanding and contracting cavities is carried out. Unlike existing methods utilizing self-similarity technique, the solution procedure enables the prediction of entire soil-state at any stage of expansion and subsequent contraction. It is also applicable for both cavity creation and expansion problems. The approach adopts constant contribution of suction to effective stress (constant X^s drainage condition) for analysis. The analysis procedure is validated by interpreting the previously reported pressuremeter test results in lateritic residual soil. The typical cavity expansion and contraction characteristics of unsaturated Indian lateritic soil were then examined using this solution procedure. The effect of initial soil-state on cavity limit pressure, plastic radius, reverse yield pressure, and reverse plastic radius are also presented.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권10호
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• pp.57-64
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• 2007

현재 불포화토에 대한 많은 연구가 진행되어 왔고 최근 들어 많은 연구자들이 불포화지반의 안정성을 보다 합리적으로 판단하고 해석하기 위해 불포화상태를 고려한 연구의 필요성을 제기하여 왔다. 이를 위해서는 흡인력에 대한 전단강도의 증진효과를 정량화하고 이를 안정해석에 적용하는 것이 요구되고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 불포화 사질토의 전단강도 특성을 규명하기 일해서 국내에 널리 분포하는 화강풍화토 7가지를 대상으로 불포화 삼축압축시험을 수행하였으며, 결과치를 분석하여 강도특성을 규명하고자 한다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제20권3호
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• pp.221-232
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• 2020

In many tropical regions, soil structures often fail under constant loads as a result of decreasing matric suction due to water infiltration. Most of the previous studies have been performed by infiltrating water in the soil specimen by keeping shear stress constant at 85-90% of peak shear strength in order to ensure specimen failure during water infiltration. However, not many studies are available to simulate the soil behavior when water is infiltrated at lower shear stress and how the deformations affect the soil behavior if the failure did not occur during water infiltration. This research aimed at understanding both the strength and deformation behavior of unsaturated soil during the course of water infiltration at 25%, 50% and 75% of maximum deviatoric stress and axial strain by keeping them constant. A unique stress-strain curve expresses the transient situation from unsaturated condition to failure state due to water infiltration is also drawn. The shearing-infiltration test results indicate that the water infiltration reduces matric suction and increase soil deformation. This research also indicates that unsaturated soil failure problems should not always be treated as shear strength problems but deformation should also be considered while addressing the problems related to unsaturated soils.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권8호
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• pp.5654-5663
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• 2015

부(-)의 간극수압으로서 불포화토 내에 작용하는 석션은 입자간 응력을 증가시키며, 이에 따라 토립자 골격의 항복응력 및 소성전단강성을 증대시키는 등, 불포화토의 역학적 특성에 지대한 영향을 미친다. 따라서, 본 연구에서는 이러한 석션의 효과를 지진 등의 동적 하중조건에서 고려하기 위하여 불포화토에 대해 확장된 반복탄소성구성식에 근거한 응력-변형율 관계를 제 1 항복함수 및 제 2 항복함수를 고려하여 유도하였다. 본 관계를 2차원 및 3차원 수치해석에서 액상화 이후의 압밀거동 예측 등에 적용하는 경우에는 평균골격응력(Mean skeleton stress)의 변화를 반영하는 제 2 항복함수의 도입이 필요하나, 요소시뮬레이션에서는 제 1 항복함수만으로도 수치해석을 위한 각 물성치 및 석션 파라미터 결정이 가능할 것으로 사료된다. 본 관계와 응력반전을 반영한 반복재하 루틴을 함께 코딩(Coding)할 경우 불포화조건 하에서의 반복삼축압축시험에 대한 수치해석적 모사가 가능할 것으로 보이며, 본 연구결과는 동적 하중이 작용하는 불포화토 거동 예측의 정확도 제고에 기여할 것으로 전망된다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2001년도 추계학술발표회
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• pp.47-50
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• 2001

The laboratory tests were peformed to investigate the relationship between electrical resistivity and the unsaturated subsurface condition and to evaluate the contamination due to leachate based on measuring electrical resistivity. For weathered granite soil, the electrical resistivity of soil decreases as moisture density increases. The electrical resistivity of soil decreases as the concentration of leachate in pore fluid increases since leachate contains various ionic constituents. And the modified Archie's equation for applying to unsaturated sand is derived by regression analysis.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2003년도 추계학술발표회
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• pp.302-305
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• 2003

The electrokinetic remediation tests for natural soil contaminated by lead are performed on unsaturated conditions, in which the degree of saturation is controlled through the changes in water content and the constant unit weight. At the degree of saturation of 70% the small acid range and electrical potential is developed. The changes in the water content are little above the saturation of 90%. But it is increased by 1.7 times at the degree of saturation of 70%. Finally, the efficiency of extraction is improved at 70% than 100%.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제16권10호
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• pp.5-14
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• 2015

불포화토에는 부(-)의 압력인 석션(Suction)이 작용한다. 석션은 입자간 응력을 증가시키며, 이에 따라 토립자 골격의 항복응력 및 소성전단강성을 증대시킨다. 따라서 본 연구에서는 이러한 석션의 효과를 지진 등의 동적 하중조건에서 고려하기 위해 불포화토에 대하여 확장된 반복탄소성구성식으로부터 제1 항복함수 및 제2 항복함수를 고려하여 유도된 응력-변형률 관계를 이용하여 반복삼축시험의 요소 시뮬레이션을 수행하였다. 그 결과 응력경로, 응력-변형률 관계 및 체적변형률-축변형률 관계로부터 요소 시뮬레이션은 반복삼축거동을 양호하게 모사함을 확인하였다. 본 연구결과는 동적 하중이 작용하는 불포화토 거동 예측의 정확도 제고에 기여할 것으로 전망된다.

• 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.

• 대한토목학회논문집
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• 제31권1D호
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• pp.73-82
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• 2011

일반적으로 다져진 도로기초 지반재료의 장기적인 강도나 배수 거동 평가시 불포화상태를 고려하지 않고 있다. 그래서 보조기층과 노상토와 같은 도로하부 기초에서의 불포화상태와 이력현상을 고려하는 것은 현실적이다. 따라서 보다 정량적인 불포화 지반의 평가를 위하여 흡수력과 함수특성을 평가하기 위한 적절한 장비, 재료모델, 그리고 투수계수에 대한 평가가 필요하다. 본 논문에서는 이러한 거동을 알아보기 위해서는 흙-수분 관계인 재료의 함수특성곡선 측정 자료를 통하여 불포화 투수계수를 추정하고 이를 통하여 국내 대표적인 입상재료에 대한 불포화상태에서의 수분의 이동에 대한 관찰 및 분석을 수행하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제8권4호
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• pp.67-74
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• 2007

강우시 우수의 침투로 사면의 안정성은 감소되며, 사면활동에 의한 피해를 최소화하기위해 강우시 토사사면에 대한 사면 안정해석시 지표까지 완전히 포화되는 조건으로 설계하도록 설계기준을 강화하고 있다. 그러나 이와 같은 설계방식은 강우강도, 강우지속시간, 지반특성, 사면의 기하학적 특성 등과 관계없이 동일하게 지표까지 완전 포화조건으로 설계함으로써 지나치게 과다하게 설계되는 경향이 있는 등 문제점이 지적되고 있다. 또한 대부분의 토사사면은 불포화상태에 있으며, 불포화특성을 고려한 사면 안정해석이 수행되어야 할 것이다. 본 논문은 강우시 토사 사면이 완전 포화되기까지 소요되는 강우지속시간을 예측할 수 있는 방법을 제시하였다. 이를 위해 본 논문에서는 불포화토의 흙-수분 특성과 포화시 투수계수, 사면의 기하학적 조건, 강우강도 등을 고려하여 불포화토 사면에 대한 유한요소해석을 실시하여 강우시 토사사면이 완전 포화되기 까지 소요되는 강우지속시간을 예측하였으며, 이들 해석결과로부터 간편하게 사용할 수 있는 예측도표를 제시하였다.