• 한국지반공학회논문집
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• 제30권1호
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• pp.37-47
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• 2014

불포화 수리전도도는 Mualem 모세관 모델에 의하여 이론적으로 함수특성곡선으로부터 적분된다. 하지만 예측된 수리전도도는 포화 부근에서 모관흡수력의 미소한 변화에도 극도로 민감하다. 원활한 형태의 함수특성곡선에 의한 Mualem 수리전도도는 포화 부근에서 급격하게 감소하며, 수리적 거동을 신뢰할 수 있게 모델하지 못하거나 수치해의 안정성을 저해 한다. van Genuchten-Mualem(VGM) 수리전도도를 개선하기 위하여, 낮은 모관흡수력 수준에 있는 임의의 공기함입치이내에서 van Genuchten 함수특성곡선을 수정하였다. 수정 VG 곡선은 대수축에서 임의의 공기함입치에서 포화상태까지 선형화된다. 수정 VG 함수특성곡선은 실제 함수특성거동의 회귀분석에 영향을 끼치지 않으며 원래의 VG 함수특성곡선의 계수를 그대로 사용한다. 수정 VG 곡선을 이용하여, VGM 수리전도도는 임의의 공기합입치를 기준으로 구간별 적분하여 수정되었다. 수정 VGM 수리전도도가 해석적 해로 제안되었으며, 포화부근 영역에서 수리전도도가 급격하게 감소하는 현상이 제거되었다. 실제 사면의 2차원 침투해석을 통하여 VGM 수리전도도와 제안된 모델에 따른 수리거동을 비교하였다. 제안된 모델은 여러 강우조건에 따른 해의 수렴성을 확보하였지만, VGM 수리전도도를 적용하면, 포화부근의 수리전도도가 급격하게 감소하여 강우량이 많은 경우 해가 수렴하지 않았다. 특히 선행강우에 의한 초기 안전율과 집중강우 후 최종 안전율을 크게 평가할 수 있었다. 제안된 수리전도도 모델은 침투해석과 안정해석을 통하여 실제 사면의 붕괴를 재현할 수 있었다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2005년도 지반공학 공동 학술발표회
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• pp.663-668
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• 2005

The present study proposed to examine the appropriateness of the ground water level condition that had a significant effect on the stability of the slopes and, for this purpose, analyzed the rise of ground water level during the rainy season by applying the average daily rainfall of Seoul for the last 30 years. The result showed that the rise of ground water level was 6.0$\sim$41.0% of the slope height, which suggests that the currently applied condition of ground water level is somewhat overestimated. In addition, the result of interpreting the stability of slopes during the rainy season, slopes were unstable in all conditions when the ground water level was at the ground surface and base failure occurred. This suggests the importance of ground water level condition in stability analysis.

• 자원환경지질
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• 제40권5호
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• pp.551-561
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• 2007

본 연구는 토양오염의 공간적 확산 및 거동을 이해하기 위한 측정방법을 고찰하고, 토양공극수 채취와 해석에 관한 사례연구이다. 이를 위해서 석유계 탄화수소로 오염된 대표적인 국내 유류오염부지 토양내 PAH류(Polycyclic aromatic hydrocarbons)의 오염 확산과 거동을 정량하기 위한 심도별 토양공극수의 추출장치를 구성하고, 불포화층과 포화층의 토양수를 분석하여 오염물질의 거동을 해석하였다. 토양공극수 추출장치는 공극수 추출용 압력펌프와 토양공극수 추출부로 구성되고, 토양수분장력과 추출압력을 동시에 측정하며 심도별로 토양공극수를 채취하도록 구성하였다. PAH류 오염물질은 추출압력과 시간에 따른 주변 토양공극수의 유입에 의한 희석에 의해서 농도가 낮아졌다. 특히, 추출 심도에 따라 토양의 산화환원전위의 영향에 의해 불포화층의 산화환경에서 포화층의 환원환경보다 자연저감정도가 높았다. 따라서 토양수분장력의 세기에 따라 강한 토양수분장력의 모세관수와 약한 장력의 중력수에 해당하는 토양공극수를 추출함으로써 토양공극수의 평형과 비평형정도를 해석할 수 있다.

• 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.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제14권6호
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• pp.33-44
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• 1998

본 연구는 우기에 흔히 발생되는 천부 사면파괴와 지표수 침투와의 관계를 규명하기 위한 기초연구로서 수행되었다. 사면이 침투수에 의하여 부분적으로 포화되었을 경우에 토양에 작용하는 응력의 변화를 고찰하고 이와 관련된 사면의 전단강도 이론에 대하여 논의하였다. 그리고 임의의 무한 평면사면에 한계평형법을 적용하여 지표수 침투가 사면의 안정성에 미치는 영향을 분석하였다. 또한 한계평형 해석에서 사용한 일부 모델과 동일한 조건하에서 유한차분법 프로그램인 FLAC을 이용하여 수치해석을 실시하고 그 결과를 한계평형 해석에서 구한 결과와 비교해봄으로써 지표수침투와 사면의 안정성 문제에 관한 수치해석적 접근 가능성을 검토하였다. 본 연구는 단순 사면에 대한 해석결과이므로 보다 일반적인 사면에 적용하기 위해서는 더욱 나은 연구가 수행되어야 할 것이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.34-34
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• 2012

Heavy storms rainfall has caused many landslides and slope failures especially in the mountainous area of the world. Landslides and slope failures are common geologic hazards and posed serious threats and globally cause billions in monetary losses and thousands of casualies each year so that studies on slope stability and its failure mechanism under rainfall are being increasing attention of these days. Rainfall-induced slope failures are generally caused by the rise in ground water level, and increase in pore water pressures and seepage forces during periods of intense rainfall. The effective stress in the soil will be decreased due to the increased pore pressure, which thus reduces the soil shear strength, eventually resulting in slope failure. During the rainfall, a wetting front goes downward into the slope, resulting in a gradual increase of the water content and a decrease of the negative pore-water pressure. This negative pore-water pressure is referred to as matric suction when referenced to the pore air pressure that contributes to the stability of unsaturated soil slopes. Therefore, the importance is the study of saturated unsaturated soil behaviors in evaluation of slope stability under heavy rainfall condition. In an actual field, a series of failures may occur in a slope due to a rainfall event. So, this study attempts to develop a numerical model to investigate this failure mechanism. A two-dimensional seepage flow model coupled with a one-dimensional surface flow and erosion/deposition model is used for seepage analysis. It is necessary to identify either there is surface runoff produced or not in a soil slope during a rainfall event, while analyzing the seepage and stability of such slopes. Runoff produced by rainfall may result erosion/deposition process on the surface of the slope. The depth of runoff has vital role in the seepage process within the soil domain so that surface flow and erosion/deposition model computes the surface water head of the runoff produced by the rainfall, and erosion/deposition on the surface of the model slope. Pore water pressure and moisture content data obtained by the seepage flow model are then used to analyze the stability of the slope. Spencer method of slope stability analysis is incorporated into dynamic programming to locate the critical slip surface of a general slope.

• 한국지반공학회논문집
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• 제25권5호
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• pp.53-64
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• 2009

강우침투로 인하여 많은 사면이 붕괴되고 있다. 따라서 사면에 대한 최근 연구들은 강우가 유발하는 사면의 불안정성에 초점이 맞춰져 있으며 강우침투 문제는 중요한 사면붕괴 발생 요인으로 인식되고 있다. 강우가 사면 내부의 모관흡수력을 감소시키면서 사면 내부로 침투되며 심지어 지반특성에 따라 표층 근에서 양의 간극수압이 발생할 수도 있다. 이러한 현상은 사면 강도를 감소시켜 사면 붕괴를 유발할 수 있다. 국내 여러 공공기관에서는 지하수위가 표층 또는 밀정 깊이 내에 존재하도록 하여 사면의 포화상태를 가정하는 보수적인 사면 설계방안을 제시하였으나, 이러한 가정은 대부분 부적절하고 이를 만족시키기 위해 때로는 사면설계 단계에서 잘못된 지반물성이 사용되기도 한다. 본 논문에서는 실제 강우침투 현상을 고려하여 보다 합리적으로 사면의 안정성을 평가하는 기법이 제안되었다. 국내 풍화토에 대한 불포화 지반물성(강도, 함수특성곡선, 투수곡선)이 실험적으로 획득되었으며, 인공신경망 모델을 통해 간접적으로도 추정되었다. 또한 현장 계측자료의 불확실성을 보완하기 위하여 사면의 불안정성 평가기법에 대하여 결정론적 해석과 확률론적 해석에 기반한 실시간 사면 붕괴 경보 기준이 모니터링 시스템에 도입되었다. 이러한 사면안정성 평가기법은 사면 내부의 모관흡수력, 함수비와 같은 중요요소를 계측한 현장자료와 접목하여 강우에 따라 불안정해진 사면에 대한 조기 경보시스템으로 활용될 수 있다.

• 지질공학
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• 제14권2호
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• pp.199-210
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• 2004

본 연구는 전라남도 화순군에 분포하는 셰일 풍화토를 대상으로 실험실에서 물성 및 역학 시험을 실시하여 풍화토의 물리적ㆍ역학적 특성을 파악하였다. 연구지역 셰일 풍화토의 물리적 특성인 비중, 액성한계, 소성한계 및 소성지수는 각각 2.66~2.68, 36.39~36.92(%), 18.53~19.48(%), 17.44~17.86 이며, 흙의 분류는 CL에 해당된다. 다짐시험결과 최적함수비는 22.5~23% 최대 건조단위중량은 $1.58~1.61t/\textrm{m}^3$으로 나타났다. 전단시험 결과 포화 및 불포화시료의 경우 건조단위중량이 커질수록 점착력은 증가하는 경향이 나타났고, 불포화 상태의 점착력이 포화 상태의 점착력의 약 2배 정도 크게 나타났다. 마찰각의 경우, 불포화 상태일 때는 건조단위중량이 증가할수록 증가하는 경향이 나타나지만, 포화 상태의 경우는 건조단위중량이 증가할수록 감소하다가 다시 증가하는 경향을 보였다. 대구지역 셰일 풍화토(김 등, 1995)의 공학적 특성과 비교할 때, 비중은 유사하지만 액성한계 및 소성한계는 약간 높은 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제28권4호
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• pp.35-42
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• 2012

균질한 재료로 설계된 댐에서 수직 수평 투수계수가 서로 다를 경우에 이 비등방성 비율이 침투수의 침투면과 신뢰성지수에 어떤 영향을 주는지를 분석하였다. 정상상태에 있는 포화-불포화 침투수 현상을 유한요소법을 사용하여 분석하였다. 수평방향 투수계수를 고정한 상태에서 수직방향 투수계수만을 줄여주는 방법으로 여러가지 다른 비등방성 비율을 해석하였다. 댐제체의 전단강도는 수정된 모어-쿨롱 파괴기준을 사용하여 결정하였다. 해석 결과에 따르면 비등방성 비율이 증가함에 따라 침투면의 거리와 신뢰성지수는 증가하는 것으로 나타났으나 댐 상하류의 전체 수두차에 따라 차이를 보였다. 이러한 침투면과 신뢰성지수의 차이는 비등방성 비율이 변동함에 따라 등가수두선도 변화하는 현상에 의한 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제27권2호
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• pp.27-34
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• 2011

본 연구에서는 강우 시 지반정수 변화에 따른 사면붕괴 모델결정에 관한 기초연구로서 강우재현장치를 활용한 모형실험을 실시하여 불포화 상태의 사면에 침투하는 강우에 대하여 지속강우특성과 투수특성을 고려하여 간극수압, 토압, 함수비의 변화에 따른 사면 거동에 대해 분석하였다. 연구결과 강우(50mm/h)가 지속적으로 발생됨에 따라 화강 풍화토의 간극수압은 상부에서 먼저 상승하기 시작하며, 이어서 중간부와 하부에서 간극수압이 상승하기 시작하였다. 표준사의 간극수압은 역으로 하부에서 상부로 간극수압이 상승하는 것을 확인할 수 있었으며 이 같은 원인은 표준사 와 화강풍화토의 투수계수의 차이로 판단된다. 실험결과 지반조건 별로 다른 차이가 있으나 약 60~75% 정도 포화될 경우와 누적강우량 120mm이상 지속 시 사면붕괴의 발생 위험성이 있는 것을 알 수 있었다.