Unsaturated soil has a possibility to induce a negative pore water pressure. Until now, saturated soil is mainly focused on the research of soil mechanics. Recently, soil mechanics is researched on two major parts such as saturated and unsaturated soil mechanics. Negative pore water pressure has a non-linear relationship with the water content changes. Soil-water characteristic curves of soil in Korea are not determined. There is no proper characteristic value such as air-entry value and residual water content. In this study, the characteristic curves of reclaimed soil, sand, and weathered granite soil were determined by laboratory tests. Air-entry value and residual water content were determined by fitting methods. Soil-water characteristic curves were estimated based on the particle-size distribution and compared with the laboratory test results. The results of soil-water characteristic curves estimation indicated that Fredlund and Wilson's model is excellent for sand and weathered granite soil. Arya and Paris's model is excellent for reclaimed soil.
불포화토에 강우가 지속되면 토체내 간극수압이 상승하게 된다. 따라서 토층의 포화로 인해 강도가 저하되고, Suction압이 균형을 이루는 임계 깊이까지 Wetting Front가 하강하여 사면붕괴가 발생한다. 지중 간극수압을 제어할 수 있다면 강도저감을 방지함으로써 사면안정을 유지할 수 있을 것이다. 본고는 지중 간극수를 흡수하여 배출할 수 있는 흡수관 설계를 시도하여 실험성과로 그 가능성을 제시하였다. 흡수관은 사면안정을 위한 보조공법으로 활용하는 것이 효과적일 것이다.
It is well known that the water infiltration rate depends on soil properties such as soil water content, water head, capillary suction, density, hydraulic conductivity, and porosity. However, most of proposed infiltration models assume that the air phase is continuous and in equilibrium with the atmosphere or air compression and air entrapment on infiltration was not considered. This study presents experimental results on unsaturated water infiltration to relate air entrapment and hydraulic conductivity function based on soil air properties. The objectives of this study were to measure change of soil air pressure ahead of wetting front under air drain and air confined condition to find the confined air effect on infiltration rate, to reduce the entrapped air volume related with soil air pressure to increase the soil permeability, and to make a basis of infiltration process model for the purpose of improvement of infiltration rate in the homogeneous soil column. The results of the work show that soil air pressure increases according to increasement of the saturated soil depth rather than the wetting front depth during infiltration process.
The frost heaving pressure can be a problem for weakening of the railway roadbed material. This study was initiated to investigate the soils frost heaving pressure and physical characteristics(Liquid limit, permeability, SEM analysis) resulting from freezing and freezing-thawing cycle process. Therefore, upon freezing a saturated soil in a closed-system from the top, a considerable pressure was developed. Weathered granite soils, sandy soil were used in the laboratory freezing test which sometimes subjected to thermal gradients under closed-systems. The frost heaving pressure arising within the soil samples and the temperature of the samples inside were monitored with elapsed time. The degree of saturation versus heaving pressure curve is also presented for weathered granite soil and the maximum pressure is closely related to this curve. Based on the laboratory test results, fine-grained soils with strong attractive forces between soil grains md water molecules, and additional water is attracted into the pores leading to further volume changes and ice segregation.
In order to investigate the effects of grain size distribution, cement content, and molding pressure on the strength and durability of soil-cement mixtures, a laboratory test of soil cement mixtures was performed at four levels of cement content, five levels of molding pressure, and four levels of normal curing periods. The results are summarized as follows: 1. Optimum moisture contents in loam soil and maximum dry density in sand soil increased with the increase of cement content, but in others, both optimum moisture contents and maximum dry density were changed ununiformly. 2. When the specimens were molded with molding pressure, 50kg/$\textrm{cm}^2$, strength of soil cement mixture with cement content, 2 and 4 per cent, was lower than the strength of soil cement mixture without cement content by more than 40 to 50 per cent. 3. The strength of soil-cement molded with molding pressure, 100kg/$\textrm{cm}^2$, was higher than the strength of soil-cement molded with M.D.D. obtained from standard compaction test more than 40 per cent in sand loam cement and 50 per cent in loamy cement. 4. There was highly significant positive correlation among molding pressure, cement content and unconfined compressive strentgh and so the following multiple regression equations were obtained. Loam: fc=1.9693C+0.197P-0.84 Sandy loam: fc=2.9065C+0.235P-0.77 5. When the specimens were molded with molding pressure, 20 to 100kg/$\textrm{cm}^2$, the regression equation between the 28-day and 7-day strenght was obtained as follows. Loam : q28=1.1050q7+7.59(r=0.9147) Sandy loam : q28=1.3905q7+3.17 (r=0.9801) 6. At the cement contents of above 50 per cent, the weight losses by freeeze-thaw test were negligible. At the cement content of below 8 per cent the weight losses were singnificantly high under low molding pressure and remarkably decreased with the increase of molding pressure up to 80kg/$\textrm{cm}^2$. 7. Resistance to damage from water and to absorption of water were not improved by molding pressure alone, but when the soil was mixtured with cement above 6 per cent, damage seldoms occurred and absorbed less than 5 per cent of water. 8. There was highly significant inverse-corelationship between the compressive strength of soil cement mixtures and their freeze-thaw loss as well as water absorption. By the regression equation methods, the relationships between them were expessed as followed fc=-7.3206Wa+115.6(r=0.9871) log fc=-0.0174L+1.59(r=0.7709) where fc=unconfined compressive stregth after 28-days curing. kg/$\textrm{cm}^2$ Wa=water absorption, % L : freeze-thaw loss rate, %
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.
축전이기법을 사용하는 체적압력판추출기(이하 체적압력판)로 실내시험실에서 함수특성곡선을 구할 수 있다. 체적압력판을 사용하면, 매 단계마다 공기압을 차단하지 않고 시험하는 동안 흙시료로부터 추출되는 간극수의 부피를 연속적으로 측정할 수 있는 장점이 있다. 반면에, 시료내 간극수압을 일정하게 유지하기 위하여, 에어 트랩, 발라스트 튜브, 저장뷰렛, 진공펌프 등을 사용하는 체적압력판의 추출수 부피측정은 매우 복잡하고 지루한 작업을 수반한다. 이러한 문제점을 개선하고자 수정체적압력판을 개발하여 풍화잔류토에 대한 시험을 수행하였다. 수정 시험기는 매트릭석션의 범위에 따라 ASTM D 6836-02의 Method A와 Method B 두 방법 모두 사용하여 추출수의 부피를 측정할 수 있다. 본 논문에서는 수정 시험기의 측정원리, 개선점, 시험결과 및 토의를 서술하였다.
The experimental studies for remediation of diesel contaminated soils were performed using subcritical water in laboratory scale. Contaminated soils from industrial area and artificially contaminated soils were utilized for soil remediation. Experimental system was composed for subcritical water to flow upward through the soil packed column for extracting contaminants. 10 g of contaminated soil was packed into the column and water flow rate was 2 mL/min. To evaluate the effects of temperature, pressure and treatment time on the removal efficiency, temperature was changed from 100$^{\circ}C$ to 350$^{\circ}C$, pressure from 50 bar to 220 bar and treatment time at the predetermined temperature from 0 min to 120 min. The purification efficiency increased as temperature increased. However, the effect of pressure and treatment time was low. Temperature 250$^{\circ}C$, pressure 50 bar and treatment time 30 min were selected for optimal operating condition for this study.
If the seabed is exposed to high waves for a long period, the pore water pressure may be excessive, making the seabed subject to liquefaction. As the water pressure change due to wave action is transmitted to the pore water pressure of the seabed, a phase difference will occur because of the fluid resistance from water permeability. Thus, the effective stress of the seabed will be decreased. If a composite breakwater or other structure with large wave reflection is installed over the seabed, a partial standing wave field is formed, and thus larger wave loading is directly transmitted to the seabed, which considerably influences its stability. To analyze the 3-D dynamic response characteristics of the seabed around a composite breakwater, this study performed a numerical simulation by applying LES-WASS-3D to directly analyze the wave-structure-soil interaction. First, the waveform around the composite breakwater and the pore water pressure in the seabed and rubble mound were compared and verified using the results of existing experiments. In addition, the characteristics of the wave field were analyzed around the composite breakwater, where there was an opening under different incident wave conditions. To analyze the effect of the changed wave field on the 3-D dynamic response of the seabed, the correlation between the wave height distribution and pore water pressure distribution of the seabed was investigated. Finally, the numerical results for the perpendicular phase difference of the pore water pressure were aggregated to understand the characteristics of the 3-D dynamic response of the seabed around the composite breakwater in relation to the water-structure-soil interaction.
최근 대규모 토목 건설 프로젝트는 용지 매입비용 및 각종 민원으로 인하여, 공유수면을 매립하거나 해안 및 하천지역의 용지를 활용하고 있다. 공유수면을 매립한 지반이나 해안 및 하천 지역의 지반은 충분한 지지력을 발휘하지 못하는 연약지반이 대부분이다. 이러한 연약지반은 주로 점토나 실트와 같은 미세한 입자의 흙이나 간극이 큰 유기질토 또는 이탄, 느슨한 모래 등으로 이루어진 토층으로 구성되어 있으며, 지하수위가 높기 때문에, 제체 및 구조물의 안정과 침하 문제를 발생시킬 수 있다. 본 연구에서는 지오컴포지트의 수리특성을 평가하기 위해 상재하중에 따른 통수성과 전수성 실내시험을 수행하였으며, 지하수위가 높은 지반에 지하구조물을 축조할 경우 발생될 수 있는 지하수 누수 및 양압력을 제거하기 위하여 토목섬유를 적용한 배수시스템을 연구하였다. 지반의 조건상 양압력으로 인한 문제점이 많이 발생되는 매립지의 준설토를 이용하여 실내배수실험을 수행하였다. 실내 배수실험에서는 실험기 하부에 토목섬유 배수층을 설치한 후에 상부에 준설토를 다져 넣고 상부에서 단계별 수압을 가하여 배수량과 간극수압을 측정하여 각각의 수압에 따른 계측값들과 이론적인 값들과 비교하였다. 실내배수실험의 타당성을 분석하기 위하여 흙이나 암석과 같은 다공질 재료의 간극수압 분포나 이동을 해석하기 위한 2차원 유한요소 해석프로그램을 이용하여 수치해석을 수행하여 실내실험의 결과와 비교하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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