초록 ▼

· 불포화 지반정수 추정기법에 대한 문헌 연구
· 강우에 따른 현장지반의 모관흡수력 분포 변화 연구
· 불포화 지반 실험기법 연구
· 지반정수 추정에 필요한 핵심인자 추출
· 불포화 지반정수 D/B 구축
· 함수비 조절을 위한 공진주/비틂전단시험 시스템 구축
· 현장 비선형 탄성계수 측정기법 구축
· 불포화 지반정수 모델 선정 및 추정기법 개발
· 침투 모델 선정 및 개선
· 사면안성해석 시 지하수위 영향 분석
· 강우 사면의 침투특성 파악을 위한 모형실험 수행
· 국내 다

· 불포화 지반정수 추정기법에 대한 문헌 연구
· 강우에 따른 현장지반의 모관흡수력 분포 변화 연구
· 불포화 지반 실험기법 연구
· 지반정수 추정에 필요한 핵심인자 추출
· 불포화 지반정수 D/B 구축
· 함수비 조절을 위한 공진주/비틂전단시험 시스템 구축
· 현장 비선형 탄성계수 측정기법 구축
· 불포화 지반정수 모델 선정 및 추정기법 개발
· 침투 모델 선정 및 개선
· 사면안성해석 시 지하수위 영향 분석
· 강우 사면의 침투특성 파악을 위한 모형실험 수행
· 국내 다짐재료의 분류 및 시료 채취
· 함수비 및 응력, 변형률 변화에 따른 비선형탄성계수 산정
· 다짐현장 확보 및 현장시험 수행
· 현재 사면설계법의 문제점 분석 및 불포화 사면설계법과의 비교분석
· 모형실험 결과 분석 및 수치해석을 통한 검증
· 최적화 표준 사면 설계법에 대한 가이드라인 제시
· 함수비 및 응력조건에 따른 다짐재료의 구성모델 결정법 제시
· 탄성계수 개념의 현장 다짐도 평가법 및 평가기준 제시
· 제시된 기법들의 현장 적용성 검토

Abstract ▼

· Literature research for the estimation methods of unsaturated soil properties
· Research of variation of matric suction in the field due to rainfall storm
· Set up of experimental equipments for unsaturated soil
· Selection of key factors for the estimation of unsaturated soil properties<

· Literature research for the estimation methods of unsaturated soil properties
· Research of variation of matric suction in the field due to rainfall storm
· Set up of experimental equipments for unsaturated soil
· Selection of key factors for the estimation of unsaturated soil properties
· Development of database of unsaturated soil properties
· Set up of RC/TS testing system to control the water content
· Development of technique to determine the nonlinear stiffness of field soils
· Development of estimation methods of unsaturated soil properties from basic properties
· Modification of infiltration model
· Effect of water table on the slope stability analysis
· Model testing of rainfall infiltrated soil slope
· Classification and collection of domestic compaction materials
· Determination of nonlinear stiffness considering variation of the water content, stress and strain
· Field testing at compaction site
· Comparison of current slope design method with the unsaturated soil slope stability considering the rainfall infiltration
· Analysis of results of model testing and its verification by numerical analysis
· Suggestion of guideline for optimized standard slope design method
· Suggestion of determination method of constitutive model of compacted material according to water content and stress state
· Development of evaluation method of degree of compaction of field site based on the stiffness

목차 Contents

• 표지 ...1
• 제출문 ...2
• 요약문 ...3
• SUMMARY ...6
• 목차 ...9
• 그림 목차 ...16
• 표 목차 ...24
• CONTENTS ...26
• 제1장 서 론 ...29
• 제1절 연구의 배경 및 필요성 ...29
• 제2절 연구의 목적 및 범위 ...31
• 제2장 국내·외 기술개발 현황 ...33
• 제1절 기술개발 현황 ...33
• 제2절 본 연구의 가능성 ...34
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ...36
• 제1절 강우침투를 고려한 사면 안정 해석 ...36
• 1. 강우로 인한 사면 붕괴 매커니즘 ...36
• 2. 기존 사면 설계 방안의 문제점 ...37
• 가. 기존 사면 설계 방안 ...37
• 나. 완전 포화 시 간극수압 분포 ...39
• 다. 지반강도 정수 선정의 문제점 ...40
• 3. 강우 침투를 고려한 사면 안정 해석 기법 ...43
• 가. 강우 침투 및 사면 안정 해석 흐름도 ...43
• 나. 얕은 파괴에 대한 무한사면 안전율 산정 ...44
• 제2절 불포화 지반설계 정수 ...47
• 1. 불포화토 ...47
• 2. 흡수력 ...48
• 3. 함수특성곡선 ...54
• 가. 함수특성곡선 이론 ...54
• 나. 함수특성곡선 실험 장비 ...55
• (1) 압력판 추출 실험장비 ...55
• (2) 부피변화를 고려한 압력판 추출 실험 장비 ...58
• (3) 데시케이터 시험 ...59
• (4) 실험 결과 ...61
• 다. 함수특성곡선 표현식 ...68
• (1) van Genuchten 함수특성곡선 ...68
• (2) Fredlund & Xing 함수특성곡선 ...72
• 4. 불포화 전단강도 ...79
• 가. 불포화 전단강도 이론 ...79
• (1) 포화토의 유효응력 식 ...79
• (2) 불포화토의 유효응력 ...79
• (3) 불포화토의 전단강도 특성 ...80
• (4) 겉보기 점착력의 비선형 수식화 ...82
• (가) 불포화토의 겉보기 점착력 ...83
• (나) 쌍곡선식 형태로 제안된 겉보기 점착력 ...84
• 나. 불포화 전단강도 실험기법 ...90
• (1) 불포화 삼축압축 실험 ...90
• (2) 실험기법 ...91
• (3) 변형률 속도 ...93
• (4) 실험 결과 ...94
• 다. 불포화 전단강도의 추정기법 ...103
• (1) 인공신경망을 이용한 불포화 전단강도의 추정 ...104
• (가) 인공신경망 모델의 구조와 자료 ...104
• (나) 인공신경망 모델을 이용한 불포화 전단강도 추정에 대한 결론 ...105
• (2) 함수특성곡선으로부터 불포화 전단강도 추정 기법 ...110
• 5. 불포화 투수계수 ...112
• 가. 불포화 투수특성 ...112
• 나. 불포화 투수실험 장비 ...115
• 다. 불포화 투수계수 추정 기법 ...118
• (1) Kunze 등의 추정법 ...118
• (2) van Genuchten의 추정법 ...119
• (3) Fredlund 등의 추정법 ...120
• 라. 실험결과 ...120
• 6. 불포화토의 Ko압밀 삼축시험 ...122
• 가. 삼축시험 시스템 ...122
• (1) 외부체적변화 측정기 ...123
• (2) 지지대 및 축방향 변형률 측정기 ...124
• (3) 내부체적 측정기 ...125
• (4) Ko 컨트롤 서보 ...125
• (5) 미소변형 측정기 ...126
• (6) 재하대 ...127
• 나. 불포화토의 삼축압축시험 ...127
• (1) 등방압밀 삼축시험 ...127
• (가) 포화단계 ...127
• (나) 압밀단계 ...127
• (다) 전단단계 ...128
• (2) K0 압밀 삼축시험 ...128
• (가) 포화단계 ...129
• (나) 압밀단계 ...130
• (다) 전단단계 ...131
• (3) 시료의 성형조건 ...131
• 다. 등방압밀 삼축시험 ...132
• 라. 불포화토의 K0 압밀 삼축시험: 압밀단계 ...147
• 마. 불포화토의 K0 압밀 삼축시험: 전단단계 ...155
• 바. 불포화토의 전단강도 ...165
• 사. 정리 ...170
• 7. 대표적인 국내 풍화토의 불포화 지반설계 정수 D/B ...171
• 가. 실험 시료 ...172
• 나. 함수특성곡선 ...174
• 다. 불포화 전단강도 ...177
• 라. 국내 화강풍화토의 함수특성곡선 분포 범위 및 활용 ...180
• 제3절 강우 침투 특성 ...182
• 1. 강우침투흐름 ...182
• 2. 침투 깊이 산정 ...182
• 가. 일차원 침투 이론식 ...184
• (1) Richards의 식 ...184
• (2) Green-Ampt의 해 ...185
• (3) Philip의 침투 모델 ...187
• (4) 경험적인 침투 모델 ...188
• (5) 수정 GAML 모델 ...189
• (6) 수정 GAML 모델의 확장 ...191
• (7) 습윤대 방법(wetting band method): ...194
• (8) Pradel & Raad의 방법 ...194
• (9) 일정한 강우강도에 대한 침투 모델 ...195
• 나. 일차원 침투 실험 ...197
• (1) 실험 개요 및 장비 ...197
• (2) 균질지반 실험 결과 및 분석 ...200
• (가) 간극비 e＝0.6인 경우 ...201
• (나) 간극비 e＝0.8인 경우 ...202
• (다) 이층지반 실험 결과 및 분석 ...205
• 3. 현장 상태의 불포화 특성 측정 ...207
• 가. 계측 장비 ...208
• (1) 모관흡수력 측정 ...208
• (2) 체적함수비 측정 ...208
• (3) 데이터 수집 ...209
• 나. 계측 현장 ...210
• (1) 현장 상태 ...210
• (2) 센서 설치 ...211
• 다. 계측결과 분석 ...212
• 4. 사면구조물에 대한 설계강우기준 산정 ...222
• 5. 함수특성곡선에 따른 사면 안전율 변화 ...225
• 가. 포화투수계수-강우강도의 비에 따른 안전율 변화 ...225
• 나. 함수특성곡선 경계값에 따른 투수곡선의 변화 ...228
• 제4절 붕괴사면 사례해석 ...231
• 1. 경상북도 영덕지역 ...231
• 가. 사면 개요 및 포화토의 지반정수 ...231
• 나. 불포화토의 지반정수 ...235
• 다. 침투 해석 및 결과 ...238
• 라. 불포화 사면의 안정성 해석 ...241
• 2. 경상남도 진주지역 ...246
• 가. 사면 개요 및 비교란시료 채취 ...246
• 나. 지반정수 ...250
• 다. 침투해석 결과 ...253
• 라. 사면해석 결과 ...256
• 3. 정리 ...259
• 가. 불포화 토질정수를 ANN 기법으로 추정한 사례 연구 ...259
• 나. 불포화 토질정수를 실험적으로 획득한 사례 연구 ...259
• 제5절 불포화 다짐지반의 최적화 표준서를 위한 지반정수 산정 ...261
• 1. 본 연구에서 제작된 모관흡수력 조절 시험 시스템 ...263
• 가. 모관흡수력 조절이 가능한 공진주/비틂전단시험시스템 ...263
• 나. 개선된 압력판 추출 시험기 ...266
• (1) 벤더엘리먼트 시험 ...266
• (2) 압력판 추출시험기의 개선 ...268
• 2. 수집된 국내 다짐재료의 기본 물성 정보 ...271
• 3. 공진주/비틂전단시험시스템을 이용한 함수비 변화에 따른 다짐지반의 변형특성 평가 ...273
• 가. 모관흡수력 변화에 따른 다짐재료의 비선형 변형특성 평가 ...276
• 나. 모관흡수력 및 다짐함수비 변화에 따른 최대전단탄성계수 비교 ...279
• 4. 탄성계수에 대한 함수비 영향 모델 ...284
• 가. 함수비 영향모델 검토 ...284
• 나. 함수비 영향모델 비교 ...287
• 5. 개선된 압력판추출시험기를 이용한 다짐 후 다짐지반의 탄성계수 평가 ...292
• 가. 다양한 모관흡수력 및 함수비에 따른 최대 전단탄성계수 평가 ...293
• 나. 모관흡수력 조절 비틂전단시험 결과 및 현장시험 결과와의 비교 ...297
• 다. 수집된 다짐재료에 대한 모관흡수력 및 함수비에 따른 탄성계수 평가 ...298
• 라. 함수비 영향 모델 예측 ...300
• 제6절 다짐지반의 현장 비선형 변형특성 평가 ...302
• 1. SASW 시험을 이용한 다짐지반의 현장 변형특성 평가 ...303
• 2. 반복평판재하시험을 이용한 다짐지반의 현장 변형특성 평가 ...305
• 가. 평판재하시험의 반복하중재하 ...305
• 나. 탄성계수와 변형률의 결정 방법 ...306
• 다. 현장시험을 통한 시험방법 검증 ...311
• 라. 평판재하시험을 이용한 노상토의 변형계수 평가 절차 ...311
• 3. 실내시험과 현장시험으로부터 구한 변형특성 비교 ...316
• 4. D/B 구축을 위한 현장 시험 수행 결과 ...321
• 가. Site 1 (SG-7) ...321
• 나. Site 2 ...325
• 다. Site 3 ...328
• 5. 평판재하시험의 해석 ...329
• 가. 구성모델 ...329
• 나. 계수산정 ...331
• 다. 평판재하시험의 유한요소해석 ...333
• 라. 평판재하시험의 역해석 ...338
• 마. 정리 ...348
• 제7절 최적화된 설계를 위한 가이드라인 ...349
• 1. 불포화 사면의 설계 가이드라인 ...349
• 가. 대상사면의 중요도에 따른 사면 설계 ...349
• 나. 사면 설계 가이드라인 적용 시 주의사항 ...351
• 다. 강우침투를 고려한 사면 설계기법 ...352
• 2. 불포화 다짐지반 설계 가이드라인 ...355
• 제4장 연구개발목표 달성도 및 관련분야에의 기여도 ...357
• 제1절 연도별 연구목표 ...357
• 1. 1차년도 연구내용 ...357
• 2. 2차년도 연구내용 ...358
• 3. 3차년도 연구내용 ...359
• 제2절 연구개발목표의 달성도 ...360
• 제3절 관련분야의 기술발전에의 기여도 ...363
• 제5장 연구개발결과의 활용계획 ...364
• 제1절 추가연구의 필요성 ...364
• 제2절 타연구에의 응용 ...365
• 제3절 활용방안 ...367
• 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ...369
• 제7장 참고문헌 ...370
• 부 록 ...374
• I. SEEP/W를 이용한 침투 해석 방법 ...374
• II. SLOPE/W를 이용한 사면안정 해석 방법 ...383