불포화 사면의 포화 부근 침투 특성을 고려한 수리전도도 모델

오세붕; 박기훈; 김준우

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자료유형: 학술저널

저자정보: 오세붕 박기훈 김준우

저널정보: 한국지반공학회 한국지반공학회논문집 한국지반공학회논문집 제30권 제1호

발행연도: 2014.1

수록면: 37 - 47 (11page)

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이 논문의 연구 히스토리 (10)

2022

증발법과 냉각거울법에 의한 불포화토의 함수특성 획득기법 연구

오세붕 , 유영근 , 박규순 외 1명 한국지반환경공학회 논문집 2022.04 학술저널

2018

부정류 유출 및 흡입시험에 대한 불포화 투수계수의 역해석

오세붕 , 김도형 , 송영석 한국지반공학회논문집 2018.03 학술저널

2014

불포화 사면의 포화 부근 침투 특성을 고려한 수리전도도 모델

오세붕 , 박기훈 , 김준우 지반(한국지반공학회지) 2014.03 학술저널

불포화 사면의 포화 부근 침투 특성을 고려한 수리전도도 모델

오세붕 , 박기훈 , 김준우 한국지반공학회논문집 2014.01 학술저널

2013

함수특성곡선과 불포화 투수계수의 관계에 대한 연구

오세붕 , 진인철 , 김준우 대한토목학회 학술대회 2013.10 학술대회자료

2010

유효응력에 근거한 불포화 불포화토 거동 분석

오세붕 , 송하동 대한토목학회 학술대회 2010.10 학술대회자료

2009

Bishop 응력에 의거한 불포화토의 응력-변형률 관계의 분석

오세붕 , 이종필 , 김태경 외 1명 대한토목학회논문집 C 2009.07 학술저널

2008

Bishop응력을 이용한 불포화토의 전단강도에 관한 연구

오세붕 , 김태경 대한토목학회 학술대회 2008.10 학술대회자료

낮은 모관흡수력 수준에서 불포화토의 Bishop 응력에 관한 연구

오세붕 , 김태경 한국지반공학회논문집 2008.07 학술저널

불포화 지반특성 영향에 대한 강우시 사면붕괴의 사례 연구

오세붕 , 문종호 , 김태경 외 1명 대한토목학회논문집 C 2008.05 학술저널

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불포화 수리전도도는 Mualem 모세관 모델에 의하여 이론적으로 함수특성곡선으로부터 적분된다. 하지만 예측된수리전도도는 포화 부근에서 모관흡수력의 미소한 변화에도 극도로 민감하다. 원활한 형태의 함수특성곡선에 의한Mualem 수리전도도는 포화 부근에서 급격하게 감소하며, 수리적 거동을 신뢰할 수 있게 모델하지 못하거나 수치해의 안정성을 저해한다. van Genuchten- Mualem(VGM) 수리전도도를 개선하기 위하여, 낮은 모관흡수력 수준에있는 임의의 공기함입치이내에서 van Genuchten 함수특성곡선을 수정하였다. 수정 VG 곡선은 대수축에서 임의의공기함입치에서 포화상태까지 선형화된다. 수정 VG 함수특성곡선은 실제 함수특성거동의 회귀분석에 영향을 끼치지않으며 원래의 VG 함수특성곡선의 계수를 그대로 사용한다. 수정 VG 곡선을 이용하여, VGM 수리전도도는 임의의공기합입치를 기준으로 구간별 적분하여 수정되었다. 수정 VGM 수리전도도가 해석적 해로 제안되었으며, 포화부근영역에서 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 수리전도도모델은 침투해석과 안정해석을 통하여 실제 사면의 붕괴를 재현할 수 있었다.

Unsaturated hydraulic conductivity (HC) is integrated theoretically from soil water retention curves (SWRC) by Mualemcapillary model, but the prediction of HC is extremely sensitive to small variation of matric suction near saturation. Nearsaturation, the Mualem HC based on smooth SWRC decreases abruptly and has problems in the reliability of hydraulicbehavior and the stability of numerical solutions. To improve van Genuchten-Mualem (VGM) HC, the van GenuchtenSWRC model is modified within range of low matric suction (arbitrary air entry pressure). At an arbitrary air entrypressure, the VG SWRC is linearized in log scale until full saturation. The modified VG SWRC does not affect thefit of actual retention behavior and either the parameters of original VG SWRC fit. Using the modified VG SWRC,the VGM HC is modified to integrate for each interval decomposed by arbitrary air entry pressure. An analytical solutionon modified VGM HC is proposed each interval, to protect the rapid change in HC near saturation. For silty soils,VGM models of HC function underestimate the unsaturated permeability characteristics and especially show rapidreduction near saturation. The modified VGM model predicts more accurate HC functions for Korean weathered soils. Furthermore, near saturation, the saturated HC is conserved by the modified VGM model. After 2-D infiltration analysisof an actual slope, the hydraulic behaviors are compared for VGM and the modified models. The prediction by theproposed model conserved the convergence of solutions on various rainfall conditions. However, the solution by VGMmodel did not converge since the conductivity near saturation reduced abruptly for heavy rainfall condition. Using VGMmodel, the factor of safety is overestimated in both initial and final stage during heavy rainfall. Stability analysis basedon infiltration analysis could simulate the actual slope failure by the proposed model on HC.

#Unsaturated soils #Hydraulic conductivity #Soil water retenition curves

참고문헌 (17)

참고문헌 신청

김윤기 / 2009 / 지반투수특성과 강우특성을 고려한 토사사면 설계 및 안정해석 기법

오세붕 / 2012 / 흡수응력에 기반한 유효응력에 의한 실제 잔류토 사면 붕괴의 해석 / 대한토목학회 논문집C 32(3):113~120

Brooks, R. H. / 1964 / Hydraulic properties of porous media

Campbell, J. D. / 1973 / Pore pressures and volume changes in unsaturated soils

Fredlund, D. G. / 1994 / Predicting the permeability function for unsaturated soils using the soil-water characteristic curve / Canadian Geotechnical Journal 31(3):533~546

이 논문의 저자 정보

오세붕

소속기관 한국지반공학회

주요연구분야 공학 > 건축공학 > 토목공학

논문수 32 이용수 474

박기훈

소속기관 한국지반공학회

주요연구분야 공학 > 건축공학 > 토목공학

논문수 3 이용수 55

김준우

소속기관 한국지반공학회

주요연구분야 공학 > 건축공학 > 토목공학

논문수 3 이용수 98

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