본 연구에서는 불투과형 사방댐과 링네트에 가해지는 충격하중을 평가하기 위해 토석류 모형축소실험을 수행하였다. 실험 결과, 토석류는 유체와 유사한 거동을 함에 따라 불투과형 사방댐 배면에 가해지는 토석류 충격하중은 하부구간이 4.14 kN로 가장 높게 작용하며 중간, 상부구간이 3.66 kN, 1.66 kN 가해지는 것으로 측정되었다. 링네트 실험결과 또한 불투과형 사방댐 결과와 같이 충격하중은 하부구간이 크며 상부로 갈수록 감소하는 경향을 보인다(2.28 kN, 1.95 kN, 1.49 kN). 수치해석 결과를 이용하여 토석류 흐름에 의한 토석류 방지시설 충격하중 흡수메커니즘을 분석한 결과, 불투과형 사방댐은 콘크리트 옹벽과 같이 구조물 자체의 강성을 이용하여 수평력에 저항하므로 실제 구조물에 작용한 수평력은 이론식과 유사한 결과가 제시되는 반면, 링네트는 강연선 탄성늘음과 네트 전면으로의 입자 투과를 이용하므로 충격하중은 사방댐 결과보다 최대 45% 감소하는 결과가 제시되었다.

동래단층 북단부는 경상북도 경주시 동남쪽 약 15km 떨어진 외동읍 구어리 일대에서 울산단층과 교차하는 것으로 추정되고 있다. 이 지역에서 동래단층의 존재유무를 파악하고, 또한 동래단층대의 정확한 위치와 방향성을 확인하기 위하여 지표지질조사와 지구물리탐사(자력탐사, 전기비저항탐사, 주파수영역 전자탐사)를 수행하였다. 지질학적 자료와 지구물리탐사 자료를 종합적으로 해석하여 동래단층의 존재를 확인하였고, 동래단층의 주 연장방향이 N14E임을 확인하였다. 또한 주 방향성에 의하면 동래단층은 관거리 입실교 부근에서 울산단층과 교차하는 것으로 해석된다. 충적층에 의해 덮여 있어서 야외 지표지질연구로는 확인할 수 없었으나, 지구물리탐사에 의하면, 연구지역 내에서 단층파쇄대의 폭은 약 200 m 이상이며 그 폭은 연구지역의 북부보다 남부에서 더 넓은 것으로 해석된다.

도심지 내 지반침하는 공동의 생성 및 체적함수비의 급격한 변화에 의하여 발생할 수 있는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 보정 기법이 적용된 지하투과레이더 신호를 이용하여 도심지 내 공동 및 체적함수비의 급격한 변화가 발생한 지반 이상 구간을 검측하고자 하였다. 지반 이상구간에 대한 신호 획득을 위하여 구형의 공동을 모사한 모형지반을 대상으로 지하투과레이더 탐사를 수행하였다. 필터링 기법을 적용하여 설정한 대역폭을 통과하는 신호만을 측정하였으며, 이후 이득 함수, 타임 제로, 배경 제거, 디콘볼루션, 영상 이득 기법을 적용하고 각 기법의 적용에 따른 신호의 변화양상을 비교하였다. 신호처리 및 영상화 기법을 적용한 결과, 공동 발생 구간의 전기적 임피던스 대소관계에 부합하는 위상이 나타났다. 지하투과레이더 측정 신호를 이용하여 산정한 상대 유전율과 모형지반의 체적함수비를 이용하여 예측한 상대 유전율을 비교한 결과, 각 방법으로 도출된 상대 유전율은 서로 유사한 값을 보였다. 이를 통하여 도심지와 같이 매설물의 깊이가 알려져 있는 경우, 보정된 지하투과 레이더 신호를 통하여 체적함수비의 급격한 변화 구간 또한 검측할 수 있을 것이라 판단된다. 본 연구에서 제시된 신호의 보정 기법과 상대 유전율의 산정은 도심지 내 공동 발생 구간 및 체적함수비의 급격한 변화 구간과 같은 이상구간 검측에 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

주입액의 점성도와 응력상태에 따른 균열전파 특성을 분석하기 위해 실험실 규모의 수압파쇄시험을 실시하였다. 시험에 사용된 시료는 시멘트 몰탈을 사용하여 제작되었으며, 각 변의 길이가 20 cm인 정육면체 형태이다. 제작된 시료는 최대강도를 갖기 위해 수중에서 약 1달간 양생과정을 거쳤다. 독립적인 가압시스템을 가지고 있는 진삼축압축장치로 시료에 압력을 가하여, 실제의 지반에서 작용하는 원위치응력 상태를 재현하였다. 시추 환경 재현을 위해 시료에 소형 시추공을 천공한 후, 일정한 주입속도로 수압파쇄시험을 실시하였다. 수압파쇄시험 과정에서 시추공에 주입된 유체의 압력을 실시간으로 측정하였으며, 동시에 미소파괴음(AE) 신호를 측정하였다. 수압파쇄시험의 모든 과정이 끝난 후 생성된 균열의 형태를 육안으로 관찰하였다. 일차파쇄압력은 주입액의 점성도 증가에 따라 지수형태를 보이며 증가하였다. 수압파쇄시험으로 인해 생성된 균열의 형태는 최대주응력과 최소주응력의 차이인 편차응력의 크기에 따라 서로 다른 양상을 보였다. 낮은 편차응력의 조건에서는 단일의 균열이 아닌 다중 균열이 생성되거나, 균열 성장과정에서 방향이 휘어지는 경향을 보였고, 이에 반해 높은 편차응력의 조건에서 생성된 균열은 단일 면상의 균열이 발생하였다. AE 분석에서도 편차응력이 클수록 미세균열이 단일 면상으로 집중되어 발생되는 경향을 보였다. 이러한 연구결과는 수압파쇄 방법을 이용한 암반파쇄에서 편차응력이 클 때보다 작을 때 더 복잡한 균열이 발생된다는 것을 보여준다. 따라서 셰일가스를 개발할 때 생산량을 높이기 위해서는 복잡한 균열을 발생시킬 수 있는 편차응력이 작은 조건에서 수압파쇄가 적용되는 것이 효과적일 것으로 판단된다.

베트남 CFBC 플라이애시는 CaO 성분이 높아 연약지반 개량을 위한 고화재로 활용 가능하지만 대부분 매립이나 폐기물로 처리되고 있는 실정이다. 플라이애시를 지반 개량용 고화재로 활용하기 위해서는 플라이애시의 성상과 특성을 정확히 파악해야한다. 본 연구에서는 베트남 플라이애시의 연약지반 고화재로의 활용성을 평가하기 위하여 CFBC 발전소 4개소에서 채취한 플라이애시를 대상으로 물리적, 화학적 특성분석을 위한 실내시험을 실시하였다. 물리적 특성 분석결과 4개소 시료 모두 고화재의 원료로서 재료적 활성도 및 연약지반 개량공사에 적합한 입도를 가지는 것으로 분석되었다. 화학적 특성 분석결과 1개소의 플라이애시는 Free-CaO 함량이 높아 연약지반 개량용 고화재로 활용이 가능할 것으로 분석되었다. 나머지 3개소의 플라이애시는 Free-CaO 함량이 낮아 고화재로 활용하기에 적합하지 않았다. 하지만 국내 일반 플라이애시와 유사한 화학조성을 가지고 있어 다양한 형태로 재활용이 가능할 것으로 판단된다.

상주시 임곡리에 굴착된 심도 100 m 지하수공(PW-2)의 적정양수량을 산정하였다. 시추코아와, 물리검층 자료에 의하면 지하수 산출 심도는 26.1~26.5, 28.0~30.0, 33, 58, 71 m로 해석된다. 단계양수시험에 의하면 40, 55, 70, 90, $132m^3/d$의 양수량으로 70일간 양수시 수위강하량은 각각 6.48, 11.56, 18.07, 28.99, 60.26 m로 예상되었다. $117m^3/d$으로 250분간 실시한 일정량양수시험에서는 양수 경과시간 120~150분에 영향추가 불투수층 경계조건에 도달하여 급격한 수위강하가 일어나 PW-2의 한계채수량은 $90m^3/d$로 산정하였으며 이때의 수위강하량은 28.82~31.27 m이다. 적정양수량은 한계채수량의 범위내의 정류상태여야 하기 때문에 PW-2의 적정양수량은 $70{\sim}90m^3/d$로 제시하였다. 불투수층 경계조건에서 직선의 기울기가 급해지며 지하수의 DO와 ORP가 증가하는 것으로 보아 PW-2를 중심으로 한 기반암지하수의 발달은 제한적인 것으로 추정된다.

암반은 암석재료 자체의 역학적 성질과 암반내에 분포하는 불연속면의 기하학적 특징에 의해 그 역학적 특성이 좌우된다. 암반사면의 경우에는 불연속면에 의해 특히 파괴면의 위치와 파괴후의 거동 등이 달라진다. 본 논문에서는 불연속면의 규모에 따라 암반사면의 파괴형태가 달라지는 점을 고려하여, 원호파괴와 평면파괴 안정해석을 위한 2개의 3D 해석방법을 개발하고 실제 사면에 적용하여 그 적용성을 검토하였다. 결과, 원호파괴의 경우, 자연건조상태에서는 안정하지만 강우에 의해 표층 함수비가 증가하면 불안정해지는 해석 결과를 얻었다. 평면파괴의 경우도 강우에 의해 불연속면 자체의 마찰각이 감소하는 영향에 의해 건조상태보다 불안정해지는 결과가 나타났다. 이상의 해석 결과로부터 실제 사면에서의 현상을 잘 반영하는 것으로 보아, 개발된 해석방법이 사면안정성 검토 또는 유지관리의 목적으로 적용가능하다고 판단된다.

베트남은 사이클론과 집중호우의 영향으로 매년 100회 이상의 대형 산사태가 발생하고 있다. 그럼에도 불구하고 도로비탈면이나 산지의 재해를 미연에 예방하기 위한 과학적인 관리 체계는 갖추지 못하고 있다. 본 연구에서는 베트남의 중부지방인 Danang의 Hoang Sa Costal Road 및 Quangnam의 Ho Chi Minh Road 내 존재하는 도로비탈면에 대한 기초조사를 통해 산사태를 유발할 수 있는 위험도 인자와 피해도 인자를 습득하였다. 취득자료에 대한 경험론적 분석을 통해 베트남 도로비탈면의 노출특성을 고려한 조사우선순위 기법을 개발하였으며, 이를 통해 베트남 도로비탈면의 체계적인 관리를 위한 과학적인 관리토대를 마련하였다.

본 연구는 복합지열시스템의 효율성 평가를 위하여 필요한 부분인 대수층의 수리지질학적 분석을 위하여 수행되었다. 복합지열시스템은 개방형 지열시스템과 밀폐형 지열시스템을 결합하여 지열의 효과적 이용을 목적으로 제안되었으며, 연구지역인 충주시 금가면의 수막재배 지역에 소구경 복합지열시스템과 대구경 복합지열시스템이 설치되었다. 연구 지역 대수층의 수리지질학적 특성 분석을 위하여 양수시험과 단계양수시험을 포함하는 현장수리시험 결과, 대수층의 투수량계수는 $13.49{\sim}58.99cm^2/sec$의 범위를 가지며, 저유계수는 $1.13{\times}10^{-5}{\sim}5.20{\times}10^{-3}$의 범위로 분석되었다. 또한, 지구화학적 분석에서 지하수 성분 중 $Ca^{2+}$이온과 ${HCO_3}^-$ 이온이 우세한 것으로 나타났고, 랑겔리어 지수 및 리즈나 지수 분석에서 지하수 내의 탄산염 광물의 침전 가능성이 낮게 평가되었다. 수직적 수온 변화 분석에서는 평균 증온률이 $2.1^{\circ}C/100m$로 평가되어 지열 특성이 충분한 것으로 나타났다. 따라서, 연구지역에서는 지하수의 양이 풍부하고 지중열을 안정하게 사용할 수 있으며 탄산염 광물의 침전에 의한 열에너지 효율 저하가 발생할 가능성이 낮으므로 복합지열시스템 설치가 적합한 것으로 판단된다.

The most effective way to distinguish subsurface interfaces that produce various geophysical responses is through the integration of multiple geophysical methods, with each method detecting both a complementary and unique set of distinct physical properties relating to the subsurface. In this study, shallow seismic reflection (SSR) and ground penetrating radar (GPR) surveys were conducted at the Cheongju-Gadeok site of the Korea National Groundwater Monitoring Network to map the water table, which was measured at 12 m depth during the geophysical surveys. The water table proved to be a good target reflector in both datasets, as the abrupt transition from the overlying unsaturated weathered rock to the underlying saturated weathered rock yielded large acoustic impedance and dielectric constant contrasts. The two datasets were depth converted and integrated into a single section, with the SSR and GPR surveys conducted to ensure subsurface imaging at approximately the same wavelength. The GPR data provided detailed information on the upper ~15 m of the section, whereas the SSR data imaged structures at depths of 10-45 m. The integrated section thus captured the full depth coverage of the sandy clay, water table, weathered rock, soft rock, and hard rock structures, which correlated well with local drillcore and water table observations. Incorporation of these two geophysical datasets yielded a synthetic section that resembled a simplified aquifer model, with the best-fitting seismic velocity, dielectric constant, and porosity of the saturated weathered layer being $v_{seismic}=1000m/s$, ${\varepsilon}_r=16$, and ${\phi}=0.32$, respectively.

본 연구의 목적은 지표수-지하수 통합 모델을 통해 모델 영역과 시설농업단지(밀양들)의 지표수/지하수 유동을 모의하고 모델 영역의 물수지 분석을 통해 지하수 함양량을 산정하는 것이다. 지표수 유동 모델 결과에서는 밀양강 상류(북동쪽)에서 하류(남동쪽)로 약 1~5 m의 수심으로 지표수가 유동하고 있으며, 모델지역 상류의 M01 지점에서는 지표수 유량 관측값과 모델값이 일치하고, 모델지역 하류의 M02 지점에서의 지표수 유량은 1% 정도의 차이를 보인다. 지하수 유동 모델에서는 지하수 심도가 하천에서는 표고와 유사하며 산림 지역으로 갈수록 높아지고, 지하수 양수를 고려한 지하수 심도는 모델값이 관측값보다 1.5 m이내의 범위로 높게 나타난다. 지표수-지하수 통합모델에서는 지하수의 함양 면적이 모델 면적의 90% 정도이고, 지하수 함양량은 $1.92{\times}10^5m^3/day$인 것으로 나타난다. 연평균 물수지 분석에서는 단위 면적당 지하수 함양량이 503.9 mm/year로서 연평균 강우량의 39% 정도로 추정된다.

지하 지층의 확인은 지표면 지질조사, 시추코어 분석, 시추코어 관찰, 물리검층 자료 분석 등의 다양한 방법을 이용한다. 이 가운데 물리검층 자료는 원위치에서 연속적으로 물성을 제공하므로 시추코어 분석 자료와 더불어 지층의 확인에 활용되고 있다. 본 연구에서는 완전파형 음파검층과 밀도검층 자료에서 이방성 변수를 구하고 이를 이용하여 지층의 구분에 적용하고자 하였다. 톰슨 이방성 변수(${\varepsilon},\;{\delta},\;{\eta}$)는 바쿠스(Backus) 평균법을 P파와 S파 속도, 밀도검층 자료에 적용하여 계산하였다. 이와 같은 방법을 캐나다 블랙풋의 물리검층 자료에 적용한 결과, 12개 구간으로 지층을 구분 할 수 있 수 있었다. 즉, 탄성파 속도 이방성을 반영하는 톰슨 이방성 값의 변화에서 지층의 구분이 가능하였고 지층 구분에 많이 이용하는 자연감마선검층 자료가 없는 경우에도 톰슨 이방성 변수를 이용하여 지층 구분이 가능함을 알 수 있었다.

본 연구에서는 기존의 H-Pile+토류판 또는 H-Pile+토류판+차수그라우팅 공법의 안정성, 시공성 및 경제성을 개선하기 위해 H-Pile에 Plastic Sheet Pile(P.S.P)과 연성벽체인 P.S.P의 간격유지 및 보강기능을 위한 간격재(각형강관)를 결합한 토류벽체 System인 HCS공법을 개발하고, HCS공법을 구성하는 각 부재의 거동을 3차원 유한요소해석에 의해 규명하는 연구이다. HCS공법의 거동을 수치해석적으로 규명하기 위해 Plastic Sheet Pile 규격 3종류, H-Pile 규격 2종류 및 설치간격 3종류, 간격재 규격 1종류 및 설치간격 4종류에 대해 광범위한 3차원 유한요소해석을 실시하였다. 수치해석결과 $P.S.P-460{\times}131.5{\times}7t$ (PS7)와 H-Pile $250{\times}250{\times}9{\times}14$ (H250), $P.S.P473{\times}133.5{\times}9t$ (PS9)와 H-Pile $300{\times}200{\times}9{\times}14$ (H300)의 조합에서 상대적으로 유사한 응력비(=발생응력/허용응력)를 갖는 것으로 검토되어 이 제품의 조합이 경제적인 것으로 확인되었으며, P.S.P+H-Pile+간격재 복합체의 강성이 증가할수록 벽체의 수평변위와 상부지반의 연직변위가 감소하였다. 특히, H-Pile과 P.S.P의 강성차이로 인한 Arching 현상으로 P.S.P의 토압의 상당부분이 H-Pile로 응력(토압) 전이가 발생하여 P.S.P의 응력 및 변위는 미소하게 나타났다. 본 연구를 통하여 HCS공법을 구성하는 각각의 부재들의 거동을 확인할 수 있었으며, 확인된 연구결과를 통해 향후 HCS공법을 합리적이고 안정하며 경제적으로 적용하는 데 활용 가능하리라 판단된다.

Acid drainage in civil engineering structures such as tunnels may lead to the deposition of precipitates that clog drainage channels and pipework. In evaluating acid drainage, the Fe content of water and precipitates, indicated by reddish brown coloration of rock surfaces, rivers, and soils, may be an important factor. In this study, acid drainage was evaluated by analyzing the Fe content of reddish brown seepage water that occurred in part of a tunnel. Geological investigations around the tunnel revealed a hydrothermal alteration zone cutting the bedrock, and cropping out in the upper parts of the tunnel. Analysis of drillcore revealed many fracture zones and veins. Inductively coupled plasma spectrophotometric analyses of water, precipitates, and soil samples, collected in the seepage water zone and around the tunnel, were conducted to evaluate acid drainage. The Fe content of seepage water in the tunnel was 0.030-0.333 mg/kg, which is 2-22 times higher than in local groundwater. The Fe content of precipitates in the tunnel was 165,403-301,051 mg/kg, similar to the 206,167-422,964 mg/kg content of drillcore from the hydrothermal alteration zone located above the tunnel. It is concluded that the seepage water is derived from Fe-containing acid drainage flowing in perforated tunnel drainpipes along the fracture zones and veins around the hydrothermal alteration zone.