• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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• pp.82-82
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• 2011

현재 도로 포장 설계시 동결심도의 결정은 30년간 관측한 기상자료 분석을 통해서 얻은 동결지수를 근거로 하여 동결심도를 산정한다. 그러나 기후 온난화 현상 등 변화된 기상조건과 대기온도를 근거로 작성된 동결지수와 대기온도에 따른 실제 포장 내부의 온도 변화를 반영하지 못하고 있다. 따라서, 본 연구에서는 설계시 산정된 동결심도와 실제 현장의 동결심도의 차이를 확인하기 위하여 한반도 북부지역을 동결지수에 따라 동결지수 $550{\sim}650^{\circ}C{\cdot}$일, $450{\sim}550^{\circ}C{\cdot}$일, $350{\sim}450^{\circ}C{\cdot}$일, $350^{\circ}C{\cdot}$일 이하로 구분하여 15개 지역을 선정하였고, 각 지역별로 절토부, 절성경계부, 저성토부(2m 이하 성토부) 구간으로 45단면을 구분하여 현장계측시스템을 구축하였다. 그리고 현장계측시스템으로부터 얻어진 대기온도와 포장층별 온도를 이용하여 현장 동결심도를 산정하고 동결심도 산정식의 동결심도와 비교하였다. 또한, 현장 동결심도를 이용하여 동결심도선도를 작성하였다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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• pp.83-83
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• 2011

도로의 동상방지층을 설치하기 위하여 동결관입깊이를 산정하며, 동결지수는 대기온도의 강도와 지속시간의 누가영향으로 표시된다. 대기온도는 일평균 대기온도를 사용하며 4개/일 평균(대기온도$_4$)을 사용하는 것이 일반적이지만, 현재 기상청에서 제공하고 있는 일평균 대기온도는 8개/일(대기온도$_8$)를 제공하고 있다. 이러한 일평균 대기온도의 산정하는 방법이 동결지수의 산정결과에 미치는 영향을 확인하기 위하여 한반도 남부지역(동결지수 $350^{\circ}C{\cdot}$일) 미만 6개지역을 저성토부, 절성경계부 및 절토부로 구분하여 15개소에 대하여 현장계측시스템을 구축하였다. 그리고 현장계측 시스템으로부터 얻어진 대기온도를 통하여 동결지수를 산정하여 비교하였다. 동결지수 비교결과 일반적으로 일평균 대기온도$_4$를 사용한 경우가 일평균 대기온도$_8$을 사용하는 경우보다 약 3% 전후 큰 것으로 나타나났으며, 6개 지역의 동결지수를 결정할 때 대기온도$_8$을 사용한 동결지수를 보정할 수 있는 보정식을 제안하였다.

• 식품기술
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• 제25권2호
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• pp.116-128
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• 2012

식품동결에 의한 품질손상에 있어 크게 영향을 미치는 인자 중의 하나가 체적변화에 의한 조직 파괴이므로 식육 및 과채류의 냉동시 내부압력에 따른 조직파괴를 방지하기 위한 기초연구로 다양한 동결방법에 따른 내부압력 변화에 대하여 조사한 결과, 급속 및 완만동결시 우육의 내부압력 변화 경향은 동결 직전에 급격히 상승한 후 동결 초기부터 최대빙결정생성대를 통과하는 동안은 급격히 감소하다가 다시 온도가 내려감에 따라 압력변화는 증가와 감소를 반복하여 상승하는 경향을 보여 주었고, 동결시의 내부압력 크기는 약 8~10 psig 수준이며, 내부압력의 변화 경향은 정지공기식보다 침지식에서 약 1 psig 정도 크게 나타났다. 냉동냉장시에 일어나는 내부압력의 상하변화는 돈육의 품온차가 ${\pm}1^{\circ}C$일 때, 시료중량에 따라 1.84~2.32 psig 정도의 내부압력 차가 반복적으로 발생됨을 알 수 있었다. 또한, 돈육의 해동시 내부압력은 해동 개시 후 급격히 상승하여 5분 이내에 최고압력에 도달한 이후에는 서서히 하강하였으며, 해동시에 발생한 내부압력의 값은 동결시의 내부압력 값보다도 대부분 크게 나타났다. 또한, 균온처리한 우육의 동결시 내부압력 값은 약 1~4 psig 수준으로 균온처리하지 않은 우육에 비하여 매우 적게 나타났으며, 동결소요시간도 약 10~20% 정도 짧게 나타났다. 그리고 균온처리 및 다양한 동결방법에 따른 동결식육의 조직과 냉동냉장 중의 품질변화를 비교 검토한 결과, 동결방법에 따른 드립손실율은 우육의 경우 정지공기식으로 처리한 시료는 타 처리구에 비해 계속 높게 나타났으며, 돈육은 우육에 비해 상대적으로 드립손실량이 적게 나타났으나 송풍식으로 처리한 시료에서 저장 40일째, 7.39%로 가장 높게 나타났다. 동결 우육 및 돈육의 pH변화는 뚜렷한 차이를 나타내지 않았으며, VBN 및 TBA값에 있어서는 균온 처리한 시료가 완만 및 급속동결 처리한 타 시료에 비해 저장 200일까지 가장 변화가 없었다. 동결저장온도의 상하변동에 있어서는 온도변동 횟수가 증가할수록 pH 및 수분함량은 뚜렷한 변화가 없었으나 드립손실율, VBN 및 TBA값은 온도 변동횟수가 증가할수록 서서히 증가하는 경향을 보여 주었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제13권11호
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• pp.51-60
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• 2012

동토지반의 기초구조물을 설계하는데 있어 기초의 안정성을 지배하는 설계정수인 동결토의 전단강도 및 동착강도를 측정하기 위하여 지난 50여 년 동안 많은 연구가 수행되어 오고 있다. 하지만, 아직까지 동결토의 전단강도 특성에 관한 많은 연구들은 토사 종류, 수직구속응력, 동결온도조건 등 여러 가지 영향인자 중 제한된 영향인자의 변화를 통해 수행되어 왔다. 동결토는 일반 토질과는 달리 토립자, 물, 공기뿐만 아니라 얼음을 포함한 4상으로 구성되어 있으며, 동토의 역학적인 성질의 변화는 일반적으로 온도, 수직구속응력, 동토의 구성물질에 따라 영향을 받는다. 이와 같은 동결토의 전단강도 특성을 측정하기 위하여 영하 30도의 저온환경에서도 동작이 가능하도록 설계된 동결토 직접전단시험기를 활용하였으며, 동토지역의 저온환경을 모사하기 위하여 대형 냉동챔버 내에 직접전단시험기를 설치하였다. 동결토의 전단강도 특성을 측정하기 위하여 비교적 균질한 입경분포를 지닌 주문진표준사 및 실리카모래와 입도분포가 좋은 화강풍화토를 활용하였다. 각각 세가지 시료에 대하여 전단시험은 세가지 동결온도 조건 및 수직구속응력 조건에서 수행되었으며, 그 결과를 바탕으로 동결온도조건 및 수직구속응력이 동결토의 전단강도에 미치는 영향을 분석하였다. 전반적으로 동결토의 전단강도는 동결온도가 낮아질수록 증가하는 경향을 보였으나, 수직구속응력에 의한 영향은 미미한 것으로 나타났다.

• 한국지형학회지
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• 제19권3호
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• pp.109-121
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• 2012

한라산 정상의 백록담 서북벽 표고 1,860m 지점에서 18개월간 용암돔 암벽의 표면 온도를 향별로 관측하여 동결융해 사이클의 빈도와 출현 시기, 동결기의 암온 저하량을 밝혔다. 관측 지점에는 일주기와 연주기의 동결융해 사이클이 나타난다. 유효동결융해 사이클을 포함하여 일주기성 동결융해 사이클은 북동향 암벽보다 남서향 암벽에서 더 많이 발생한다. 일주기성 동결융해 사이클은 남서향 암벽에서는 2월과 3월에, 북동향 암벽에서는 11월과 4월에 집중적으로 출현한다. 또한 남서향 암벽에서는 11월 중순~4월 중순, 북동향 암벽에서는 11월 초순~4월 하순에 걸쳐 $0^{\circ}C$ 이하의 암온이 지속되는 계절적 동결기가 출현함으로써 연주기성 동결융해 사이클도 확인된다. 동결기의 암온 저하량은 동결지수가 더 높은 북동향 암벽에서 더 크고, 동결파쇄의 최적 온도 기준점으로 알려진 $-3^{\circ}C$ 이하의 지속시간도 북동향 암벽에서 더 길어 북동향 암벽이 남서향 암벽보다 일주기성 동결융해 사이클의 빈도는 낮아도 동결 강도는 더 큰 것으로 보인다. 따라서 암벽의 향에 따른 일사 조건의 차이가 동결융해 사이클의 빈도와 동결 지속시간을 결정함으로써 일주기성 동결융해 사이클은 남서향 암벽에서, 연주기성 동결융해 사이클은 북동향 암벽에서 현저하게 출현한다. 암석의 동결파쇄는 온도 조건으로만 결정되는 것은 아니므로 식생피복, 지형적 위치, 고도, 향을 달리하는 다양한 장소의 온도 자료 축적과 함께 암석 물성과 수분 공급에 관한 조사가 필요하다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제38권8호
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• pp.7-15
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• 2022

대부분의 선행연구는 동결 삼축압축시험 수행 시, 몰드를 사용하여 시료를 조성하고 단방향으로 동결을 진행하였다. 이는 동결된 시료에 잔류응력이 발생할 가능성이 있기 때문에 인공동결공법이 적용된 지반을 모사하는데 한계가 있다. 본 연구에서는 기존 시험방법의 한계를 보완할 수 있는 시험장비 및 시험방법을 제안하고, 제안된 방법으로 온도 및 구속압력에 따른 동결 사질토의 역학적 특성을 평가하였다. 동결온도가 낮아질수록 동결 사질토는 취성이 증가하였고, 부동수분의 감소 및 얼음자체의 강도 증가로 인하여 강도가 증가하였다. 구속압력의 증가는 강도저감 효과를 발생시키는 압력융해 현상과 강도증진 효과를 발생시키는 흙 입자의 마찰력 증가 모두를 야기하였다. 이처럼 동결 사질토의 역학적 거동은 구속압력과 동결온도의 복합적인 영향을 받는 것으로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제31권3D호
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• pp.433-439
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• 2011

도로의 동상방지층을 설치하기 위하여 동결심도(동결관입깊이)를 산정하는데, 동결지수는 $0^{\circ}C$ 이하의 기온과 영하온도의 지속시간을 곱한 값을 연간을 통하여 누계한 수치로 표시된다. 따라서, 일평균 대기 온도를 구하는 방법이 동결지수에 영향을 미칠 수 있다. 기상청의 경우 1999년을 기점으로 이전에는 1일 4회 평균 대기온도 제공하였으며, 현재는 1일 8회 평균 대기온도를 제공하고 있다. 본 연구에서는 이러한 일평균 대기온도를 산정하는 방법이 동결지수의 산정결과에 미치는 영향을 확인하기 위하여 한반도 남부(동결지수 $350^{\circ}C{\cdot}$일 미만) 6개 지역을 현장조건(저성토부, 절성경계부 및 절토부)에 따라 구분하여 15개소에 대하여 현장계측시스템을 구축하였다. 그리고 현장계측시스템으로부터 얻어진 대기온도를 통하여 동결지수를 산정하고 상호 비교분석 하였다. 비교분석 결과 일반적으로 1일 4회 평균 대기온도를 사용한 경우가 1일 8회 평균 대기온도를 사용하는 경우보다 약 3% 전후 큰 것으로 나타났으며, 본 연구 지역에 대한 동결지수를 결정할 때 동결지수를 보정할 수 있는 보정식을 제안하였다.

• 한국도로학회논문집
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• 제11권4호
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• pp.143-152
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• 2009

본 연구의 목적은 현재 국내에서 적용되고 있는 동결지수와 동결깊이 산정의 타당성을 검증하는 것이다. 이에 국내에서 운영되고 있는 LTPP-SPS(Long Term Pavement Performance- Specific Pavement Study)구간의 대기온도와 포장체 깊이별 온도 데이터를 이용하여 동결지수와 동결깊이를 산정하였으며, 기존 계산식을 이용하여 산출된 동결깊이와 비교 분석하였다. 또한 이 구간들의 인근 측후소 데이터를 이용하여 연도별 동결지수 추이를 분석하였다. 본 연구 결과, 지구온난화에 의해 1987년 이후에는 동결지수가 급격히 감소하였으며, 현재 도로설계 시 적용되고 있는 동결지수가 과하게 적용되고 있음을 알 수 있었다. 이에 동결지수 산정 시 현행 30년 데이터를 토대로 산정하기보다 기후가 변화된 시점부터 현재까지의 추이를 분석하는 것이 바람직 할 것으로 사료된다. 또한 LTPP-SPS 구간에서 측정된 포장체 깊이별 온도데이터를 분석한 결과, 동상방지층이 설계되어 있는 3개구간에서 대체적으로 보조기층까지만 동결이 발생하는 것으로 나타나, 동상방지층이 제 역할을 수행하지 못하는 것으로 나타났다. 실제 측정된 동결깊이와 계산식을 통해 산정된 동결깊이를 비교한 결과, 노상동결관입허용법을 이용한 설계방법이 실제 측정된 동결깊이와 가장 유사한 경향을 나타내었다.

• 한국도로학회논문집
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• 제7권2호
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• pp.87-95
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• 2005

동절기에 대기온도가 영하로 내려감에 따라 포장하부층의 동결 및 응해가 반복되어 포장체의 구조적 성능이 저하된다. 이를 방지하기 위하여 동상에 대한 많은 연구가 수행되었으며, 그 결과, 우리나라 전역의 동결지수선도가 작성되어 동상방지층 설계 등의 도로건설에 이용되고 있다. 하지만, 포장층의 두께와 재료, 그리고 지형에 따른 동결심도의 변화에 대한 조사가 체계적으로 이루어지지 않아 현행 동상방지층 설계의 유효성에 대한 평가가 시급한 실정이다. 본 논문에서는 한국도로공사 시험도로에서 측정되는 대기온도 자료와 콘크리트 및 아스팔트 포장의 깊이별 온도 및 함수량 자료를 이용하여, 시험도로의 동결지수 및 동결가능 깊이를 조사하였다. 또한, 조사된 결과를 기존의 동결심도 추정식에 의한 결과와 비교하였다. 본 연구는 시험도로에서 측정된 동결 관련자료에 대한 초기연구로서 , 장기적인 자료의 축적과 분석을 통하여 보다 신뢰성 있는 결과가 도출될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국항해항만학회지
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• 제37권2호
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• pp.129-135
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• 2013

동결농축폐수처리의 기술은 열역학적 효율이 높고 에너지 소비량이 작아 중소규모로 적합하며, 용수 재활용과 융해열의 냉열 재이용이 가능한 장점을 가지고 있다. 본 연구에서는 폐수 처리효율이 높은 동결농축폐수처리장치의 개발을 위해 수직원관 형태의 제빙관을 대상으로 염화나트륨수용액을 이용한 기초 실험을 통해 냉각면 온도, 기포 분사 방법에 따른 분리 성능을 확인 후 대표적 중금속인 Pb, Cr 수용액을 대상으로 냉각면 온도, 기포 직접 분사, 과냉각을 방지하기 위한 용질을 포함하지 않은 초기 빙층 두께의 영향에 따른 중금속 분리 성능을 실험 통해 확인하였다. 실험결과 두 수용액에서 모두 냉각면의 온도가 낮을수록 동결층의 성장속도가 빨라지고 용질의 분리효율이 저하되었다. 기포를 분사하는 방법 중에는 환모양의 노즐을 통해 동결계면에 직접 분사하는 방법이 원통벽면을 통해 간접 분사하는 것 보다 분리효율이 높게 나타났으며, 초기 빙층의 두께에 따른 실험에서는 1mm 보다는 5mm의 두께에서 분리효율이 더 우수한 것으로 나타났다.