• 한국지반신소재학회논문집
• /
• 제10권4호
• /
• pp.93-103
• /
• 2011

극한지에 적합한 지반구조물의 설계를 위해서는 일반적으로 영구동토지반의 공학적 특성에 대한 고려가 필요하다. 동상현상은 가장 대표적인 동토지반의 공학적 특성으로, 구조물 설계에 있어서 동착 및 크리프 현상과 함께 주요한 설계정수로서 고려된다. 그러므로 극한지 지반구조물 설계에 관한 연구를 위해서는 동상현상에 대한 기초적 연구가 선행되어야 한다. 이미 다양한 동상 관련 실험장비가 개발되어 연구에 활용되고 있지만, 기존의 동상 연구를 위한 실험장비들은 기초의 설계정수로서 동상현상을 분석하기에는 한계점이 나타난다고 판단된다. 따라서 본 논문에서는 동상현상을 비롯하여 토사의 동결현상을 보다 면밀히 분석할 수 있도록 개발된 실내 동결 실험장비를 소개하고, 장비의 활용성을 검증하기 위한 실내실험 결과를 제시한다. 검증 실험결과로부터, 개발된 고효율 동결실험장비의 다양한 동결현상 모사성능과 동상시험에의 활용 가능성을 검증하였다.

• 터널과지하공간
• /
• 제25권2호
• /
• pp.133-143
• /
• 2015

가스하이드레이트는 천연가스가 저온 고압 상태에서 물과 결합하여 형성되는 고체 물질로 전세계 영구동토 및 심해저 퇴적층에 광범위하게 분포하는 것으로 파악되고 있다. 미국과 캐나다의 육상 영구동토에서 소량의 가스 생산 실증시험 사례가 보고된 바 있으나 심해저 가스하이드레이트로부터의 해상 가스 생산 사례는 일본 난카이 해구에서의 시험 생산이 유일하다. 본 연구에서는 일본 난카이 해구에서 실시된 해저 가스하이드레이트 함유층으로부터 감암법을 이용한 해리 가스 생산 사례를 분석하고 관련 핵심기술을 파악함으로써 국내에서 준비 중인 동해 울릉분지 유망 부지에서의 가스 시험생산에 활용코자 하였다.

• 한국지반신소재학회논문집
• /
• 제12권3호
• /
• pp.75-79
• /
• 2013

동결깊이는 영구 동토지역 및 계절성 동토지역에서 도로의 동상방지층, 매설관의 깊이 및 건물의 기초를 설계하는데 중요한 고려사항이다. methylene blue 동결깊이 측정장치는 지중 온도센서를 이용한 계측시스템과 비교하여 저렴하고 유지관리와 측정이 용이한 장점을 지니고 있다. 그러나 지반공학적 관점에서 지중에 매설된 methylene blue 동결깊이 측정장치의 신뢰성을 검토한 연구는 미미하다. 본 논문에서는 실내실험과 현장실험을 통해 methylene blue 동결깊이 측정장치의 신뢰성을 검토하고, 나아가 국내 현장에서 검증된 측정장치로 장기간 측정된 동결깊이 실측 데이터를 이용하여 최대 동결깊이 분포도를 작성하였다. 본 연구를 바탕으로 실측된 동결깊이는 향후 국내 지반구조물 설계에 중요한 자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국지진공학회논문집
• /
• 제16권2호
• /
• pp.35-45
• /
• 2012

본 논문에서는 지진시 역 T형 옹벽에 작용하는 기초 접지압의 변화를 Mononobe-Okabe공식을 이용하는 기존의 유사정적 설계기법과, 지반의 비선형 부지증폭현상 고려한 유한차분해석을 이용하여 살펴 보았다. 옹벽 설계에 있어서 높이 10m를 초과하는 역 T형 옹벽의 경우 상시 안정조건을 만족함에도 불구하고 지진시 지지력 안정조건을 만족하지 못하는 경우가 발생한다. 안정조건을 만족시키지 못하는 주요 원인은 동토압으로 야기되는 편심하중 증가로 인한 기초 유효저면적의 감소이다. 본 논문에서는 역 T형 옹벽의 지진시 유효저면적의 변화를 유한차분해석프로그램(FLAC)을 이용하여 살펴보았으며, 그 결과로부터 동적지지력 계수의 설계 적용성을 검토하였다.

• 한국가스학회지
• /
• 제18권5호
• /
• pp.72-77
• /
• 2014

우리나라는 영구 동토지역이 존재하지 않는 기후적 특성으로 인해 건설수요가 없었지만, 최근 지구 온난화 현상으로 인하여 화석연료의 사용 보다 극한지 지역의 에너지 확보가 대두되고 있다. 이에 극한지 지역에서 사용하고 있지 못한 에너지 자원의 관심이 증가함에 따라 알레스카 및 시베리아의 천연가스의 개발이 필요성이 증대하고 있다. 이에 따라 극한지 지역에서 필요한 배관 설계 기술은 현재 국내에서 사용되고 있는 천연가스와 전혀 다른 환경에서 운용될 것이 예상되며, 이에 따른 설계 기초 자료가 필요하다. 그러므로 극한지 환경에서의 토양 물성에 따라 배관에 미치는 영향 분석이 필요하다. 현재 배관의 설계는 응력 기반으로 설계되어있지만 추후 변위를 기초하는 설계법이 필요하며, 우선적으로 이를 위한 영구동토층 및 활동층에 대한 영향 분석이 필요하다. 본 연구에서는 유한요소해석을 이용한 Thermal elasto-plastic analysis를 통해 활동층의 영향에 따른 배관의 응력 및 변위 측정을 알아보고자 한다.

• 한국지반신소재학회논문집
• /
• 제13권4호
• /
• pp.109-117
• /
• 2014

본 논문에서는 전편의 논문에서 제시한 힌지연결부를 갖는 쉘해석모델을 이용하여 변수연구를 수행하였다. 주요변수에는 중차량 통과에 의하여 발생한 원지반의 영구변형 폭, 되메움, 강재매트의 등가두께 및 강재매트의 이방성 특성이 고려되었다. 이러한 주요변수들이 롤타입강재매트의 수직처짐, 회전변위 및 모멘트와 응력에 미치는 영향을 분석하였다. 분석결과, 차륜하중에 의하여 발생한 동토의 영구소성변형으로 인하여 매우 큰 수직처짐과 허용휨인장강도를 초과하는 인장응력이 발생하는 것으로 나타났다. 이러한 문제는 되메움 또는 강재매트의 등가두께를 증가시킴으로서 쉽게 해결될 수 있다.

• 한국지반신소재학회논문집
• /
• 제13권4호
• /
• pp.45-56
• /
• 2014

한대지역은 계절 변화에 따라 동결융해가 반복되는 상부의 활동층과 하부의 영하상태로 항시 유지되는 영구동토층으로 구성되어 있다. 한대지역에서 여름철에는 동결되어 있는 지반을 융해시키기 때문에 지반 강도저하 및 침하가 발생한다. 이러한 강도저하 및 침하는 상부 구조물의 구조적 안정성에 문제를 야기시켜 활동층을 포함하고 있는 한대지역에서는 지반의 온도를 항시 영하상태로 유지할 수 있는 동결지반 안정화 공법이 필요하다. 열사이펀이란 구조체 내부에 충전된 냉매의 자가적인 열순환에 의해 지반의 온도를 항시 영하상태로 유지할 수 있는 지반 안정화 공법 이다. 본 연구에서는 열사이펀의 지반 동결성능을 분석하기 위해 R-134a 냉매를 이용하여 충전율에 따른 열사이펀의 지반 온도제어를 실내실험과 수치해석을 통해 분석하고 열사이펀의 열전도율을 산정하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제16권6호
• /
• pp.31-38
• /
• 2015

최근 우리나라는 러시아 극동 지역의 천연파이프 건설과 제2남극기지인 장보고 기지건설이 이루어지면서 영구동토지반에서의 구조물 건설에 대한 관심이 증대되고 있다. 세립분 함유량이 동결된 사질토의 역학적 거동에 미치는 영향을 파악하기 위하여 온도 -5, -10, $-15^{\circ}C$의 조건에서 세립분 함유량 0, 5, 10, 15%의 시료에 대해 일축압축시험을 수행하였다. 동결 사질토를 성형하기 위해 입도가 균일한(SP) 주문진 표준사와 소성성이 낮은 실트(ML)인 카올리나이트를 사용하였다. 성형된 동결 사질토를 사용하여 온도를 제어할 수 있는 냉동 체임버에서 일축압축실험을 수행하였고 강도 및 강성특성을 파악하기 위해 최대 일축압축강도와 변형계수를 분석하였다. 그 결과 동결 사질토의 강도 및 강성은 세립분 함유량이 증가할수록 감소하는 경향을 보이고 온도가 낮아짐에 따라 증가하는 경향을 보였다.

• 한국지역지리학회지
• /
• 제5권2호
• /
• pp.133-142
• /
• 1999

습지는 다양한 생물들의 서식지로서 생태학적으로 중요하다. 본 연구에서는 오대산국립공원 내에서 발견된 '질뫼늪'의 지형생성환경을 구명하고자 만다. 질뫼늪은 중생대 쥐라기에 관입한 대보화강암이 심층풍화작용을 받은 후 융기하여 동체평원(etchplain)을 이룬 고위평탄면(1,060m)에 위치한다. 이 지역은 연평균기온 $5.3^{\circ}C$, 연평균강수량 2,888mm로 연중 다습하며, 1월 최저기온은 $-30^{\circ}C$ 이하까지 떨어지고 동결되는 땅의 깊이도 1.6m 이상에 이른다. 질뫼늪은 큰 늪과 작은 늪으로 이루어져 있다. 큰 늪은 길이 63m, 폭 42m이며, 단면에서 기저부는 매우 불규칙하다. 질뫼늪은 서릿발에 기인하는 현상습지(績狀濕地, string bog)이다. 현상습지는 지표면이 파상(波狀)이며, 계단상의 지형과 이를 가르는 고랑들이 경사방향을 횡단하여 발달한다. 이는 냉대침엽수림 지역의 영구동토 또는 계절적인 영구동토(최소한 겨울철 동결심도가 매우 깊은 곳)와 관련된 것으로 보여진다. 현상습지는 영구동토가 쇠퇴할 때 얼음이 국지적으로 차별융해되어 불규칙한 지표를 형성하는 일종의 열카르스트이다. 질뫼늪 주변의 산지 말단부에 나타난 소규모 편곡형 와지에는 머리벽 부분에 폭 $30{\sim}40cm$의 소규모 초본단구지형이 형성되어 있다. 이 초본단구지형은 주빙하 기후에서 초본 매트 아래의 토양층 수분이 서릿발로 성장함에 따라 형성된 것이다. 그리고 와지에서 곡지로 이어지는 통로와 질뫼늪의 상류부의 수분이 풍부한 곳에는 직경 $30{\sim}50cm$의 초본구조토가 발달한다. 이는 '분급되지 않은 구조토'인 유상구조토이다. 이상에서 볼 때, 질뫼늪은 동토층이 차별융해되면서 지표기복이 불규칙하게 된 열카르스트에 속하는 현상습지이다. 질뫼늪은 강수에서 수분을 공급받는 고층습원이며, 주변 지역은 오늘날에도 초본단구지형과 초본구조토의 형성이 활발한 주빙하 기후환경에 속한다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 한국신재생에너지학회 2005년도 춘계학술대회
• /
• pp.609-614
• /
• 2005

Gas hydrates are ice-l ike sol id compounds that are composed of water and natural gas. All common gas hydrates belong to the three crystal structures that are composed of five polyhedral cavities formed by hydrogen bonded water molecules and stable in specific high pressure and low temperature conditions. Gas hydrates contain large amounts of organic carbon and widely occur in deep oceans and permafrost regions, and they may therefore represent a potential energy resource in the future. United States and Japan perform the national R&D programs for the commercial production of gas hydrates in 2010's. The study on gas hydrates are also important for exploration and development of natural gas in the regions where gas hydrates are accumulated and could be formed. Although their global abundance is debated, they play an important role in global climate change since methane is a 50 times more effect ive greenhouse gas than carbon dioxide. Natural gas hydrates also form a possible natural hazard if rapidly dissociated and can cause slides and slumps and in the marine environment associated tsunamis.