• 지구물리와물리탐사
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• 제22권3호
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• pp.132-148
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• 2019

최근 안전 및 환경 등이 사회의 주요 이슈가 되고 있다. 특히 공사 현장 주변의 지반 침하 등에 따른 피해를 막기 위해 지하안전특별법까지 제정되는 등 안전에 대해서는 구체적인 노력이 진행되어 왔다. 환경 오염문제와 관련해서도 대상 지역의 지중유체 이동경로 파악 등을 통해 가능한 환경 오염 영역을 특성화 하고 지중에서 오염의 처리 및 모니터링에 대한 연구가 진행되고 있다. 이러한 연구의 일환으로, 기존에는 주로 자원 탐사, 지질 특성 파악, 지반 탐사 등에 이용되었던 물리탐사 기법이 환경 오염 영역 파악에 적용되고 있다. 이 논문에서는 환경 오염 지역 특성화를 위한 물리탐사 연구의 기초 연구로서, 유류, 침출수, 중금속 및 질소산화물 등 여러 오염원의 특성에 따른 오염지역의 전기적 물성 변화 특성을 알아보았다. 또한 이러한 물성 변화를 파악할 수 있는 물리탐사 기법들 즉, 전기비저항 탐사, 유도분극 탐사, 지표투과레이더 탐사 등의 오염 탐사 적용 가능성에 대해 검토한 후, 다양한 오염지역에서의 실제 수행된 물리탐사 사례들을 분석하였다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제19권4호
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• pp.41-50
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• 2020

콘크리트 구조물의 균열은 장기간 지속 시 철근의 부식을 촉진시키므로 구조적 사용성을 보장하고 열화를 방지하기 위해 정기적인 현장 점검이 필수적이다. 대부분의 시설물 안전점검은 육안 검사에 의존하고 있어 비용과 시간 소모가 심하고 점검자에 따라 결과의 신뢰도 차이가 발생한다. 본 연구에서는 카메라로 촬영된 균열의 이미지 분석을 통해 콘크리트 균열의 폭과 길이를 측정하는 장치로서 안전진단 및 유지관리에 사용할 수 있는 휴대용 측정 장치를 개발하였다. 이 장치는 측정자가 육안으로 발견한 균열을 가까운 거리 (3m) 이내에서 촬영하고 레이저 거리측정으로 단위 픽셀크기를 정확히 산정하여, 본 연구에서 개발한 이미지 처리 알고리즘으로 균열 길이와 폭을 자동으로 산정할 수 있다. 측정결과 실험에 적용한 균열 이미지를 이용하여 3m 거리 이내에서 0.3mm 균열의 길이 측정은 약 10% 오차 범위에서 측정 가능하였다. 균열 폭의 경우 이진화 과정에서 진동 및 Blurring에 의한 주변픽셀을 검출해 과대평가되는 경향을 나타내었으나, 균열 폭 감소함수를 적용하여 효과적으로 보정할 수 있었다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제21권2호
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• pp.57-65
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• 2022

본 연구에서는 폭약과 발파공 사이의 충전매질을 통한 충격파 전파 효과를 수치적으로 시뮬레이션하고 검증하였다. 고체(Lagrangian)와 유체(Eulerian)를 혼합 모델링하기 위해 Arbitrary Lagrangian-Eulerian(ALE) 방법을 선택하였다. 시간의존적 해석은 발파공정 시간 동안 수행되었다. 폭약과 매질(공기 또는 물)을 유한 요소망으로 모델링하였고, 발파공은 시작점(폭약)에서 발파공벽에 도달하는 전파 속도와 충격력을 결정할 수 있는 강체로 가정하였다. 해석결과에 따르면 물의 전파속도와 충격력은 공기의 경우보다 컸다. 추가로 발파 작업의 실제 현장을 모델링하고 시뮬레이션하였다. 암석은 탄소성체로 가정하였다. 해석결과에 따르면 충전매질이 물인 경우 순간 충격력이 더 크고, 파쇄블록 크기는 더 작은 것으로 나타났다. 반면 발파공배면에서의 충격량은 물인 경우에 더 작았는데, 이는 파쇄에 충격에너지가 상당부분 사용되고, 파쇄로 인한 감쇠 효과에 의해 주변의 고체를 통한 압력 전파는 공기보다 작아지기 때문이다. 이로써 충전매질로서 물이 공기보다 경제성이 더 높다는 것이 입증되었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제24권4호
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• pp.5-11
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• 2023

수역 인근에서 산사태로 인해 발생되는 충격파는 인명과 주변 기반시설에 치명적인 피해로 이어질 수 있다. 이러한 충격파는 일반적으로 산사태 충격파라고 하며, 특정지역에 국한되지 않고 발생한다. 최근에는 이상기후의 영향으로 국지성 집중호우가 빈번하게 발생하면서 국내에서 발생하는 산사태의 발생빈도와 발생규모 모두 증가하고 있다. 이에 본 연구에서는 산사태 모형의 질량비 변화에 따른 실험을 수행하였으며, 생성되는 충격파의 특성 중 파의 진폭을 중점으로 관측 및 분석하였다. 본 연구에서는 5가지의 산사태 모형의 질량비, 3가지의 수로경사로 15가지의 케이스에 대하여 5회 반복실험하여 총 75회의 실험을 수행하였다. 산사태 모형의 질량비를 달리하며 실험을 해본 결과, 만약 초기 에너지가 동일한 산사태의 경우 순수한 입상, 순수한 블록 형태의 산사태에 의해서 생성되는 충격파의 크기보다 입상형태와 블록형태가 섞여 함께 거동하며 생성하는 충격파의 크기가 더 클 수 있다고 분석된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권12호
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• pp.25-32
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• 2007

본 연구에서는 화학적 침식을 받는 환경에 놓인 터널 콘크리트 라이닝 구조물의 성능저하 원인을 분석하기 위하여 준공 후 70년 된 터널 구조물을 대상으로 외관조사, 비파괴검사, 코어시편의 압축강도, 탄산화, 투수성 평가 및 기기분석을 실시하였다. 그 결과 대상 터널 구조물은 수차례에 걸쳐 보수 및 보강공사의 흔적이 존재하였으며 내부 콘크리트 라이닝의 심한 균열, 누수 및 탈락현상 등으로 성능저하가 크게 발생한 상태였다. 콘크리트 라이닝의 비파괴 압축강도추정과 코어시편에 의한 압축강도는 위치마다 차이는 있었으나 각각 $17.5{\sim}34.7MPa$ 및 $12.8{\sim}40.3MPa$로 나타났으며, 반발경도법의 경우 콘크리트 표면이 누수 및 반응생성물의 영향으로 반발경도가 작게 나타나는 경우가 있었다. 콘크리트 라이닝 코어시편을 이용하여 전위차에 의한 촉진 염소이온 확산실험법으로 투수성 시험결과 일부 코어 시편을 제외한 대부분 낮은(Low) 영역으로 우수한 결과를 나타내었다. 또한 터널 콘크리트 라이닝 코어시편을 대상으로 미세구조를 분석한 결과 터널 콘크리트 라이닝 주변 지하공간으로부터 유입된 황산염이온의 영향으로 반응물질이 생성되어 성능이 저하되었으며, ettringite와 thaumasite 등의 생성에 의한 결정압에 의하여 균열 및 박리현상이 발생한 것으로 판단된다. 따라서 고내구성 콘크리트 라이닝의 제조를 위한 재료적 대책수립 및 관련지침안의 제정이 필요할 것으로 생각된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제22권11호
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• pp.55-64
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• 2006

터널과 같은 지하 공동 굴착을 위한 발파로 주변에 손상이 발생하였을 경우, 암반의 역학적 및 수리적 불안정성을 유발하기 때문에 암반의 최종손상영역의 예측은 매우 중요하다 그러나 복잡한 발파거동으로 인해 손상영역을 적절히 예측하는 데에는 상당한 어려움이 따르고 있다. 이러한 어려움을 효과적으로 해결하기 위해 발파하중을 응력파와 가스압으로 분리한 많은 연구가 진행되었다. 응력파는 발파공 주위에 분쇄환(crushing annulus)과 파쇄균열대(fracture zone)를 형성시키며, 상당시간 지속되는 준정적인 가스는 파쇄균열대의 닫힌 균열내부에 침투하여 균열을 다시 진행시키는 역할을 하게 된다. 즉, 가스압은 최종적으로 암반에 손상을 가하는데 기여를 한다. 따라서 본 논문은 이러한 가스압에 의해 생성되는 균열의 최종 진행 길이를 예측함으로써 발파로 인한 최종 손상영역을 간단하게 예측할 수 있는 방법을 제시하고자 한다. 이를 위해 균질한 무한 탄성평면에서 발파공 주위에 대칭으로 형성되는 방사균열을 모델로 사용하였다. 이 모델에서 균열이 진행할 수 있는 조건과 가스의 질량이 일정하다는 두 가지 조건을 사용하였다. 그 결과 응력확대계수는 균열이 진행할수록 감소하여 최종균열의 길이를 산정하였으며, 또한 발파공에 작용하는 압력도 감소하는 것을 확인하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제26권3호
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• pp.255-280
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• 2024

쉴드TBM 터널에서 단면 부족이나 큰 변형이 세그먼트 라이닝의 안정성에 우려될 경우 터널 외부에 지반 그라우팅으로 보강하거나 터널 내부에 강판 보강, 링 빔 보강, Inner double layer lining으로 보강하는 경우가 있다. 또한, 기존의 쉴드 TBM 터널의 해석은 세그먼트라이닝의 분절 특성을 고려하지 않는 연속체의 강성일체법으로 해석되어왔다. 본 연구는 내부 강재 라이닝으로 보강한 double layer 보강 단면에 대해 보강 메커니즘을 연구하였다. 본 연구는 세그먼트 라이닝에 대한 모델링을 개선하여 세그먼트 라이닝의 분절 특성을 고려한 분절체 모델링(BJM)을 적용하였고 이를 통해 세그먼트 라이닝의 변형 특성을 반영한 double layer 보강 단면을 해석하였다. 연구 결과 기존 콘크리트 세그먼트 라이닝은 하중을 일정부분 분담하는 역할이 아닌 터널 주변 지반을 보강한 것과 같은 역할을 하였다. 일반적으로, 세그먼트 라이닝의 분절을 고려한 BJM 모델과 분절을 고려하지 않는 강성일체법 모두 하중을 받은 라이닝의 변형 형상과 응력 분포가 유사하게 나타났다. 그러나 하중의 강도가 임계치를 넘는 경우 변형의 양상에 차이가 있으며 변형 특성을 보다 면밀히 검토할 수 있는 것으로 나타났다.

• 해양환경안전학회지
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• 제16권2호
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• pp.175-183
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• 2010

갯벌 패류양식장의 구조물 설치 및 지형적 공간배치에 따른 저서생물 현황을 파악하기 위해 고흥 남성리 양식장의 실제적인 사례를 조사하였다. 그 결과를 요약하면 다음과 같다. (1) 남성리 갯벌양식장의 지반 경사는 약 $1^{\circ}$ 미만으로 매우 평탄하며, 육지로부터 약 150 m까지는 $\sqcup$형, 그 후는 $\sqcap$형 지반형태를 가진다. $\sqcup$형 지반은 간출시 해수를 가두고 $\sqcap$형 지반은 외해 유출을 가로막을 뿐만 아니라 내부인자로서 해수 유출 시간을 지연시키는 작용/영향을 하게 될 것으로 생각된다. (2) 양식장 구분 시설물로 설치된 굴 패각 망태 또는 사석의 축제 형식은 총 5가지로 구분할 수 있으며, 양식장 대기 노출 시간과 침수시간은 각각 181분과 434분이었다. (3) 수치실험결과로서 대상해역의 내습 심해파랑은 최대파고 약 0.5m로서 매우 정온한 해역특성을 가지며, 탁월 입사파향은 나로대교 하단부는 S방향, 갯벌양식장 인근은 SE, SSW, S방향으로 조사되었다. (4) 고흥 남성리 주변 해역의 입도분석결과, 퇴적물은 Gravel 0.0~5.81(평균 1.70)%, 모래 14.15~18.39(평균 13.23)%, 실트 27.59~47.15(평균 30.84)%, 점토 35.79~55.73(평균 36.19)%로 구성되어 있으며, Folk 분류법에 의해 (g)M, sM(Sandy mud), gM(Gravelly mud)로 분류되었다. (5) 2010년 1월 남성리 패류 양식장 저서생물 현황조사에서는 총 11종이 1%이상의 우점종으로 출현하였으며 이 중 연체동물이 1종, 다모류가 8종, 갑각류가 2종이었다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제11권2호
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• pp.29-36
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• 1995

본 연구에서는 여러 가지의 타설경사각을 갖는 모형 그물식 뿌리말뚝을 제작하여 모형토조에 설치하고 레이닝(raining)방법으로 지반을 조성한 다음 재하시험을 하여 그물식 뿌리말뚝의 타설경사각과 극한지지력 사이의 관계를 비교분석 하였다. 모형말뚝은 0$^{\circ}$, $10^{\circ}$, 15$^{\circ}$, 20$^{\circ}$의 타설경 사각을 갖는 직경 5m의 강봉에 모래를 입힌 것으로 직경이 6.5mm, 길이가 300mm가 되도록 하였다. 그리고, 모형 원형 얕은기초를 제작하여 재하시험을 수행한 다음 극한지지력을 구해 부리말뚝의 극한지지력과 비교하였다. 실험결과 타설경사각이 15$^{\circ}$일때 극한지지력이 최대가 되었다. 타설경사각이 15$^{\circ}$인 뿌리말뚝의 극한지지력은 원형 얕은기초의 극한지지력과 비교하면 2.2배이고, 연직으로 타설된 뿌리말뚝의 경우와 비교하면 22%의 극한지지력 증가효과가 있었다. 반면에 타설경사각이 20$^{\circ}$인 경우의 극한지지력은 연직 뿌리말뚝의 극한지지력보다 5% 감소된 값을 가짐을 알 수 있었다. 하중-침하 량곡선은 타설경사각이 없는 경우에 전반전단파괴 형태를 나타내며, 타설경사각이 $10^{\circ}$인 경우, 하중은 극한지지력에 도달한 후 일정한 값을 유지하는 양상을 보인다. 타설경사각이 15$^{\circ}$, 20$^{\circ}$로 증가하면서 하중은 극한지지력에 도달한 후에도 계속 증가하는 경향이 있다. 따라서, 타설경사각이 있는 경우의 뿌리말뚝은, 극한지지력을 초과하여 하중을 받더라도 급격한 파괴에 이르지 않고 점차로 변위가 증가하는 연성 (ductile)거동을 보일 것으로 예상된다.라이스토세와 홀로세까지 큰 변화없이 식물상과 식생이 지속적으로 명맥이 유지되고 번성하였다, 이는 한 반도가 여러 차례가 기후 변화에 따라 식생대의 이동은 있었으나 식물상의 멸종을 가져올 정도의 환경적 격변을 겪지 않고 비교적 안정적인 환경이 장기간 지속되었음을 의미한다. 아울러 기후가 변화할 때마다 식물들리 서식, 생존할수 있는 다양한 피난처가 한반도의 도 처에 산재되어 있었음을 뜻한다,.sening trend)을 나타낸다. 이러한 퇴적상 변화는 저조선에 서 만조선으로의 조간대 지형과 주조수로의 지형.수력학적 특성이 다음과 같기 때문이다. a) a general decrease in width b) a general decrease in depth c) a general decrease in maximum and average current velocities d) a general increase in contents of suspended mud e) a general decrease in grain size of the bottom sand and an increasing abundance of muddy deposits. 우리나라 서해안 조간대 퇴적층(체)의 수직 층서(vertical stratigraphy)는 지난 3여년동안의 수십개의 vibracoring(주상시추)에 의하여 매우 흥미롭고 중요하게 밝혀지고 있는바 이것은 현세(Holocene)와 선현세(preHolocene: 11000 years BP)의 오랜시간 경과에 따른 조수환경 변화의 수직퇴적 과정과 기후 해수면 변화의 현상에 원인이 있다고 해석된다.(박용안 외, 1992-1995)결과적으로 서해안 조수퇴적체(층)의 분지주변(basim margin)진화과정이 밝혀지 고 있다.confusely in the middle of 19th century.rds of foreign origin

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제14권3호
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• pp.231-246
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• 2012

최근 터널 건설은 종종 연약대층을 인접하여 계획하게 된다. 이러한 경우 터널 굴착은 안정화되어 있던 지반을 이완시키고 따라서 터널의 안정성에 문제를 일으킬 수 있다. 안정성에 문제를 일으킬 수 있는 주요 영향인자들을 보면 연약대층이 지표면과 이루는 각도, 연약대층과 터널의 이격거리 등을 들 수 있다. 본 연구에서는 연약대층을 인접하여 건설되는 터널의 굴착과정에서 발생하는 변위량과 균열발생 양상을 조사함으로써, 연약대층이 지표면과 이루는 각도 및 연약대층과 터널의 이격거리가 터널의 역학적 거동에 미치는 영향을 조사하였다. 연약대층이 지표면과 이루는 각도 및 연약대층과 터널의 이격거리를 변화시켜 가면서 균질한 재료를 가지고 실내 축소 모형실험을 수행하고 이를 분석하였다. 실험결과, 연약대층이 지표면과 이루는 각도가 수평에서 수직으로 변화함에 따라 터널 주변의 변위 발생량이 증가하였다. 연약대층과 터널의 이격거리가 증가함에 따라 터널 주변의 변위 발생량이 감소하였고, 특정 이격거리 이상에서 안정화되었다. 이러한 발견들은 기존의 연구결과들을 정량적으로 검증하고 확장하는 것이라 판단된다. 최종적으로 연약대층이 지표면과 이루는 각도 변화에 따른 연약대층과 터널의 적정 이격거리를 정의하였다. 이러한 기초적인 연구는 연약대층을 인접하여 신설되는 터널 설계에 보다 합리적인 제안을 할 수 있을 것으로 판단된다.