• 자원환경지질
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• 제53권3호
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• pp.287-296
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• 2020

광해방지사업은 광산 개발로 인해 국민건강 생활에 미치는 위해요인을 분석, 제거 및 예방을 통해 지속가능한 녹색생활권 보장 및 친환경적 광산개발을 도모를 목표로 수행되고 있다. 일제강점기 및 광산개발 활황기에 개발되어 전국에 산재된 광산은 아직도 복구되지 않은 상태로 방치되고 있으며, 이런 산재된 위험으로 부터 국민안전은 물러설수 없는 최우선의 가치가 되고 있다. 광해방지사업에서 국민안전과 밀접한 사업은 응급조치이며, 이중 가장 광범위하게 사용되고 있는 공법은 지반침하방지사업과 유사하게 충전공법이다. 위험한 광산 공동 및 터널이 산악에 위치한 경우, 기존 재료로 충전 공법이 불가능하거나, 불합리한 경우가 발생가능하며, 새로운 공법의 기술개발이 필요하다. 위험한 광산 채굴지가 인접한 등산로에서 국민의 소중한 인명피해가 발생하지 않도록 응급조치사업은 안전하고 효율적으로 시행되어야 한다. 이러한 현장여건에서 우레탄 폼 재료는 하나의 대안이 될수 있다. 본 연구는 우레탄 폼 재료의 해외 광업분야 적용사례를 살펴보고, 실규모 화재 실험을 통해 광해방지사업의 응급조치을 위한 우레탄폼 재료와 복토 심도에 적용성을 실험하였다. 실험결과를 통해 약 15cm의 복토(추천 20cm 이상)로 산림화재로부터 폼 재료의 기능유지에 적정하다는 결과를 얻었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제4권2호
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• pp.97-106
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• 2009

기포콘크리트로 축조된 구조물은 하중 경감에 따른 지반의 침하와 토압을 감소할 수 있게 되어 구조물 시공과 관련한 제반 문제와 경제적 부담 저감이 가능하게 된다. 따라서 본 연구에서는 기포콘크리트의 강도향상 목적으로 다공질의 바텀애시를 기포콘크리트에 도입함으로써 과거의 방음이나 단열의 비구조적 용도 이외에도 구조적 목적에 활용하고자 하였다. 또한 시멘트 대체재로써 고로슬래그 미분말과 플라이애시의 혼입이 바텀애시로 보강된 기포콘크리트 성상에 미치는 영향을 단위체적중량, 플로우값, 공기량(기포량), 흡수율, 소요 기포제량 등을 통해 평가하였다. 실험결과, 잔골재비의 증가 즉, 바텀애시의 사용량이 증가할수록 단위체적중량은 증가하는 반면 공기량이나 플로우는 감소되는 것을 확인할 수 있었다. 그러나 적절한 비율의 바텀애시 적용은 오히려 소포의 영향이 작아져 균일한 품질의 기포콘크리트 제조가 용이한 것으로 나타났다. 고로슬래그 미분말이나 플라이애시의 무기혼화재는 시멘트 대체 비율이 증가할수록 단위체적중량이 감소되는 경향을 보이고 있으며 어느 일정 비율까지 대체하였을 때에는 유동성이 향상되는데 반해 그 이상의 대체에서는 급격한 유동성 저하가 나타났다.

• 자원리싸이클링
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• 제26권2호
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• pp.80-88
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• 2017

전 세계적으로 매년 증가하는 발전회의 매립을 위한 부지는 현저히 부족한 실정이며, 이를 재활용 하는 방안에 관한 연구는 지금까지 활발히 진행 중이다. 또한, 휴 폐광산의 갱구, 폐석 더미, 지하공동에서 발생하는 다양한 광해는 심각한 인명피해 및 환경오염을 일으킨다. 따라서 본 연구에서는 국내 석탄, 금속, 석회석 광산에서 발생하는 AMD (Acid Mine Drainage), 지반침하 등의 광해방지에서 발전회의 활용 가능성에 대한 연구를 수행하였다. 발전회는 그 물리화학적인 특성에 따라 AMD 중화, 노천광산에서의 차폐재, 지하광산의 채움재 및 토양 개량제로써 활용할 수 있으며, 미국, 호주, 일본, 캐나다 등의 국외에서는 관련 지침을 마련하여 현장 적용사례가 충분히 확보된 상태이다. 하지만 국내의 경우 현장 적용을 위한 몇몇 연구들은 수행돼 왔지만, 현재 발전회를 사업장폐기물로 분류하고 있기 때문에 현장 적용사례가 미흡하며, 이와 관련된 연구도 부족한 실정이다. 따라서 국내에서도 국외의 관련 선행 적용사례들을 참고하여 광해방지사업에서 발전회의 활용을 위한 구체적인 기준 및 관리체계가 필요할 것이다.

• 지질공학
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• 제24권1호
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• pp.23-38
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• 2014

아랍에미리트연합(UAE)의 Ruwais지역 Sabkha층 탄산질 모래는 석영질 모래와는 구성성분이 다르며 낮은 외부하중에서 쉽게 입자파쇄가 발생한다. 이러한 지반은 상부하중으로 인한 입자파쇄를 유발하여 추가 침하가 발생하며 전단강도가 감소하게 된다. 이러한 문제에 대한 구체적인 연구를 위하여 표준압밀시험과 삼축압축시험을 수행하여 탄산질 입자의 파쇄에 대한 다양한 공학적 특성을 분석하고자 하였다. 그 결과 탄산질 모래는 선행입자파쇄 정도에 따라서 파괴시 전단 응력의 크기가 다르게 나타났다. 즉, 응력경로를 나타내는 p-q 다이어그램에서 p' > p인 경우가 발생하였으며, 이때 내부 공극이 외부로 노출되어 음(-)의 간극 수압이 발생되었다. 또한, 입자파쇄로 인하여 증가하던 q값이 감소하였다. 삼축압축시험결과 탄산질 모래의 선행입자파쇄 정도에 따라서 압축시 발생되는 간극수압의 형태가 다르게 나타나 Sabkha층 탄산질 모래의 입자파쇄시 나타나는 다양한 거동특성을 알 수 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권3호
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• pp.520-525
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• 2019

광산은 자원확보를 위한 중요한 기반시설이지만 운영과정에서 근로자의 안전문제가 발생할 수 있고, 지반침하와 같은 재해가 발생할 수 있다. 최근 광산 규모의 대형화와 기계화로 인해 채광공정이 과거에 비해 매우 복잡해져 체계적이고, 안전한 광산 운영을 위해 광산에 대한 정확한 공간정보 구축이 필요한 실정이다. 기존의 광산공간정보는 주로 토털스테이션을 이용해 구축되어 왔지만 이 방법은 목표물을 일일이 시준하고 측정해야 하기 때문에 많은 작업시간이 필요한 단점이 있다. 본 연구에서는 토털스테이션과 3D 레이저 스캐너로 광산에 대한 데이터를 취득하고, 형상 정합 방법을 이용하여 광산공간정보를 구축하고자 하였다. 토털스테이션의 기준점 측량성과를 적용한 일부 영역의 고정식 스캐너 데이터를 이용하여 이동식 스캐너로 취득된 넓은 지역에 대한 정확한 성과를 효과적으로 구축할 수 있었으며, 구축된 광산공간정보의 정확도 평가를 통해 평균 0.083m의 편차를 보임으로써 연구결과의 적용성을 제시하였다. 연구를 통해 구축된 포인트클라우드 형태의 성과물은 갱내 형상의 가시화, 거리, 면적, 경사도 등 정량적인 분석과 단면 형상에 대한 도면 생성의 자동화 등이 가능하여 광산관리의 효율성 향상에 기여할 것이다.

• 에너지공학
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• 제27권4호
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• pp.64-69
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• 2018

산업부산물인 화력발전소 석탄재와 제강슬래그의 활용방안을 확대하고, 폐광산의 지반침하를 방지하기 위해 저강도 고유동 채움재를 제조하였다. 중금속 용출 억제 등의 환경적 안정성을 확보하기 위해 화력발전소 바닥재(bottom ash)와 KR슬래그는 7:3으로 혼합하여 탄산화반응($CO_2$고정화)을 실시하였다. 효율적인 폐광산 충진을 위해 유동성에 따른 작업성 평가와 물성평가를 실시하였다. 유해성 분석결과 탄산화 반응을 실시할 경우 중금속 용출이 억제되는 것을 확인하였다. 비표면적 차이에 의해 각 배합별 물 비율을 확인하였다. flow 차이에 따른 작업 효율성을 평가한 결과 flow 300mm의 경우 flow 260mm 대비 효과적으로 충진이 가능한 것을 확인하였다. 압축강도 측정결과 flow 300mm 대비 flow 260mm의 경우 단위수량 감소로 인한 공극수가 적어 압축강도가 상대적으로 높은 것을 확인하였다.

• 터널과지하공간
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• 제28권6호
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• pp.635-650
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• 2018

최근 국내에 발생된 지진으로 인해 더 이상 한반도가 지진으로부터 안전지대가 아니라는 것이 많은 사람들에게 각인되었다. 경주와 포항에서 발생된 지진은 그 동안 국내에서 내진설계에 기준으로 고려한 지진의 특성과 상이하게 나타났고, 그에 따른 내진설계 방법에 대한 연구 또한 많은 연구자들에 의해 수행되어 지고 있다. 이러한 지진하중에 대한 고려는 주로 기존 상부 구조물에 초점이 맞춰져 있으며, 그에 따른 연구 또한 활발히 이루어지고 있는 실정이다. 하지만, 지반의 구조적 안정성을 확보하기 위해 시공된 네일, 록볼트, 그라운드 앵커 등과 같은 지중구조물에 대한 지진하중으로부터의 구조적 안정성에 대한 고려는 많이 이루어지지 않고 있는 실정이다. 본 연구에서는 풍화암에 정착된 그라운드 앵커에 대해 정하중이 작용할 때와 지진하중이 앵커에 미치는 영향을 분석하였다. 정하중에 의한 영향은 현장 인장시험 결과로, 지진하중 영향은 수치해석을 통해 파악하였다. 그 결과, 앵커에 긴장력 도입으로 인한 반력판의 침하가 발생하는 것으로 나타났으며, 그로 인한 앵커의 축력 감소가 발생하였다. 또한 지진하중에 의해 앵커 정착부의 변위가 증가하였으며, 정착부 길이가 길수록 장주기 지진에 의한 영향이 큰 것으로 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권4호
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• pp.606-612
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• 2019

도심지 도로하부에서 발생하는 지반침하 및 싱크홀의 주요 원인은 하수관로 기초 및 관로뒤채움재의 부적절한 다짐 등이다. 이로 인해 하수관거의 이음부 파손 및 접합 불량, 관의 파손 및 균열 등 많은 문제점이 발생하고 있다. 이를 해결하기 위해 하수관거 기초와 관련된 받침계수 및 굴착 깊이에 따른 안전율을 평가하였다. 강성관용 기초로는 쇄석기초, 버림 콘크리트 기초, 그리고 최근 새로 개발된 현장조립식 경량플라스틱 기초를 이용하였고, 뒤채움재는 현장발생토사(사질토 및 점성토), 현장발생토사를 재활용한 유동성뒤채움 등을 적용하였다. 굴착 깊이 및 하수관 기초별 안전율을 평가하기 위하여 하중 계수 및 받침계수 등을 고려한 설계하중을 평가하였다. 받침계수는 쇄석기초 0.377, 버림 콘크리트 기초($180^{\circ}$ 및 $120^{\circ}$) 0.243 및 0.220, 경량 플라스틱 기초와 유동성 뒤채움재는 0.231로 적용하였다. 전체적으로 쇄석기초 사용 시 안전율이 작게 나왔고, 받침각 $180^{\circ}$ 버림 콘크리트 기초 사용 시 안전율이 가장 크게 나타났다. 또한, 경량 플라스틱 기초와 유동성 뒤채움재의 조합을 이용할 경우 받침각 $120^{\circ}$ 버림 콘크리트 기초보다 안전율이 크게 나타났다. 이는 새로 개발된 재활용 경량 플라스틱 기초가 강성관의 또 다른 대안 기초로 활용이 가능함을 의미한다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제7권1호
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• pp.66-73
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• 2019

광산의 약 80%가 휴광 또는 폐광된 광산으로 대부분 적절한 환경처리시설 없이 방치되어 있다. 폐광산 주변 지역은 산성광산 배수와 침출수 유출 등의 문제가 발생되고 있으며, 이로 인한 지반 침하는 싱크홀 발생으로 안전사고를 유발시킬 수 있다. 본 연구에서는 기존 고로슬래그 미분말 기반 광산 차수재의 나노 실리카 및 실리카흄 대체율 변화에 따른 차수재의 기초 특성을 검토하기 위해 플로우, 압축강도, 흡수율, 기공특성, 수화특성을 실시하였다. 그 결과 나노실리카 및 실리카흄의 대체율이 증가할수록 나노실리카의 시험체는 실리카흄의 시험체보다 플로우, 압축강도가 증가하고 흡수율은 감소하였다. 기공특성의 경우 나노실리카 및 실리카흄 대체율이 증가할수록 기공량이 감소하는 것으로 나타났으며 특히 직경 10~1,000nm의 모세관 기공량이 감소하는 것으로 나타났다. 선 회절분석 및 SEM 측정은 Plain과 실리카흄 5% 대체 시험체와 비교할 경우 수화생성물의 피크 위치가 거의 동일하게 나타났다. 나노실리카 및 실리카흄의 사용은 광산 차수재의 수밀성 향상이 가능할 것으로 판단되며 경제성을 고려하여 적절히 사용한다면 광산 차수재의 재료로서 활용 가능할 것으로 판단된다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제17권3호
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• pp.454-464
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• 2021

연구목적: 기시공되어 현재 운행 중인 2-Arch 터널에 대하여 피난연결통로 신설의 필요성이 대두되고 있다. 이에 본 연구는 중앙벽체 굴착에 따른 터널 및 벽체 거동 분석과 안정성 분석에 목적을 두고 있다. 연구방법: 2-Arch 터널과 피난연결통로의 이론적 배경을 설명하고, 3차원의 유한요소 수치해석을 통하여 터널 및 벽체의 거동을 집중적으로 분석하였다. 다양한 지반 조건을 변수로 하여 암반 등급에 따른 매개변수 해석을 수행하였으며, 중앙벽체의 변위와 응력을 집중적으로 분석하였다. 연구결과: 중앙벽체 굴착 시 개구부 중앙에서 가장 큰 침하량을 보였으며, 응력은 첫 번째 굴착 시 가장 크게 발생하였다. 또한 개구부 양 상단에서 응력집중 현상이 발생함을 알 수 있었으며, 허용응력 개념을 고려한 안정성 검토 결과 허용응력을 초과하는 것으로 나타났다. 결론: 터널의 천단변위는 허용기준치 내로 안정성을 확보하였지만, 발생응력은 허용기준치를 초과하는 것으로 나타나 시공 시 적절한 보강공법을 적용하여 갑작스런 응력 해방에 대한 방지가 필요할 것으로 사료된다.