• 한국지리정보학회지
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• 제22권1호
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• pp.129-139
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• 2019

지구관측 위성영상을 활용한 도시지역 매핑 작업은 도시지역의 팽창 및 도시발전의 관측을 위해 매우 중요하다. 본 연구에서는 대구광역시를 촬영한 Landsat-8 위성영상의 분광밴드를 이용하여 제작한 두 원격탐사 지수 영상(정규 건축물 지수(NDBI) 영상 및 도시 지수 (UI) 영상) 으로부터 도시지역을 탐지하기 위한 임계점 평가에 관한 연구를 다음과 같이 진행하였다. 우선, Landsat-8 영상의 분광밴드를 이용하여 NDBI 영상과 UI 영상을 각각 제작한다. 그리고 다양한 임계점(-0.4, -0.2 및 0)을 NDBI 및 UI 영상에 적용하여 도시지역을 탐지하고, 탐지된 도시지역의 정확도를 산출한다. 본 연구를 통해 진행한 실험결과를 분석한 결과, NDBI 영상에서는 임계점으로 -0.2를 적용시켰을 때 탐지된 도시지역의 정확도(88%)가 가장 높았고, UI 영상에서는 임계점으로 -0.4를 적용시켰을 때 탐지된 도시지역의 정확도(88%)가 가장 높았다. 또한, 일부 지역에서는 나지가 도시지역으로 오분류 되었으며, 고층 아파트 지역이 비도시 지역으로 오분류 되었다. 추후 연구에서는 위성영상에서 오분류를 줄이고 다양한 도시지역 객체를 추출할 수 있는 개선된 방법을 제안하도록 한다. 또한 다중시기 위성영상에서 탐지된 도시지역을 이용하여 도시 팽창 패턴을 분석하는 추후 연구도 수행할 계획이다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제22권2호
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• pp.15-23
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• 2021

오염총량 개념을 반영한 매립장 사후관리종료제도 개선방안을 수도권매립지 제1매립장을 대상으로 적용하여 분석하였다. 매립가스 모델을 통해 분석한 메탄 잔여비율은 총 발생 가능량인 2,521×106 Nm3에 대하여 2020년 8.8%, 2030년 7.0%, 2040년 6.5%이었다. 2020년 이후의 표면발산 메탄량에 2005~2019년의 평균 산화율 89.1%를 적용할 경우, 실제 배출기준 메탄 잔여율은 2020년 1.01%, 2030년 0.76%, 2040년 0.70%로서 2025년 이후 메탄이 전량 표면 발산되어도 2019년 기준 표면 발산량보다 적어 사후관리 종료가 가능하였다. 침출수 수질에 대한 추이분석 결과, BOD는 2024년, COD 2047년, T-N은 2117년경에 배출허용기준을 만족할 수 있을 것으로 추정되었다. 사후관리종료를 배출부하량을 기준으로 변경할 경우 BOD는 현 시점에서 그리고 COD도 수년 내 사후관리종료가 가능하나, T-N의 경우 2041년 이후에나 가능하여 근본적인 관리방식의 전환이 필요한 것으로 분석되었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제23권2호
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• pp.25-36
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• 2022

본 연구에서는 감압정의 침투수 처리 효과를 정량적으로 분석하여 소규모 필댐과 하천제방에서 제체를 통과하는 침투수의 처리 효과를 확인하였다. 이를 위해 댐과 제방에서의 제체와 기초지반의 투수 특성에 따른 침투해석을 수행하여 침투수의 거동특성을 파악하여 댐 제체 선단에 작용하는 양압력을 분석하였다. 또한 감압정의 설치 조건을 변수로 분석하여 댐 또는 제방의 제체 선단에 작용하는 양압력의 감소 효과를 분석함으로써 침투수 처리 효과를 분석하였다. 감압정은 파이핑 현상 또는 양압력을 유발하는 제체의 선단 하부 기초지반에서의 작용 간극수압을 감소시키는 효과가 있는 것으로 평가되었으며, 제체의 높이 및 비탈면 기울기와 같은 기하학적 조건에 크게 영향을 받지 않고 간극수압을 관리할 수 있는 것으로 확인되었다. 투수성이 상대적으로 큰 조립토 지반에 비해 세립토 지반에서 감압정의 간극수압 저감 효과는 상대적으로 저하되지만 감압정이 설치되지 않은 조건에 비해서 간극수압 저감 효과를 기대할 수 있는 것으로 확인되었다. 감압정의 직경, 설치 깊이에 따라서 감압정의 저감 효과는 상대적으로 차이가 발생하지만 감압정의 설치 깊이가 침투수 관리에 가장 효과적인 것으로 확인되었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제23권1호
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• pp.39-49
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• 2022

확장형 강관말뚝은 강관말뚝 내부에 확관장비를 삽입하여 강관을 확관하여 강관의 단면적을 증가시키는 공법으로 기존에 사용되는 마이크로파일과 비교하여 말뚝의 성능을 향상시킬 수 있는 공법이다. 본 연구에서는 실제 현장에서 강관의 확관이 가능한 확관장비를 개발하였다. 일련의 실내시험 및 현장시험을 통해 개발된 확관 장비의 강관 확장 성능을 확인하였다. 확관장치의 강관확관능력과 확관이 가능한 범위를 평가하기 위해 강관 확관장치의 최대압력에 대한 변형량과 확관시간을 측정한 결과, 강관두께가 얇을수록 변형량이 크게 발생하였으며 확관시간은 증가하였다. 두께 4.0mm 강관의 경우 두께 2.9mm 강관과 비교하여 변형량은 약 30% 적게 발생하였으나, 확관시간이 줄어드는 효과(약 40% 감소)를 얻을 수 있었다. 그리고 실제 지중에서 강관의 확관이 가능한지 확인하기 위해 현장 확관시험을 수행하였으며 지중에서 확관 후 확관 상태를 확인한 결과, 본 연구에서 개발한 강관 확관장치는 지중응력 조건에서도 강관 확관 성능을 발휘할 수 있음을 확인하였다. 마지막으로 확관하기 전 원상태의 강관과 확관 후 강관의 재료성능을 비교하여 확관형 강관말뚝의 역학적 안정성을 검증하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제23권8호
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• pp.29-36
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• 2022

최근 지하공간에 대한 개발이 활발히 진행됨에 따라 지중 시설물의 정보에 대한 중요도가 증가하고 있다. 굴착작업을 수행하기 전에 지중 시설물의 위치를 정확히 파악해야 한다. 지표투과레이더(GPR)와 같은 지구물리적 탐사 방법은 지중 시설물을 조사하는데 유용하게 사용된다. GPR은 지반에 전자기파를 송출하며 지반과 다른 매질에 의해 반사되는 신호를 분석하여 지중시설물의 위치와 깊이 등을 파악한다. 그러나 GPR 데이터의 판독은 숙련된 전문가의 주관적 판단에 의존하기 때문에 이를 딥러닝을 통해 자동화하려는 많은 연구가 진행되고 있다. 딥러닝은 학습 데이터가 많을수록 정확한 모델을 만들 수 있으며, 이러한 학습데이터 축적에 있어 수치해석이 좋은 대안이 될 수 있다. 수치해석의 경우 지반의 불균질성을 모사하여 다양한 조건에서의 GPR 탐사 데이터를 생성할 수 있으며, 이를 이용하여 학습모델의 성능을 향상시킬 수 있을 것으로 생각된다. 지반은 불균질하며, GPR 신호는 지반의 다양한 변수로 인해 영향을 받는다. 그러나 이러한 불균질 지반에 대한 연구가 필요한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 프랙탈 차원수와 지반의 함수비 범위에 따른 GPR탐사 신호특성을 분석하고 불균질한 지반을 모사하기 위한 입력파라미터에 대한 연구를 수행하였다. 프랙탈 차원수가 2.0을 넘어가면 적합곡선에 대한 오차가 크게 감소하는 것으로나타났다. 그리고 분석의 타당성을 확보하기 위해 함수율의 범위가 0.14 미만이어야 한다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제24권2호
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• pp.5-12
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• 2023

본 연구에서는 DCM 실내 시험시공을 통해 실제 현장에서의 부상토 발생량과 부상토의 융기 특성을 정량적으로 분석하였다. 즉, DCM 공법 일련의 시공과정을 실제 현장과 근사하게 대형토조에서 재현함으로써 부상토의 발생량을 예측하고 부상토의 융기고, 확산범위, 확산각, 융기량 등의 융기 특성을 평가하였다. 실내 시험시공 결과, DCM 개량구간 내에서 상사율로 환산한 실제 융기고는 0~8.18m로 평균 3.50m로 관측되었고, 상사율로 환산한 부상토의 실제 확산범위는 개량구간 좌/우측 바깥쪽으로 28.0~38.0m 까지 분포하였다. 실내 시험시공한 결과를 SUFFER 프로그램으로 계산한 부상토의 총융기량은 19,901m³로, 주입한 물시멘트량 16,992m³와 비교하면 주입량 대비 융기량은 85.4%로 분석되었다. 또한, DCM 실내 시험시공 결과, DCM 부상토의 확산각은 개량심도 50.0m에 대하여 30.0~38.0°로 측정되어 평균 34.0°로 평가되었다. 한편, 본 연구에서 수행한 DCM 실내 시험시공과 프로그램을 이용한 분석 결과를 토대로 DCM 타설 심도 40.0m와 60.0m에서의 부상토 융기량을 예측하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제24권2호
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• pp.31-40
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• 2023

본 연구는 고밀도 지진 관측망 구축 시 지표 가속도 측정 및 조기경보 활용을 위한 효율적 관측소 설치 방법을 수립하기 위하여 테스트베드에 지표, 1m, 2m, 9m 깊이의 임시관측소를 설치하여 상시 잡음, 인공 가진 신호 및 지진 계측 자료의 깊이별 변화를 분석하였다. 연구대상지의 상시 잡음 분석 결과 1s 이하의 단주기 영역은 주변의 인위적 잡음이 우세하였으며, 1s 이상 장주기 영역은 풍속의 변동과 큰 상관성을 보였다. 2차원 지진계 배열을 통한 상시 잡음 진동수-파수(FK) 분석 결과 단주기 상시 잡음은 표면파 보다는 주로 체적파의 형태로 유입되는 것으로 추정된다. 잡음 수준 분석 결과 9m 이하에서는 낮은 수준의 상시 잡음이 관측되었으나, 지표, 1m, 2m 지진계에서는 토사층의 동적 거동에 의해 T < 0.1s에서 잡음의 증폭이 발생하는 것을 확인하였다. 인공 가진실험 및 괴산지진 계측 자료 분석 결과 전반적으로 깊이가 깊어질수록 신호의 크기가 감소함을 확인하였으며, 스펙트럼비 및 응답스펙트럼 분석 결과 지표와 1m에서 3m 깊이 토사층의 고유진동수에 해당하는 20Hz(T=0.05s) 대역의 지반운동이 크게 증폭되는 것으로 나타났다. 본 연구 결과 상시미동과 가진실험을 통해 대상구간의 관측환경을 조사하여 지진계 설치 방법 및 깊이 선정시 활용할 수 있는 것으로 나타났으며, 향후 다수의 지역에서 다양한 환경을 고려한 연구가 진행된다면 관측소 설치 깊이, 설치방법, 환경 조사방법에 대한 가이드라인을 제시하는데 큰 도움이 될 것으로 기대된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제24권1호
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• pp.5-14
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• 2023

본 연구에서는 설계 대상인 현장타설말뚝기초에 대하여 상사율을 고려한 하중전이 대형토조 모형시험과 3차원 수치해석을 수행함으로써 현장타설말뚝 선단부와 주면부의 하중전이 특성을 분석하고 하중분담율을 산정하였다. 대형토조 모형시험 및 3차원 수치해석 결과에서 나타난 현장타설말뚝의 선형적 거동으로부터, 본 연구의 설계 조건에 대한 주면하중전이곡선은 Baquelin 등의 제안식, 선단하중전이곡선은 Baquelin 등의 제안식, 수평하중전이곡선은 Reese 등의 제안식이 적정한 것으로 확인되었다. 암반근입부에서 축하중은 시험값이 수치해석값보다 약간 크게 측정되었지만 암반 근입부에서 하중분담율은 연직하중이 증가함에 따라 평균적으로 약 27.8%의 분담율을 나타내었다. 연직재하 시에 말뚝두부의 침하량은 해석값이 시험값보다 약간 작게 평가되었으며, 모형시험 및 해석 최대 연직하중에서 말뚝두부의 최대 침하량은 시험치 10.6mm, 해석치 10.0mm 이고, 말뚝선단에서 최대 침하량은 시험치 2.0mm, 해석치 1.9mm로 나타났다. 수평재하 시에 기둥 두부(지표)와 말뚝 두부에서 수평변위는 시험값과 해석값이 비교적 잘 일치하는 것으로 나타났고, 모형토조시험 결과 최대 수평변위 38.0mm에서 측정된 수평하중은 24,713kN, 수치해석에서의 수평하중은 26,073kN으로 평가되었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제27권6호
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• pp.130-137
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• 2023

본 연구는 XRF 장비를 활용하여 고온조건에 노출된 시멘트 페이스트의 화학적 특성변화에 대한 연구를 진행하였다. 고온조건은 전기가열로를 이용하여 상온에서 1000도까지 총 11개의 목표온도를 계획하여 진행하였고, Geo-quant basic 표준 라이브러리를 이용하여 Ca, Si, Al, Fe, S, Mg, Ti, Sr, P, Mn, Zn, K 등 12종의 원소를 분석 대상으로 하였다. 실험 결과 피해온도가 증가할수록 시멘트페이스트를 구성하고 있는 각 원소의 비율이 증가하는 것으로 나타났다. 극히 일부의 미량 원소를 제외하고, 대부분의 원소 구성비율은 피해온도와 높은 상관성을 나타냈는데, R-squared 값 0.98 이상을 나타내었다. 본 연구에서는 100% 정규화 기능을 사용하지 않고 XRF 장비를 이용하여 일반환경과 고온 환경에 노출된 시멘트페이스트를 비교 분석하였는데, 결과의 차이가 발생한 이유에 대해서 일반 시멘트 원재료와 시멘트페이스트를 비교하였을 때 차이가 발생한 이유와 동일한 측면에서 설명하였다. 또한, 이를 통해 XRF 장비를 활용하여 시멘트페이스트를 분석할 때 잠재적으로 가장 중요한 영향인자에 대해 논의하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제25권3호
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• pp.5-11
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• 2024

이산화탄소 포집 및 지중 저장을 위해 유망한 지질학적 구조로는 대수층, 폐유전 및 가스전 등이 존재한다. 이 중 대수층은 다른 지질학적 구조에 비해 많은 양의 이산화탄소 저장이 가능한 것으로 판단됨에 따라 그 관심이 증가하고 있으며, 대수층의 특성을 반영하여 이산화탄소 저장 효율 향상을 위한 기술 개발이 필요한 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 음이온성 계면활성제를 활용하여 공극수가 존재하는 마이크로모델 내 계면활성제 선 주입 후 초임계 이산화탄소 후속 주입에 따른 이산화탄소 저장 효율 평가를 수행하였다. 그 결과 선 주입되는 계면활성제 수용액의 농도가 증가함에 따라 이산화탄소 저장 효율이 개선되며, 농도가 낮을수록 이산화탄소 저장 효율 개선을 위한 더 많은 계면활성제의 주입이 필요한 것으로 나타난다. 또한 동일한 계면활성제 농도 조건에서 선행 연구의 계면활성제-초임계 이산화탄소 치환보다 계면활성제 선 주입 방식에서 이산화탄소 저장 효율은 약 30% 낮은 값을 나타내며, 본 연구의 최대 농도 조건에서 선행 연구와 유사한 이산화탄소 저장 효율을 나타낸다. 이러한 결과는 향후 대수층 내 이산화탄소 저장 효율 향상을 위한 계면활성제 적용 시 농도 결정에 활용될 것으로 기대된다.