• 한국지반공학회논문집
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• 제29권7호
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• pp.75-89
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• 2013

본 연구에서는 산사태 해석을 위한 GIS기반의 지반수문학적인 강우침투-지하수 흐름 모델(YSGWF, YonSei GroundWater Flow)을 개발하였다. 이 모델은 흙의 불포화 특성을 반영하기 위하여 개선된 Green-Ampt 모델을 적용하였으며, 지하수의 흐름을 계산하기 위하여 Darcy의 법칙과 GIS의 래스트 모델을 사용하였다. GIS 수치표고모델을 그리드 형태의 래스트 모델(Raster Model)로 변환하여 기반암 데이터를 모델링 하였으며, 경사와 흐름 방향을 분석하여 지하수 흐름 해석이 가능하도록 하였다. 지하수의 분포는 지표면으로 부터 강우 침투에 의해 일시적으로 형성되는 습윤대, 함양되기 전까지의 불포화대, 기반암 상부의 지하수대로 구분하였으며, 지하수대 상부의 연직방향 침투와 지하수대에서의 수평방향 흐름을 고려하여 3차원적인 지하수 흐름을 계산하도록 하였다. 실제 사례와 비교한 결과, 본 지하수 예측모델(YSGWF)에 의한 산사태 해석 결과는 산사태 발생지역을 비교적 정확히 예측하는 것으로 판단되며, 이러한 검증을 토대로 실제 산지에 대한 산사태 해석을 위한 지하수 예측에 적용 가능함을 확인할 수 있었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제12권2호
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• pp.117-127
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• 2010

대부분의 지하구조물들은 불포화 지반에 건설되어있는 경우가 많으므로, 본 논문에서는 불포화토의 겉보기 점착력이 지반 굴착시 거동에 미치는 영향에 관하여 연구하였다. 이를 위해 압력판 추출시험, 불포화 삼축압축시험, Trap-door 시험을 수행하여 다양한 범위의 겉보기 점착력에서 지반의 거동이 어떻게 변화하는지 관찰하였다. 그 결과 완전 포화와 완전 건조 상태일 때는 지반이 거의 같은 거동을 보이고, 불포화 상태일 때는 함수비의 증가에 따라 그 거동이 매우 달라짐을 알 수 있었다. 이를 통해 겉보기 점착력이 지하 구조물 굴착 시 매우 중요한 역할을 한다는 것을 알 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제32권2C호
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• pp.69-77
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• 2012

일반적으로 지열 에너지파일 및 수평형 지열교환기는 기존의 연직형 지열히트펌프에 비하여 지표면에서 가까운 깊이에 설치되며, 이 경우 지열교환기의 열 교환 거동은 토사층에서의 열전도도에 많은 영향을 받게 된다. 기존의 연구에 따르면 지하수위 상부에 놓인 흙의 열전도도는 에너지파일의 열 교환 성능에 많은 영향을 미치는 것으로 알려져 있으며, 이는 부분적으로 포화된 흙의 열전도도는 함수비에 큰 영향을 받기 때문이다. 본 연구에서는 국내에 널리 분포하고 있는 화강풍화토의 열전도도 예측에 대한 연구를 수행하였다. 5개 지역에서 채취한 화강풍화토 시료의 간극율과 포화도를 바꾸어가며 탐침법 기반 열전도도 측정시험을 수행하였고, 기존의 열전도도 추정 모델들의 적합성을 평가하였다. 마지막으로 국내 화강풍화토에 적합한 경험적 예측식을 제안하고 이를 토대로 실험자료를 분석해 보았으며 기존 문헌에 실린 실험결과에 적용하여 그 적절성을 살펴보았다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제16권5호
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• pp.42-52
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• 2011

In this laboratory study, the changes in gas-exposed perchloroethene (PCE) saturation in sand during a PCE removal process were measured using gaseous tracers. The flux of fresh air through a glass column packed with PCEcontaminated, partially water-saturated sand drove the removal of PCE from the column. During the removal of PCE, methane, n-pentane, difluoromethane and chloroform were used as the non-reactive, PCE-partitioning, water-partitioning, and PCE and water-partitioning tracers, respectively. N-pentane was used to detect the PCE fraction exposed to the mobile gas. At water saturation of 0.11, only 65% of the PCE was found to be exposed to the mobile gas prior to the removal of PCE, as calculated from the n-pentane retardation factor. More PCE than that detected by n-pentane was depleted from the column due to volatilization through the aqueous phase. However, the ratio of gas-exposed to total PCE decreased on the removal of PCE, implying gas-exposed PCE was preferentially removed by vaporization. These results suggest that the water-insoluble, PCE-partitioning tracer (n-pentane in this study), along with other tracers, can be used to investigate the changes in fluid (including nonaqueous phase liquid) saturation and the removal mechanism during the remediation process.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제3권2호
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• pp.29-40
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• 1987

본문은 불포화토나 구석등에 이용할 수 있는 Cap-model을 필자들이 개발하고 있는 범용프로그램에 수음하여 FEM해석한 결과를 보인 것이다. Cap.model은 발표당시부터 그 유용성이 인정되고 있으나 입력데 필요한 토질매개변수와 그 확정이 어렵고 또한 해석방법이 알려져 있지 않는 상태에서 소프트 웨어 상태로 각 연구자에 의해 보존 되고 있다. 필자들은 이 모델을 이미 발표한 바 있는 범용 프로그램에 의해 상식적으로 연산할 수 있도록 하기 위하여 Cap-model의 알고리즘을 개발하여 이를 입력하므로써 Desai 등이 발표한 결과와 매우 근접한 결과를 얻었다. 아직은 정도면에서 좀더 보완을 요하지만 성취가능성이 보이고 있어 앞으로는 토질매개변수의 간 략화의 연구와 더불어 보다 더 완전한 범용프로그램의 완성을 기하고자 한다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제28권2호
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• pp.71-78
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• 2012

본 연구에서는 실내 강우침투실험을 통하여 강우강도에 따른 지반 내 침투속도를 산정하였으며, 침투특성을 분석하여 보았다. 또한 수치해석을 이용한 해석결과와 비교 검증을 수행하였으며, 시간에 따른 간극수압과 포화도 그리고 유출속도의 변화는 대체로 잘 일치함을 보였다. 강우강도에 따른 침투속도는 실내실험과 수치해석에서 선형적으로 증가하는 경향을 나타냈으며, 강우강도가 지반의 포화투수계수에 근접시 침투속도가 급격히 증가하였다. 또한 강우 침투시 습윤전선의 상부는 부분적으로 포화되어 침투하는 경향을 보였다. 따라서 실제 지반에서 습윤전선은 비교적 빠르게 진행하여 사면의 불안정을 초래할 것으로 판단된다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제12권3호
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• pp.10-16
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• 2007

불포화대 및 포화대에 걸쳐 존재하는 폐석더미의 수리적 특성을 조사하기 위해 물을 주입한 후 수두강하를 측정하는 순간충격시험을 실시하였다. 본 연구지역과 같이 관정이 수리적 특성이 크게 다른 두 지층에 걸쳐 설치된 경우, Bower and Rice해석 방법을 이용하여 두 대수층 각 각의 수리전도도를 산출할 수 있었으며, 하강하는 지하수위의 변곡점을 이용하여 폐석더미의 두께를 추정할 수 있었다. 갈수기 시 관정 내 낮은 지하수위 때문에 인위적인 지하수위를 형성시킨 후 순간충격시험을 실시한 결과, 그 결과는 풍수기 시험 결과와 차이가 크지 않았다. 이와 같은 순간 충격시험은 폐석적치장과 같은 곳의 수리적 특성을 파악할 수 있는 유효한 방법으로 판단된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제12권2호
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• pp.129-144
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• 2010

원형수직터널에 작용하는 토압은 아칭효과로 인해 2차원 일반 흙막이벽에 작용하는 토압보다 작으므로 원형수직터널 설계 시 벽체에 작용하는 실질적인 토압의 예측이 필요하다. 본 논문은 두 개의 연속된 논문(Companion papers)의 두번째로서 원형수직터널 설계 시 건조한 사질토뿐만 아니라 c-$\phi$ 지반과 다층지반에서 적용 가능하도록 새롭게 제안된 토압식(김도훈 등, 2009)을 증명하기 위해 대형 모형실험을 수행하였다. 고안된 모형실험 장비는 단계별 굴착이 가능하도록 제작 벽체의 반경을 변화시켜가며 실험을 수행하였다. 또한 강사 방법으로 지반을 조성하기 전 건조한 시료에 물을 첨가하고 불포화사질토를 형성시켜 겉보기 점착력을 발현시킴으로써 c-$\phi$ 지반과 다층지반에서 실험을 진행하였다. 실험 결과로서, 단계별 굴착을 모사하였을 때, 아칭효과에 의해 굴착된 지반에서 굴착되지 않은 지반으로 하중이 전이가 일어나는 확인할 수 있었다. 또한, 동시에 굴착했을 때의 토압은 예측한 값에 비해 상당히 작게 나타났지만, 단계별로 굴착했을 때의 최종 토압은 동시 굴착 시의 토압에 비해 크게 나타나며 새롭게 제안된 토압식과 잘 일치하였고 c-$\phi$ 지반과 다층지반에서 수행한 실험의 결과도 겉보기 점착력의 효과로 인해 토압의 감소를 보이며 이론적인 값과 잘 일치하는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제30권4호
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• pp.93-99
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• 2014

최근 들어 경제적인 지열에너지 활용을 위하여 에너지 파일의 적용이 확대되고 있다. 특히 더 높은 열 교환 효율을 확보하고자 에너지 파일의 경우 통상적인 U자형 또는 W자형과 같은 라인형 지중 열교환기가 아닌 코일형 지중 열교환기를 매입하는 경우가 늘어나고 있다. 본 연구에서는 매립지 부지에 PHC 코일형 열교환기 형태의 에너지 파일을 설치하고 240시간 동안 현장 열응답 시험(thermal response test)을 실시하였다. 또한 현장에서 지층별로 시료를 채취하여 실내에서 현장 지층 물성으로 시료를 재조성한 후 비정상 탐침법(non-steady state probe method)을 이용하여 지층별 열전도도와 열확산계수를 측정하였고 등가의 열물성으로 환산하였다. 실험 결과 현장 열응답 시험에 의한 지반의 열전도도와 실내 탐침법으로 측정된 지반의 열전도도는 5%내에서 일치하였으며 아울러 지반의 또 하나의 중요한 설계인자인 등가 열확산계수의 측정방법도 제시하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권6호
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• pp.2393-2400
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• 2013

본 논문에서는 일반 수직밀폐형에서의 U, W, 2U 그리고 코일 타입의 지중 열교환기 형태별 열효율을 평가하기 위한 실험적 연구를 수행하였다. 매립지 지반으로 이루어진 인천국제공항 제2여객 터미널이 건설될 부지에 수직밀폐형 지중 열교환기가 설치되었다. 우선 U, W 그리고 2U 형태의 지중 열교환기를 이용한 현장 열응답 실험을 수행하여 지반의 열전도도를 도출한 후 U, W, 2U 그리고 코일형 지중 열교환기를 이용하여 100시간 연속 운전과 5일 동안의 부분 운용 모드로 현장 열성능 실험을 수행하였다. 냉방 가동 조건 하에서 코일형 지중 열교환기 이용시 나머지 타입의 열교환기들보다 약 2배 정도 열교환율이 상승되는 것을 알 수 있었다. 또한 부분 운전 모드시 연속 운전 모드보다 30~40% 열교환율이 상승되는 것으로 나타났다.