• 한국건설관리학회논문집
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• 제11권6호
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• pp.111-121
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• 2010

최근 들어 도심지 보도 또는 아파트 단지내 도로 등에 시공되는 보도블록에 대한 소비자의 눈높이가 높아짐에 따라 과거에는 콘크리트 블록 일색이었던 보도포장 재료가 점토바닥벽돌, 천연석 또는 나무 등으로 다양화 고급화되고 있다. 그 중 특히 사람에게 친환경 친인간적인 점토바닥벽돌의 판매량은 해마다 두 자리수 이상의 성장률을 보일만큼 수요자가 다양하고 많아지고 있으나 시공 후 단시간 내에 '모서리 깨짐', '동결 파손', '휨파괴' 및 '줄눈 벌어짐' 등의 파손이 빈번하게 발생되고 있어 내구성 문제가 지적되고 있다. 점토바닥벽돌은 요업제품의 특성상 벽돌끼리 부딪힐 경우에는 쉽게 깨지는 특성을 가지고 있으며, 물을 쉽게 흡수하는 성질이 있어 동결로 인한 부피 팽창 파손에 비교적 취약할 뿐만 아니라 생산설비와 공정관리 등 생산과정의 미세한 차이에 따라 제품의 강도 또는 흡수율 등 물성에 대한 편차가 크게 발생한다. 그리하여 엄격한 품질관리 기준에 따라 생산과 시공을 하지 않을 경우, 제품에 하자가 발생하여 유지보수에 많은 비용이 소요된다. 본 연구에서는 점토바닥벽돌 포장에서 흔히 발생하는 파손 증상을 유형별로 분류하여 원인을 분석하였으며, 필요시 압축 강도 및 흡수율 시험 등을 통하여 벽돌의 생산, 시공 및 품질관리 기준 등 광범위한 부분에 걸쳐 해결방안을 제시하였다.

• 한국환경과학회지
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• 제25권11호
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• pp.1541-1554
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• 2016

To understand the characteristics of vanadium leaching from soils formed by the weathering of basalts, paleo soil at Gosan, Jeju Island, Korea, and several present-day soils from neighboring areas were collected. Leaching experiments were carried out by two approaches: 1) batch experiments under various geochemical conditions (redox potential (Eh) and pH) and 2) continuous leaching experiments under conditions similar to those of natural environments. From the batch experiments, leached vanadium concentrations were highest under alkaline (NaOH) conditions, with a maximum value of $2,870{\mu}g/L$, and were meaningful (maximum value, $114{\mu}g/L$) under oxidizing ($H_2O_2$) conditions, whereas concentrations under other conditions (acidic-HCl, $neutral-NaHCO_3$, and $reducing-Na_2S_2O_3$) were negligible. This indicated that the geochemical conditions, in which soil-water reactions occurred to form groundwater with high vanadium concentrations, were under alkaline-oxidizing conditions. From the continuous leaching experiments, the pH and leached vanadium concentrations of the solution were in the ranges of 5.45~5.58 and $6{\sim}9{\mu}g/L$, respectively, under $CO_2$ supersaturation conditions for the first 15 days, whereas values under $O_2$ aeration conditions after the next 15 days increased to 8.48~8.62 and $9.7{\sim}12.2{\mu}g/L$, respectively. Vanadium concentrations from the latter continuous leaching experiments were similar to the average concentration of groundwater in Jeju Island ($11.2{\mu}g/L$). Furthermore leached vanadium concentrations in continuous leaching experiments were highly correlated with pH and Al, Cr, Fe, Mn and Zn concentrations. The results of this study showed that 1) alkaline-oxidizing conditions of water-rock (soil) interactions were essential to form vanadium-rich groundwater and 2) volcanic soils can be a potential source of vanadium in Jeju Island groundwater.

• 한국지진공학회논문집
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• 제14권4호
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• pp.1-15
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• 2010

이 논문에서는 연약지반에 세워진 건축물의 지진해석을 위해서 기준의 지반증폭계수에 대한 기초묻힘으로 인한 저감계수를 산정하는 연구를 비선형 의사 3D 지진해석이 가능한 P3DASS 유한요소 프로그램으로 수행하였다. 지반은 30m 두께로 균질하고 탄성과 점성이 있는 등방성 연약한 지반으로 암반 위에 놓인 것으로 가정하였고, 기초는 반경이 10-70m인 등가원형 강체기초로 기초묻힘은 0, 10, 20, 30m인 경우를 고려하였다. 지진해석은 노두에서 실측한 7개 지진기록의 유효지진가속도를 0.1g로 조정한 후 연약지반 밑 암반에서 지진기록을 생성하여 수행하였다. 연구에 의하면 매우 연약한 지반에 소형기초가 깊게 묻힌 경우 외에는 지반증폭계수가 점진적으로 감소하고 기초크기에 따른 편차도 크지 않은 것으로 평가되어 기초반경 별로 구한 저감계수에 대한 평균에 표준편차를 더한 저감계수를 기초묻힘에 따른 표준저감계수로 산정하였다. 지반증폭계수에 대한 표준저감계수를 실용화와 KBC 등의 기준을 위해 지반의 평균전단파속도와 지반종류에 따라 제안하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권4호
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• pp.1499-1508
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• 2013

남극 암석의 동결-융해 풍화현상에 관한 연구를 위하여 테라노바 만 지역의 편마암을 대상으로 풍화등급에 따라 약한풍화(SW) 및 보통풍화(MW)로 분류하여 암석의 공학적인 특성 변화를 실험하였다. 동결-융해시험은 $-20{\pm}2^{\circ}C{\sim}20{\pm}2^{\circ}C$의 온도 조건에서 수행되었으며, 암석 시험편은 진공챔버에서 포화된 상태에서 5시간 동결과 5시간 융해 과정을 1 cycle의 동결-융해로 설정하였다. 본 논문에서는 전체 200 cycle의 동결-융해 과정을 진행하면서 20 cycle 마다 공극률, 흡수율, 초음파 속도 및 쇼어경도를 측정하였으며, 50 cycle 마다 일축압축시험을 수행하였다. SW 등급의 편마암은 동결-융해 1 cycle 마다 0.07 MPa 정도 일축압축강도가 감소하였으며, MW 등급의 암석은 0.2 MPa 정도 일축압축 강도가 감소하였다. 동결-융해가 200 cycle 진행되는 동안 SW 등급 암석의 흡수율은 0.23%에서 0.39%로 증가하였으며, P파 속도는 4,054 m/s에서 3,227 m/s로, S파 속도는 2,519 m/s에서 2,079 m/s로 감소하였다. 이와 유사하게 MW 등급 암석의 흡수율은 0.65%에서 1.6%로 증가하였으며, P파 속도는 3,207 m/s에서 2,133 m/s로, S파 속도는 2,028 m/s에서 1,357 m/s로 감소하였다. 동결-융해시험 결과, 남극 테라노바 만 지역의 SW 등급 편마암은 동결-융해가 200~300 cycle 반복될 경우 MW 등급 암석에 가깝게 풍화되는 것으로 밝혀졌다.

• 지질공학
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• 제10권1호
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• pp.1-12
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• 2000

경상북도 안동시 임동면에 위치한 999번 지방도로 위리 지역에 고개 마루를 절취하여 도로 개설공사를 시행한 후, 강우량이 많을 때 산측이 침하하고 도로가 융기하는 등 사면이 불안정하게 활동하였다. 이 연구에서는 위리 지역의 변형 발생의 원인을 분석하고, 수치해석을 통하여 연구지역 사면의 안정성을 평가하였다. 연구지역은 백악기 셰일, 이암 및 사암으로 구성되어 있으며, 북북서 및 북북동 방향의 두 개의 단층이 분포하고 있다. 사면의 변형은 지하수위의 증가에 따른 단층 점토의 전단강도 감소, 간극수압의 증가, 단위중량의 증가 등으로 인하여 단층을 따라 사면이 이동하면서 발생하며, 위의 여러 요인 중에서 단층 점토의 전단강도 감소가 사면의 변형에 가장 큰 요인으로 밝혀졌다. 사면의 안정성 및 변형정도를 파악하기 위하여 사면에 8개의 단면을 설정한 후 한계평형법, 유한 요소법 및 유한 차분법을 이용하여 해석을 실시하였다. 해석 결과, 지하수위가 단층면 아래에 분포할 때 안전율은 1.7 이상이지만, 지하수위가 지표면까지 상승하면 안전율은 1.0 이하로 감소하고, 15~30cm의 변위가 발생하는 것으로 해석되어 위리 지역에 발생한 변형과 거의 유사한 결과를 보여준다. 안정화 공사가 끝난 현재에는 지하수위가 지표면에 도달하여도 각 단면의 안전율은 2.4 이상이고 2.8cm이하의 변위가 발생하여, 이 지역의 사면은 매우 안정한 것으로 판단된다.

• 지질공학
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• 제17권2호
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• pp.205-215
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• 2007

이 연구는 산사태가 발생한 자연사면의 토층을 대상으로 여러 토질시험을 실시하여 산사태에 영향을 미치는 토질특성을 고찰하고, 산사태와의 관련성 및 각 물성간의 상관관계를 분석하였다. 연구지역은 지질조건이 다른 3개지역으로서 같은 시기에 집중호우로 인해 산사태들이 집중적으로 발생된 경기 장흥 편마암류지역, 경북 상주 화강암류지역 및 경북 포항 제3기퇴적암류지역이다. 지질별로 다소의 차이는 있으나 산사태발생지역의 토충은 미발생지역에 비해 세립자의 함유 비율이 더 높고 대체로 큰 간극율과 작은 밀도특성을 갖는다. 그리고 동일한 지질조건인 경우 투수성이 양호한 토층이 산사태에 더 취약한데, 투수성은 입도분포, 간극크기, 흙입자의 거칠기 및 구조 등의 토질특성과 풍화나 퇴적환경 등 지질성인에 영향을 받는다. 모든 지질조건에서 전단저항각이 큰 토층은 작은 토층에 비해 산사태에 더 안정한 지반으로 분류된다. 투수계수에 영향을 미치는 토질인자는 유효경, 균등계수, 곡률계수, 간극율 및 밀도 등이고 이들은 서로 상관관계에 있는 물성이다. 이러한 상관성은 3개지역 모두에서 유사한 경향성을 보였다. 한편, 간극비와 간극율이 크면 투수계수도 따라서 커지는 상호 비례적 관계를 갖는다.

• 지질공학
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• 제17권2호
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• pp.163-176
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• 2007

사면붕괴는 사면에서 풍화물질, 암석, 토석류 등이 중력 방향으로 이동하는 일련의 거동으로 정의되며 여러 요인의 복합적인 작용으로 발생한다. 사면붕괴는 주요한 자연 재해 중의 하나로 매년 직접, 혹은 간접적으로 사회적 경제적으로 많은 인명, 재산 피해를 유발시킨다. 따라서 이러한 사면재해의 위험을 효과적으로 감소시키기 위해서는 사면의 상태를 평가할 수 있는 적절한 평가 기준이 필요하며, 이를 기반으로 피해 사례를 통한 피해 금액 산출과 투자 우선순위를 결정하여 종합적인 사면에 대한 평가법과 관리체계 개발이 절실히 요구되고 있다. 본 연구에서는 사면 안정성 평가를 위하여 적절한 기준을 제시하고자 위험도 분석 방법을 개발하여 새로운 사면 안정성 평가 기법을 제안하고자 한다. 본 연구에서 시행된 위험도 분석에는 비교적 안전한 사면 10개, 위험한 사면 10개, 붕괴된 사면 10개 등 총 30개의 국도변 도로 절취사면조사 자료가 사용되었다. 위험도 분석은 사면파괴위험성 분석과 피해도 분석으로 이루어져 있으며 위험도 분석결과 위험도 점수는 안정한 사면, 위험한 사면, 붕괴사면 순으로 점수가 높았으며, 각 그룹별로 서로 점수 분포가 구별되었다. 이러한 결과를 통해 볼 때 본 연구에서 제안된 위험도 분석기법은 기존의 분석기법에 비해 사면의 상태와 안정성을 종합적으로 평가할 수 있고 사면의 위험도를 보다 정확하게 파악할 수 있을 것으로 판단된다.

• 지질공학
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• 제26권3호
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• pp.307-314
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• 2016

흙의 전단특성을 조사하기 위하여 다양한 전단시험장치가 사용되고 있다. 특히 흙의 무한변형에 따른 잔류전단강도(residual shear strength)를 측정하고자 할 경우 링전단시험장치가 사용된다. 본 연구는 배수, 압밀 및 전단속도 제어가 가능한 비배수전단강도 측정용 링전단시험장치를 사용하여 전단동안 발생하는 누수현상(water leakage)이 전단특성에 미치는 영향성에 대하여 조사하였다. 실험은 비배수조건에서 동일한 수직응력(50 kPa)을 재하하고 전단속도(0.01, 0.1, 1 mm/sec)를 3단계로 구분하여 적용하였다. 실험결과에 따르면, 동일한 수직응력에서 비배수전단강도는 전단속도에 의존하는 것으로 나타났다. 하지만, 상대적으로 낮은 전단속도(V = 0.01 mm/sec)에서는 변형률 경화 거동(strain hardening behavior)을 보였고 상대적으로 높은 전단속도(V ≥ 0.1 mm/sec)에서는 변형률 연화 거동(strain softening behavior)을 보였다. 시험기 성능평가를 통하여 누수가 발생할 경우 전단속도 크기에 관계없이 전단응력은 증가하는 것으로 나타났다. 누수가 크면 클수록 전단응력이 증가된다. 이러한 실험결과는 전단동안 발생하는 누수로 인한 흙 입자의 재배열과 다짐도의 증가에 따른 것으로 판단된다. 따라서 육안조사 및 반복적인 포화와 압밀과정을 통하여 실험오차를 최소화할 수 있는 작업이 필요하다.

• 지질공학
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• 제30권1호
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• pp.17-30
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• 2020

광학영상화검층은 광원과 CMOS 영상 센서를 이용하여 시추공벽을 이미지로 구현하는 물리검층 기술로 지하의 불연속면에 대한 여러 가지 원위치 정보를 고분해능으로 제공한다. 최근 시추공영상화검층은 지반침하 모니터링, 암반 무결성 평가, 응력으로 인한 단열 변화 탐지, 극지에서의 빙하 연대측정 등 그 활용범위가 매우 다양해졌다. 현재 국내외로 많이 이용되고 있는 시추공영상화검층 시스템은 장비 사양에 따라 한계점을 가지고 있어 적용 범위에 대한 검증과 여러 가지 시추공 환경에 대한 적절한 품질관리가 필요하다. 그러나 광학영상화검층의 자료로 도출되는 이미지는 원위치 정보로 정확도, 구현도, 신뢰성에 대한 검증에 직접적인 비교 확인이 어렵다. 본 논문에서는 신뢰성 있는 고품질 자료 취득 방법과 자료 처리 방법을 확인하기 위해 시추공 환경과 유사한 모듈화 된 균열모형시추공을 설계·제작하여 현재까지 보고되지 않은 실험에 대한 결과를 얻고자 하였다. 검출기 자기계 방향 확인의 정확성을 검증하고, 노출시간에 따른 색상의 구현도 및 균열의 분해능 관계, 정확한 간극 측정을 위한 자료 처리 방법 등을 제시하였다. 다양한 시추공 환경을 모사한 균열모형시추공 실험을 통해 고분해능의 신뢰성 높은 광학영상화검층의 자료 취득 및 해석이 가능할 것으로 기대된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제20권6호
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• pp.689-696
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• 2008

본 논문에서는 국내산 알칼리-실리카 반응성 암석에 대해 화학적 방법인 KS F 2545와 최근 국제적으로 많이 이용되고 있는 촉진모르타르 봉 실험 방법 (AMBT)인 ASTM C 1260으로 동일한 골재에 대해 비교 실험을 수행하여 시험법에 따른 알칼리-실리카 반응성 평가 차이를 비교 분석하였다. 실험 결과 화학적 방법인 KS F 2545에 의하여 화성암 중 안산암, 휘록암, 화강반암, 섬록반암, 석영반암, 백운모화강암 그리고 섬록암, 퇴적암의 모든 골재, 변성암 중 점판암 A, 점판암 B, 화강편마암, 규암, 각석암 및 유리질 응회암, 광물에서는 석영이 잠재유해 이상의 평가를 받았다. 촉진모르타르 봉 실험 방법 (AMBT)인 ASTM C 1260에 의하여 화성암 중 복운모 화강암 그리고 규장암, 퇴적암 중 장석사암, 적색사암 그리고 셰일, 변성암 중 점판암과 우백질 편마암 그리고 유리질 응회암, 광물 중 석영이 반응성으로 평가되었다. KS F 2545와 ASTM C 1260에 대한 시험법별 알칼리-골재 반응성 평가 결과 동일한 골재에 대해 서로 상이한 결과를 도출한 골재들이 나타남으로서 두 시험법의 상관성이 낮은 것으로 판단된다. 또한, 골재의 알칼리-골재 반응성 판별에 최근 국제적으로 많이 이용되고 있는 촉진모르타르 봉 실험 방법 (AMBT)이 보다 효율적인 것으로 판단된다.