• Geomechanics and Engineering
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• 제8권1호
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• pp.81-95
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• 2015

The permeability behavior of Ariake clays has been investigated by constant rate of strain (CRS) consolidation tests with vertical or radial drainage. Three types of Ariake clays, namely undisturbed Ariake clay samples from the Saga plain, Japan (aged Ariake clay), clay deposit in shallow seabed of the Ariake Sea (young Ariake clay) and reconstituted Ariake clay samples using the soil sampled from the Saga plain, were tested. The test results indicate that the deduced permeability in the horizontal direction ($k_h$) is generally larger than that in the vertical direction ($k_v$). Under odometer condition, the permeability ratio ($k_h/k_v$) increases with the vertical strain. It is also found that the development of the permeability anisotropy is influenced by the inter-particle bonds and clay content of the sample. The aged Ariake clay has stronger initial inter-particle bonds than the young and reconstituted Ariake clays, resulting in slower increase of $k_h/k_v$ with the vertical strain. The young Ariake clay has higher clay content than the reconstituted Ariake clay, resulting in higher values of $k_h/k_v$. The microstructure of the samples before and after the consolidation test has been examined qualitatively by scanning electron microscopy (SEM) image and semi-quantitatively by mercury intrusion porosimetry (MIP) tests. The SEM images indicate that there are more cut edges of platy clay particles on a vertical plane (with respect to the deposition direction) and there are more faces of platy clay particles on a horizontal plane. This tendency increases with the increase of one-dimensional (1D) deformation. MIP test results show that using a sample with a larger vertical surface area has a larger cumulative intruded pore volume, i.e., mercury can be intruded into the sample more easily from the horizontal direction (vertical plane) under the same pressure. Therefore, the permeability anisotropy of Ariake clays is the result of the anisotropic microstructure of the clay samples.

• 한국대기환경학회지
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• 제30권5호
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• pp.434-448
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• 2014

The aerosol characteristics between haze episode and Asian dust event were identified in January and March, 2013 in Gwang-ju of Korea to investigate the metal elements, ionic concentrations and carbonaceous particles of $PM_{2.5}$ and $PM_{10}$. In the haze episode, the concentrations were increased 1~3.2 times of ionic species and 1.6~2.7 of metal elements. Especially, the concentration of $NO{_3}{^-}$, $SO{_4}{^2-}$ and $NH{_4}{^+}$ consists of 50 percent in ionic species during haze episode that was higher than Asian dust event. This suggests that secondary aerosols from anthropogenic air pollution were mainly contributed by haze episode. During the Asian dust event, increase of metal concentrations was higher than haze episode because of remarkable increase of Ti, K and Fe originated from soil. The concentrations of carbonaceous particles were increased 2.5 times during haze episode, and 2.4 times of OC and 2.1 times of EC during Asian dust event in $PM_{2.5}$. However, these aerosol mass concentration does not affect the OC/EC ratio. The average equivalence ratios of cations/anions in $PM_{2.5}$ were 0.99 in haze episodes and 0.94 during non-event day. The neutralization factor of $NH_3$ was higher than that of $CaCO_3$. Futhermore, $NH{_4}{^+}$ aerosol was aged due to atmospheric stagnation that might be affected by the haze episode.

• 한국지반공학회논문집
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• 제27권12호
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• pp.17-25
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• 2011

흙입자의 구조는 흙을 구성하는 용해성 입자의 용해작용, 건조작용 그리고 고결화 현상과 같은 특정요인에 의해 영향을 받으며 입자구조의 변화는 흙의 역학적 거동에 큰 영향을 미친다. 본 논문에서는 흙속에 포함된 용해성입자의 용해작용이 전단강도에 미치는 영향을 조사하였다. 직접전단실험을 위해 소금과 모래로 구성된 혼합재를 이용하여 시료를 조성하고 전체시료에 대한 용해성 입자의 부피비를 조절하면서 실험을 수행하였으며 실험과 동일한 조건하에 서 수치해석을 수행하였다. 입자의 소실과정을 위해 실험에서는 소금-모래 혼합재를 포화시켜 소금을 용해시켰으며 수치해석에서는 용해성 입자의 크기를 줄이는 것으로 용해과정을 모사하였다. 실험결과, 용해성 입자의 부피비가 증가할수록 내부마찰각은 감소하였고, 시료의 수직변형은 팽창거동에서 수축거동으로 변화하였다. 수치해석은 실험 결과와 유사한 거시적 거동을 보여주었다. 미시적관점에서, 입자가 용해됨에 따라 간극비의 증가, 접촉점 수의 감소, 전단접촉력의 증가, 접촉력 연결고리의 이방성에 의해 새로운 입자구조가 생성됨을 보여주었다. 이러한 미시적 거동의 변화는 입자의 용해작용 후 전단거동에 영향을 주게 된다. 본 연구에서는 기초나 지반구조물의 설계와 시공 시 지반재료의 용해에 따른 전단강도을 고려해야 함을 보여준다.

• 생명과학회지
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• 제21권3호
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• pp.444-450
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• 2011

퍼클로레이트($ClO_4^-$)는 지표수 및 토양/지하수에서 검출되는 오염물이다. 독립영양방식의 퍼클로레이트-환원세균(PRB)은 기체 수소(H2)를 전자공여체로 사용하여 $ClO_4^-$를 제거한다. 철이 부식되면 $H_2$를 생성할 수 있음에 착안하여 본 연구에서는 하수처리장에서 쉽게 구할 수 있는 활성슬러지를 식종하여 영가철(ZVI)을 이용한 독립 영양방식의 $ClO_4^-$ 제거 가능성을 조사하였다. 회분반응실험을 통해 활성슬러지미생물이 ZVI가 존재할 때 $ClO_4^-$를 분해할 수 있음을 알 수 있었으며, 또한 이러한 $ClO_4^-$의 생분해는 $ClO_4^-$가 분해됨에 따라 생성되는 $Cl^-$의 몰 농도를 통해 확인 할 수 있었다. 독립영양방식의 $ClO_4^-$ 제거공정에 사용된 철 입자의 표면에 간균형태의 미생물들이 존재한다는 것을 주사전자현미경을 통해 관찰하였다. 그래서 철 입자가 생물막을 형성하기 위한 담체로서도 작용할 수 있다는 것을 알 수 있었다. ZVI가 첨가된 $ClO_4^-$ 분해성 농화배양으로부터 채취한 생물막의 미생물군집조성은 접종균으로 사용된 활성슬러지의 그것과는 다름이 DGGE 분석 결과 나타났다. DGGE band 중에서 생물막의 주요밴드는 Clostridia 강과 가장 관련이 있는 것으로 나타났다.

• 한국환경보건학회지
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• 제35권1호
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• pp.21-35
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• 2009

The Asian dust storms which originated in the deserts of Mongolia and China transported particles to Korea and led to a high concentration of atmospheric particulate matters (PM) of more than $1000{\mu}g/m^3$ throughout the country in the spring, of 2007. Public concern, in Korea, about the possible adverse effects of these dust events has increased, as these dust storms can contain various air pollutants emitted from heavily industrialized eastern China. The objectives of this study were to understand the concentration characteristics of PM as a function of particle size between the Asian dust storm episodes and non-Asian dust period and to consider the mass size distribution of PM in the Asian dust storms and their water soluble ion species on the potential, possible effects on deposition levels in the three regions (nasopharyngeal, tracheobronchial, and alveolar) of the human respiratory system. The size distribution of PM mass concentration during the Asian dust storms showed a peak in the coarse particle region due to the long-range transport of soil particles from the deserts of Mongolia and China, which was identified by HYSPLIT-4 model for backward trajectory analysis of air arriving in the sampling site of Iksan. During the non-Asian dust period, there were two different types in PM size distribution: bimodal distribution when low concentrations of $PM_{2.5}$ were observed, while unimodal distribution having a peak in fine particle region when high concentrations of $PM_{2.5}$ were showed. This unimodal distribution with high concentrations of fine particulate and secondary air pollutants such as ${SO_4}^{2-}$, ${NO_3}^-$, ${NH_4}^+$ was found to be due to the long-range transport of air pollutants from industrialized eastern China. During the Asian dust storms, the mean concentrations of PM that can be deposited in the nasopharyngeal, tracheobronchial, and alveolar region were $128.8{\mu}g/m^3$, $216.5{\mu}g/m^3$, and $89.6{\mu}g/m^3$, respectively. During the non-Asian dust period, the mean concentrations of PM that can be deposited in the nasopharyngeal, tracheobronchial, and alveolar region were $8.4{\mu}g/m^3$, $9.5{\mu}g/m^3$ and $38.5{\mu}g/m^3$, respectively.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제25권4호
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• pp.21-28
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• 2024

본 연구에서는 SPH 해석을 위한 다면체영역분할 기법이 소개된다. SPH 기법은 유체 유동 모사를 위한 수치해석기법으로 무요소기법(meshless method) 중 하나이다. 유동성 지반 또는 고체-유체 상호작용 해석 등에 유용하게 쓰일 수 있다. SPH는 입자기반 해석이기 때문에 입자가 많을수록 결과의 정확도는 높아지지만 수치적 효율성은 떨어진다. 일반적으로 해석의 효율성을 높이기 위해 병렬 프로세싱 알고리즘과 함께 쓰이는데 직교좌표계 기반의 영역분할 기법이 대표적이다. 그러나 복잡한 기하학적 형태나 동적 경계조건에서 유동 모사 등을 병렬 해석하기 위해서는 직교좌표계 영역분할 방법이 적합하지 않다. 소개하는 다면체영역분할 기법은 이와 같은 문제에서 병렬효율성을 높일 수 있는 장점을 갖는다. 다양한 형태의 3차원 다면체 요소로 분할하여 문제에 적합하게 모델링할 수 있다. SPH 입자들의 물리적 값들은 smoothing 길이 이내의 주위 입자들 정보를 이용하여 계산된다. 영역분할 시 물리적으로 분리될 수 있는 입자정보들을 코어간 공유할 수 있는 방법과 병렬효율성이 떨어질 수 있는 cross-point에서의 정보공유 방법이 소개된다. 수치해석 예제를 통하여 제안된 방법의 병렬효율성은 12코어까지 95%에 근접하였다. 이후 코어가 증가할수록 코어간 공유되는 정보량이 많아져 병렬효율성이 떨어지는 문제가 발생되기도 하였다.

• 한국토양비료학회지
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• 제24권2호
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• pp.130-136
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• 1991

우분(牛糞)의 부숙(腐熟)을 용이(容易)하게 하기 위하여 우분(牛糞)에 왕겨를 비율별(比率別)로 섞고 수분함량(水分含量), C/N률(率) 및 C/P률(率)에 대(對)한 조건(條件)을 파악(把握)하여 부숙(腐熟)과 후숙시험(後熟試驗)을 실시(實施)하였다. 최종제품(最終製品)으로 오이 유식체(幼植物)을 재배(栽培)하였고, 그 결과(結果)는 다음과 같다. 1 부숙기간중(腐熟期間中) 퇴적내(堆積內) 평균온도(平均溫度)는 속서구(速成區)가 $55{\sim}65^{\circ}C$로 광행구(慣行區) $40{\sim}50^{\circ}C$보다 훨씬 높았으며 2. T-N함량(含量)은 속성구(速成區)가 관행구(慣行區) 보다 낮았으나 T-C함량(含量) 및 C/N률(率)은 높았으며, 속성구(速成區)가 관행구(慣行區)보다 부숙(腐熟)이 훨씬 잘 되었다. 3. 후숙기간중(後熟期間中) 부숙온도(腐熟溫度)와 C/N률(率)은 초기(初期)에 증가(增加)하였다가 그후(後) 감소(減少)하였으며 T-N 및 T-C함량(含量)은 시일(時日)이 경과(經過) 할수록 증가(增加)하였다. 4. 속성제품(速成製品)의 균일도(均一道)(위도분포(粒度分布))는 관행구(慣行區) 보다 약간(若干) 미세(微細) 하였으며 입도(粒度)는 -4.00+1.68mm가 가장 많았다. 5. 오이의 유식물(幼植物)은 속성구(速成區)가 관행구(慣行區) 보다 생육(生育)이 양호(良好)하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제27권10호
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• pp.81-92
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• 2011

팽윤성 점토의 전단강도 및 유변학적 특성은 점토입자의 크기, 양이온 교환능력, 점토광물학적 조성과 형상 등에 영향을 받는다. 본 연구는 고운 분말가루의 와이오밍(Wyoming) 벤토나이트에 대해 염화나트륨 0g/L 와 30g/L 농도로 24시간 수화시킨 후 염분농도에 따른 물성-강도특성 및 유변학적 특성변화를 살펴봄으로써, 유변학적 특성, 유변화적 모델들의 적용성 및 흙 입자의 구조변화에 따른 항복응력-점도와의 상관관계를 설명하고자 한다. 실험결과에 따르면, 팽윤성 점토는 전단담화(shear thinning)와 항복응력과 소성점도로 표현가능한 Bingham 유체 거동을 보이는 것으로 조사되었다. 염분농도가 낮고 함수비가 높아질수록 벤토나이트는 완전소성거동에 가깝게 나타나며, 전단변형률속도에 따른 변화의 폭이 미미한 것으로 조사되었다. 반면, 염분농도가 높아질수록 전형적인 전단담화거동을 보이며, 전단변형률속도를 증가시킬수록 염분농도에 따른 벤토나이트의 전단강도의 차이는 커진다. S=0g/L에 대해 Carreau, Herschel-Bulkley 및 멱수법칙 모델이, S=30g/L에 대해서는 이중선형, Herschel-Bulkley 및 멱수법칙 모델 등이 흐름특성을 가장 잘 표현한다. 이것은 염분농도에 따른 흙 입자간 구조적 배열과 형상이 입자간 발생하는 인력인 능-능(EE), 능-면(EF), 및 면-면(FF) 구조를 변화시키고 역학적 특성에 영향을 미치기 때문이다.

• 한국환경과학회지
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• 제26권11호
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• pp.1297-1306
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• 2017

This study identified physical characteristics and aerosol particle sources of $PM_{10}$ and $PM_{2.5}$ in the industrial complex of Busan Metropolitan City, Korea. Samples of $PM_{10}$, $PM_{2.5}$ and also soil, were collected in several areas during the year of 2012 to investigate elemental composition. A URG cyclone sampler was used for collection. The samples were collected according to each experimental condition, and the analysis method of SEM-EDX was used to determine the concentration of each metallic element. The comparative analysis indicated that their mass concentration ranged from 1% to 3%. The elements in the industrial region that were above 10% were Si, Al, Fe, and Ca. Those below 5% were Na, Mg, and S. The remaining elements (1% of total mass) consisted of elements such as Ni, Co, Br and Pb. Finally, a statistical tool was applied to the elemental results to identify each source for the industrial region. From a principal components analysis (SPSS, Ver 20.0) performed to analyze the possible sources of $PM_{10}$ in the industrial region, five main factors were determined. Factor 1 (Si, Al), which accounted for 15.8% of the total variance, was mostly affected by soil and dust from manufacturing facilities nearby, Factors 2 (Cu, Ni), 3 (Zn, Pb), and 4 (Mn, Fe), which also accounted for some of variance, were mainly related to iron, non-ferrous metals, and other industrial manufacturing sources. Also, five factors determined to access possible sources of $PM_{2.5}$, Factor 1 (Na, S), accounted for 13.5% of the total variance and was affected by sea-salt particles and fuel incineration sources, and Factors 2 (Ti, Mn), 3 (Pb, Cl), 4 (K, Al) also explained significant proportions of the variance. Theses factors mean that the $PM_{2.5}$ emission sources may be considered as sources of incineration, and metals, and non-ferrous manufacturing industries.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제9권6호
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• pp.21-29
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• 2008

가정 및 산업폐기물 등은 매년 급격한 증가 추세에 있으며, 이에 따라 쓰레기 매립지의 수요가 점점 늘어가는 실정이다. 그러나 매립지 건설은 차수층의 고비용으로 인하여 많은 문제점이 발생되고 있으며, 매립지에서 발생하는 침출수는 주변 토양 오염은 물론 지하수 오염 등 2차 오염의 원인이 되고 있다. 이에 본 연구는 매립지 후보지로 선정된 현지토를 주 재료로 사용하고 플라이애시, 벤토나이트, 시멘트를 혼합재료로 사용하여 차수재 조건($1{\times}10^{-7}cm/sec$ 이하)을 만족시킬 수 있는 적정 혼합비를 결정하고 매립지 차수재로서의 이용 가능성을 규명하는데 그 목적이 있다. 적정 혼합비를 산정하기 위하여 기본 물성 시험과 함께 다짐 시험, 압밀 시험 및 일축 압축 실험을 실시하였으며, 실험 결과 벤토나이트 혼합비의 증가에 따라 투수계수가 감소하고 있으나 플라이애시의 혼합비의 증가에 따라 투수계수는 증가하는 것으로 나타났다. 이러한 이유는 각각 벤토나이트의 팽창에 의한 간극 충진과 플라이애시 입자의 모양이 구형이고, 점착성이 없어 간극을 충진하지 못하기 때문으로 판단된다. 결론적으로 벤토나이트의 함량비가 15% 이상일 때 매립지 차수재 조건을 만족하는 최적 투수계수인 것으로 나타났으며 플라이애시를 혼합하는 경우 벤토나이트를 15% 이상 첨가한 상태에서 플라이애시를 20% 이하로 대체할 경우 매립지 차수재 조건을 만족하여 그 적합성이 판명되었다.