• 한국지반공학회논문집
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• 제29권8호
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• pp.53-63
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• 2013

PHC파일을 사용한 매입말뚝은 시공 중에 발생하는 소음과 진동을 최소화할 수 있다는 장점 때문에 많은 경우 도심지에 건설되는 건축구조물의 기초로 사용된다. 그러나 매입말뚝의 시공을 위해 굴착공을 천공하는 과정에서 굴착공 저면에 슬라임이 형성되고 그 하부의 지반은 응력이완으로 인해 조밀도가 느슨해져서 매입말뚝은 원지반의 강도에 비해 선단지지력이 작게 발휘된다는 단점을 갖고 있다. 본 연구에서는 매입말뚝의 선단지지력을 증대시키기 위해 PHC파일의 선단에 길이가 짧고 PHC파일과 직경이 동일한 강관을 부착한 새로운 형태의 PHC파일을 개발하였다. 새로운 PHC파일을 사용한 매입말뚝의 선단지지력 증대 효과를 검증하기 위해 현장 말뚝재하시험을 수행한 결과 새로운 PHC파일은 경타에 의해 파일 선단이 굴착공 저면의 슬라임과 그 하부의 이완된 지지층 영역을 관통해서 강도가 큰 원지반에 관입됨으로써 기존 PHC파일보다 매입말뚝의 선단지지력을 상당히 증대시키는 것으로 나타났다.

• 지질공학
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• 제24권4호
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• pp.535-550
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• 2014

지하수내 존재하고 있는 자연방사성물질인 우라늄과 라돈-222의 산출특성과 지화학적 기원을 알아보기 위해 괴산지역 연구부지내 120 m 깊이의 지하수 관정을 시추하여 심도별 시추코어의 암석화학적 특성과 지하수의 화학적 특성을 분석하였다. 시추코어 샘플 분석과 함께 더블패커시스템과 베일러를 이용하여 8개의 심도별 지하수 시료를 채취하여 지화학적 특성 분석을 수행하였다. 시추코어 분석결과, 주요 암종은 화강반암과 점판암이었으며 일부 구간에서는 탄산염암과 석회규산염암, 페그마타이트가 확인되었다. 심도별 지하수의 pH는 7.8~8.4의 범위이며, 화학적 유형은 Na-$HCO_3$형태를 보였다. 암석 및 광물 내 우라늄과 토륨의 함량은 각각 < 0.2~14.8 ppm과 0.56~45.0 ppm의 범위였으며, 암석현미경과 전자현미경(EPMA) 관찰 결과 자연방사성원소(우라늄) 함유 광물은 흑운모내 포획된 모나자이트 광물인 것으로 확인되었다. 우라늄은 이들 광물의 주요 구성원소를 치환하여 존재하는 것으로 보이며 파쇄대와 같은 주요 대수층 구간에서 용해되어 지하수와 함께 용출되는 것으로 보인다. 라돈-222의 함량은 우라늄의 함량과 어떠한 상관성을 보이지 않았으며 향후, 라돈가스 기원 추적을 위해서는 헬륨과 네온 등 영족기체 동위원소비를 이용한 간접적인 방법을 적용하여 분석할 필요가 있을 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권1호
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• pp.28-34
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• 2019

태양열은 지구에서 가장 풍부한 재생에너지 중의 하나이지만, 일반적으로 태양열이 풍부한 계절과 열부하가 큰 계절이 서로 달라 사용에 제한이 있다. 유럽과 캐나다에서는 하절기의 풍부한 태양열을 저장하고 그 열을 동절기 난방부하에 활용하여 에너지를 절감하는 태양열 계간축열시스템을 활용하고 있다. 최근 물탱크방식 및 지중축열방식의 태양열 계간축열시스템이 국내에 소개되어 실증연구가 활발히 진행 중이다. 본 연구에서는 연간 2,164 GJ의 난방부하를 가진 경기도 화성시의 유리온실 1개동에 $2,000m^2$의 평판형 태양열 집열기, $20,000m^2$의 지중 계간축열조를 사용하고 단기축열조를 사용하지 않는 보어홀 방식의 태양열 지중 계간축열시스템을 모델링하여, 운전제어조건에 따른 태양열 이용률을 평가하였다. 시간에 따른 태양열 지중 계간축열시스템의 동적성능예측을 위하여 TRNSYS 18 프로그램을 이용하여 시뮬레이션 하였다. 결과적으로 본 연구에서 제안한 태양열 지중 계간축열시스템은 태양열 집열과 지중 계간축열조 방열에 각각 차온 제어 하였을 때, 5년간 평균 약 60%의 태양열 이용률을 나타내었다. 본 연구에서 제안된 시스템은 태양열 지중 계간축열시스템의 구성과 제어방법을 단순화하고 성능을 확보하였다.

• 터널과지하공간
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• 제28권3호
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• pp.258-276
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• 2018

정확하고 정량적인 현지 암반 수리특성 정보들은 고수압 조건 굴착 공동 주변의 수리 지질학적 거동에 대한 신뢰성 있는 평가에 필요한 핵심 인자들 중의 하나이다. 상부의 해수가 무한 수원으로 작용하는 해저지반 내 터널이나 암반 구조물 설계에서 계획 구조물의 규모와 작용 수압이 커질수록 수리특성 정보의 중요성은 크게 증가된다. 본 연구에서는 기존 수압시험 시스템의 부적절한 구성이나 부정확한 자료 획득과 관련된 제반 문제점들의 개선을 통해 고수압 해저지반에 최적화된 일체형 메인 프레임과 30 bar 급 완전방수구조 공내측정장치를 독자적으로 개발하였다. 수리특성 조사 시스템을 구성하는 개별 시험장치들을 단일 프레임에 통합함으로써 협소하고 위험요소가 많은 해상 시추용 플랫폼에서도 안전하고 효율적으로 시험을 수행할 수가 있게 되었다. 또한 유압유 이중 조절장치를 고안하여 공내 순 주입압력 기준 $2.0kgf/cm^2$ 이하 간격으로 정밀한 단계적 가압과 압력 유지가 가능하도록 하였다. 개발 장치들의 시스템 성능과 작동 안정성을 실증적으로 확인하기 위해 연구 시험공 2개소에서 현장 적용성 시험을 완료하였으며 제주 현무암 분포 지역 내 시험공 1개소에서 대표요소체적 규모 수리특성 시험을 성공적으로 수행하였다. 본 논문에서는 개발 장치들의 주요 특성들과 다양한 실내 및 현장 성능시험에서 획득된 주요 결과들을 간단히 소개하였다.

• 한국지열·수열에너지학회논문집
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• 제3권1호
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• pp.11-16
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• 2007

The purpose of this study is to use the CFD(Computational Fluid Dynamics) method for the ground source heat pump(GSHP) system with vertical U-tube ground heat exchangers. In order to predict LWT(leaving water temperature) in the length of time, This simulation is used by utilizing FLUENT which is commercial CFD code. It was performed by based on four boreholes in the field. Comparing with the results of CFD and field measurement for LWT, the results of CFD was presented very good agreement with 1.0% average difference.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.604-607
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• 2009

The geothermal energy have been developed as the pro-environmental and the substantial long-term energy. Recently energy foundations and other thermo-active ground structures have been developed to enhance the use of geothermal energy. In this research, a tunnel wall is focused as a source of geothermal energy. If the tunnel wall can be used for geothermal source, it can provide relatively lower cost because it is not necessary to make a deep borehole like in case of closed-loop vertical ground heat exchanger. For analyzing efficiency of heat exchanger in tunnel, laboratory tests and the numerical analyses are performed.

• 대한설비공학회:학술대회논문집
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• 대한설비공학회 2007년도 동계학술발표대회 논문집
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• pp.423-428
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• 2007

This study was performed to construct a geothermal data base about thermal conductivity of ground heat exchanger and thermal properties of grouting material which used to refill the borehole. We have acquired geothermal data sets from 39 sites over wide area of South Korea except to Jeju island. From data analysis, the range of thermal conductivity is 1.5$\sim$4.0 W/mK. It means that thermal conductivity varies with grouting material as well as regional geology and ground water system.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제27권3호
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• pp.117-125
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• 2007

This study proposes a CFD(Computational Fluid Dynamics) analysis as a method of verification of the designed-data and a supplement of the insufficient experiences in geothermal system, which shows a rapid growth among the renewable energies. The followings are the results. FLUENT 6.2.12 is used as a CFD tool on this study, with the equations of continuity, motion, energy for unsteady flow through pipes and k-epsilon turbulent model. S-type model which has one borehole with diameter 12m by depth 206m and T-type model which has 3 boreholes with $12m{\times}20m{\times}206m$ are proposed, and also the boundary conditions are described. The temperature differences between temperatures by CFD analysis and by on-site measurement are less than 1.5%, this shows a high reliability of CFD analysis process which this study proposes. After 11 days simulation operated 12 hours interval On/Off mode, it is clearly predicted that the outlet temperatures of geothermal pipes are increased by $1.2^{\circ}C$, and $2.2^{\circ}C$ after 4 months. And the outlet temperatures of geothermal pipes increased with increase of the mass flow rates through the pipes. T-type model shows that the 4m distance between boreholes are reasonable because the temperatures at 2m and 6m from boreholes are nearly same.

• 지질공학
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• 제23권2호
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• pp.171-186
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• 2013

본 연구는 대전지역 기존 지하수중 우라늄 및 라돈-222와 같은 자연방사성 물질의 농도가 높은 것으로 알려진 한 지점을 선정하여 121 m 심도의 연구용 시추공을 확보하여 심도별 지하수내 우라늄 및 라돈-222의 산출특성 밝히고, 시추코어를 이용하여 우라늄의 기원에 대한 지화학적 상관성을 알아보고자 하였다. 이를 위하여 더블패커를 이용하여 시추공내 심도별로 6개 지하수 시료를 채취하여 화학성분 분석, 우라늄과 라돈-222의 함량을 분석하였다. 분석결과 지하수의 pH는 중성내지는 알카리성이며, 화학성분상 $Ca-HCO_3(SO_4+Cl)$ 유형에 속한다. 그리고 우라늄과 라돈-222의 농도는 각각 169~1,020 ppb와 $9,190{\pm}96{\sim}32,800{\pm}180$ pCi/L를 보여 심도별 뚜렷한 농도차이를 보이며, 모두 미국 EPA 권고치를 초과하였다. 지하수내 우라늄은 지하 45~50m 심도에서 가장 높은 함량을 보인다. 이 구간 지하수는 약알카리성의 산환환경이며 높은 $HCO_3$의 함량으로 우라늄 용존에 유리한 환경으로 보인다. 지하수내 우라늄의 형태는 우라닐탄산염화합물{$(UO_2CO_3)^0$ 혹은 $(UO_2HCO_3)^+$}이 우세한 것으로 보인다. 라돈-222 함량은 심도가 깊어질수록 증가하는 경향을 보인다. 시추코어에 의한 지질주상도특성을 보면 모암은 복운모화강암이며 페그마타이트가 수 곳에서 확인되었고, 중성질 암맥이 100 m 내외에서 확인되었다. 암석내 우라늄과 토륨의 함량은 0.372~47.4 ppm과 0.388~11.2 ppm의 범위를 보여 기존 국내에서 보고된 함량보다 높은 값을 보인다. 암석현미경 관찰 및 전자현미분석결과 방사성원소를 함유하는 광물로는 장석과 흑운모내 포획된 모자나이트, 인회석, 녹염석 광물로 확인되었으며, 광물내 주요성분을 치환하여 주로 존재한다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제33권5호
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• pp.519-528
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• 2023

In this paper, we present the results of an experimental study on the effect of polymer support fluid on shaft resistance of offshore bored piles. A series of pullout tests were performed on bored piles installed under various boundary conditions considering different types of grounds and support fluids, and a range of support fluid exposure times. Contrary to previous studies concerning onshore bored piles, a time dependent effect of polymer fluid on shaft resistance was observed in all ground types. The adverse effect of polymer support fluid on the shaft resistance, however, was considerably less than bentonite support fluid for a given exposure time. No significant reduction in shaft resistance was evident when limiting the exposure time of the polymer support fluid to the side wall of the borehole within 2-3 hours. The degree to which the polymer fluid affects shaft resistance seemed to vary with the ground type. A proper consideration should be given to the time dependent effect of polymer fluid on shaft resistance of bored piles installed in offshore construction environment to limit its adverse effect on the pile performance. The practical implications of the findings are discussed.