• 한국철도학회논문집
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• 제19권2호
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• pp.204-212
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• 2016

국내 궤도 흙노반재료의 선정기준은 기초물성 값(입경, 200번체 통과량($P_{200}$), 4번체 통과량($P_4$), 균등계수($C_u$), 곡률계수($C_c$)등)을 이용하는 통일분류법에 의존하고 있으며, 선정된 궤도노반의 현장 다짐도는 들밀도 시험 및 반복평판재하시험 결과 $E_{v2}$에 의해 파악한다. 그러나 궤도노반의 변형 및 안정성에 미치는 가장 큰 영향요소는 강성(Stiffness)이므로, 노반재료의 분류특성은 기초물성 값 자체 보다는 다짐 후 변형계수를 활용하는 것이 보다 정확하다고 할 수 있다. 본 연구에서는 궤도노반에 사용되는 국내 대표적인 흙 재료의 기초물성과 현장시험에 의한 변형계수($E_{v2}$, $E_{vd}$)와의 상관식을 도출하였다. 이와 같은 상관특성은 성능설계를 위한 국내 고유의 철도궤도용 전용흙분류기준수립을 위한 근거로 사용될 수 있다.

• 지질공학
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• 제27권2호
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• pp.153-164
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• 2017

지반 함몰 위험성에 대한 지질학적 인자는 매우 다양하다. 어떠한 지질학적 요인 또는 외부적인 영향에 의해 영향을 받을 수 있으며 동일한 지질학적 요인 내에서도 여러 가지 다른 물성값에 의해 지반함몰 영향인자가 결정될 수 있다. 다수의 논문 및 연구사례를 검토 한 결과 크게 7가지 범주의 지반함몰 요인이 있음을 알 수 있었다. 공동의 존재 여부에 따라 상재하중의 심도 및 두께가 지반침하에 영향을 줄 수 있고, 토사와 암반으로 구성된 지반에서는 그 경계면의 심도와 배향이 지배적 요소이다. 이 중 토사지반에서는 좀 더 다양한 영향인자로 구성이 되어있는데 토사의 종류, 전단강도, 상대밀도 및 다짐도, 건조단위중량, 함수비, 액성한계가 그것이다. 암반지반에서는 암석의 종류와 주 단열과의 거리 및 RQD가 영향인자로 구성될 수 있으며 수리지질학적 측면에서 접근했을 경우 강우 강도, 하천과의 거리와 심도, 투수계수 및 지하수위 변동이 영향을 줄 수 있다. 외부적인 요소도 지반함몰에 영향을 줄 수 있는데 굴착심도와 흙막이 벽과의 거리, 굴착공사 시 지하수 처리공법, 하수관로 등 인공시설물 존재 유무 등이 이에 해당된다. 최근 도심지의 지하구조물 건설에서 지반함몰 요소를 평가하는 것은 필수적일 것으로 예상된다. 본 연구에서 분석한 지반함몰 영향인자가 지반함몰위험 평가에 도움이 되기를 기대한다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제8권3호
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• pp.207-213
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• 2010

국산 칼슘 벤토나이트를 대상으로 온도가 팽윤압에 미치는 영향을 관찰하였다. 벤토나이트를 건조밀도 1.6 g/$cm^3$으로 압축하고, 0.69 MPa의 일정한 수압으로 증류수를 공급하여 팽윤압을 측정하였다. 온도 영향 실험은 $25^{\circ}C$, $30^{\circ}C$, $40^{\circ}C$, $50^{\circ}C$, $60^{\circ}C$, $70^{\circ}C$, respectively. The Ca-bentonite showed a sufficiently high swelling pressure of 5.3 MPa에서 승온조건과 감온조건으로 수행하였다. 압축 벤토나이트가 물과 접촉하여 상온에서 5.3 MPa의 충분히 높은 팽윤압이 작용하는 것을 실험적으로 확인하였다. 팽윤압은 온도가 높을수록 감소하는 것으로 나타났다. 승온조건과 감온조건에서의 온도에 따른 팽윤압 거동에 차이를 보이며, 승온조건에서 온도에 따른 변화가 심하게 나타났다. 향후 온도 조건 외에 벤토나이트의 압축밀도 변화, 지하수 조성에 따라 팽윤압 특성이 어떻게 변화하는지에 대해 평가한다면, 앞으로 국내 고준위 폐기물 처분장의 개념 설계에 유용하게 활용될 수 있을 것으로 본다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제17권4호
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• pp.141-155
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• 2018

최근 국내외적으로 지하공동과 더불어 지반함몰발생 빈도수가 높아지고 있다. 따라서 지하 공동 주변부 응력이완영역의 복구에 대한 관심도 높아지고 있다. 이완영역은 지반 내에서 빈공간이 발생함에 따라 빈 공간 주변부의 지반이 원지반의 강성 및 다짐도를 잃고 느슨해진 상태로 추가적인 공동 확장 및 붕괴를 유발 할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 공동 주변부 지반 이완영역을 보강하기 위해 팽창성 재료를 활용한 지반함몰 복구공법을 적용하고 이를 검증하고자 한다. 우선적으로 팽창성 재료의 기본 물리적 특성 및 팽창 특성을 파악하였고, 이완영역 모사 실험 장비를 제작하여 팽창성 재료의 팽창 시 이완영역에 미치는 영향을 파악하였다. 이완영역은 수치해석상 스프링계수로 모사하였다. 수치해석 변수로는 공동 체적에 대한 투입된 팽창성 재료의 부피비, 이완영역의 이완정도, 공동의 형상을 설정하였고, 이에 따른 이완영역의 전반적인 거동을 수치해석적으로 분석하였다. 해석 결과 해석 변수들은 서로 영향을 주는 인자들이였으며, 팽창성 재료가 지하공동에 삽입되었을 경우 지하공동 채움 및 이완영역 복구 정도를 확인하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제54권9호
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• pp.3250-3259
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• 2022

A new approach to the use of rice straw as a difficult-to-recycle agricultural waste was proposed. Potassium aluminosilicate was obtained by spark plasma sintering as an effective material for subsequent immobilization of ¹³⁷Cs into a solid-state matrix. The sorption properties of potassium aluminosilicate to ¹³⁷Cs from aqueous solutions were studied. The effect of the synthesis temperature on the phase composition, microstructure, and rate of cesium leaching from samples obtained at 800-1000 ℃ and a pressure of 25 MPa was investigated. It was shown that the positive dynamics of compaction was characteristic of glass ceramics throughout the sintering. Glass ceramics RS-(K,Cs)AlSi₃O₈ obtained by the SPS method at 1000 ℃ for 5 min was characterized by a high density of ~2.62 g/cm³, Vickers hardness ~ 2.1 GPa, compressive strength ~231.3 MPa and the rate of cesium ions leaching of ~1.37 × 10^-7 g cm^-2·day^-1. The proposed approach makes it possible to safe dispose of rice straw and reduce emissions into the atmosphere of microdisperse amorphous silica, which is formed during its combustion and causes respiratory diseases, including cancer. In addition, the obtained is perspective to solve the problem of recycling long-lived ¹³⁷Cs radionuclides formed during the operation of nuclear power plants into solid-state matrices.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제23권6호
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• pp.19-23
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• 2022

하상토를 활용한 제방 축조에 관련된 연구의 실증 및 검증을 위해서는 실규모의 제방 축조 및 시험 연구가 필수인데, 이 중 가장 중요한 인자 중 하나가 시험에 활용되는 다수의 축조된 제방들이 얼마나 동일한 초기 준비 조건으로 축조될 수 있는지, 즉 동일한 시험 초기조건의 다수 재현 가능성에 대한 수치적, 정량적 기준을 먼저 제시하여야 한다. 본 연구에서는 세립분이 함유된 하상토로 시험을 위하여 축조한 복수 제방에 대해 다양한 지반물성치(비중시험, 체가름시험, 액소성한계시험, 다짐시험, 현장밀도시험)를 취득하고, 수집한 데이터의 통계분석을 통해 제방 축조 시 동일 조건의 시험 준비 재현 가능성을 정량적으로 검토할 수 있는 일련의 과정을 수립하여 제시하였다. 과정수립에 대한 검증으로 시험용 제방을 축조하고 지반물성치를 수집하여 통계분석한 결과, 시험용 제방의 동일 조건 축조 재현성에 대한 정량적 평가가 가능함을 확인할 수 있었으며, 이는 제방뿐만 아니라 다양한 실규모 시험에 있어 초기조건의 정량적 동일성을 평가할 수 있는 기초적인 자료가 될 수 있을 것으로 기대된다.

• 원예과학기술지
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• 제31권5호
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• pp.558-564
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• 2013

수축성이 강한 원예용 상토를 용기에 충전할 때 충전량 변화에 따른 물리성 변화를 구명하기 위해서 본 연구를 수행하였다. 피트모스 + 팽연왕겨(8:2, v/v; PM + ERH), 피트모스 + 훈탄(6:4; PM + CRH) 및 피트모스 + 분쇄부숙수피(8:2; PM + GRPB)의 세 종류 상토를 혼합 조제하였다. 작물 재배를 위한 최적 가비중을 기초로 직경이 6.0, 7.5, 8.5, 10.5 및 12.5cm의 용기에 90, 100, 110, 120 및 130%가 되도록 상토 충전량을 조절한 후 공극률, 용기용수량 및 기상률의 변화를 측정하였다. 모든 크기의 화분에 세 종류 혼합상토의 충전량이 많아질수록 뚜렷하게 공극률이 감소하였다. 그러나 용기의 크기가 작아질수록 세 종류 상토의 공극률이 유사한 경향을 보이며 감소하고 각 상토별 차이도 크지 않았지만 용기의 크기가 커질수록 공극률 감소의 상토별 차이가 커지는 경향이었다. 상토 충전량이 많아질수록 용기용수량도 뚜렷하게 낮아졌다. 훈탄이 포함된 PM + CRH 상토는 직경 8.5cm 이하의 작은 용기에서 세 종류 상토중 용기용수량이 가장 낮았지만 직경 10.5cm 이상으로 용기가 커질수록 용기용수량이 가장 높았으며 화분의 크기 및 상토종류에 따라 다른 경향을 보이며 물리성이 변함을 알 수 있었다. 모든 규격의 화분에서 상토 충전량 증가는 기상률이 뚜렷하게 감소하는 원인이 되었다. 그러나 PM + GRPB가 혼합된 상토가 팽연왕겨나 훈탄이 포함된 상토 보다 모든 충전밀도에서 기상률이 2배 이상 높았다. 또한 상토 충전량이 많아져도 큰 화분에서는 기상률의 감소한 정도가 크지 않았지만 액상률의 감소한 정도가 컸다. 이상의 연구 결과는 혼합상토를 이용한 작물 재배에서 상토의 충전량이 증가할 경우 공극률, 기상률 및 액상률이 감소하지만 이는 용기의 크기 및 상토 종류에 따라 감소 정도가 달라질 수 있음을 나타낸다. 또한 본 연구 결과는 상토를 이용한 용기재배에서 충전량 차이에 따른 물리성 변화를 예측하기 위한 자료로 활용될 수 있을 것이다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제46권3호
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• pp.114-133
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• 2013

본 연구는 비지정 문화유적이 제도권 내에서 보존되기 전까지 자연적인 훼손을 최소화하기 위한 기초연구로서 산림 내에 위치한 사지(寺址)에서 발생하는 자연적인 훼손 양상을 밝히고, 발생 원인에 대해 분석하였으며, 식생관리를 통한 저감방안을 모색하였다. 분석대상지는 다양한 피해 사례가 확인되는 삼천사지로 선정하였다. 사지에서 발생하는 자연적인 훼손은 발생 원인에 따라 크게 식생과 관련된 직접적인 유구 피해(식생), 식생과 간접적으로 관련이 있거나 여타 지형적 요인으로 인한 사지 전반에 대한 피해(지형), 산림작업 및 등산객 이용과 같이 식생과 간접적으로 관련이 있거나 식생환경 개선을 통해 저감할 수 있는 인위적 피해(인위)의 세 가지 유형으로 분류하였다. 식생에 의한 직접적인 피해는 입목의 뿌리에 의한 매장 유구 훼손, 수목 생장에 따른 석축 교란, 입목 전도에 의한 유구 파괴 및 사지 훼손, 기타 덩굴성 식물에 의한 훼손 등이 있으나, 일부는 버팀목이 되어 석축 붕괴를 막아주는 역할도 하였다. 환경변화에 의한 피해는 집중호우(홍수), 태풍으로 인해 토사유출 등이 발생하여 유구에 직접적인 피해를 주거나, 식생환경에 변화를 주어 사지에 2차 피해가 발생한 것으로, 이로 인해 지형 변화, 석축 유실 등이 주로 확인되었다. 인위적 피해는 산림작업에 의한 피해와 등산객 이용에 따른 답압 등이 있다. 이상과 같이 사지에서 발생하는 자연적 훼손에 대한 저감방안은 다음과 같이 고찰하였다. 1. 자연적 훼손의 대부분은 방치에 의한 지속적(遲速的)인 훼손으로 간벌을 통한 산림 밀도 조절, 유적 배면의 사방식재를 통한 토사유출 억제, 유구가 인접한 지역의 대교목 발생 억제를 위해 울폐도 조절을 통한 초본류 육성 등 산림관리를 통해 저감할 수 있다. 2. 강우에 의한 토양침식을 저감하기 위해서는 낙엽활엽수가 유리할 것으로 판단된다. 또한 상층 교목림의 적절한 수관 밀도를 유지할 필요가 있는데, 2~18본/$100m^2$ 정도가 적절할 것으로 사료된다. 3. 사지의 보존을 위해서는 참나무류나 서어나무류의 육성이 좋을 것으로 판단되며, 타감작용이 강해 생태계를 교란하는 아까시나무, 칡 등은 점차적으로 세력을 약화시킬 필요가 있다. 삼천사지는 북한산 국립공원 내에 위치하고 국 공유림에 속한다. 따라서 자연환경의 보전을 위해 현재도 꾸준한 산림작업이 실시되고 있으므로, 이러한 과정에서 유적의 보존을 위한 식생관리 방안이 고려될 수 있는 여지가 있다고 판단된다.

• 한국토양비료학회지
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• 제43권3호
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• pp.268-274
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• 2010

전북지역 밭 토양의 화학적 특성은 150개 지점, 물리적 특성은 84개 지점에 대하여 토양의 물리화학적 특성을 조사하였다. 화학적 특성 조사지역의 지형분포는 곡간 및 선상지 (34.7%), 구릉 및 산악지 (18.7%), 산록경사지 (20.0%), 하성평탄지 (14.0%), 홍적대지 (8.0%) 및 하해혼성평탄지 (4.6%)로 나타났다. 물리적 특성인 토성은 사양토, 사질식양토, 식양토, 식토로 구성되어 있었고 사질식양토가 모든 지형에 고르게 분포하였고, 모든 조사지점의 경사도는 최적조건 (0~15%)을 보였다. 지형별 용적밀도는 1.19~1.24 Mg $m^{-3}$이었고, 경도는 12.1~13.9 mm이었다. 지형에 관계없이 밭 토양의 화학성인 pH는 37.3%, 유기물함량 42.7%, EC는 93.0%가 적정수준이었지만, 유효인산함량은 42.7%, 치환성 K는 64.0%, Ca은 47.3%, Mg은 48.7%가 적정수준 이상이었다. 토양 pH는 하해혼성평탄지를 제외하고 pH 5.9~6.1 수준이었고, 유기물함량은 산록경사지에서 20.6 g $kg^{-1}$로 가장 높았다. 유효인산은 하해혼성평탄지를 제외하고 534~739 mg $kg^{-1}$이었고, 치환성 K는 홍적대지에서 1.28 $cmol_c\;kg^{-1}$로 가장 높았고, Ca은 하해혼성평탄지와 홍적대지에서 각각 3.79와 4.9 $cmol_c\;kg^{-1}$로 낮았지만, Mg은 지형별로 차이가 없었다. 한편 CEC는 하해혼성평탄지를 제외하고 10.4~10.9 $cmol_c\;kg^{-1}$ 수준을 보였다. 지형별 중금속함량은 토양오염우려기준보다 훨씬 낮은 수준으로 전북지역 밭 토양은 안전한 것으로 조사되었다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제16권4호
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• pp.231-240
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• 2017

최근 도심지에서 인적, 물적 피해를 초래하여 경제적 손실을 수반하는 지반함몰이 빈번히 발생하고 있다. 이는 노후화된 상하수관거의 파손으로 인한 토사유실, 다짐불량, 수평굴착, 수직굴착시 토류벽 차수미흡 등 인위적 요인에 의하여 대다수 발생한다. 지반함몰은 탐사를 통하여 사전 복구 및 보강을 통해 예방이 가능하지만 현존하는 공법으로는 긴급복구에 적용하기에 어려움이 있다. 본 연구에서는 비개착식 지반공동 긴급복구 기술 개발을 위해 지하수흐름에 의한 지중 내 공동을 모사하는 모형실험을 진행하였으며, 조성된 공동 주변을 자체제작한 이완영역탐지기를 이용하여 탐지하므로써 이완영역 범위를 추정하였다. 또, 모사지반내 형성된 공동에 석고를 주입함으로써 교란영역과 이완영역을 구분하였다. 지하수 흐름에 의한 지중 공동의 형상은 선행연구 되었던 상수관거 파손시 내부 압력에 의해 조밀한 상대밀도의 지반에서 조성된 파괴모드III와 유사하였으며, 이완영역탐지기를 이용하여 탐지된 공동은 상부에서 아칭형태로 형성됨을 확인 할 수 있었다. 또한, 지반에서 공동 중심 상부에서 이완영역과 교란영역의 길이비는 2:1로 형성되며, 외력에 대한 전단저항력의 감소의 차이인해 구분될 수 있음을 확인하였다. 즉, 사전보수 및 보강시 주입재로 사용되는 재료의 팽창성을 고려하여 2차 피해가 발생되지 않도록 주의해야함을 확인 할 수 있었으며, 추후 추가적인 실험을 통하여 다양한 지반변형 상태를 추가로 실시할 예정이다.