Nguyen, The Bao;Lee, Chul-Ho;Lim, Jee-Hee;Jeoung, Jae-Hyeung;Choi, Hang-Seok
한국지반공학회:학술대회논문집
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한국지반공학회 2010년도 추계 학술발표회
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pp.1264-1273
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2010
Soil-bentonite cutoff walls are widely recognized to be the effective barrier for containment of wastes and groundwater. Bentonite cake is usually found remaining on the trench surface due to the use of bentonite slurry during the excavation for the cutoff wall construction. Defects also inevitably take place due to the inappropriate construction procedures or improperly mixed soil-bentonite backfill. The defects include insufficient keys and windows in the soilbentonite cutoff wall. In this study, the performance of the soil-bentonite cutoff wall is evaluated based on the flow rates through the wall. Three-dimensional numerical models were applied to simulate the groundwater flow through the soil-bentonite cutoff walls of typical geometries with consideration of the defects and bentonite cake. Results of the simulations showed that the bentonite cake has no effect in the insufficient key cases. In the keyed wall cases, the bentonite cake with very low hydraulic conductivity significantly impedes the flow of groundwater through the wall. The presence of the bentonite cake not only compromises the window defect but also renders the wall construction more effective in blocking the groundwater flow. These findings show the significance of the bentonite cake in a soil-bentonite cutoff wall construction.
As a conventional line-fitting method, the Bouwer and Rice method has been popularly adopted to estimate the hydraulic conductivity of an aquifer through a slug test. Because a ventical cutoff wall is usually very compressible and features a small wall thickness, the Bouwer and Rice method should be carefully used for the vertical cutoff wall. In addition, a relatively impermeable layer, called a filter cake, formed at the interface between the cutoff wall and the natural soil formation makes it difficult to use the Bouwer and Rice method directly. In order to overcome such limitations, the original Bouwer and Rice method is modified by incorporating the concept of the flow net method. In this modification, the geometry condition of cutoff walls including the filter cake is effectively considered in evaluating the hydraulic conductivity of a vertical cutoff wall.
순간변위시험(Slug test)을 통해 대수층의 투수계수를 구할 때, 시험결과 해석에 적용하는 line-fitting법 중 가장 일반적인 방법이 Bouwer and Rice법이다. Bouwer and Rice법을 적용하여 압축성이 크고 벽체의 두께가 얇은 연직차수벽의 투수계수를 산정할 때는 세심한 주의가 필요하다. 그리고 연직 차수벽과 주변 지반 사이에 형성된 상대적으로 투수성이 낮은 영역, 즉 필터케이크(Filter cake)는 Bouwer and Rice법을 연직차수벽의 투수계수 산정시, 이 방법을 직접적용하기 어렵게 만든다. 본 논문에서는 기존의 Bouwer and Rice법의 한계를 극복하기 위해서 유선망 개념을 도입한 수정 Bouwer and Rice법을 제안하였다. 수정된 Bouwer and Rice법은 연직차수벽의 투수계수를 산정할 때 필터케이크를 포함한 연직차수벽의 기하학적 조건을 효율적으로 반영할 수 있도록 한다. 또한, 수정 Bouwer and Rice법의 적용성을 검증하기 위한 사례 연구가 본 논문에서 수행되었다.
In constructing a slurry trench cutoff wall, a thin but relatively impermeable layer called filter cake can be formed on the excavation surface. The filter cake significantly influences the result of slug test analysis in the cutoff wall. This study is to examine the effect of filter cake on evaluating in situ hydraulic conductivity of the vertical cutoff wall along with slug test analyses. The numerical program Slug_3D was modified to take filter cake into account in the slug test simulation. With consideration of filter cake, the type curve method and the modified line-fitting method were used to reanalyze the case study taken from a landfill site. The previous results achieved by Choi and Daniel (2006b) without consideration of filter cake have been compared with the results in this study. The considerable difference between the two results shows the necessity of considering the filter cake in practice.
지금까지 순간 변위시험 (slug test)를 이용해 연직차수벽의 현장투수계수를 평가할 수 있는 이론해는 제시된 바가 없다. 최근 부분 관입된 우물(well)형상에 적용 가능한 이론해에 관한 연구가 발표되었으나, 이는 무한 경계조건인 대수층에만 국한되고 좁은 벽체형상의 연직차수벽의 경계 조건에는 그대로 적용될 수 없다. 이러한 연직차수벽 경계조건을 고려하기 위해, 본 연구에서는 가상 우물법(method of imaginary well)을 도입하여 기존 이론해를 수정하였다. 연직차수벽의 경계조건은 기존 문헌에서 제시한 두 가지 조건을 적용하였다. 첫 번째 경계조건은 연직차수벽 경계에 일정 수두 조건을 적용하고, 두 번째는 경계면에 불투수 경계조건을 적용하였다. 본 논문에서는 연직차수벽의 현장투수계수를 평가할 수 있도록 각 경계조건에 대하여 정상 상태 조건에 대한 일반적인 형상계수를 제시하였다. 첫 번째 경계조건의 경우, 연직차수벽의 투수계수가 연직차수벽이 존재하지 않는 대수층 조건보다 크게 평가되었으며, 두 번째 방법의 경우는 더 작게 평가되었다. 본 연구에서 제시한 수정 이본해를 통해 얻어진 투수계수는 경험식을 바탕으로 무한 대수층에 적용하기 위해 제안된 Bouwer and Rice 방법을 보정하여 다양한 연직차수벽 경계조건에 대해 실제 현장투수계수가 Bouwer and Rice 방법에 의한 결과 보다 1.2~1.7배 큼을 확인하였다. 또한, 연직차수벽 뒷채움재의 압축성을 고려한 기존 해석결과와 비교로부터, 본 논문에서 제시한 이론해는 뒷채움재가 비압축성에 상응하는 값을 제시하는 것을 확인할 수 있었다.
순간변위시험(slug test) 결과를 이용하여 비정상 흐름을 고려한 연직차수벽의 투수계수를 평가할 수 있는 이론해는 지금까지 제시된 바가 없다. 무한 대수층에 부분 관입된 우물(well)형상에 적용 가능하도록 기존 문헌에서 제시한 이론해는 좁은 지중연속벽체 형상의 연직차수벽의 경계조건을 고려할 수 없다. 이러한 연직차수벽 경계조건을 고려하기 위해, 본 연구에서는 가상 우물이론(imaginary well theory)을 도입하여 두 가지 경계조건(즉, 일정 수두 조건과 불투수 조건)을 만족하도록 새로운 이론해를 유도하였다. 제안된 이론해를 이용하여 구한 연직차수벽에서 시간에 따른 수위 회복 곡선(Type Curve)을 무한 대수층의 경우와 비교한 결과, 일정 수두 경계조건을 적용할 경우, 우물의 수위 회복이 무한 대수층의 결과보다 빠르게 진행되고 반면에 불투수 경계조건을 적용할 경우는 더 느리게 진행되었다. 또한, 우물의 형상비가 클수록, 연직차수벽의 폭이 좁을수록, 우물의 편심 정도가 클수록, 연직차수벽과 주변 지반 사이의 경계조건의 영향이 커진다. 본 논문에서 제시한 이론해를 통해 산정된 Type Curve는 기존 문헌에서 수치해석을 통해 산정된 Type Curve와 유사한 경향을 보였다.
슬러리월 연직차수벽 시공시, 지반을 트렌치 형태로 굴착하고, 굴착시공 중 굴착면 붕괴에 대한 안정성을 유지하기 위하여 벤토나이트와 물을 혼합한 슬러리를 트렌치에 채운다. 이렇게 채워진 벤토나이트 슬러리로 인하여 필터케이크(filter cake)이라 불리는 얇고 투수성이 낮은 층이 트렌치벽 표면에 형성되며, 슬러리가 제거 된 이후에도 굴착면에 잔존하여 연직차수벽에서의 순간변위시험(slug test) 해석 결과에 중요한 영향을 미친다. 본 연구에서는 기존에 개발된 수치해석 프로그램 Slug-3D를 수정하여 순간변위시험 해석시 필터케이크의 영향을 고려하는 방법을 제시하고 이를 통하여 정확한 연직차수벽의 투수계수를 산출하도록 하였다. 필터케이크의 영향을 고려하기 위하여 Slug-3D에서는 차수벽과 토양층의 경계면에 불투수조건(no-flux)을 경계조건으로 설정하여 해석을 수행하였다 또한 투수계수 산정에서 기존의 타입커브법(type curve method)을 이용하기 위하여 개선된 type curve를 도출하였고, 선형 커브피팅법(line-fitting method)를 필터케이크가 존재하는 연직차수벽에 적용할 수 있도록 수정 보완하였다. 본 논문에서 제안된 필터케이크를 고려한 해석방법은 EMCON(1995)에 의해 수행된 현장시험 결과의 재해석을 통하여 타당성을 검토하였다. 또한, 본 연구에서 얻어진 결과를 Choi and Daniel(2006)에 의해 수행된 필터케이크가 존재하지 않는 경우의 순간변위시험 해석결과와 비교를 통해 필터케이크 고려가 반드시 필요함을 보여준다.
본 논문은 매립지의 침출수 유출로 오염된 지반 및 지하수의 효과적인 처리 방법 중의 하나인 연직 차수벽의 시공사례를 다루고 있다. 연직 차수벽의 설치 목적은 오염된 지하수의 이동을 경제적이고 효과적으로 차단하고, 차단후 차수벽 내부의 오염된 지하수를 회수하여 침출수 처리장에서 처리함으로써 추가적인 지반오염을 방지하며, 매립장의 잔여 이용 기간동안 매립장의 안전 운영의 기초를 확보하는 것이다. 현장조사의 단계에서 부터, 공법의 선정과 설계, 시공. 시공품질의 확인에 까지 일련의 과정을 보고하였다. 오염원과 오염의 원인 및 범위를 파악한 후, DMW공법과 HEC고화제를 이용하여 심층 혼합 차수층을 설치하였다. 균열이 심한 암반층의 차수를 위해서는 우레탄을 주입하여 차수층을 형성하였다. 조사기간 동안의 현장 모니터링 결과에 의하면, 토사와 암반층에 걸친 심층 혼합 차수층의 설치로 본 현장의 오염 처리는 현재를 기준으로 만족스러운 것으로 판단되었다.
Journal of electromagnetic engineering and science
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제16권3호
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pp.164-168
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2016
A dual-band through-the-wall imaging radar receiver for a frequency-modulated continuous-wave radar system was designed and fabricated. The operating frequency bands of the receiver are S-band (2-4 GHz) and X-band (8-12 GHz). If the target is behind a wall, wall-reflected waves are rejected by a reconfigurable $G_m-C$ high-pass filter. The filter is designed using a high-order admittance synthesis method, and consists of transconductor circuits and capacitors. The cutoff frequency of the filter can be tuned by changing the reference current. The receiver system is fabricated on a printed circuit board using commercial devices. Measurements show 44.3 dB gain and 3.7 dB noise figure for the S-band input, and 58 dB gain and 3.02 dB noise figure for the X-band input. The cutoff frequency of the filter can be tuned from 0.7 MHz to 2.4 MHz.
이 연구는 오염원 유출을 방지하기 위한 해상폐기물매립장 차수시스템에 요구되는 적절한 기준을 제안하기 위해 수행되었다. 차수시스템은 바닥층과 연직벽으로 구성된다. 바닥층은 불투수 점토층으로 연직벽은 이중벽체로 외곽벽체는 강관쉬트파일로 외력에 대한 저항을 담당하고 연직내부벽체가 차수를 담당하는 것으로 가정하였다. SEEP/W와 CTRAN/W 프로그램을 이용하여 침투-이류-분산 해석을 정상류 및 비정상류 조건에서 실시하였다. 해석결과, 정상류 조건에서 비정상류 조건 보다 오염원 이동이 크게 나타나 설계관점에서 차수기준은 정상류조건에서 산정된 값을 적용하는 것이 타당한 것으로 나타났다. 바닥층의 점토지반이 균질하고 연직차수시스템의 시공에 문제가 없다는 전제하에 정상류조건에서 오염원 이동의 차수에 요구되는 점토층 및 연직차수벽의 투수계수, 두께, 근입깊이 등이 제안되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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