• 자원환경지질
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• 제54권4호
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• pp.409-425
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• 2021

이산화탄소가 지구온난화를 초래하는 대표적인 온실가스로 지목되면서 대기 중의 이산화탄소 농도를 줄이기 위하여 많은 노력들이 진행되어 왔다. 그러한 노력들 중 특히 CO₂ 포집 및 지중 저장기술(carbon dioxide capture and storage, CCS)이 감축 목표량을 달성하기 위해서 필수적으로 고려되고 있다. 그러나 이러한 지중 저장기술이 상용화되기 위해서는 안전성이 보장되어야 한다. 특히 이산화탄소 누출이 농경지에서 발생할 경우에는 작물 생장과 관련되어 많은 문제를 야기할 수 있다. 이에 본 연구에서는 지중 저장지로부터 누출된 이산화탄소가 토양 비옥도에 미치는 영향에 대하여 고찰하였다. 이를 위하여 인위적인 이산화탄소 누출 시험을 수행하였으며, pH, 양이온치환용량, 교환성 양이온, 전기전도도, 토양 유기물 함량, 총 질소, 질산태 질소, 암모니아태 질소, 총 인, 유효태 인산, 총 황, 유효태 황, 유효태 붕소 등과 같은 토양의 화학적 특성들을 비옥도 지시 인자로 선정하였다. 누출 시험은 비경작지 토양 한 종류와 경작지 토양 두 종류(옥수수와 콩 재배)를 대상으로 이루어졌다. 비경작지 토양은 거친 모래가 많은 사질토양으로 공극률은 42.6%로 조사되었으며, 경작지 토양인 옥수수 재배 토양은 양질 사토(loamy sand)로 공극률이 46.8%이었다. 콩과식물(soybean) 재배 토양은 옥수수 재배 토양과 동일한 양질 사토로서 공극률이 48%로 조사되었다. 누출시험을 위해 6개의 인공누출 칼럼 장치를 이용하여 이산화탄소를 주입하였다. 이산화탄소 주입은 비경작지와 경작지 토양의 경우 각각 60일과 70일 동안 진행하였다. 이산화탄소 누출 후 비경작지 및 경작지 토양에 대하여 각각 12, 14일 간격으로 1 공극 부피의 인공강우 모사 시험을 수행한 후 용출액과 토양 시료를 채취하여 비옥도 지시 인자를 분석하였으며, 이산화탄소 누출 전후 변화 양상을 비교 평가하였다. 토양 내 잔류 교환성 양이온, 전기전도도, 토양 유기물 함량, 총질소, 총인 등은 이산화탄소의 영향을 크게 받지 않은 것으로 나타났다. 그러나 질산태 질소, 암모니아태 질소, 유효 인산, 유효 황, 유효 붕소 등은 감소하는 경향을 보였으며 이에 의해 토양 비옥도를 저하시킬 수 있을 것으로 판단된다. 본 연구에서는 토양의 완충능력 때문에 pH의 변화가 없었지만, 이산화탄소가 장기간 누출된다면 pH의 감소에 의한 토양 산성화가 초래될 가능성이 있을 것으로 예측된다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제28권5호
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• pp.233-247
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• 2024

The damage to structures during an earthquake can be varied depending on the frequency characteristics of seismic waves and the geological properties of the ground. Therefore, considering such attributes in the design ground motions is crucial. The Korean seismic design standard (KDS 17 10 00) provides design response spectra for various ground classifications. If required for time-domain analysis, ground motion time series can be either selected and adjusted from motions recorded at rock sites in intraplate regions or artificially synthesized. Ground motion time series at soil sites should be obtained from site response analysis. However, in practice, selecting suitable ground motion records is challenging due to the overall lack of large earthquakes in intraplate regions, and artificially synthesized time series often leads to unrealistic responses of structures. As an alternative approach, this study provides a case study of generating ground motion time series based on the hybrid broadband ground motion simulation of selected scenario earthquakes at sites in the Nakdonggang delta region. This research is significant as it provides a novel method for generating ground motion time series that can be used in seismic design and response analysis. For large-magnitude earthquake scenarios close to the epicenter, the simulated response spectra surpassed the 1000-year design response spectra in some specific frequency ranges. Subsequently, the acceleration time series at each location were used as input motions to perform nonlinear 1D site response analysis through the PySeismoSoil Package to account for the site response characteristics at each location. The results of the study revealed a tendency to amplify ground motion in the mid to long-period range in most places within the study area. Additionally, significant amplification in the short-period range was observed in some locations characterized by a thin soil layer and relatively high shear wave velocity soil near the upper bedrock.

• 한국지구과학회지
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• 제45권4호
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• pp.363-376
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• 2024

Alluvial beds are intimately associated with electrical properties related to soil types, including clay mineral content, porosity, and water content. The hydraulic property governs water movement and storage in alluvial beds. This study revealed electrical resistivity and hydraulic properties in space and time in relation to the hydrogeological data, groundwater pumping, and rainfall infiltration into the alluvial bed located in Daesan-myeon, Changwon City. An electrical resistivity survey with electrode spacings of 2 and 4m using a dipole-dipole array indicates that electrical resistivity changes in the alluvial bed depend on groundwater pumping and rainfall events. Additionally, rainfall infiltration varies with hydraulic conductivity in the shallow zone of the alluvial bed. The 2 m electrode spacing survey confirms that electrical resistivity values decrease at shallow depths, corresponding with rainfall and increased water content in the soil, indicating rainfall infiltration approximately 1-2 m below the land surface. The 4m electrode spacing survey reveals that hydraulic conductivity (K) values and electrical resistivity (ρ) values display an inverse relationship from the surface to the water table (approximately 9 m) and at deeper levels than the water table. Notably, ρ values are impacted by pumping around the depth of the water table at 9 m. This study suggests that time-lapsed electrical resistivity surveys in space and time could be effective tools for detecting the impact of rainfall and pumping, as well as hydraulic conductivity in shallow alluvial beds.

• Geomechanics and Engineering
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• 제18권4호
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• pp.353-362
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• 2019

Soil-rock mixture (S-RM) is an inhomogeneous geomaterial that is widely encountered in nature. The mechanical and physical properties of S-RM are important factors contributing towards different deformation characteristics and unstable modes of the talus slope. In this paper, the equivalent substitution method was employed for the preparation of S-RM test samples, and large-scale triaxial laboratory tests were conducted to investigate their mechanical parameters by varying the water content and confining pressure. Additionally, a simplified geological model based on the finite element method was established to compare the stability of talus slopes with different strength parameters and in different excavation and support processes. The results showed that the S-RM samples exhibit slight strain softening and strain hardening under low and high water content, respectively. The water content of S-RM also had an effect on decreasing strength parameters, with the decrease in magnitude of the cohesive force and internal friction angle being mainly influenced by the low and high water content, respectively. The stability of talus slope decreased with a decrease in the cohesion force and internal friction angle, thereby creating a new shallow slip surface. Since the excavation of toe of the slope for road construction can easily cause a landslide, anti-slide piles can be used to effectively improve the slope stability, especially for shallow excavations. But the efficacy of anti-slide piles gradually decreases with increasing water content. This paper can act as a reference for the selection of strength parameters of S-RM and provide an analysis of the instability of the talus slope.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2003년도 International Symposium
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• pp.70-86
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• 2003

Despite its usability, TCE has been managed as a hazardous material due to the toxicity and many contamination cases were surveyed in some developed countries. U.S.EPA(Kram et al., 2001) suggested DNAPL characterization methods and approaches based on survey experiences at several sites. However, Korea has not the least assessment of contamination and trial of remediation, although there are a lot of doubtable areas where ground water would be contaminated with TCE. In this study, we try to assess the volume and extent of ground water contamination with TCE and delineate the contamination source zones in an industrial area. Ground water in this area flows through fractures and the contaminant TCE has the properties of high volatility, high density and low partitioning to soil material. Thus, we applied a variety of technical approaches to identify the contamination status; documentary, hydrogeochemical, hydrogeological and geological surveys. In addition, additional survey was performed based on the interim findings, which showed that ground water contamination was limited to the relatively small area with high concentrations to the deep place. The contamination source zone is estimated to be the asphalt test institute where a great deal of TCE has been used to analyze the amount of asphalt soluble in TCE since 1984. Based on the contamination characterization and a myriad of documents about ground water remediation, appropriate site remediation management options will be recommended later. This study is now under way and this paper was focused on describing the technical approaches used to achieve the goals of this study.

• Geomechanics and Engineering
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• 제28권3호
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• pp.283-298
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• 2022

Landslides triggered by the combination of heavy precipitation and anthropological disturbance in hilly areas cause severe damage to human lives, properties, and infrastructure constructions. A comprehensive investigation of the influencing factors and failure mechanisms of landslides are significant for disaster mitigation and prevention. This paper utilized the combination of detailed geological investigation, physical experimental testing as well as numerical modelling to determine the failure mechanism, and proposed a countermeasures of the Lantian landslide occurred on 2, July 2017. The results reveal that the Lantian landslide is a catastrophic reactivated slide which occurred in an active tectonic region in Southwest China. Because of the unique geological settings, the fully to highly weathered basalts in the study area with well-developed fractures favored the rainwater infiltration, which is the beneficial to slide reactivation. Engineering excavation and heavy precipitation are the main triggering factors to activate the slide motion. Two failure stages have been identified in the landslide. The first phase involves a shallow mass collapse originated at the upper slopes, which extends from the road to platform at rear part, which is triggered by excavation in the landslide region. Subjected to the following prolonged rainfall from 19 June to 2 July, 2017, the pore water pressure of the slope continually increased, and the groundwater table successively rise, resulting in a significant decrease of soil strength which leads to successive large-scale deep slide. Thereinto, the shallow collapse played a significant role in the formation of the deep slide. Based on the formation mechanisms of the landslide, detailed engineering mitigation measures, involving slope cutting, anchor cable frame, shotcrete and anchorage, retaining wall and intercepting ditch were suggested to reduce the future failure risk of the landslide.

• 지질공학
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• 제18권1호
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• pp.27-36
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• 2008

이 연구는 토질특성을 평가하는 주요 영향인자인 투수계수를 몇 가지 토질물성만으로 쉽게 산정할 수 있도록 단순회귀 분석을 이용하여 투수계수산정모델을 개발하였다. 이를 위한 연구지역은 강원도 평창군 진부면지역으로 총 45개 지점에서 토층시료를 채취하여 실내에서 여러 토질시험을 실시하였다. 상관분석을 통해 시험결과들 중 투수계수에 유효한 토질인자를 선별한 후 선별된 인자들과 직접투수시험에 의한 투수계수간의 관계를 단순회귀분석으로 공식화한 투수계수산정모델을 개발하였다. 또한, 개발된 투수계수산정모델과 직접투수시험 및 각 경험식들에 의한 투수계수를 비교 분석하여 모델의 적합성을 검증하였다. SPSS(statistical package for the social sciences)를 이용하여 여러 토질물성과 투수계수간의 상관관계를 분석한 결과 유효경, 간극비, 건조단위중량이 투수계수에 가장 크게 영향을 미치는 토질인자인 것으로 나타났다. 투수계수 산정모델에 의한 투수계수는 직접투수시험에 의한 투수계수와 거의 유사한 결과를 보였다. 따라서 개발된 투수계수산정모델은 연구지역과 같은 토질조건인 경우 토층의 투수계수 산정을 위한 모델로 이용이 가능할 것으로 사료된다.

• 자원환경지질
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• 제40권4호
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• pp.419-443
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• 2007

최근 국내에서는 외국기업의 국내진출에 따른 M&A, 미국과의 자유무역협정에 따른 시장개방에 따라 부지환경평가 (토양환경평가)의 결과를 반영할 필요성이 점차 증가되어 왔다. 따라서 이 연구에서는 연안매립지역에 위치한 대규모 화학공장부지에 대한 실제적인 부지환경평가를 통하여 국내의 토양환경평가 지침의 문제점을 보완하고 효율적, 경제적 평가를 위한 복합적 조사기법들을 이용하였다. 이 연구는 기초조사, 부지현황조사, 시료채취와 분석, 관측정 설치와 수리지질 조사, 자료 분석의 6단계로 진행되었다. 각각의 조사단계에서는 기존자료조사, 선구조분석, 지표지질조사, 지구물리탐사, 시추조사, 수리전도도, 지하수의 유향유속측정, 시료채취 및 분석 결과를 조합하여 복합적으로 해석하였다. 연구결과, 부지환경평가를 위한 이러한 다양한 조사기법들의 적용은 부지의 오염현상, 지하매질에 대한 부지특성화에 매우 효과적이었다. 국내에서는 '토양환경평가 지침'에 의한 기초조사에 있어 기존자료의 이용, 가용한 자료의 보관상태, 평가를 위한 관계자 인터뷰 등에 있어 매우 열악한 여건을 가지고 있다. 따라서 '부지환경평가'를 수행하는데 있어 이러한 복합조사기법의 적용은 더욱 경제적이고 효율적이며, 토양과 지하수오염을 연계하여 평가하는데 있어서도 매우 유용할 것으로 기대된다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제13권1호
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• pp.102-108
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• 2010

강둑의 안정성을 평가하기 위해서 강둑의 내부구조를 알아야 한다. 만약 물리탐사 방법이 콘관입시험(cone penetration test; CPT)과 시추(drilling)와 같은 지반공학기법과 함께 이용된다면 강둑의 안정성 평가를 위해 가장 효과적인 방법이 될 수 있다. 맥상체나 하층토는 일반적으로 다양한 범위의 압도를 갖는 물질들로 구성되어 있으므로 강둑에서 물의 침투 및 기계적 안정성을 예측하기 위해서는 토양의 특성 및 층상구조를 정확히 평가해야만 한다. 이 연구에서는 매우 긴 강둑에 대하여 이러한 변수들을 매우 효과적으로 알아내기 위하여 물리탐사 자료를 이용한다. 물리탐사 방법으로 측정된 제방 토양의 S파 속도와 전기비저항을 이용하여 토양을 분류한다. 이러한 분류는 미고결 사질토 모델(unconsolidated sand model)이라 불리는 물리적 토양 모델에 기초한다. 이러한 모델을 이용하여 S파 속도와 전기비저항 종단면도로부터 강둑을 따라 토양 종단면도가 만들어진다. 이러한 토양 종단면도는 강둑 조사에 대해 그 유용성이 이미 검증된 지반공학 검층자료(geotechnical logs)에 의해 검증되어 왔다.

• 상하수도학회지
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• 제26권6호
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• pp.815-823
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• 2012

Non-point source pollutants in down stream of Nakdong river were simulated by SWAT. GIS was utilized to make input data of SWAT such as landuse pattern and soil. Meteorological data of 2007 and 2009 were applied for the calibration and validation of runoff in SWAT. It was difficult to calibrate and validate the runoff and nutrient results since a study area was influenced by the tidal effects. Jindong site was selected to escape from the bias of runoff simulation in the coastal area. $R^2$ values of calibration and validation were 0.8 and 0.79. However, $R^2$ values of water qualities were very low level in comparison to runoff. These resulted from the concentration scale of water qualities such as BOD, T-N and T-P. Additionally, tidal influence could effected on the measurements of nutrients. The simulated annual averages and patterns of BOD, T-N and T-P in SWAT were similar to the measurement data. 80 ~ 96 % of nonpoint source pollutants at Nakbon M site were released from April to August of 2009. The ratio of T-N and T-P from nonpoint source were above 50 % during the rainy season.