• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제15권2호
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• pp.7-16
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• 1990

알우미나, 실리카겔, 제오라이트 3A, 카오린 그리고 나트륨-벤토나이트에 대한 방사성코발트 및 루테늄 흡착을 수소이온농도, 핵종 농도 그리고 이온강도를 함수로 고찰하였다. 토양에 대한 코발트 및 루테늄의 지연계수는 공극율 측정으로 결정하였다. 코발트 및 루테늄의 가수분해 분자종은 물리적 흡착반응으로 고체 표면과 상호작용한다. 코발트 및 루테늄의 후로인드릿히 흡착 등온식은 직선이다. 코발트 및 루테늄의 흡착은 이온강도의 증가에 따라 감소한다. 지연계수에서 공극율 증가효과는 분배계수의 증가효과와 반한다.

• 한국광물학회지
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• 제15권1호
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• pp.1-10
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• 2002

이 논문은 온산공업단지 내 화강암의 풍화 및 토양화 과정, 그리고 토양 내 중금속 오염과 토양 광물간의 관계에 관한 연구이다. 프로화일 연구를 위해 각 깊이별로 토양시료를 채취하여 각 샘플에 대한 실험분석을 실시하였다. X선 회절분석 결과 주 구성 점토광물은 캐올린 광물과 버미큘라이트, 그리고 미량의 일라이트이다. 포름아마이드 처리를 통해 프로화일 내 토양 중의 캐올린 광물의 종류에 대해 분석한 결과 프로화일 하부에 존재하는 캐올린 광물은 대부분 할로이사이트 임이 밝혀졌으며, 지표면으로 갈수록 상대적으로 캐올리나이트에 대한 할로이사이트의 양이 감소하는 경향을 보이는데, 이는 상부로 갈수록 할로이사이트에서 캐올리나이트로의 전환이 이루어지고 있음을 의미한다. $110^{\circ}C,\;300^{\circ}C,\;550^{\circ}C$ 열처리를 한 결과 X선회절분석 그래프 상의 $10\;{\AA}에서\;14\;{\AA}$ 사이의 피크가 분화된 형태를 보여주는 것이 관찰된다. 이는 시료상에 수산화알루미늄 혼합층 버미큘라이트가 존재함을 지시한다. 이것은 구연산나트륨 처리실험을 통해 버미큘라이트 층간 불순 알루미늄 이온을 추출하여 원형상으로 전환시킴으로써 열처리시 $14\;{\AA}$피크가 다시 $10\;{\AA}$으로 변화하는 것을 관찰함으로써 재확인하였다. 토양의 수소이온농도 분포 양상이 하부에서 3.9, 상부에서 3.6으로 상부로 갈수록 산성화경향이 심해지는 경향을 보여주는데, 이는 산성화된 토양에서 안정적으로 나타나는 수산화알루미늄 혼합층 버미큘라이트의 존재를 뒷받침하고 있다. 토양 내 중금속 이온의 존재양상에 대한 연구를 위해 연속추출실험을 실시하였다. 그 결과 상대적으로 많은 양의 중금속 이온이 프로화일의 상부의 철/망간 산화물과 유기물에 흡착되어 있으며 점토광물에는 적은 양만이 흡착되어 있는 것으로 밝혀졌다. 이러한 결과는 대부분의 중금속 오염물들이 상부 토양에 농집되어 있고 점토광물에는 낮은 중금속 함량을 보여주는 것은 산성화된 토양을 이루고 있는 주 점토광물인 캐올린광물과 수산화알루미늄 혼합층 버미큘라이트가 낮은 흡착능력을 가지고 있기 때문인 것으로 판단한다.

• 한국토양비료학회지
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• 제37권6호
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• pp.378-382
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• 2004

Soil pH is an important indicator for soil reactions and crop growth. pH buffer capacity and lime requirements are necessary to comprehend and manage soils well. The characteristics related with soil pH were analyzed and 5 field trials were conducted to elucidate pH buffer capacity of soil and lime requirements and liming factor for Korean acid soils. Soil minerals were analyzed for the soil of 2 years after treating $CaCO_3$ using X-ray diffraction. The amount of neutralized $H^+$ was regarded as the exchangeable aluminium overcoming ${\Delta}pH$, because pH buffer capacity of soil depended on exchangeable aluminium. Lime requirement was somewhat similar to the KCl exchangeable aluminium and it was also affected by the exchangeable cation by added lime. X-ray diffraction analyses revealed that an aluminium dissociation from Korean acid soils was equilibrated with kaolin minerals and changed into anorthite ($CaAl_2Si_2O_8$) by neutralizing with $CaCO_3$. Neutralizing process was composed of changing process of $Al^{3+}$ into $H^+$ and $Al(OH)_4{^-}$ ionic species and of neutralizing $H^+$ by, the amount of which was lime requirement. The fact that anorthite dissociates an aluminium ion higher than kaolinite does enabled to consider a liming factor (LF) the content of exchangeable cation and ${\Delta}pH$, $LF=1.5+0.2{\times}{\sum} Cations{\times}{\Delta}pH$.

• Geomechanics and Engineering
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• 제33권2호
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• pp.175-182
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• 2023

In general, the design of structures and its construction processes are fundamentally dependent on their foundation and supporting ground. Thus, it is imperative to understand the behavior of the soil under certain stress and drainage conditions. As it is well known that certain characteristics and behaviors of soils with fines are highly dependent on water content, it is critical to accurately measure and identify the status of the soils in terms of water contents. Liquid limit is one of the important soil index properties to define such characteristics. However, liquid limit measurement can be affected by the proficiency of the operator. On the other hand, dynamic properties of soils are also necessary in many different applications and current testing methods often require special equipment in the laboratory, which is often expensive and sensitive to test conditions. In order to address these concerns and advance the state of the art, this study explores a novel method to determine the liquid limit of cohesive soil by employing video-based vibration analysis. In this research, the modal characteristics of cohesive soil columns are extracted from videos by utilizing phase-based motion estimation. By utilizing the proposed method that analyzes the optical flow in every pixel of the series of frames that effectively represents the motion of corresponding points of the soil specimen, the vibration characteristics of the entire soil specimen could be assessed in a non-contact and non-destructive manner. The experimental investigation results compared with the liquid limit determined by the standard method verify that the proposed method reliably and straightforwardly identifies the liquid limit of clay. It is envisioned that the proposed approach could be applied to measuring liquid limit of soil in practical field, entertaining its simple implementation that only requires a digital camera or even a smartphone without the need for special equipment that may be subject to the proficiency of the operator.

• 한국토양비료학회지
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• 제27권3호
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• pp.158-167
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• 1994

부산시(釜山市) 구월산(九月山)의 안산암유(安山岩類) 암석(岩石) 분포지역(分布地域)의 풍화암(風化岩)에서 토양(土壤)에 이르는 여러가지 풍화산물(風化産物) 중(中)의 구성광물(構成廣物) 특히 점토광물(粘土鑛物)에 대한 산상(産狀), 특성(特性) 및 형성과정(形成過程)을 검토(檢討)한 결과(結果)는 대체적으로 다음과 같이 요약(要約)된다. 1. 부산시(釜山市) 구월산(九月山) 지역(地域)에서 안산암유(安山岩類)를 모암(母岩)으로 하는 풍화토(風化土)에서는 카오리나이트 및 할로이사이트의 카오린광물(鑛物)과 $12{\AA}$과 $14{\AA}$에 X-선회절선을 나타내는 점토광물(粘土鑛物)들이 주(主)로 나타난다. 2. $12{\AA}$-광물(鑛物)은 운모(雲母)/버미큐라이프 혼합층광물(混合層鑛物)에 가까운 것으로 나타났으며, 이는 입자(粒子)가 다른 점토광물(粘土鑛物)에 비해 큰 것으로 운모(雲母)나 각섬석(角閃石)이 버미큐라이트로 변하는 중간단계(中間段階)에서 형성(形成)된 것으로 생각된다. 3. 이 지역(地域)에 나타나는 $14{\AA}$-광물(鑛物)로는 버미큐라이트와 스멕타이트의 중간적(中間的)인 특성(特性)을 나타내는 버미큐라이트/스멕타이트 혼합층광물(混合層鑛物)에 해당(該當)되는 것과 Al-버미큐라이트에 해당(該當)되는 것이 있다. 이들 광물(鑛物)도 풍화(風化)에 의해 카오리나이트로 변하는 중간단계(中間段階)에서 형성(形成)된 것으로 사료(思料)된다. 4. 카오린광물(鑛物)로는 $10{\AA}$과 $7{\AA}$의 할로이사이트 및 카오리나이트가 포함(包含)된다. 이 중(中)의 할로이사이트는 본(本) 지역(地域)에서 나타나는 점토광물(粘土鑛物) 중(中)에서 가장 입자(粒子)가 작은 것으로 나타나며 튜브의 길이도 비교적 짧은 것이 많다. 따라서 미립질일수록 하로이사이트의 함량이 많아지는 경향이 있다. 풍화(風化)가 아주 많이 진행(進行)된 풍화토(風化土)에는 카오리나이트가 상대적으로 많은 경향(傾向)을 나타낸다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제17권1호
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• pp.31-45
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• 2019

In this study the spatial variability of soils is substantiated physically and numerically by using random field theory. Heterogeneous samples are fabricated by combining nine homogeneous soil clusters that are assumed to be elements of an adopted random field. Homogeneous soils are prepared by mixing different percentages of kaolin and bentonite at water contents equivalent to their respective liquid limits. Comprehensive characteristic laboratory tests were carried out before embarking on direct shear experiments to deduce the basic correlations and properties of nine homogeneous soil clusters that serve to reconstitute the heterogeneous samples. The tests consist of Atterberg limits, and Oedometric and unconfined compression tests. The undrained shear strength of nine soil clusters were measured by the unconfined compression test data, and then correlations were made between the water content and the strength and stiffness of soil samples with different consistency limits. The direct shear strength of heterogeneous samples of different stochastic properties was then evaluated by physical and numerical modelling using FISH code programming in finite difference software of $FLAC^{3D}$. The results of the experimental and stochastic numerical analyses were then compared. The deviation of numerical simulations from direct shear load-displacement profiles taken from different sources were discussed, potential sources of error was introduced and elaborated. This study was primarily to explain the mathematical and physical procedures of sample preparation in stochastic soil mechanics. It can be extended to different problems and applications in geotechnical engineering discipline to take in to account the variability of strength and deformation parameters.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제15권12호
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• pp.61-69
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• 2014

Carboxymethyl-${\beta}$-cyclodextrin(${\beta}$-CMCD)은 소수성과 친수성의 성질을 모두 가지고 있는 생분해성 계면활성제로 복합오염토양의 동시 처리에 적용이 가능한 장점이 있다. 본 연구에서는 코발트(Co), 스트론튬(Sr) 및 세슘(Cs) 등의 방사성 핵종 중금속으로 오염된 토양에서 이들의 탈착 거동을 살펴보고, 탈착제로서 CMCD의 효과를 평가하였다. 탈착속도 실험에서 Co, Sr 및 Cs 모두 1~3시간 이내에 탈착평형에 도달하였으며, 카올린에서의 탈착률이 자연토양에서 보다 높게 나타났다. 또한 탈착용액으로 CMCD를 2 g/L를 첨가한 경우 탈착률이 5~20 %가량 증가하였으며, 핵종 중금속별 탈착률은 Co > Cs > Sr 순으로 나타났다. 탈착실험 결과를 다양한 탈착속도 모델에 적용한 결과, pseudo-second order kinetic model을 가장 잘 따르는 것으로 나타났으며, 탈착속도는 Cs > Co > Sr 순으로 나타났다. 흡/탈착 간 이력현상은 Sr > Co > Cs 순으로 탈착속도가 느릴수록 이력현상이 커지는 것으로 나타나, 탈착속도가 흡/탈착 간 이력현상을 야기하는 주요 요인 중 하나로 판단되었다. CMCD의 주입으로 탈착량이 증가하고 흡/탈착 간 이력현상이 감소하는 효과를 보였으나, 과량 주입 시에도 토양에 흡착된 핵종 중금속을 완전히 탈착시키지는 못하는 것으로 평가되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제21권2호
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• pp.5-16
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• 2005

모형지반을 이용한 각종 모형말뚝실험에서 자주 문제가 되는 것이 크기효과에 따른 실험의 정량적 분석에 대한 한계성이다. 이러한 문제를 보완하기 위하여 본 연구에서는 대형의 원통형 토조에 인공지반을 제작함으로써 지반 특성에 대한 크기효과를 최소화하도록 노력하였다. 또한 지반의 자연생성과정을 재현하고 빠를 시간내에 방밀을 완펄하기 위하여 케올리나이트와 실리카를 1:1로 혼합한 슬러리를 토조에서 압밀하여 인공지반을 생성하였다. 본 연구에서 마련한 모든 인공지딴의 특성을 자세히 파악하고 실제의 지반특성과 비교하기 위하여 베인시험기, 피조프로브, 콘관입시험기 등 여러가지의 원위치 소형조사장비를 제작 및 사용하였다. 본 연구에서 행한 원위치 시험 결과, 앞선 연구에서 밝힌 시험결과와 일치하는 결과를 얻었다. 또한 인공지반에서 행한 모형실험결과와 실제 상황과의 차이를 규명함으로써 모형실험결과에 근거하여 실물의 거동을 예측하는 방법을 찾고자 차였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권1호
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• pp.131-142
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• 2003

본 논문은 점성토 지반에 동전기 공법을 적용할 때 지반내에서 발생하는 현상과 그 특성을 고려하여 전기삼투 현상을 예측하고자 하였다. 이를 위하여 납으로 오염된 카올린에 대해 실내실험을 수행하여, 동전기 처리 동안 변화하는 시료의 전압, 전류, 제타포텐셜, pH분포 등의 물리 화학적 현상 간 상관성을 고려한 전기삼투 유한차분 수치 해석 프로그램을 개발하여 실험 결과와 비교하고 각 현상을 검토하였다. 그 결과, 전기삼투 흐름은 점토의 화학적 특성과 전기적 특성 변화에 매우 민감하였다. 간극수의 이온 농도가 증가하면 흐름속도는 감소하였으며, 시간에 따라 배수량은 감소하였다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제37권2호
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• pp.109-122
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• 2024

Standard triaxial cells are commonly used to measure the mechanical behavior of saturated soils. However, this type of standard system is difficult to use for unsaturated soil specimens since it cannot measure the changes in the pore-air volume and pressure. This paper proposes to extend the measurement possibilities of the standard triaxial testing device in a simple way and to adapt it to partially saturated soils. The system is supplied by two hygrometers installed at each end of the cylindrical unsaturated specimen to measure local relative humidity, which allows the derivation of suction. The volumetric strain of the specimen is calculated by analyzing digital photos captured from the outside of the transparent cell wall. Specimens made of kaolin clay, having different hydraulic properties, were tested to verify the reliability of the measurements, and thus, the relevance of the proposed techniques to study the mechanical behavior of unsaturated soils.