• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권11호
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• pp.5551-5557
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• 2012

건설공사 현장에서 발생하는 버럭 중 퇴적암은 대부분 야적, 매립 등으로 폐기하고 있어 공사비의 증대 및 시공 비효율화의 원인이 되고 있다. 이 중 일부 사암의 경우 선별하여 골재로 활용하기도 하지만, 셰일은 대부분 산업폐기물로 매립하고 있는 실정이다. 이에 본 연구에서는 골재수급 안정화 및 콘크리트용 대체골재 자원 개발의 일환으로 대경권에 널리 분포하고 있는 셰일의 콘크리트용 골재 활용 가능성을 평가하였다. 실험에 사용된 셰일은 대구시 터파기 공사현장에서 반출되는 레드셰일과 블랙셰일을 선정하였으며, 콘크리트용 굵은 골재로 널리 사용되는 안산암과 변성퇴적암의 일종인 혼펠스와 비교함으로써 셰일의 콘크리트용 골재 활용성을 검토하였다. 골재의 물성평가는 KS F 2527 "콘크리트용 부순 골재"에서 규정한 시험방법에 준하여 실시하였으며, 셰일 골재의 치환율 변화에 따른 재령별 압축강도를 측정하였다. 실험결과, 절대건조밀도는 블랙셰일에서 $2.59g/cm^3$, 레드셰일에서 $2.62g/cm^3$으로 나타났으며, 흡수율은 블랙셰일에서 1.93%, 레드셰일에서 1.43%로 나타나 콘크리트용 굵은 골재 사용기준을 만족하는 것으로 나타났다. 셰일 골재의 치환율에 따른 재령 28일 압축강도는 블랙셰일을 100% 치환하여 제조한 콘크리트의 경우 30.8MPa, 레드셰일을 100% 치환한 경우 31.1MPa로 나타나 Plain 골재를 사용하여 제조한 콘크리트의 압축강도 37.5MPa과 비교하여 약 82%의 강도 수준을 나타내었다.

• 지질공학
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• 제13권1호
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• pp.1-16
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• 2003

대구시에 분포하는 함안층, 반야월층, 주산 안산암질암, 팔공산화강암 지역의 지하수는 암석의 광물 및 화학조성에 따라 지화학적 특성이 구분된다. 대부분의 용존물질 함량은 안산암과 화강암보다 함안층과 반야월층에서 높게 나타나며 특히 $HCO_3^{-}$와${\;}SO_4^{2-}$의 함량이 매우 높은 분포를 보여준다. 퇴적암 지대의 지하수에서 $Ca^{2+},{\;}Mg^{2+},{\;}HCO_3^{-}$의 함량이 높다는 것은 탄산기를 포함하는 물이 방해석과 반응하거나 장석류의 풍화와 같은 화학적 반응의 결과이다. 파이퍼도에 의하면 함안층은 $CaSO_4-CaC2$형에 우세하게 점시되고 반야월층은 $CaSO_4-CaCl_2$형과,${\;}Ca(HCO_3)_2$형에 같이 점시된다. $Ca(HCO_3)_2$형은 주로 방해석의 용해에 의해서 형성되고, $CaSO_4-CaCl_2$ 형은 황석의 산화에 기인하는데, 일부는 인위적인 오염원의 영향을 받기도 한다. 요인분석 결과에 의하면 3개의 요인으로 추출 및 계산된다. $SO_4^{2-},{\;}Na_+,{\;}Ca^{2+},{\;}Fe$의 규제를 받는 요인 1은 방해석, 사장석의 용해 및 황철석의 산화로 설명되고, $HCO_3^{-},{\;}Mg^{2+}$의 규제를 받는 요인 2는 Mg-탄산염광물의 용해와 돌로마이트화 작용을 설명한다. $Cl^{-},{\;}K^{+},{\;}NO_3^{-}$의 규제를 받는 요인 3은 공장폐수를 포함하는 인위적인 오염원의 영향으로 추측되며 금호강 주변의 공업단지 및 주거지역은 요인 3에 대한 점수가 높은 분포를 나타낸다.

• 지질공학
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• 제27권4호
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• pp.489-500
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• 2017

심부 시추코어(900 m) 단층대에서는 검은 유리질이 특징인 슈도타킬라이트가 종종 산출된다. 폭이 수~20 cm인 슈도타킬라이트는 모암인 쥬라기 화강암과 선캄브리아기 각섬석편마암과 접촉하거나 교호하는데, 연성변형이나 약한 습곡구조를 수반한다. 슈도타킬라이트는 다양한 심도에서 산출되는데 조직과 두께 또한 약간 상이한 특징을 보여준다. 대부분의 시추코어에서는 취성변형이 우세하며, 단층비지는 주로 상부구간에서 발달하고, 슈도타킬라이트는 불규칙한 간격의 심도에서 나타난다. 주사전자현미경(SEM)으로 관찰하면, 기질내에 만곡된 극미립의 석영입자가 관찰되고, 슈도타킬라이트의 표면은 마이크론 스케일에서조차도 매끄러운 유리질 기질이 특징적인데, 이같은 현상은 본 지역의 슈도타킬라이트가 강한 지진활동에 의한 마찰용융에 의하여 생성되었음을 지시한다. X선회절 정량분석(XRD)에 의하면, 슈도타킬라이트는 석영, 장석, 각섬석과 같은 일차광물과 점토광물, 방해석, 유리기질물 등의 이차광물로 구성되어 있다. 이러한 광물조성은 슈도타킬라이트를 포함하는 단층파쇄대가 약 $300^{\circ}C$ 이하의 저온 또는 비교적 얕은 심도(약 10 km 내외)에서 형성되었음을 의미한다. 슈도타킬라이트는 강한 지진활동의 산물이므로, 이것의 산출특징 파악을 통하여 심부지반의 고기 지진활동 해석이나, 고준위방사성폐기물 처분장 후보지의 지반안정성에 대한 핵심적인 정보를 알 수 있다.

• 대한지하수환경학회지
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• 제4권4호
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• pp.199-211
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• 1997

방사성폐기물의 지하심부 처분을 위한 수리지구화학적 기초자료를 얻기 위하여 국내 화강암질암을 대수층으로 하는 지표수 및 지하수를 대상으로 시료채취와 문헌조사를 통하여 dataset을 구축하였다. 심도에 따른 용존물질의 절대 및 상대함량과 거동특성을 통계적으로 파악하고 지하수의 화학적 조성의 원인이 되는 물-암석반응을 열역학적 해석과 결부하여 규명하였다. 화강암질암 대수층에서 총용존물질량은 심도에 따라 통계적으로 유의하게 증가함으로써 심부로 갈수록 물-암석반응을 많이 거친 물이 존재함을 나타낸다. 지하수의 조성은 초기의 $Ca^{2＋}$－(C $l^{－}$＋S $O_4$$^{2－}$ ) 또는 $Ca^{2＋}$-HC $O_3$$^{－}$ 유형에서 시작하여 점차 $Ca^{2＋}$-HC $O_3$$^{－}$ 유형을 거친 후 최종적으로 $Na^{＋}$-HC $O_3$$^{－}$ 또는 $Na^{＋}$－(C $l^{－}$＋S $O_4$$^{2－}$ ) 유형으로 진화하는 경향을 보인다. 이러한 특징은 $Ca^{2＋}$, $Na^{+}$ , $SiO_2$(aq)가 대표하는 다음의 세 가지 기제에 의하여 설명이 가능하다. 1) 천부지하수의 화학조성을 조절하는 가장 주된 반응은 방해석의 용해이나 중간지하수를 거치면서 방해석 포화상태에 이르러 광물상으로 침전되며 심부지하수에서는 $Ca^{2＋}$의 함량이 감소한다. 2) 심부지하수에서는 사장석의 용해가 주도적인 반응으로 작용하며 $Na^{＋}$를 공급하므로써 함량을 증가시킨다. 3) 중간 및 심부지하수에서는 kaolinite-smectite 또는/그리고 kaolinite-illite 간의 반응이 평형에 도달함으로써 용존 $SiO_2$(aq) 함량을 유지시키며 또한 이들 반응은 심부지하수에서 $Mg^{2＋}$ 및 $K^{＋}$가 결핍되는 현상의 중요한 원인이 된다.

• 지질공학
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• 제26권3호
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• pp.307-314
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• 2016

흙의 전단특성을 조사하기 위하여 다양한 전단시험장치가 사용되고 있다. 특히 흙의 무한변형에 따른 잔류전단강도(residual shear strength)를 측정하고자 할 경우 링전단시험장치가 사용된다. 본 연구는 배수, 압밀 및 전단속도 제어가 가능한 비배수전단강도 측정용 링전단시험장치를 사용하여 전단동안 발생하는 누수현상(water leakage)이 전단특성에 미치는 영향성에 대하여 조사하였다. 실험은 비배수조건에서 동일한 수직응력(50 kPa)을 재하하고 전단속도(0.01, 0.1, 1 mm/sec)를 3단계로 구분하여 적용하였다. 실험결과에 따르면, 동일한 수직응력에서 비배수전단강도는 전단속도에 의존하는 것으로 나타났다. 하지만, 상대적으로 낮은 전단속도(V = 0.01 mm/sec)에서는 변형률 경화 거동(strain hardening behavior)을 보였고 상대적으로 높은 전단속도(V ≥ 0.1 mm/sec)에서는 변형률 연화 거동(strain softening behavior)을 보였다. 시험기 성능평가를 통하여 누수가 발생할 경우 전단속도 크기에 관계없이 전단응력은 증가하는 것으로 나타났다. 누수가 크면 클수록 전단응력이 증가된다. 이러한 실험결과는 전단동안 발생하는 누수로 인한 흙 입자의 재배열과 다짐도의 증가에 따른 것으로 판단된다. 따라서 육안조사 및 반복적인 포화와 압밀과정을 통하여 실험오차를 최소화할 수 있는 작업이 필요하다.

• 자원환경지질
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• 제38권3호
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• pp.237-245
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• 2005

중금속으로 오염된 산성 지하수의 현장 정화방법으로 투수성반응벽체 기술의 적용 가능성을 평가하기 위하여 반응매질 선정을 위한 실내실험을 수행하였다. 처리대상 오염지하수로 이용한 임기광산 폐석적치장 침출수는 낮은 pH와 높은 금속농도를 갖는다(산도부하량으로 65 kg $CaCO_3$/일, 금속부하량(Fe+Al+Mn)으로 11.6kg/일). 이러한 특성의 오염지하수는 반응매질로 유기탄소 혼합물을 이용하여 황산염환원 반응에 의한 처리가 가능할 것으로 판단된다. 다섯 가지 서로 다른 배합비를 갖는 버섯퇴비, 소나무 바크, 석회석의 혼합 반응매질을 이용한 배치실험 결과를 통해 보면 투수성반응벽체를 적용할 경우 산도부하량은 12.3kg $CaCO_3$/일, 금속부하량은 3.3kg/일로 줄일 수 있다. 대상 지하수의 낮은 pH와 높은 금속부하량을 고려하여 무기탄소를 위주로 한 완충용 반응벽체를 먼저 두고, 이어서 유기탄소 혼합물로 구성되는 반응벽체로 황산염 환원을 유도하는 방법 적용한다면 보다 효과적인 광산배수에 대한 정화를 기대할 수 있을 것이다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제40권6호
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• pp.469-483
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• 2007

질산성질소와 염소이온은 지하수에서 흔히 나타나는 항목으로서 농약의 사용이나 도시화 등에 의하여 주로 발생한다. 일반적으로 동일 지점의 지하수 수질 자료는 관측망의 경우를 제외하고는 샘플의 수가 제한적이기 때문에 시계열 자료를 활용한 추세 평가에 한계가 있다. 본 연구에서는 제주도 수계의 분포 특성, 저지대의 낮은 지형 경사, 수리적 특성 및 다공질 지질 특성 등을 고려하여 $500m{\times}500m$ 간격의 격자를 작성하고 격자내에 포함된 수질검사 자료를 모두 취합하여 시계열 데이터를 형성한 후 Sen의 방법을 활용한 수질 추세분석을 실시하였다. 염소이온 농도의 경우에는 추세평가 대상 격자의 10.6%, 질산성질소의 경우에는 22.4%가 1990년대 상반기에서 2000년대 초까지 상향 추세를 보이는 것으로 나타났다. 특히 질산성 질소의 상향 추세는 서부 및 남부의 하부 중산간 지역에 뚜렷하게 나타났다. 이와 간은 원인은 1990년대 이후의 중산간 인근 지역의 개발에 따른 도시화 등에 의하여 나타난 것으로 추정되었다. 본 연구 결과, 제주도 지역의 지하수 관리 정책은 중산간 지역의 수질 변화와 토지이용 변화 등을 충분히 고려하여 추진되어야 함을 알 수 있었다.

• 자원환경지질
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• 제23권4호
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• pp.425-452
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• 1990

지하수 환경의 오염 가능성에 대한 정량적인 전산분석을 실시하기 이전 단계로 경험적인 평가방법을 이용하여 조사대상 지역 지하수환경의 오염 가능성을 광범위한 수리지질 및 수리분산 실험을 실시하여 평가하였다. 그 결과 최상위 대수층은 포화 비고결 퇴적물과 풍화대 및 수리적으로 연결성이 양호한 상부 파쇄암으로 구성되어 있다. 최상위 대수층의 대표적인 수리전도도는 $2.88{\times}10^{-6}m/s$, 저유계수(비산출률)은 0.09, 지하수의 주흐름 경로에서 다시 안 유속은 0.011m/d, 비반응 오염 용질의 공극유속은 0.12m/d, 지하수의 동수구배는 4.6%이다. 취득한 제반 수리지질 자료를 이용하여 조사대상 지역의 자하수환경 오염 가능성을 경험적인 평가법으로 평가한 바, 1) DRASTIC 분석 결과에 의하면, 본 지역은 "지하수 오염 가능성에 취약성이 희박하거나, 오염에 민감하지 않은 지역"으로 나타났으며, 2) Legrand 수치법 분석법을 이용하여 입지 적합성과 오염 가능성을 평가한 바, 본 지역은 "B" grade에 해당하는 "오염 가능성이 없기 때문에 대체적으로 입지로 적합하나, 부분적으로 적합지 않을 수도 있는 지역"으로 분류되었고, 3) 폐기물-토양 입지 연관성 행열 평가법에 의하면, 본 부지는 8군에 속하는 것으로 평가되었다.

• 한국광물학회지
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• 제23권4호
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• pp.347-356
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• 2010

알루미늄과 수산화알루미늄을 제조하는 (주)KC에서 사용하는 보오크사이트는 '자연기원방사성물질(NORM)'에, 가공 중 발생하는 폐기물 또는 부산물인 red mud는 '인위적으로 농축된 자연기원방사성물질(TENORM)'에 해당된다. 이 연구는 NORM의 대량사용시설인 (주)KC 공장 내부 및 주변 지역의 지질특성, 토양에 대한 광물학적 및 지화학적 분석을 수행하여 향후 작업장과 그 주변 지역의 방사능 피복량을 측정하고 방호하기 위한 과학적인 기초자료를 제공하고자 한다. (주)KC 공장 내부 및 인근지역 토양의 광물조성은 석영, 장석, 운모, 고령토, 깁사이트, 세피올라이트 등 모암으로부터 유래된 광물조성과 적철석, 보에마이트, 방해석 등 원광석인 보오크사이트로부터 유래된 광물조성으로 혼화되어 있다. 이 지역 토양의 평균 U 함량은 4.7 ppm, Th 함량은 23.6 ppm으로서 Th 함량이 다소 높게 나타난다. 토양의 $^{40}K$의 농도는 100~1,433 Bq/kg, $^{226}Ra$의 농도는 8.4~179 Bq/kg이고 $^{232}Th$의 농도는 13.5~300 Bq/kg으로서 높은 농도는 보이지 않으나 상대적으로 높은 $^{226}Ra$ 농도는 red mud 적재장 주변에서 확인된다. 토양시료의 외부 위해지수 범위는 0.10~1.66이며 평균 0.63으로서 전체적으로 는 위해 기준치로 제시되는 1.0 이하이지만 41개 지점 중 4개 지점이 1.0 이상을 나타난다.

• 자원환경지질
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• 제38권4호
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• pp.451-462
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• 2005

경상남도 고성군 삼산제일 동광산 주변 지역에 방치되어 있는 약 28만 톤의 광미를 포함한 광산폐기물에 의한 주변 환경의 오염정도를 평가하기 위하여 광미, 폐광석, 주변토양을 대상으로 화학분석(전함량분석, 토양오염공정시험법, 연속추출)을 통하여 유해 미량원소의 함량 및 이동도를 알아보았다. 광미 내 유해 미량원소의 전함량을 배경토양과 비교 했을 때, 부화도가 높은 순서는 Cu(14.0배)$\gg$As(3.6배)>Co(3.1배)>Zn(2.1배)=Pb(2.1배)>Cd(1.6배) 순이다. 광미 내 유해 미량원소의 존재형태(fraction I+fraction II)를 알아본 견과, 이동이 기능한 존재형태가 많은 순서는 $Zn(29.0\%)>Cu(12.3\%)>Pb(9.6\%)>Cd(3.0\%)>As=Co(0.0\%)$ 순으로 나타난다. 광미, 폐광석, 주변토양 내 유해 미량원소의 함량 및 존재형태를 고려해 볼 때, 주변 환경을 오염시킬 가능성이 있는 유해 미량원소는 구리(Cu)와 아연(Zn)인 것으로 판단된다. 한편, 광미 내 유해 미량원소의 함량을 네덜란드의 기준과 비교한 결과, Cu를 제외한 나머지 원소가 환경에 미치는 영향은 없을 것으로 추정되었다.