• 대한토목학회논문집
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• 제33권5호
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• pp.1897-1905
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• 2013

항복응력, 점성과 같은 유변학적 특성은 토석류의 유변성을 결정하는 주요 매개변수이다. 본 연구에서는 다양한 액성지수와 모래함량을 가지는 세립토를 대상으로 유변측정 시험을 수행하였다. 이를 통해 전단응력-전단변형률속도 관계, 액성지수와 점성 및 항복응력 관계, 체적농도와 점성 및 항복응력 관계 등과 같은 다양한 분석을 통해 모래함량을 달리하는 흙에 대한 유변학적 특성을 파악하였다. 유변측정 시험 결과로부터 세립토의 유동곡선 특성은 전단변형률속도가 점차 커짐에 따라 곡선의 기울기가 감소하는 전형적인 전단담화(shear thinning)의 거동 형태를 나타냄을 알 수 있다. 동일한 모래함량을 갖는 시료에서 액성지수가 증가함에 따라 항복응력과 점성은 감소하는 경향을 보이며, 동일 액성지수 상태에서 모래함량이 커짐에 따라 항복응력과 점성 모두 증가하는 것으로 나타났다. 항복응력과 점성은 약간의 함수비 증가에도 크게 감소함을 알수 있다. 체적농도($C_v$)가 증가함에 따라 항복응력과 점성은 증가하는 경향을 나타낸다. 회귀분석을 통해 임의의 체적농도($C_v$)에 대한 항복응력과 점성의 계수 ${\alpha}_1$, ${\alpha}_2$, ${\beta}_1$, ${\beta}_2$를 산정하였다.

• 지질공학
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• 제27권4호
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• pp.475-487
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• 2017

본 연구에서는 산사태 모형토조 실험을 통해 강우침투에 의해 나타나는 산사태의 발생특성 및 지반재료의 변화특성에 관하여 분석하였다. 실험장치는 모형토조, 강우재현장치, 계측장치로 구성되어 있으며, 인공사면 상부에서 200 mm/hr의 극한강우를 살수함으로써 산사태를 유발하였다. 모관흡수력과 체적함수비 계측장치는 인공사면의 천부(GL-0.2 m), 중부(GL-0.4 m), 심부(GL-0.6 m)의 각 심도별로 3세트씩 설치하였으며, 실험은 화강암 풍화토, 편마암 풍화토, 이암 풍화토 각각에 대한 현장조건과 상대적으로 느슨한 조건 및 조밀한 조건으로 나누어 실험을 진행하였다. 분석결과, 극한강우에 의하여 실험 초반에는 사면 표층에서 세굴현상이 우세하게 나타나다가 이후 국지적으로 발생한 횡적인 인장균열면을 따라서 산사태가 발생했다. 산사태는 강우침투에 따른 습윤전선(wetting front)의 전이로 인해 천부에서부터 심부로 점차 확장되는 천층파괴(shallow failure)의 형태를 띰과 동시에 사면의 선단부(toe part)에서부터 정상부(crest part)로 점차 전이되는 후퇴성붕괴(retrogressive failure)의 양상을 보였다. 강우침투에 따른 포화영역에서 모관흡수력은 아무런 전조현상 없이 급격하게 감소하는 반면에, 체적함수비는 점진적으로 증가하다가 최대값에 도달하여 이 값을 일정시간 유지한 뒤 산사태 발생 시 급격히 감소하는 것으로 나타났다.

• 대한환경공학회지
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• 제30권8호
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• pp.768-774
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• 2008

하수슬러지 고화물이 매립지에 미치는 영향을 평가하기 위하여 모형매립조 실험을 수행하였다. 모형매립조는 총 3기를 제작하였으며, 충전물질은 퇴비와 사료, 모래를 각각 10 : 10 : 80으로 혼합하여 충전하였고, 복토재는 개발한 중성계 고화제로 하수 슬러지를 고화한 G고화물(LR1), 알칼리성 고화재로 고화한 A고화물(LR2), 마사토(LR3)로 하였다. 이를 30 $\pm$ 2$^{\circ}C$의 항온실에서 약450일 동안 운전한 결과 누적발생가스발생량과 VS성분에 따른 가스발생량, CO$_2$와 CH$_4$의 누적발생량은 LR2 > LR1 > LR3순 나타났다. 그리고 LR1, LR2, LR3의 COD$_{Cr}$변화를 살펴본 결과 LR1의 COD$_{Cr}$농도는 LR3와 같이 지속적으로 감소하는 것으로 나타나 G고화물은 침출수의 COD$_{Cr}$에는 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. LR2는 250일경 재슬러리화되어 COD$_{Cr}$농도가 증가하고 있다. 그리고 T-N, T-P농도에 있어서도 LR3의 농도가 높은 것으로 보아, 하수슬러지고화물 복토에 의한 침출수의 T-N, T-P에는 영향이 미미한 것으로 판단된다.

• Journal of Forest and Environmental Science
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• 제15권1호
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• pp.98-106
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• 1999

본 연구는 춘천 가리산 지역의 상걸임도를 대상으로 성토사면의 토질력학적 특성을 파악하여 사면안정해석 및 대책공법의 수립을 위한 기초자료를 제공하고자, 겉보기 토질분류기준인 토사, 호박돌토사, 풍화암 사면에서 토사를 채취하여 시험을 실시하였다. 각 토양시험으로부터 흙의 입도분석(KS F 2302), 흙의 액성한계시험 (KS F 2303), 흙의 소성한계시험(KS F 2304), 흙의 함수량시험(KS F 2306), 흙의 비중시험 (KS F 2308)을 실시하였다. 또한 각 사면에 대해 흙의 입도분석을 통하여 입경분포, 균등계수, 곡률계수를, 흙의 함수량시험과 흙의 비중시험을 통하여 흙의 건조밀도와 비중을 산출하였다. 그 결과, 통일분류법에 의한 토질분류는 SW, SP, GP로, 건조밀도는 $2.52{\sim}2.60g/cm^3$, 비중은 1.39~1.43으로 나타났으며, 소성지수는 비소성 상태인 것으로 나타났다.

• 지질공학
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• 제21권4호
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• pp.313-322
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• 2011

2007년 9월 태풍 "나리"의 영향으로 전라남도 지역에서 많은 붕괴비탈면이 발생되었으며, ${\bigcirc}{\bigcirc}$우회도로에 위치한 도로비탈면에서 붕괴가 발생되어 도로시설물을 파손시켰다. 본 연구의 목적은 붕괴비탈면의 현장특성과 구성 토사의 공학적 특성 및 점토광물의 분포, 정량분석 결과 등을 바탕으로 붕괴발생원인을 고찰하는 것이다. 대상비탈면은 화산암 기원의 풍화토사로 이루어져 있으며 붕괴부에서는 소규모 단층과 염기성암맥이 발견된다. 상부자연비탈면 내 진입로는 포장이 되지 않았고, 배수로의 설치 미흡으로 인하여 많은 유수가 붕괴부 쪽으로 집중되는 환경이었다. 붕괴부 토사는 저소성실트와 고소성점토로 분류되며, X선회절분석에서는 스멕타이트와 버미큘라이트와 같은 팽윤성 점토광물이 다량 함유되어 있음이 확인되었다. 대상비탈면은 배수시설의 설치 불량, 지질학적 약대 존재, 활성도가 큰 점토광물의 함유 등으로 붕괴가 발생되었던 것으로 판단된다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제12권1호
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• pp.39-50
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• 2013

본 연구는 국내에서 널리 사용되고 있는 하향식 쏘일네일과 수평배수공의 별도 설치에 대한 일반적인 사고의 틀에서 벗어나 보강과 동시에 수평배수를 겸할 수 있는 상향식 쏘일네일을 설치할 경우 지하수위의 거동에 대한 특성을 축소모형실험을 통해 연구하였다. 이를 위해 실내에서 모형토조 내에 풍화토 지반의 모형사면을 만들고 그 위에 인공강우를 뿌리는 실험을 통해 상대밀도가 60%, 75%, 90%인 각 지반조건별로 50mm/hr, 75mm/hr, 100mm/hr 및 125mm/hr인 4가지 경우의 강우강도에 대하여 실험을 하였으며, 이로 부터 시간에 따른 지하수위, 사면의 유출비 및 사면의 파괴형태를 측정하고 분석하였다. 본 연구결과 배수기능을 겸한 상향식 쏘일네일로 보강한 지반의 경우 무 보강지반에 비해 지하수위 상승이 매우 완만하고 일정 시간이 경과 한 후 더 이상 증가하지 않았으며, 지반의 파괴도 발생하지 않았다. 또한, 상대밀도가 75%인 경우 보강후는 보강 전에 비해 약 8~15%정도 유출비가 증가하였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제8권1호
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• pp.78-85
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• 2005

이 연구에서는 지구물리 및 환경공학적 방법을 동원하여 호주 Queensland 남서부 Goondoola Basin 에서의 2차 염분작용의 원인을 조사하였다. 지표 및 지하 물질과 지하수에 대한 정보와 함께 항공 방사능 및 전자탐사 그리고 지표 전자탐사 자료가 얻어졌다. 방사능과 고도자료 및 측정된 물성간에 얻어진 상관관계로부터 지표 물질 및 지하수 유입 포텐샬의 예측도를 만들 수 있었는데, 가장 큰 지하수 유입은 분지를 둘러싼 풍화 기반암에서 일어나는 것으로 예측되었다. 전자탐사자료(항공, 지표 및 시추공)는 토양 및 시추자료와 함께 천부 소금층의 크기와 지하 구조를 규명하는데 사용되었다. 전기전도도 측정자료는 토양 염분의 분포를 반영하고 있다. 그러나 표토 깊은 곳에서는 염분함량이 상대적으로 일정하여, 항공전자탐사 신호는 공극률 또는 물성의 변화에 따라 영향을 받았으며, 이러한 결과로부터 기반암 풍화대의 수평적인 분포를 탐지할 수 있었다. 이 지역의 염분 작용은 표층 구조에 의해 강하게 좌우되는 국부적 및 중간 크기 과정의 결과로 발생하며, 현재의 지표 현상은 사면의 균열에서 유출되는 천부 염분 지하수 상부에서의 증발 농축의 결과이다. 표층과 지하 자료의 종합으로부터 지하수위 상승에 따른 염분도 증가로 야기되는 유사한 산사태 구조의 규명이 가능하였다. 이 정보는 현재 지방 토지 관리자가 과도한 지하수 유입과 더 이상의 염분 이동을 막는 관리방법의 개선에 이용되고 있다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제24권6호
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• pp.599-615
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• 2022

한강과 같은 하저지반을 안전하게 굴착하기 위해서는 고수압 막장면에 대응할 수 있는 이수식 쉴드 TBM 공법을 적용한다. 이수식 쉴드 TBM 공법은 지하철 프로젝트에 널리 활용되어 왔는데 도심지 지하철 공사는 지하에서 연결되기 때문에 굴착토를 대부분 전량 사토해왔으며 필터케이크(벤토나이트)도 폐기물처리를 했다. 이와 달리 도로공사는 절성토의 최적화를 위해 굴착되어 나온 토석을 외부로 반출하는 것이 아니고 대부분 성토재로 활용하는 특징이 있어 굴착토의 활용방안이 프로젝트 성공의 중요한 요소가 된다. 이수식 쉴드 TBM 공법에서 굴착토는 이수재로 사용하는 벤토나이트와 굴착된 토사, 풍화암, 연경암 등이 섞여서 배니관을 통해 이수처리플랜트로 운송되면 이수처리플랜트에서 처리과정을 거쳐 크기별로 분리 배출된다. 이러한 굴착토 중 세립질의 토사는 필터케이크와 함께 폐기되어 왔으나 그 성분에 독성이 없고 조립토와 적정 비율로 혼합하여 사용하면 성토재의 품질기준을 만족할 수 있어 그 활용방안에 대한 연구를 수행하였다. 본 연구는 이수식 쉴드 TBM 공법의 굴착토의 활용에 있어 제도적·기술적 기준을 고찰하여 필터케이크와 골재를 도로공사의 성토재로 활용하는 방안을 도출하였다. 벤토나이트는 몬모릴로나이트로 구성된 점토이며 터널 원지반의 굴착토 또한 독성이 없는 상태로 이를 폐기물 처리하는 것은 사회적 비용이 낭비될 수 있기에 오히려 귀중한 자원으로 재활용하여 향후 이수식 쉴드 TBM 프로젝트를 수행하는 지하공간 개발사업에 도움이 되고자 기대한다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제21권3호
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• pp.323-345
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• 2019

토사지반과 핵석지반에서 EPB 쉴드 TBM을 통한 성공적인 터널 시공을 위해서 굴착면 전방의 지반 정보를 정확히 파악하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 전기비저항 탐사와 유도분극(induced polarization) 탐사를 함께 활용하여 복합토사지반과 핵석지반에 대한 전방 예측 방안을 제시하고자 하였다. 토사지반의 구성은 EPB 쉴드 TBM에서 첨가재 선택에 필수요소이며, 핵석지반은 기계화 시공에서 난이도가 높은 지반이기 때문이다. 탐사는 TBM이 굴진을 멈추고 세그먼트 1링을 조립할 시에 커터헤드에 설치된 4개의 전극을 활용하여 수행된다고 보았다. 토사지반의 경우 화강풍화토, 모래, 점토로 구성된 복합지반에 대해 축소모사하여 실내실험을 수행하였다. 실험 결과 전기비저항은 복합지반 이론해와 상당히 일치하였으며 유도분극은 경우에 따라 전기비저항과 경향성이 일치하거나 완전히 상반되었다. 이러한 결과를 토대로 실제 현장에서 적용 가능한 토사지반 예측방안을 제시하였다. 핵석지반의 경우 균질지반에서 핵석지반으로 굴착해 나가는 상황을 축소모사하였으며 핵석의 불규칙성을 난수를 통해 모사하였다. 실험결과 전기비저항은 핵석지반에 접근할수록 증가하였고 유도분극은 불규칙하게 오르내림을 거듭하는 경향을 나타내었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제36권12호
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• pp.57-68
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• 2020

흙막이 벽체의 해석 시 일반적으로 적용되는 2차원 해석의 경우 굴착 폭이 작으면 토압에 의한 상호간섭이 발생하며, 그 영향으로 굴착 폭이 작은 구간에서는 2차원 해석 시 흙막이 벽체의 수평변위에 대한 신뢰성 확보가 어렵다. 따라서 본 연구에서는 2차원 해석 시 토압에 의한 상호간섭 발생의 범위가 되는 굴착 폭의 경계를 확인하기 위하여 H-pile 토류벽체에 대하여 점성토, 사질토, 사질토 및 풍화암의 지층조건에서 다양한 조건의 굴착 깊이(H)와 굴착 폭(B)에 대하여 2차원 및 3차원 유한요소해석을 수행하여 각 조건에 따른 굴착 폭과 수평변위의 관계를 연구하였다. 연구결과 수평 변위가 비교적 크게 발생하는 점성토에서만 굴착 폭에 따른 해석적 경계를 뚜렷하게 구분할 수 있었고, 그 내용은 굴착규모(B/H) 2.0 이하, 굴착 깊이 10m 이하에서 굴착 폭이 12m보다 작은 경우와 굴착 깊이 10m 이상에서 굴착 폭이 24m보다 작은 경우는 실제 거동과 유사한 3차원 유한요소해석을 하는 것이 합리적이며, 굴착규모(B/H) 2.0 이상, 굴착 깊이 10m 이하에서 굴착 폭이 12m보다 큰 경우와 굴착 깊이 10m 이상에서 굴착 폭이 24m보다 큰 경우는 2차원 유한요소해석을 하여도 무방하다는 결론을 얻었다.