울산광역시 울주군 두동면 천전리 306번지 일대에 건설되는 대곡댐은 높이 52m, 길이 190m의 표면차수벽형 석괴댐이다. 대곡댐 건설사업과 관련하여 여수로 좌안사면 굴착공사를 시행 중 2000. 7. 23 13:00~7. 24. 04:00 67.0mm의 강우가 있은 후 Sta. No. 1~2, EL. 137~134m 지점에 균열이 발생하였다. 안정대책을 수립하고자 지표지질조사 및 평사투영법에 의한 안정성을 검토하고 굴착 후 예상되는 불안정 요소를 고려하여 사면의 부분적인 추가절취 및 Pre-stress가 가능한 SSL PC Anchoring에 의한 억지공법을 수립, 시공하였다.

국내 절개면은 대개 절개면의 구성물질에 패한 지질공학적인 특성과 구성물질내의 지질구조 등에 대한 충분한 고려가 수행되지 않은 상태에서 구성물질의 강도에만 의존하여 설계·시공되었다. 따라서 매년 강우기와 해빙기에 반복적인 붕괴사고가 발생하고 있으며 이로 인한 인명피해와 재산손실이 매년 발생하고 있다. 따라서 절개면의 붕괴를 방지할 수 있는 근본적인 대책안의 제시와 함께 절개면에서 발생하는 붕괴를 예방하고 붕괴특성 및 붕괴 원인 규명을 위한 기초 연구로서 국내의 절개면에 대한 지질공학적인 특성 연구가 절실한 실정이다. 본 연구는 2001년 한국건설기술연구원에서 수행한 362개소의 절개면을 대상으로 절개면의 구성물질 및 지질구조에 대한 지질공학적 특성을 분석하였다. 본 연구는 국내에 분포하는 절개면의 붕괴 특성과 붕괴 인자에 대한 기초 연구로 차후 국내 절개면에 대한 설계기준을 재정립하고 절개면에 대한 효율적인 관리를 수행하기 위한 기초 자료로 사용될 수 있을 것으로 판단된다.

Development of a three-dimensional mine visualization model for a section of the mine is addressed first. Discontinuity orientation and location information was taken from this visualization model for use in slope stability analyses. Estimated shear strength properties of discontinuities and mechanical properties of intact rock from the rock mass samples obtained from the mine are discussed next. The third part of the paper is focused on the results obtained for maximum safe slope angles for the section considered of the mine based on block theory analysis conducted under only the gravitational forces using the mapped discontinuities at the mine. Finally, the effects of water that exist in the rock mass, a tension crack, slope face inclination, overall wedge height and double benching on factor of safety of wedge stability are illustrated through limit equilibrium slope stability analyses conducted on a single tetrahedral wedge belonging to potential key block category that exist in the investigated area of the mine.

대전광역시의 도심하천인 갑천, 유등천, 대전천을 대상으로 하천수의 수리화학적 특성과 동위원소 특성을 분석하였다. 하천의 수리화학적 특성은 상류에서는 $Ca(Mg)-HCO_3$ 유형을 보이다가 도심권을 통과하면서 $Ca(Mg)-SO_4(Cl)$유형으로 전환되고 하류에서는 $Na(Ca)-HCO_3(Cl,{\;}SO_4)$ 유형으로 변화를 보였다. 이와 같은 화학적 유형의 변화는 자연적 영향보다는 인위적 오염물질의 유입에 의한 것으로 해석된다. 하천수의 전기전도도와 수리화학적 유형으로 보면 대전천보다는 유등천과 갑천이 비교적 좋은 수질특성을 보인다. 그러나 하수종말처리장에서 방류되는 방류가 합류되는 갑천하류부터는 수질이 급격하게 나빠진다. 하천수의 pH는 상류에서 중성을 보이다가 도심권을 지나면서 최고 pH 9.8정도의 알카리성을 보인다. 이는 아파트의 우수관을 통한세제 유입에 기인하는 것으로 보인다. 하천수의 ${\delta}^{13}l3C-HCO_3$ 관계에서 중탄산 함량의 증가에 따른 ${\delta}^{13}C$ 값의 증가는 하천수내 $CO_2$의 기원이 유기물에서 무기물의 영향이 커짐을 의미한다. ${\delta}^{34}S-SO_4$의 함량관계는 황산염의 농도가 증가함에 따라서 ${\delta}^{34}S$ 값은 낮아진다. 갑천, 유등천, 대전천의 순으로 황산염의 농도가 증가하고 ${\delta}^{34}S$ 값은 낮아지는 경향을 보인다. 이를 바탕으로 볼 때 갑천 중상류의 경우에는 황산염의 기원이 자연적 반응외 비료 등으로부터 유입된 것으로 보이며, 대전천의 경우에는 유기오염에 의한 황산염의 유입이 상당한 것으로 판단된다. 갑천하류는 하수종말처리장의 방류수의 영향이 큰 것으로 해석된다. 대전시 도심하천수의 수리화학적수질 개선을 위해서는 하수종말처리장의 방류수 기준의 강화, 아파트단지에서의 세제의 유입의 차단, 그리고 부분적인 오염물질의 유입을 차단하여야 할 것이다.

수락산 터널구간 기반암의 평균투수계수는 $2.64{\times}10^{-6}cm/sec$, 평균RQD는 78%, 평균공극율 은 0.51% 이다. 지하수위와 표고간의 상관성분석을 이용하여 수락산 정상부에서 지하수위를 추정한 결과, 터널구간의 전체 평균수리경사는 0.267로서 산출되었다. 수리분석에 의한 수락산 터널구간에서의 지하수 유출량은 약 $66,378~121,574\textrm{m}^3/yr$, 함양량은 $863,500\textrm{m}^3/yr$로 산정 되었다. 3차원 지하수유동모델링 소프트웨어 MODFLOW를 이용하여 터널건설에 의한 지하수위 변동을 분석한 결과, 1년 후에는 터널 중심부에서의 지하수위 강하가 각각 40~45m로 나타났으며 터널구간의 지하수위는 3년 후에, 그리고 모델 영역 전체 지하수위는 4,5년 후에 완전하게 정류상태로 회복되었다.

지구물리검층기법을 이용하여 시추공 내에서 수리상수를 결정을 위한 예비연구의 하나로 모형시추공을 이용한 전기전도도 검층기법의 적용을 시도하였다. 실험은 모형 시추공 내에 전기전도도가 다른 지층수를 유입, 유출시키면서 공내수의 전기전도도 변화를 모니터링하는 방법으로 이루어졌다. 실험 결과, 전기전도도 분포의 변화 양상은 단위 시간당 유량과, 공내수와 지층수의 전기전도도 차, 밀도 차에 의하여 크게 영향받는 것으로 나타났으며 모형 시추공 내에서의 전기도도 변화는 매우 일정한 경향을 보였다. 모형 시추공 내에서의 전기도도 변화는 유량의 변화와 매우 좋은 상관이 얻어졌으며 이로부터 투수계수 유도를 위한 모델 방정식이 유도될 수 있었다. 전기전도도검층 기법은 시추공 내에서의 투수계수를 구하는데 있어서 매우 효과적일 방법이 될 수 있는 것으로 나타났다.

지금까지 양산단층에 대한 운동학적 해석은 단지 지질분포 특성의 차이를 근거로 단순 우수주향이동으로 해석해왔다. 그러나 일반적으로 대규모 단층들은 단계적으로 서로 다른 운동체계에서 복합적인 발달과정을 거치면서 현재의 모습으로 보인다. 따라서 양산단층의 주변 지질구조와 운동학적 관계를 알아보기 위하여 양산단층 주변의 지질분포, 지질구조, 단층주변의 소단층들에 대한 특성을 분석하였다. 양산단층 주변 퇴적암의 층리면 자세는 양산단 층이 동일한 사건의 주향이동으로 형성된 단층예인의 특성이 아니라 서로 다른 응력축의 지배를 받았거나 서로 다른 크기의 운동을 받았음을 암시하고 있다. 또한 단층의 주향을 따라 단층대 폭의 변화를 살펴본 결과 크게 5개의 주기를 가지면서 변화되고 각각의 주기는 약 25-30 km 로 규칙적으로 나타난다. 또한 단층조선이 발달된 소단층의 분석결과들은 양산단층이 한번의 운동으로 발달한 것이 아니라 매우 복잡하고 다양한 사건들을 겪은 다중 변형의 산물임을 지시하고 있다.

단층이동자료를 이용하여 지구조 사건을 분별하고 단층의 운동시기 및 한반도 주변지구조체계와 비교하여 양산단층의 진화과정을 해석하였다. 양산단층은 팔레오세 때 단층형성이 시작되었고 그 후 NW-SE 신장 사건에 의해 우수주향이동을 했다. 우수주향이동은 장구한 시간동안 진행되어 마이오세 초에 확장축이 바뀜에 따라 약간의 변화가 있지만 우수운동은 지속되었다. 마이오세 말에 양산단층은 좌수이동으로 변하여 운동하게 되며, 마이오세 말 혹은 플라이스토세 초에 와서 양산단층은 N-S 방향의 최대 수평압축응력을 받게 된다. 이후 플라이스토세를 전후해서 E-W 방향의 최대수평압축응력에 의해 양산단층은 다시 우수이동을 한다. 이와 같이 양산단층은 한번의 운동으로 발달된 단층이 아니라 서로 다른 응력체계 하에서 다중변형을 받아 현재의 모습으로 진화되었다고 판단된다.

울산단층대 동변인 경북 경주시 마동 탑골 부근에 발달하는 제4기단층을 기재한다. 이 단층(이후 탑골단층)은 제3기초의 화강암과 제4기의 하성 사력층의 경계부 부근에서 여러 조의 단층들이 단층대를 이루며, 북북서 내지 남-북의 주향에 동측으로 $20^{circ}{\;}~45^{\circ}$ 의 경사를 보인다. 이 단층대는 서측으로부터 제4기 사력층 내의 역단층 3조와 제4기층을 화강암과 이를 부정합으로 덮는 제4기층이 올라탄 역단층 1조로 구별되며, 복합적인 역단층성 단층대의 양상을 보인다. 단층조선은 남동 방향($125^{\circ}$)으로 $20^{\circ}$ 침강한다. 이는 남동-북서 압축에 기인한 역단층성운동에 의해 생성된 것으로 보인다. 이 단층대는 불국사 일원에서 이미 알려진, 보다 서편에 발달하는 북서-남동 방향의 제4기단층선과는 다른 또 하나의 제4기단층선으로 확인된다.

울산광역시 울주군 삼남면 가천리와 상천리 일원에 발달하는 양산단층대 중남부의 발달특성과 제4기단층을 기재한다. 이 지역에는 중생대 백악기의 퇴적암과 화강암의 경계부 근처에 양산단층대의 주단층대와 부단층대로 확인되는 대규모의 단층파쇄대가 북북동-서남서 내지 남-북의 주향에 거의 수직으로 발달하고 있다. 단층조선은 수평에 가까우며 단층대내의 구조에 의하면, 주로 우향의 주향이동운동이 우세하다. 한편, 상천리와 가천리에는 이들 기반암과 제4기의 하성 사력층의 경계부 부근에서 제4기단층이 2조 발달하고 있다. 이들은 가천 제1단층과 가천 제2단층으로 기존의 양산단층대 일부가 제4기에 재활동한 것으로, 북북동 방향의 주향에 동측으로 고각의 경사를 보인다 단층조선은 거의 수평이며, 제4기 역들이 단층끌림에 의해 배열된 상태나 단층엽리내의 구조에 의하면 우향의 주향이동성운동이 우세하다.

서울시 북동부의 서울화강암에 대한 암반 공학적 특성 중 터널과 도로 건설시 중요하게 취급되는 절리의 방향성, 절리간격, 절리밀도, 암석의 일축압축강도, 그리고 RQD 값을 수락산과 불암산지역으로 구분하여 비교, 분석하였다. 이 중 절리의 방향성, 절리간격과 절리밀도는 선조사법, 원형조사법, 그리고 면적조사법을 이용하여 야외에서 직접 측정하였다. 암석의 일축압축강도와 RQD의 측정은 시추코아의 표본이 필요하지만 이번 연구에서는 간단히 응용할 수 있는 대비공식을 이용하여 계산하였다. 측정된 대표적인 절리의 방향성은 두 지역에서 모두 3조의 방향성이 나타났으며 즉 2조의 수직정방절리와 저각으로 경사하는 1조의 판상절리로 판명되었으며 두 지역에서 서로 유사한 방향성을 갖는다. 측정된 절리밀도는 0.039-0.066/cm이었으며, 평균절리길이는 1.30-4.52m, 그리고 평균절리간격은 10.3cm에서 최대 59.6cm로 측정된 절리의 방향에 따라 변화가 심하다 또한 슈미트 해머 타격값에 근거한 절리면의 일축압축강도는 217 MPa에서 335 MPa로 매우 강한 암체였으며, 평균절리간격에 기초하여 계산된 이론적 RQD 값은 73.1-98.7%의 값을 갖는 것으로 나타났다.

TBM 터널굴진시 공법적합성을 평가하기 위한 현장조사 및 물리탐사와 세부지질조사를 수행하였다. 해당지역은 부산시 진구 가야동과 동구 수정동이며 인근 수원지인 덕정정수장에서 생산하는 수돗물을 수정산 배수지까지 확대 공급함으로서 송수공급 계통의 이원화로 안정적인 수돗물공급을 수행하기 위한 배수지터널이다. 이론적으로 굴착속도는 암반의 반발경도, 일축압축강도, 석영함량 및 각종 지질특성에 의하여 좌우되는데, 실지 시공에 있어서는 현장여건상 지질조건이나 일축압축강도등 한정된 자료들을 토대로 시공에 임할 수밖에 없다. 이러한 한계를 극복하기 위한 모형개발을 목표로 본 연구에서는 다양한 현장시험을 토대로 한 TBM 굴진 적합성을 검토하고자 하였다. 국내 시공경험상 및 지질특성만을 고려 할 때 본 과업구간의 TBM 적용성은 양호할 것으로 판단하였으나, 뚜렷한 근거에 의거하지 않은 설계는 시공단계에서 엄청난 손실을 야기하게 되므로 보다 상세한 검토를 수행하게 되었다. 본 연구에서는 TBM 공법선정의 적합성을 검토하기 각종 조사 자료들을 정리하였고, 국내시험의 한계점들을 극복하기 위한 적합한 모형개발의 필요성을 제시하고자 하였다.

지하수개발 기술의 발전과 생활여건 개선으로 지하수의 사용이 증가되면서 지하수에 대한 관리상 어려움과 여러 문제점들이 발생하고 있다. 지하수관리체계의 부실, 관리 인원의 부족, 무분별한 개발 등으로 지하수 오염 및 수량부족 현상이 가중되고 있고, 또한 지하수관 정의 관리가 어려워 지역적인 과잉개발이나 폐공이 방치되는 현상이 나타나고 있다. 본 논문은 GIS를 이용한 지하수관리의 시스템구축 모델을 제시하고, 지하수관리시스템에 필요한 분석기능 및 지하수관리 방법을 구현하여 효율적인 지하수관리가 이루어질 수 있도록 하는데 목적이 있다. 지하수개발의 위치정보를 기록하고 개발자료와 현장조사자료 등의 여러 자료를 D/B화 하였다. 또한 위성영상을 이용한 선구조 분석 자료와 수리시험 자료, 수질조사 자료 등을 활용하여 지역별 특성 값을 주제도로 작성하였고, 이러한 자료들을 활용하여 지하수 모델링 기초자료를 자동 생성할 수 있도록 하였다. 신규 지하수개발 위치에 대하여 주변의 지하수개발현황 및 오염원 현황, 선구조의 발달, 오염취약성도(DRASTIC), 수질조사 등의 자료를 손쉽게 파악할 수 있는 장점이 있다. 지하수관리시스템은 이러한 기능들을 이용하여 지하수개발 적지선정이 가능하다.

서울 북부지역에 위치하는 북한산 일대의 지역단위 지하수 함양량 산정에 대하여 물수지 분석법과 SCS-CN방법을 이용하였다. 물수지분석법에는 Coutagne 공식과 Turc 공식을, SCS-CN방법에는 직접유출율과 누가침투율을 계산하여 평균 지하수 함양량을 산정하였다. 물수지분석법인 Coutagne 공식과 Turc 공식에서 평균 21.36%가 지하수 함양량으로 산출되었다. SCS-CN 방법에서는 직접유출율과 침투율을 계산하여 산정한 결과 지하수함양량은 30.07%로 추정되었다. 여기서 북한산 일대의 기반암을 경계로 상당량이 기저유출(baseflow)의 형태로 유출되기 때문에, 기저유출량 10.9%을 제외한 19.17%를 순수 지하수함양량으로 결정하였다. 누가침투율을 이용한 지하수함양량은 약22.0%로 산정되었다. 물수지분석법과 SCS-CN 방법들을 이용하여, 북한산 지역의 지하수 함양량을 산출한 결과 평균 약 20.84%로 산정되었다.

조사지역은 전라남도 함평군 함평읍으로부터 남쪽으로 엄다면 화양리, 학야리, 성천리 일대에 발달한 충적층으로서. 이 지역에는 남서-북동방향으로 광주단층이 통과하고 있는 것으로 추정된다. 충적층 하부에 발달한 단층을 포함한 대규모 파쇄대 파악에는 지표지질조사로서 한계가 있다. 따라서 이 연구에서는 물리탐사방법을 적용하여 충적층 하부의 대규모 파쇄대의 방향과 연장성을 파악하고자 하였으며, 사용된 물리탐사법은 전기비저항 2차원탐사, 전자탐사 그리고 자력탐사이다. 전기비저항 탐사결과 충적층 내에서 남북방향의 연장성을 갖는 전기비저항 이상대가 파악되었으나, 자력탐사와 전자탐사의 측정자료에는 이 이상대에대한 반응을 관찰할 수 없었다. 이는 전자탐사의 경우, 가탐심도가 매우 작은 EM31을 사용하였고, 또한 자력탐사는 주변 지질매체 간의 대자율 차이가 없는 것에 기인한 것으로 판단된다. 따라서 향후 지하심부의 탐사를 위해 전자탐사법중 TEM 탐사를 실시할 계획이며, 또한 낮은 전기비저항 이상대의 연장성을 정확히 파악하기 위하여 기 측정된 전기비저항 탐사 측선 사이를 탐사할 예정이다.