• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제7권2호
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• pp.63-71
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• 2002

본 연구에서는 점토차수재의 대체물질로서 매립지 현장토에 첨가재(시멘트, 벤토나이트 고화제)를 혼합하는 방법인 개량혼합토 공법을 대상으로 하여, 토목 환경적인 연구로서 차수/강도 효과 및 회분식/컬럼식 테스트를 통한 중금속의 고정능력에 관한 평가를 수행하였다. 지반공학적 연구(투수계수/압축실험)를 실시한 결과, CL 계열의 현장토(CL)에 첨가재(시멘트, 벤토나이트: 팽윤도로 구분하여 고품위 벤토나이트 B\circled1. 저품위 벤토나이트 B\circled2. 고화제)를 혼합함으로써 폐기물 매립지의 법적 기준(1x10-7cm/sec 이하)을 만족하였다. 또한 개량혼합토 제조시 시멘트 : 벤토나이트 : 고화제 = 90 : 60 : 1의 비율이 가장 적합하였으며, 팽윤도로 구별된 저품위 벤토나이트(B\circled2)의 사용가능성을 보여주었다. 첨가재의 종류에 따른 개량혼합토(column2, 3, 4)의 양이온교환능력(Cation Exchange Capacity, CEC) 측정 결과, 현장토와 비교하여 약 1.5배 정도 CEC가 증가한 것을 확인할 수 있었으나, 첨가재에 따른 큰 차이점은 보이지 않았다. 화학구성과 결정구조의 변화를 살펴보기 위한 XRF와 SEM측정 결과, 첨가재에 따른 고화토의 결정구조의 큰 변화 양상을 확인할 수 없었다. 컬럼을 사용하여 중금속($Pb^{2+}$ $Cu^{2+}$ , $Cd^{2+}$ , $Zn^{2+}$ l00mg/L)을 혼합한 인공침출수를 현장토(columnl)와 첨가재의 종류에 따른 개량혼합토(column2, 3, 4)에 적용시킨 결과, 현장토의 경우, 유출수의 pH가 감소됨과 동시에 $Cd^{2+}$ 와 $Zn^{2+}$가 유출되어 거의 파과점까지 도달하였으며, 현장토의 중금속 고정능력은 $Pb^{2+}$ ≒$Cu^{2+}$ > $Zn^{2+}$ > $Cd^{2+}$ 순으로 나타났다. 개량혼합토의 경우, 동일한 시점에서 column l에서 보여졌던 파과 현상은 나타나지 않았고, 팽윤도가 높은 B\circled1(column 2)보다 저급의 B\circled2(column 3)를 첨가한 개량혼합토가 화학적으로 훨씬 안정함을 보여주었으며, 시멘트, 벤토나이트와 함께 보조적으로 고화제(column 4)를 첨가했을 경우, 이러한 결과가 한층 더 두드러진다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제15권3호
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• pp.5-13
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• 2014

본 논문에서는 준설토를 활용한 경량혼합토(LWFS)의 연약지반개량 적용성에 대해 검토한 내용을 다루었다. 현재까지 제시된 경량혼합토의 공학적 특성에 관한 연구결과를 종합 분석하여 경량혼합토의 물성을 정리하였으며, 그 결과를 토대로 임의의 현장조건을 가정하여 경량혼합토공법과 SCP 공법 및 DCM 공법 적용 시에 대한 3차원 수치해석을 수행하였다. 연약지반개량공법 비교해석 결과, 경량혼합토 공법을 적용하는 경우 SCP 공법을 적용하는 수준 이상의 침하관리가 가능하며, 경량혼합토의 목표성능에 따라 침하발생 수준을 조절할 수 있는 것으로 검토되었다. 또한 DCM 공법과 비교 시 경량혼합토 재료의 경량성으로 과잉간극수압 발생량이 현저히 작아져 잔류침하를 최소화할 수 있는 것으로 검토되었다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2010년도 춘계 학술발표회
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• pp.468-474
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• 2010

최근 국내에서 연약지반개량을 위하여 적극 도입되기 시작한 차세대 지반처리기술인 경량혼합토공법의 배합설계에 대한 고찰을 하였다. 경량혼합토는 건설잔토나 준설토 및 현장에서 발생하는 점토나 실트질 흙을 사토처리 하지 않고 현장에서 유용할 수 있는 매우 경제적이고 환경적인 공법으로서 일본에서는 지난 10여년에 연간 수백만톤의 경량혼합토를 생산하여 건설현장에 적용한 실적을 보유하고 있다. 특히 폐자원(폐타이어가루, 왕겨)을 경량혼합토에 첨가하여 건설재료 재활용을 위한 역학적 실험을 수행하였다. 본 연구에서는 경량혼합토를 제작하기 위해 필요한 배합설계변수인 원료토의 중량, 함수비 및 기포재와 첨가할 물의 양, 그리고 강도를 발현하기 위하여 필요한 고화재로서 시멘트첨가량에 대한 최적의 배합설계에 대한 분석을 하였다. 지금까지 제안된 시멘트함유량은 초기의 경량혼합토 목표강도가 주어지면 원료토의 조건에 따라 원하는 비중과 강도를 토대로 적절하게 현장에 적합하게 결정하는 단계에 있으나 일부 현장에서 지나친 목표강도 설정으로 과대한 시멘트를 사용하는 사례가 많아 국가적으로 막대한 손실을 초래하고 있다. 본 논문에서는 경량혼합토의 목표강도을 분석하고 그에 따른 최적의 시멘트함유량을 제시하고자 한다.

• 대한토목학회논문집
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• 제32권6C호
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• pp.259-265
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• 2012

본 논문에서는 경량화 재료인 기포를 혼합한 기포혼합경량토와 폐타이어 분말을 혼합한 타이어혼합경량토를 연약지반의 개량, 진동차폐재 및 교대의 뒷채움재 등으로 활용하기 위하여 공학적 특성을 조사하였다. 당 연구에서는 목표 습윤단위중량과 시멘트 혼합비 변화에 따른 기포혼합경량토와 타이어혼합경량토의 강도특성과 변형특성을 일축압축시험과 비압밀-비배수 삼축압축시험으로 분석하였다. 동일한 습윤단위중량($13kN/m^3$)에서 2종류의 경량혼합토 강도특성을 비교한 결과, 일축압축시험에서는 같은 조건에서 비슷한 압축강도특성를 보였으나 비압밀-비배수 삼축압축시험 결과에서는 타이어 분말의 탄성특성으로 인한 영향으로 타이어혼합경량토가 기포혼합경량토 보다 큰 압축강도를 보였다. 그리고 2종류의 경량혼합토는 습윤단위중량과 시멘트량의 증가에 따라 일축압축강도와 삼축압축강도가 증가하였으나 습윤단위중량 $11kN/m^3$ 이하의 기포혼합경량토는 일정한 기포혼합비 수준에서는 시멘트량이 증가해도 기포에 의한 간극의 영향으로 경량혼합토의 강도는 증가하지 않거나 저하되는 것으로 나타났다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제20권5호
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• pp.39-46
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• 2019

준설점토를 활용한 연약지반은 장비주행성 및 진입로의 확보를 위해 시멘트 계 고화재 및 무기질 고화재 등을 활용한 표층고화처리공법이 사용되고 있으나 환경에 유해한 물질의 용출로 인한 문제가 제기되고 있어 환경과 기능성을 모두 만족하는 표층고화처리 공법의 개발이 필요하다. 표층처리 공법으로는 조기강도와 장기적인 안정 등을 고려하여 시멘트계 고화재를 이용한 표층고화처리공법이 많이 활용되고 있으며, 지반개량 효과가 크고 경제적 효율성으로 인해 국 내외에서는 시멘트계 고화재를 이용한 표층개량에 대한 연구과 수행되어 지고 있다. 그러나 최근 환경과 기능성의 문제가 제기되어 시멘트에서 발생되는 6가크롬(Cr6+), 수은(Hg) 등의 유해물질로 인해 지반오염과 환경문제가 발생되어 다양한 친환경적인 공법의 개발이 요구되고 있는 실정이다. 따라서 이 연구에서는 자연함수비의 준설점토를 시멘트와 친토양고화재를 혼합한 혼합토를 대상으로 동일한 배합조건 및 양생조건에 따른 일축압축강도를 분석하고 이 결과를 기준으로 표층개량범위 적용 및 실내모형토조시험을 수행하여 초연약지반의 강도특성 및 지지력 특성을 검토하고자 한다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권6C호
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• pp.377-384
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• 2006

다짐된 모래-벤토나이트 혼합토의 인장강도 측정을 위한 새로운 시험방법을 개발하기 위하여 일축관입(UP)시험에 대한 이론적 실험적 측면에서의 연구를 실시하였다. 다짐된 혼합토의 인장강도는 완전소성이론을 이용한 한계해석으로부터 계산될 수 있으며 개량일축관입시험기(Improved Unconfined Penetration, IUP)는 기존의 일축관입시험기와 비교하여 시험기기의 개선을 통해 측정 오류를 감소시켰다. 선행 시험 결과 원반의 크기와 재하속도의 증가와 pH가 높아(산성)짐에 따라 인장강도가 증가함을 알 수 있었다. 또한 원반 직경이 25.4mm이며 재하속도가 0.5%/min~1%/min일 경우가 개량일축관입시험에 가장 적합하다는 것을 알 수 있었다. 할렬인장시험 결과와의 비교를 통해 개량일축관입시험법의 신뢰성도 확인하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2004년도 춘계학술발표회
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• pp.162-169
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• 2004

In order to investigate a recycling possibility as a construction material of oyster-shells, the geotechnical characteristics including N-value, confined compression and shear strength for oyster shell mixed soils were quantitatively examined. Experimental results show that the oyster shell mixed soils are lighter than sand in weight, and have similar characteristics of shear strength with sandy soils. Based on the experimental results, it is highly judged that crushed oyster-shell can be a substitute of sand as the SCP method.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제3권2호
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• pp.23-33
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• 2002

산업부산물인 제지회의 연약지반 표층고화처리 등을 목적으로 하는 지반개량재로써의 활용가능성을 모색하였다. 100% 제지회와 강도증진 등을 위한 2차 첨가재로써 시멘트 및 소량의 황산염(sulfate)성분을 첨가한 각각의 제지회 혼합토에 대하여 일축압축강도, 전자주사현미경관찰, pH분석 등을 수행하였다. 모든 경우에 있어서 양생이 진행됨에 따라서, 혼합비의 증가에 따라서, 혼합토의 강도는 증가하나 혼합초기에 거의 대부분의 강도가 발현되며 강도증가 효율면에서는 흙과의 혼합비가 9% 내외에서 최대 효율을 나타낸다. 제지회만을 사용하는 경우에 비하여 제지회에 함유된 시멘트량이 10~30%까지는 약 2배의 강도가 증가하며 시멘트 함유량이 40%일 경우에는 5~8배 정도 강도가 증가한다. 포졸란 반응 및 수화물의 생성에 유리한 환경을 나타내는 조건은 시멘트 함유량이 20%이상의 제지회를 7%이상 흙과 혼합했을 경우이다. 제지회만을 사용하는 경우에는 수화반응 또는 포졸란 반응이 활발하지 못하며, 흙과의 혼합비가 10% 이상에서 활발하게 유산석회수화물이 생성된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제18권5호
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• pp.19-25
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• 2002

생석회 혼합처리에 의한 지반개량은 토중수의 흡수, 팽창 그리고 지반을 구성하고 있는 광물들과의 화학적 반응들에 의해 이루어지며, 흙 속에 함유된 실리카(SiO2)와 알루미나($Al_2O_3$)의 함유량이 혼합토의 강도개선에 크게 영향을 미친다. 따라서, 본 연구에서는 실리카를 주 구성성분으로 하는 rice husk ash(RHA, $SiO_2$=91.65%, 왕겨재)를 생석회와 함께 첨가하여 연약토를 개량하고자 하였다. RHA가 첨가된 혼합토에 대한 각종 실험결과, 생석회에 의한 강도발현을 더욱 촉진시키고, 압축특성 및 팽창특성이 감소되는 것으로 나타났다. 대상토에서 유기물을 제거한 후 생석회와 RHA를 첨가한 경우, 유기물 함유율이 적을수록 혼합토의 강도가 증진되는 것으로 나타났다. 따라서, 지반 개량을 위한 첨가재로써 생석회만 사용하는 경우보다 2차 첨가재인 RHA를 첨가하는 것이 강도개선 및 압축특성 개선에 유효함을 확인할 수 있었다.

• 지질공학
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• 제17권2호
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• pp.279-287
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• 2007

채석장으로부터 원석을 채취하여 건축석재 및 쇄석골재 등으로 가공하는 과정에서 원석의 약 60% 정도가 폐석이나 석분토로 손실되고 있다. 이 중에서 폐석의 일부만이 도로포장용 쇄석골재로 활용되고 있을 뿐 대부분의 석분토는 석재의 가공이나 파쇄공정에서 분말형태로 물에 혼입되어 슬러지탱크에 침전되게 된다. 이러한 석분토가 방류되거나 살포되면 지표나 지중의 공극들이 메워져 지표수의 지중침투, 지하수의 흐름, 공기의 소통 등이 원활하게 이루어지지 않아 생태계에 악영향을 끼칠 수도 있다. 현행 우리나라 폐기물관리법(2003)에 따르면 석분토가 사업장 내에서 발생되는 산업폐기물로 분류되고 있어 대부분을 지중에 매설하고 있는 실정이다. 따라서 석분토의 물성 및 공학특성을 개량하여 효율적 재활용방안의 수립이 필요하다. 이 연구에서는 국내 채석장에서 발생되는 석분토의 개량 및 재활용 가능성을 분석하기 위해 6개 채석장으로부터 시험용 석분토 및 원지반토를 채취한 후, 이를 일정한 비율의 배합비로 제작한 혼합토를 대상으로 여러 토질시험을 실시하였다. 시험결과를 토대로 도로용 재료로서 석분토의 개량 및 재활용 가능성을 검토하였다.