• 한국지반공학회논문집
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• 제34권2호
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• pp.33-42
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• 2018

본 연구에서는 소형 압전소자의 전기-역학적 임피던스를 이용하여 모래의 단위중량이나 강도를 평가하였다. 다짐 몰드 내 크기가 다른 세 종류의 미고결 낙동강모래를 느슨하거나 조밀하게 성형한 다음 내부에 직경 20mm 원형모양의 납작한 압전소자를 설치하고 임피던스를 측정하였다. 또한, 가는 낙동강모래에 시멘트비 4, 8, 12, 16%로 직경 50mm, 높이 100mm의 고결 공시체를 6층으로 다져서 제작하였다. 고결 공시체의 3층 내부에 압전소자를 수평방향으로 설치한 다음 3일 동안 임피던스 신호를 측정하였으며, 측정 후 일축압축시험을 실시하였다. 미고결 모래의 단위중량이 증가함에 따라 공진주파수는 102kHz에서 105kHz까지 약간 증가하였으며, 공진주파수 발생 시 컨덕턴스는 감소하였다. 고결 모래의 양생시간과 시멘트비가 증가함에 따라 공진주파수는 129kHz에서 266kHz까지 크게 증가하였으며, 공진주파수 발생 시 컨덕턴스는 반대로 감소하는 경향을 보였다. 고결 모래의 일축압축강도는 시멘트비에 따라 289-1,390kPa 정도이며, 공진주파수와는 뚜렷한 정비례 관계를 보이지만 공진주파수 발생 시 컨덕턴스와는 반비례 관계를 보였다.

• 통합자연과학논문집
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• 제1권3호
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• pp.247-249
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• 2008

자성 결정체인 $Fe_3O_4$ 나노 입자를 합성하기위하여 강한 극성 용매인 2-pyrrolidone을 연전도 반응매개체로 하여 용액 내에 $FeCl_3{\cdot}6H_2O$을 용해시켜 2-pyrrolidone의 비등점까지 나노 결정체 고온 열분해 방법을 이용하여 제조되었다. 고온 열분해 후, $Fe_3O_4$ 나노 입자는 methanol/diethyl ether (1:3)에 의해서 침전되어졌다. 합성된 $Fe_3O_4$ 나노 입자는 고결정도, 고자기성을 가지고 있으며, 수용성의 자성 나노 결정체이다. 합성된 $Fe_3O_4$ 나노 입자의 크기와 결정도는 transmission electron microscope (TEM, Tecnai F20)를 이용하여 특성 분석하였으며, area electron diffraction (SAED) pattern과 HRTEM을 이용하여 나노입자의 격자 패턴 (lattice fringes)을 확인하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권4C호
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• pp.213-220
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• 2008

시멘트로 고결된 사질토의 일축압축강도와 취성적인 거동을 개선하기 위하여 단섬유를 사용한 혼합토에 관한 연구를 수행하였다. 낙동강 모래에 포틀랜드시멘트와 콘크리트 보강재로 많이 사용되고 있는 폴리비닐알코올 섬유를 무작위로 보강하였다. 낙동강 모래에 시멘트와 섬유를 최적함수비로 잘 섞은 다음 5층 다짐으로 공시체를 만든 후 7일간 양생시켰다. 적은 양의 시멘트를 혼합하여 시멘트의 고결효과보다는 섬유의 인장력으로 인한 보강효과에 중점을 두었다. 8% 이하의 시멘트비를 가진 약하게 고결된 혼합토에 섬유비를 다르게 공시체를 제작하여 일축압축시험을 실시하였다. 섬유비와 시멘트비에 따른 일축압축강도의 특성을 비교하였으며, 일축압축강도는 시멘트비가 2%인 경우 섬유비의 증가에 따라 최대 6배까지 증가하였다. 섬유의 인장력으로 공시체의 연성이 증가하여 최대응력 시의 축변형률이 시멘트비가 2%인 경우 섬유비에 따라 최대 7% 정도 증가하였다. 시멘트비가 2%인 혼합토에 1%의 섬유 보강으로 인한 효과를 마찰각의 증가와 점착력의 증가로 분리하여 해석하였으며, 마찰각의 증가로 해석한 경우 섬유로 전달되는 응력은 수직응력의 8% 정도로 계산되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제25권11호
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• pp.105-115
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• 2009

본 연구에서는 제주특별자치도 강정항 인근 해역에서 채취한 해사의 기본특성을 분석하고, 실내 챔버시험으로부터 미고결 제주해사의 콘선단저항-상대밀도-연직구속압의 관계를 결정하였다. 또한 현장 표준관입시험, 콘관입시험, Suspension-PS 검층을 수행하여 제주인근 해역 퇴적층의 고결가능성을 평가하였다. 시험결과, 제주해사는 입자의 각진 정도가 크고 입자표면과 내부에 공극이 발달하여 최대, 최소간극비가 큰 탄산염 모래의 특성을 가지고 있었으며, 큰 압축성을 가진 규산염 모래와 유사한 콘선단저항 분포를 나타내었다. 그러나 미고결 제주해사의 $q_c-D_R-{\sigma}_v'$ 관계는 제주인근 해역 퇴적층의 상대밀도를 과대평가하였다. 관입시험(CPT, SPT) 결과와 Suspension-PS 시험에 의한 미소변형전단탄성계수를 비교한 결과, 제주인근 해역의 퇴적층은 고결 가능성이 매우 높은 것으로 확인되었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권6C호
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• pp.303-311
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• 2009

본 연구에서는 먼저 시멘트를 소량 혼합한 고결모래를 대기중에서 재령 3, 7, 14, 21, 28일로 양생한 다음 재령에 따른 일축압축강도 변화를 평가하였다. 그 결과, 시멘트비가 4, 8%로 비교적 낮은 경우, 7일까지는 강도가 지속적으로 증가하지만 그 이후에는 점차 감소하는 경향을 보였다. 그리고 시멘트비가 12, 16%로 상대적으로 높은 경우, 7일까지 계속 증가한 강도는 14, 21일까지 비슷한 강도를 나타내지만 28일 강도는 3일 강도보다도 훨씬 감소하였다. 시멘트로 고결된 흙 특히 모래나 자갈을 혼합한 CSG(cemented sand and gravel) 재료는 투수성이 좋기 때문에 양생기간 동안 내리는 강우나 지하 수위 변화로 습윤 상태와 건조 상태가 반복될 수 있다. 따라서 본 연구에서는 일정 기간 양생한 후 현장에서 발생할 수 있는 수침과 건조 상태를 반복하면서 고결모래의 일축압축강도를 평가하였다. 그 결과, 27일 동안 대기중에서 양생한 다음 마지막 1일 동안 수침시킨 공시체의 강도는 28일 동안 수침시키지 않고 대기중에서 양생한 공시체보다 최대 35% 정도 감소하였으며, 강도 저하율은 시멘트비가 증가할수록 감소하는 경향을 보였다. 양생기간 28일 동안 일정한 간격으로 수침과 건조를 반복할 경우 3회 반복까지는 일축압축강도가 선형적으로 증가하지만 그 이후로는 강도 증가율이 둔화되거나 수화작용에 필요한 수분 부족으로 강도가 오히려 감소하였다. 현장에서 소량의 시멘트를 혼합한 흙으로 시공할 경우 양생기간에 따라 충분한 강도 증가를 얻기 위해서는 양생기간 동안 적절한 습윤 상태를 유지해야 하며, 건습으로 인한 강도 변화를 적절히 설계에 반영해야 한다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제7권5호
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• pp.49-55
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• 2006

국내 풍부하게 매장된 석회석에서 생산되는 생석회는 점성토의 안정화에 뛰어난 잠재성을 가지는데 생석회를 점성토의 안정화에 이용할 수 있다면 천연자원 이용측면에서도 장점을 가질 수 있다. 점성토의 안정화에 생석회를 이용하는 공법은 안정화에 필요한 생석회요구량의 결정과 생석회 함량에 따른 안정화의 정도가 우선적으로 평가되어야 한다. 본 실험에서는 성곡 및 부곡 지역의 점성토와 2종류의 점토광물- 카올리나이트계 및 몬모릴로나이트계 -에 대하여 ASTM C 977-92에 따라 안정화에 필요한 생석회요구량을 결정하였으며 아터버그실험 및 pH실험을 통하여 각 시료에 대하여 생석회첨가량을 변화시켜 고결화 정도를 평가하였다. 각 시료에 대하여 생석회첨가량과 양생기간을 변화시켜 개선여부도 평가하였다. 각 시료는 ASTM C 977-92에 따라 결정된 생석회량을 첨가함으로써 소성한계, 일축압축강도는 개선되었으며 pH값은 증가경향은 감소하였다.

• 지질공학
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• 제15권4호
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• pp.475-486
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• 2005

지구조 운동에 의한 지질구조선의 생성과정을 추정한 결과 화강암체 융기 후 2회, 미고결퇴 적층 퇴적 후 2회 등 모두 4회의 침강작용으로 대규모 지질구조선이 생성되었으며 침강작용은 동북동-서 남서 방향의 인장응력 과 북북서-남남동 방향의 압축응력에 의해 일어났다. 함덕과 신흥지역의 응회암 및 미고결퇴 적층이 인접한 동서지역보다 $70\~140m$ 정도 더 깊이 분포하고 화강암도 $50\~500m$ 정도 더 깊이 분포하는 것은 함덕지역에서부터 신흥리를 포함한 표선지역까지 3회의 차별 침강작용에 의해 함덕-표선 지구대가 형성되었기 때문으로 해석된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제30권1호
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• pp.93-101
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• 2014

본 논문에서는 자원 재활용을 위해 시멘트를 전혀 사용하지 않고 잠재 수경성을 지닌 고로슬래그와 알칼리 활성화제를 이용하여 모래를 고결시키는 연구를 수행하였다. 기존 수산화칼슘이나 수산화나트륨과 같은 화학적 알칼리 활성화제뿐 아니라 pH 10 이상에서 생존하는 극한미생물을 화학적 알칼리 활성화제에 혼합한 미생물 알칼리 활성화제를 개발하여 흙의 고결 가능성을 평가하였다. 낙동강모래에 고로슬래그의 함유량을 네 종류(4, 8, 12, 16%)로 달리하면서 화학적 또는 미생물 알칼리 활성화제를 혼합하여 공시체를 제작한 다음 7일 동안 대기중 양생시킨 후 일축압축시험을 실시하였다. 알칼리 활성화제의 종류에 관계없이 고로슬래그의 함유량이 4%에서 16%로 증가함에 따라 건조밀도가 증가하면서 일축압축강도는 평균 178kPa에서 2,435kPa까지 증가하였다. 화학적 알칼리 활성화제를 사용한 경우, 수산화칼슘이 포함된 공시체의 일축압축강도가 수산화나트륨을 사용한 경우보다 5-54% 정도 높게 나타났다. 한편 본 연구에서 개발한 미생물 알칼리 활성화제를 사용한 경우, 수산화칼슘 성분이 포함된 공시체의 경우에는 화학적 알칼리 활성화제보다 일축압축강도가 11-60% 감소하였으나, 수산화나트륨이 포함된 경우에는 일축압축강도가 19-121% 증가하였다. 고결된 공시체에서 C-S-H 화합물이 생성되었으며, SEM분석에서 고로슬래그 함유량이 증가할수록 수화물의 양도 증가하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제28권6호
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• pp.71-79
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• 2012

해안지역의 연약지반을 개량하기 위한 지반개량공법으로 가장 많이 사용되었던 모래다짐말뚝공법이나 사석치환공법은 최근 거의 사용되지 않으며, 대신 시멘트로 연약점토를 강제 교반시켜 고형화시키는 DCM(Deep Cement Mixing)공법이 많이 사용되고 있다. DCM공법이 주로 적용되는 해안지역에는 점토 이외에 모래와 같은 사질토도 존재하므로 본 연구에서는 해수에 포함된 염분과 양생방법이 시멘트로 고결된 모래의 일축압축강도에 어떤 영향을 미치는 지 연구하였다. 다섯 종류의 시멘트비를 사용하여 다짐방법으로 공시체를 제작한 다음 3일 동안 양생시켜 일축압축시험을 실시하였다. 혼합수로 해수 또는 증류수를 사용한 다음 해상에서 이루어지는 DCM공법을 고려하여 공시체를 해수에 수침시켜 양생하였다. 또한 육상조건과 비교하기 위하여 증류수로 수중양생하거나 대기중 양생도 실시하였다. 혼합수로 해수를 사용한 다음 구속압이 없는 상태로 해수에서 수중양생할 경우 공시체에 여러 균열이 발생하여 고결력이 발현되지 않았다. 시멘트비와 양생방법이 동일한 경우, 혼합수와 양생수로 해수를 사용한 공시체의 일축압축강도는 해수를 사용하지 않은 공시체보다 최대 3.5배 정도 낮게 나타났다. 또한 공시체의 수중양생 시 사용한 양생수보다는 공시체 제작 시 사용한 혼합수에 염분이 포함될 경우 강도 저하에 더 큰 영향을 미쳤다. 시멘트비가 동일한 경우, 사용한 물에 관계없이 대기중 양생한 공시체의 강도가 수중양생한 공시체보다 평균 2배 정도 높게 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제31권12호
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• pp.17-27
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• 2015

본 연구에서는 식물추출액을 이용하여 요소를 분해한 다음 이로부터 분해된 탄산이온과 수용액 상태의 칼슘이온이 음전하를 띄는 점토를 매개체로 하여 탄산칼슘을 석출시켜 친환경적으로 흙을 고결시키면서 내구성도 향상시키는 연구를 수행하였다. 식물추출액과 요소가 혼합된 제1용액과 칼슘원(염화칼슘)이 용해된 용액에 소량의 점토가 혼합된 제2용액을 깨끗한 낙동강모래에 섞어서 비빈 다음 다짐방법으로 소형 공시체를 제작하였다. 요소와 염화칼슘의 몰농도를 세 종류(1, 5, 7몰)로 달리하였으며, 각 공시체에 점토를 전체중량의 0%, 1%, 3%의 세가지 비율로 혼합하여 공시체를 제작한 다음 실내에서 7일 동안 양생하였다. 양생이 완료된 공시체에 대해 일축압축시험, 내구성시험, SEM, EDX 및 XRD 분석, 그리고 열중량 분석을 실시하여 사질토의 고결 정도와 구조를 분석하였다. 요소와 염화칼슘의 몰농도가 높을수록 점토 함유량이 증가할수록 일축압축강도와 내구성이 증가하는 경향을 보였다. SEM, EDX 및 XRD 분석을 통하여 점토광물 주변에 탄산칼슘(calcite)이 석출되는 것을 확인하였으며, 열중량 분석으로부터 시료 내에 중량대비 탄산칼슘이 1-2% 정도 석출되었다.