• 한국지반공학회논문집
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• 제30권9호
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• pp.19-28
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• 2014

해성점토를 활용한 준설매립공사에서는 준설토의 거동분석이 선행되어야 한다. 본 연구에서는 침강압밀하는 준설토의 밀도와 간극비 변화를 관찰하기 위해 물리탐사기법을 적용하였다. 서해안에서 채취한 흙에 대한 기본물성시험을 실시하였고, 침강압밀시험기에 시료를 단계적으로 투기하여 시간에 따른 계면고와 탄성파의 변화를 관찰하였다. 흙의 침강압밀이 완료된 후 하방향의 투수시험을 실시하여 조간대의 영향이 준설토의 물리적 특성에 미치는 영향을 관찰하였다. 또한 초소형 전기저항탐침을 관입하여 깊이에 따른 시료의 전기비저항을 측정하였다. 모든 실험이 완료된 후, 시료를 채취하여 간극비를 계산하였다. 실험결과, ML 시료의 특성상 급격한 침강을 보여 침강압밀특성을 육안으로 관찰하기 어려웠으나, 단계투기가 계속될수록 탄성파의 속도는 증가하는 경향을 보였다. 하방향 투수에 따른 조간대 영향은 매우 적어 관찰할 수 없었다. 한편 탄성파 속도로 추정한 시료의 간극비는 단계투기에 따라 선형적으로 증가하는 경향을 나타내었다. 전기비저항으로부터 계산된 간극비는 깊이에 따라 반복적으로 증가, 감소하는 형태를 나타내었으며 이는 단계투기에 따라 층을 이루고 있는 시료의 영향으로 파악된다. 시료채취, 탄성파 속도, 그리고 전기비저항으로부터 구한 간극비를 비교한 결과, 서로 유사한 관계를 나타내었다. 본 연구는 물리탐사기법이 준설토의 간극비 관찰에 효과적으로 활용될 수 있음을 보여준다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제34권4호
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• pp.100-108
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• 2022

본 연구는 말뚝이 결합된 블록식방파제에 대하여 수평하중 재하에 따른 블록과 말뚝의 거동을 파악하기 위하여 FEM 3차원 수치해석을 실시하였다. 지반구성모델은 Mohr-Coulomb 모델을 향상시킨 Modified Mohr Coulomb 모델을 적용하였다. 말뚝이 블록에만 관입된 경우, 사석층(H = 4.29 cm)까지 근입된 경우, 원지반속에 근입된 2H, 3H, 4H의 경우에 검토하였다. 실내모형실험 결과와 수치해석를 비교한 결과, 수평저항력-변위가 서로 유사한 거동을 보이는 것으로 나타났다. 말뚝의 근입깊이가 1H~ 2H까지는 말뚝이 회전거동을 보이고, 3H~4H의 경우에는 휨거동 양상을 보이는 것으로 해석되었다. 말뚝의 근입깊이가 3H 이상인 경우에는 말뚝이 휨거동을 보이므로 말뚝이 블록식방파제의 수평저항력에 크게 기여한다고 볼 수 있다. 본 연구 결과는 실제 크기 구조물 설계를 위한 다양한 수치해석 시 자료로 활용이 있을 것이다.

• 대한토목학회논문집
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• 제44권1호
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• pp.49-62
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• 2024

급격한 도시화로 인한 지하의 무분별한 개발은 기존 지하매설물의 점검과 교체 그리고 새로운 지하시설물 설치에 지연을 일으키고 있다. 최근에는 체계화된 시스템을 도입하여 지하시설물을 관리하고 있지만, 실제 시공은 현장 여건에 따라서 설계 도면과 다르게 진행되기 때문에 기존 지하매설물의 부정확한 위치 정보로 사고가 끊임없이 발생하고 있다. 한편, 전기비저항 탐사는 전극을 지반에 관입시켜 전극 간 전위차로 지반의 전기저항을 측정하는 방식이며, 비파괴 물리탐사 기법으로서 널리 이용되고 있다. 그리고 다수의 전극 쌍을 이용하여 복잡한 지하 구조를 영상화하고, 딥러닝 알고리즘을 활용한 데이터 해석 기술들이 비약적으로 발전하였지만, 아직 지하매설물의 기하학적 조건에 따른 전기저항 변화를 정량적으로 평가한 기초적인 연구로서는 진행된 바가 없다. 본 연구에서는 전극과 지하매설물의 기하학적 매개 변수 해석을 통해서 전기저항 변화를 평가하였다. 먼저, 이론식과 수치 해석의 전기저항값 차이가 작게 나타난 정량화된 메쉬를 적용하여 3차원 전기저항 수치 해석 모듈을 개발하고, 매설물의 깊이, 크기, 그리고 전극과 매설물 간 이격거리에 따른 매개 변수 해석을 통해서 정상 직류 상태에서 전기저항 변화를 정량적으로 비교하였다. 전기저항은 매설물이 얕은 깊이에 위치하고, 크기가 크고, 전극과의 이격거리가 가까울수록 높게 측정되었다. 추가적으로 전극과 지하매설물 주변에 형성된 전위 및 전류밀도 분포를 분석하여 터미널 전극 주변에서 측정된 전기저항을 고찰하였다.

• 한국산림과학회지
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• 제108권1호
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• pp.67-76
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• 2019

최근 국내 숲가꾸기 산물수집 및 목재수확에 있어 하베스터, 포워더와 같은 중대형 임업기계의 활용이 증대되고 있는 실정이며, 이에 따른 토양환경 피해 및 임지생산력 저하 등 환경적인 문제가 대두되고 있다. 본 연구는 하베스터와 포워더의 임내주행에 있어서 벌채부산물처리(무처리, $7.3kg/m^2$과 $11.5kg/m^2$) 및 주행횟수(하베스터 1회와 포워더 1~10회)에 따른 토양 깊이별(10, 20 및 30 cm) 토양 물리성 변화 및 토양 지표면 교란을 판단하기 위하여 토양밀도, 토양관입저항, 토양패임 등을 측정하였다. 연구결과 임업기계의 임내주행에 따른 토양용적밀도는 벌채부산물 무처리구에서 처리구($11.5kg/m^2$)와 비교하여 약 10~29 % 높게 나타났으며, 토양관입저항은 약 25~139 %까지 높게 나타나 벌채부산물 처리에 따른 토양답압 저감효과를 확인할 수 있었다(p<0.05). 또한 벌채부산물 처리구와 무처리구 모두에서 주행횟수가 증가함에 따라 토양용적밀도와 관입저항은 증가하는 것으로 나타났으며, 벌채부산물 처리구는 하베스터 1회, 포워더 5회까지 전체 토양답압의 92%가 발생되었고 무처리구에서는 하베스터 1회 포워더 1회까지 전체 토양답압의 84 %가 발생되는 것으로 나타났다. 이 연구결과를 바탕으로 향후 하베스터와 포워더를 이용한 단목수확작업을 설계할 시에는 토양환경피해 및 피해면적을 최소화하기 위하여 주행차로에 벌채부산물을 처리하거나, 지정 주행차로를 설계하는 것이 필요하다고 판단된다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제11권2호
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• pp.99-108
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• 2008

화산 칼데라 지역은 한반도 동남부에 잔존하는 칼데라 구조 중 그 규모가 비교적 크며, 칼데라 형성과 관련된 환상단층대가 현재까지 양호하게 보존되어 있는 지역이다. 이 지역에 대한 기존의 중력 및 자력 연구들은 개략적인 분지 기반암의 깊이나 화성암체의 분포 등과 같은 광역적인 지구물리학적 정보를 제공하였으나, 화산 칼데라 내부 및 그 주변 구조를 상세히 규명하기에는 한계가 있었다. 본 연구에서는 화산 칼데라를 동서로 가로지는 측선에 대해 수평, 수직 해상도가 양호한 MT 탐사를 수행하였고, 탐사 자료의 2차원 역산을 통하여 다음과 같은 지구물리학적 결과를 도출하였다. 첫째, MT 역산 결과에서 나타나는 분지 기반암의 깊이는 기존의 중, 자력 자료에서 제시하는 깊이와 잘 부합되나, 일반적인 경우 보다 전기비저항이 낮은 편이었다. 이는 기존의 MT 연구에서 제시한 의성소분지 하부의 대규모 전도성층과 관련될 가능성이 있다. 둘째, 칼데라 외측의 환상단층대 주변부에서는 고비저항대(약 4000 $\Omega{\cdot}m$)가 영상화 되었는데, 이는 환상단층을 따라 관입한 유문암 내지 유문 반암의 반응으로 생각되며, 중력 자료상에서 고밀도 이상과 대응된다. 셋째, 칼데라 중앙부 깊이 1 km 하부에 약 200 $\Omega{\cdot}m$의 저비저항대가 나타나는데, 이는 현재까지 지구물리학적으로 보고되지 않은 구조이다. 화산 칼데라의 진화모델을 고려해 보았을 때, 이 저비저항대는 환상단층 형성 시 침강한 과거 퇴적층으로 생각된다. 또한 중력 자료상에서 나타나는 칼데라 중앙부 지역의 저밀도 이상도 이 퇴적층에 기인할 가능성이 높다고 생각된다.

• 한국토양비료학회지
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• 제43권1호
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• pp.1-7
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• 2010

본 연구는 논토양 쟁기바닥층을 대상으로 특성을 파악하고 토양입자분포를 프랙탈차원화하여 물이동을 추정하고자 수행하였다. 모내기전 비담수기에 보통논과 사질논 12지점을 각각 선정하였다. 선정지점에서 깊이별 관입경도를 측정하여 쟁기바닥층 출현깊이와 두께를 도출하였다. 표토와 쟁기바닥층에서 토양입자분포, 유기물함량, 산중식 경도를, 쟁기바닥층에서 2인치 코아시료를 채취한 후 변수위법으로 포화수리전도도를 측정하였다. 토양입자분포의 프랙탈 차원화는 측정한 입자분포자료, 0-0.002, 0.002-0.053, 0.053-0.1, 0.1-0.25, 0.25-0.5, 0.5-1.0, 1.0-2.0 mm의 함량을 활용하여 Tyler와 Wheatcraft (1992)의 방법을 따랐다. 조사한 연구지점의 쟁기바닥층 출현깊이는 5-30 cm, 두께는 5-17 cm로 분포하였으며 보통논이 사질논보다 평균적으로 출현깊이가 깊고 두께는 얇은 것으로 나타났다. 또한 보통논은 점토함량이 18%이상으로 상대적으로 세립질 토성을, 사질논은 18%이하로 조립질 토성을 나타내었다. 토양입자분포의 프랙탈차원 ($D_m$)은 세립질 토성일수록 높은 값을 나타내었으며 조립질토양에서 더 높은 프랙탈성을 나타내었다. 포화수리전도도는 0.5-1420 mm $day^{-1}$로 분포하였으며 사력질 사질논에서 가장 높은 값을 나타내었다. 포화수리전도도는 점토함량과 $D_m$이 증가함에 따라 감소하는 경향이 나타났으며 멱함수의 형태를 나타내었다. 점토함량보다 $D_m$을 독립변수로 사용했을시, 적합된 멱함수의 결정계수가 높았으며 특히 사질논이 보통논보다 결정계수가 높게 나타났다. 따라서 본 연구는 토양입자분포를 프랙탈 차원화를 통해 단일 값으로 표현하여 포화수리전도도 등의 물이동 특성 추정에 활용할 수 있다고 보여준다 할 수 있다. 특히 조립질 토성을 가진 논토양의 물이동 추정에 유용할 것으로 판단할 수 있었다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제18권1호
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• pp.1-12
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• 2013

황해 중동부 해역에서 2012년 9월에 동서방향으로 설정된 단면과 금강 하구 외측 저염수 지역의 정박지점에서 음향탐지기를 이용하여 음향 후방산란 구조(acoustic backscatter profile)를 측정하였으며 CTD로 물성구조도 관측하였다. 수심 50 m 부근 해역에 발달한 해저사주 주변에서 조석전선이 형성되었다. 이 사주의 동쪽에서 저조 때 음향탐지기로 관측된 내부파는 파고가 약 15 m, 평균파장이 500 m정도이며, 파형이 비선형 오목형 파(depression wave)였다. 이 내부파는 남동쪽으로 흐르는 조류가 사주를 지나면서 만든 조석내부파로 해석되었다. 약한 비선형성 단독 내부파 이론을 적용하였을 때 오목형 내부파들의 전파속도는 약 50 cm/s 정도이고, 주기는 16~18분 정도로 계산되었다. 강한 음향 산란층이 국지적으로 7 m 정도 상승된 지역의 해면에서 Dinoflagelates Cochlodinium에 의한 적조가 관찰되었다. 금강하구 외측 정박지점에서 한 시간간격으로 관측한 물성구조는 해륙풍과 조류에 따른 염분약층 깊이 변동을 보여 주었다. 창조류가 북동쪽으로 강하게 흐르고 육풍이 서쪽으로 7 m/s 이상 불었을 때에는 염분약층이 일시적으로 상승하였고, 음향구조 영상은 해면 하 약 5 m까지 복잡한 구조를 보였는데 포획과 관입 형태를 갖는 강하고 약한 산란신호의 기울어진 음향구조가 수 십초 간격으로 교대로 나타났다. 표면 혼합층에서의 이러한 음향구조는 황해 중동부 연안역에서는 처음으로 관측되었다. 음향 후방산란 영상과 탁도 자료는 창조류와 육풍에 의한 표층 취송류가 만드는 수직적인 유속차(shear)에 의해 맑은 하층수가 탁한 상층으로 관입 혹은 포획된 것임을 제시한다.

• 암석학회지
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• 제4권1호
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• pp.31-48
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• 1995

관악산 암주는 지금까지 단순히 흑운모 화강암으로만 구성된 것으로 알려져 왔으나 실제로는 석영+K-장석+사장석+흑운모$\pm$석류석의 광물군으로 보인다. 모드자료와 $An_5$ 미만의 사장석 성분을 고려하면 이 암주는 알칼리 장석화강암으로 명명된다. 서브솔버스 장석, 비교적 초기의 흑운모 정출, Q-Ab-Or 그림에서 유출된 은 관입깊이 등은 관악산 암주를 만든 마그마가 물을 함유하고 있었음을 지시하는데, 이는 아래에 설명하는 무수의 A-형 화강암과 유사한 지화학 성분을 가지는 것과는 대조된다. 관악산 암주의 주성분과 미량성분원소는 서울 화강암질 저반의 것과 뚜렷이 구분되며 이는 두 암체간의 성인적 차이를 시사한다. 관악산 암주의 주성분 및 미량원소 함량은 우리나라의 대부분 중생대 화강암과는 달리 A-형 화강암 특징을 보인다. 즉, $SiO_2$(73~78 wt%), $Na_2O+K_2O$,Ga(27~47 ppm), Nb(22~40 ppm), Y(48~95 ppm) 함량과, Fe/Mg and Ga/Al 비는 높은 반면, CaO(<0.51 wt%), Ba(9~75 ppm)과 Sr(2~23 ppm) 함량은 낮다. 그러나 전형적인 A-형 화강암과 비교했을때, Zr과 LREE는 낮은 함양을 Rb(386~796 ppm)은 높은 함량을 갖는 차이점을 보인다. 이 연구에서는 기존의 연구에서 보고되었던 LREE가 결핍되고 큰 부의 Eu이상을 가지는 회토류 원소 패턴이 근원 마그마의 특성을 가지는 것으로 재해석하였다. 즉 부분용융동안의 잔류물질로 다량의 사장석이 남아야 하는 반면, 휘석, 각섬석, 석류석은 남을 수 없다. 관악산 암주와 A-형 화강암의 지구화학적 유사성은 이 암주의 기원이 A-형 화강암의 기원과 밀접한 관련이 있음을 시사한다.

• 암석학회지
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• 제26권3호
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• pp.201-219
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• 2017

마이산을 포함한 진안분지는 영남육괴 북쪽 경계 중앙부에 위치하고 있으며 이 지역의 기반암은 고원생대 편마암과 이를 관입한 중생대 화강암으로 백악기 이전에 지표로 노출되었다. 진안분지는 백악기에 영동-광주 단층대를 따라 일어난 좌수향 주향이동단층에 의해 형성된 인리형 분지이며 마이산은 진안분지 내의 경사가 급했던 분지 동쪽 경계부에 퇴적된 역암으로 구성된 산이다. 마이산 봉우리는 말 귀의 형상을 보이며 역암 절벽에 타포니가 발달한 특이한 지형을 보여주고 있다. 진안분지를 형성시킨 단층은 지하 깊은 곳까지 연결됨으로서 200 km 깊이에서 형성된 마그마가 지표로 분출하여 진안분지 내와 그 주변에 활발한 화산 활동을 일으켰다. 그 결과 마이산 주변에는 화산폭발에 의해 형성된 화산쇄설암으로 구성된 천반산, 화산분출시 마그마가 관입한 암경으로 구성된 구봉산 그리고 화산 분출시 분출되어 흐른 용암에 의해 형성된 운일암 반일암등이 특이 지형을 형성하며 나타난다. 그리고 진안분지와 주변 화산암이 형성된 이후 진안분지와 그 주변 지역이 융기하여 마이산을 포함한 주변 명산들을 형성하였다. 융기 시기는 정확히 알 수는 없지만 대략 69-38 Ma경으로 추측된다. 이때 추가령에서 무주와 진안을 지나 함평으로 연결되는 노령산맥이 형성되었을 것으로 추정되며, 이로 인해 금강과 섬진강 수계가 나뉘어지고 갈라진 수계에 의해 쉬리의 종이 분화되었다. 또한 북북서 방향으로 발달한 운장산에 의해 금강과 만경-동진강 수계가 나뉘어졌다. 이로 인해 마이산과 그 주변 지역에는 다양한 생태계가 조성되었으며 동시에 마이산에는 특이한 암상과 관련된 다양한 문화, 역사 자원이 존재한다. 따라서 마이산과 주변 지역은 지질유산을 중심으로 생태, 문화, 역사가 잘 어우러진 지질 관광이 성공적으로 개발될 수 있는 지역으로 국가지질공원 및 세계 지질공원으로서의 가능성이 높다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제21권1호
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• pp.31-48
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• 2019

인공동결공법(artificial ground freezing method)은 연약지반 및 도심지에서의 지하구조물 시공에 적합한 차수 및 지반보강 공법이다. 인공동결공법은 동결관(freezing pipe)을 지중에 매설한 후 냉매(refregerant)를 순환시켜 대상 지반에 차수벽 및 지지체의 역할을 수행하는 동결벽체(frozen wall)를 형성한다. 그러나 간극수의 동결에 따른 간극수의 부피팽창은 지반의 변형을 야기시킬 수 있고, 시공완료 후 동결토의 융해에 따른 지반의 소성변형 및 입자의 재배치 등은 지반의 역학적 특성을 변화시킨다. 본 논문에서는 인공동결공법에 따른 해성 점토지반(marine clay)의 동결속도를 평가하기 위하여 인공동결공법 현장실증시험을 수행하였다. 현장실증시험은 지중에 3.2 m 깊이로 매설된 동결관 1공 내로 초저온 냉매인 액화질소를 순환시키는 방법으로 수행되었다. 또한, 원지반과 인공동결공법에 의해 동결/융해된 지반에 대한 피에조 콘 관입시험(piezo cone penetration test, CPTu) 및 공내재하시험(lateral load test, LLT)을 수행함으로써 동결/융해(freezing-thawing)에 따른 해성 점토지반의 강도 및 강성 특성의 변화를 평가하였다. 시험결과, 부피가 약 $2.12m^3$인 원기둥 모양의 동결체를 형성하는데 총 3.5일이 동안 약 11.9 ton의 액화질소가 소요되었다. 동결/융해에 따른 지반의 강도 및 강성 저하는 각각 48.5%, 22.7%로 산정되었다.