• 한국철도학회논문집
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• 제20권5호
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• pp.668-682
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• 2017

철도의 고속화에 따라 선형의 직선화와 함께 터널이 철도노선에 차지하는 비중은 급격하게 증가하였다. 터널 굴착 시 필연적으로 발생하고 있는 여굴은 터널의 안정성에 큰 영향을 미치고 있다. 또한 여굴은 시공의 경제성에도 매우 중요한 요소이기도 하다. 터널 굴착 시 천단부 여굴은 굴착공법의 발달과 함께 점차 감소하고 있는 추세이다. 그러나 바닥부 여굴은 터널의 안정성에 미치는 영향이 상대적으로 적은 관계로 지속적으로 발생하고 있는 실정이다. 한국철도시설공단에서는 바닥부 여굴에 대하여 10 cm정도의 콘크리트 채움을 시공비로 인정하고 있으나, 그 이상에 대해서는 시공사가 부담하여 채움을 실시하고 있다. 바닥부 여굴에 대한 채움은 콘크리트 채움을 원칙으로 하고 있으나 경우에 따라 버림 콘크리트와 혼합골재를 병행하여 시공하는 곳도 발생하고 있다. 이는 궤도 하부에 연속체 재료와 불연속체 재료의 존재를 발생시키게 되며, 열차 운행 중 발생하는 진동의 전파에 영향을 미치게 된다. 일반적으로 콘크리트와 같은 연속체 재료만 존재하는 경우에는 열차운행에 의한 진동이 터널주면 암반으로 자연스럽게 전파될 수 있는 조건이 발생하나, 불연속체가 존재하면 진동의 전파와 반사에서 다른 특성을 나타낼 수밖에 없게 된다. 이에 본 논문에서는 터널 바닥 채움 재료에 대하여 시멘트 혼합비율을 5%, 11.5%, 18% 등으로 달리하여 시료를 제작하였다. 제작된 시료의 동적 물성시험을 실시하였으며, 이를 바탕으로 수치해석을 실시하였다. 수치해석 결과 모든 재료의 배합은 정적안정성을 만족하는 것으로 나타났다. 그러나 동적거동에서는 빈배합콘크리트와 시멘트 함유량이 낮은 채움재를 사용하였을 경우 특정 운행속도에서 공진이 발생할 수 있는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제15권4호
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• pp.99-112
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• 1999

막장 전방에 파쇄대 등의 불연속면이 존재할 경우, 이를 미리 예측하지 못한채로 굴진을 하게 되면 파쇄대로 인해 터널 굴진에 따라 발생된 종방향 아칭에 영향을 주어 막장면 전방에 응력이 집중하게 된다. 터널 및 지하공간의 설계시에는 불확실한 설계요소를 과다하게 내포하고 있으므로 경제적이고 안정성이 확보된 터널 시공을 위해서는 터널 막장면에서의 정확한 계측으로 막장 전방의 파쇄대를 예측하여 터널 지보체계에 신속히 대비함이 필요하다. 최근의 연구결과에 의하면 3차원 절대변위계측에 의해 터널의 시공 시 굴진에 따라 지반의 강도차이로 인해 발생된 종방향 변위의 변화를 측정하여 막장 전방의 불연속면을 미리 예측할 수 있다고 하였다. 본 연구는 혼합법을 사용한 3차원 수치해석으로부터 얻어지는 변위로부터 L/C (천단부의 종방향 변위[L]와 천단부의 침하량[C]의 비 )와 S/C (측벽의 수평방향 변위[S]와 천단부의 침하량[C]의 비), (Ll-Lr)/C (좌측벽의 종방향변위[Ll]와 우측벽의 종방향변위[Lr]의 차와 천단부의 침하량[C]의 비), 평사투영법을 중심으로 지반에 파쇄대가 존재할 경우에 대해 여러 가지 초기 지중응력조건에서 터널 굴착에 따른 3차원 절대 변위를 분석하여 그 존재를 예측할 수 있는 기법을 제시하였다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제9권2호
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• pp.54-63
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• 2004

서울의 지하수는 토양법이나 지하수법이 제정되기 전에 이미 오염물질의 토양 무단투기, 주유소나 유류의 지하저장 탱크 등이 들어서면서 오염에 노출되었으나 최근에 지하수에 관심이 많아지고 지하수 오염방지 계획에 따라 주기적이고 지역적인 검사가 이루어져 지하수 행정에 반명되고 있다. 서울시 소재 지하수 관정 1,352개소의 수질을 분석하여 먹는물중 적합은 52.6％,부적합은 47.4％로 나타났고 생활ㆍ농ㆍ공업용수로 적합은 91.9％인 8.1％가 부적합으로 나타났고 pH는 왜도와 첨도가 0.022와 -0.524인데 반하여 일반세균, 색도, 탁도, 암모니아성 질소, 질산성 질소, 철, 망간이 각각 11.641과 174.324, 8.501과 80.260, 5.675와 32.821, 가 19.507과 380.994, 가 3.323과 17.436, 10.544와 134.093, 5.979와 39.124로 나타났고, 지하수 먹는물 비상급수에서 설치년도, 심도 및 양수량은 수질의 적부에 영향을 미치지 않는 것으로 나타났고 관정 설치 해와 심도, 양수량은 각각 0.381, -0.169로 나타나 시간이 지날수록 지하수 관정의 굴착깊이는 깊어지고 양수량은 적어지는 것으로 나타났으며 심도와 질산성질소, 불소의 상관 계수는 -0.171, 0.332로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제15권5호
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• pp.217-228
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• 1999

본 논문에서는 절리암반에서 발생하는 지하수 유동과 굴착된 지하공동으로의 지하수 유입량을 해석하는 대표체적법, 비대표체적법 및 절리망 해석법을 소개하고 절리의 수와 공동의 직경을 변화시키면서 각 해석법의 특징과 결과를 비교하였다. 선처리 과정으로서 다수의 절리가 서로 교차하는 절리암반의 등가 수리전도계수를 산정하는 이론과 계산 과정(일명, 순차적 해석)이 소개되었다. 유한요소망과 절리도 및 순차적 해석을 이용하여 445개 요소 각각의 등가 수리전도계수를 계산하였으며 절리암반의 비균질 수리전도성과 대표물성 결정에 관해 논의하였다. 대표체적법에서는 대표물성을 통해 절리암반의 균질화가 이루어졌으며 따라서 절리밀도, 공동의 직경 및 수리전도대비의 증가에 따른 지하수 유입량의 증가도 규칙적이며 일관성 있는 경향을 보였다. 비대표체적법에서는 암반의 비균질성이 요소 단위로 해석에 반영됨으로써 유입량의 변화 양상은 불규칙하였으나 특성 치수가 증가함에 따라 대표체적법의 결과에 접근하는 경향을 보였다. 절리망 해석은 절리밀도, 공동크기 및 절리망과 공동의 교차 여부 등에 가장 민감하게 반응하였으나 해석결과의 신뢰도가 개별 절리에 관한 자료에 너무 의존하게 되는 단점이 있다. 제한된 범위에서 수집될 수밖에 없는 현장 절리자료의 불확실성을 감안할 때 대표체적법과 비대표체적법이 실질적으로 더 합리적인 해석방법으로 인식되었다.

• 한국방재안전학회논문집
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• 제12권4호
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• pp.43-52
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• 2019

지하철 정거장의 하부에 비개착공법 적용하여 안정성 영향분석을 위하여 유한요소 변위 해석, 유한요소 응력해석, 강관추진 진행 과정에 따른 변위, 내부 굴착에 따른 변위 및 강관의 응력변화, 지반의 물리적 특성인 탄성 및 탄소성 이론 등을 도입하였다. 구조적으로 적당한 미소 요소로 분할해서 각 요소가 유한개의 점으로 연결되는 요소로 가정한 모델로 하여 수치적 해석을 통하여 비개착공법 적용시 구조물 안정성에 미치는 영향을 국토교통부와 외국 자료를 근간으로 한 구조물 관리기준과 비교 검토하였다. 그 결과 최대 변위 7.21 mm가 발생되어 허용변위 기준(25.00 mm) 이내, 최대 각 변위는 1/3,950으로 허용 각변위 기준(1/500) 이내, 비개착공법 강관다발 구조체의 최대 휨압축응력량도 70.29 MPa로 허용기준(210.00 MPa) 이내로 분석되었고, 최대 전단응력량은 47.38 MPa로 허용기준(120 MPa) 이내로 분석되어 유한요소 해석결과, 설계 및 시공 안정성을 검증하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제13권10호
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• pp.15-23
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• 2012

본 연구에서는 산지 지형에서 토취장을 개발할 경우 상부의 지반 굴착으로 인한 지하수계의 변화를 현장 계측자료와 모델링을 활용하여 예측하고자 하였다. 9개소의 시추조사를 통하여 지층 분포와 수리상수를 구하고 현장 지하수위 조사를 실시하였으며, 물수지 분석에 의한 지하수 함양량을 추정한 후 Modflow 프로그램에 적용함으로써 지하수위 변화를 예측하였다. 토취장 개발로 40 El.m 이상 지역이 제거될 경우를 가정하여 부정류 모델링을 수행한 결과, 토취장 최인접 지역에서 최대 1m 정도의 지하수위 강하가 나타나는 것으로 예측되었다. 또한, 절토로 인한 상부 지형의 제거는 9.4% 및 7.0%의 지하수 함양량과 지표 유출량의 감소를 초래하는 것으로 예측되었는데, 이는 지하수위 변화를 야기하는 요인으로 평가되었다. 향후 토취장 개발이 시작되면 이와 같은 지하수위 변화를 지속적으로 파악하기 위하여 지하수 관측정을 설치 운영할 필요가 있다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
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• pp.1996-2000
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• 2010

국내 시설원예 면적은 2005년 기준 52,022ha에 달하고 있으며 약 23%에 해당하는 12,000ha는 겨울철에 난방기를 가동하여 원예작물을 생산하고 있다. 농업용 난방기의 보급은 가온재배 면적의 증가와 더불어 급신장하고 있어 농업용 면세유 중 경유 공급액 약 9,260억원 중 62%에 해당하는 1,350,000톤이 시설원예 난방에 사용된 것으로 추산되고 있다. 지속적인 유가 상승으로 시설재배 농가의 경영이 악화되고 있어 최근 히트펌프를 이용한 냉난방시스템에 대한 연구가 수행되고 있다. 시설원예 냉난방에 사용되는 히트펌프의 열원은 다양하게 적용할 수 있으나 강변에 위치하고 있는 시설원예단지의 경우 연 중 풍부한 유량과 안정적인 수온을 얻을 수 있는 강변여과수는 매우 매력적인 열원이다. 본 연구에서는 시범지역으로 남강댐 하류에 위치하고 있는 진주지역의 시설원예단지와 낙동강 유역의 구미지역 시설원예단지의 두 곳에 대하여 1일 $1,000m^3$의 강변여과수 개발에 대한 조사를 수행하였다. 육안 및 현장여건에 대한 조사를 수행하고 인근 지하수 사용현황에 대한 조사를 실시하였다. 진주지역의 경우 일부 농가에서 지하수를 사용하고 있었으나 1일 8~10시간 취수에 최대 취수량은 약 $120m^3$ 정도였다. 반면, 구미지역의 경우 1999년 구미첨단원예농단 조성사업의 일환으로 양액재배에 농업용수를 공급할 목적으로 지하수 개발이 실시되었으며 최근 인근 국화축제를 개최하는 지역에서 신규로 지하수를 개발하여 사용 중이었다. 전기비저항 탐사를 실시한 결과 진주지역은 지하 약 6~17m 지점에 대수층이 존재하는 것으로 판단되었고, 구미지역은 지하 약 10~20m 지점에 대수층이 존재할 가능성이 있지만 지하 20m 지점부터는 대수층의 가능성이 높은 것으로 판단되었다. 두 지역에 각각 두 공을 시추하여 조사한 결과, 구미지역의 경우 수면높이가 지하 약 10m이고 각각 2.5m와 4.6m의 모래자갈층을 형성하고 있어 $1,000m^3$/일의 취수량 개발이 원활하지 않을 것으로 판단되었다. 한편, 진주지역은 수면높이가 지하 약 3m이고 각각 3.5m와 6.5m의 모래자갈층을 형성하고 있어 $1,000m^3$/일의 취수량 개발이 가능할 것으로 판단되었다. 현장 시추조사 및 기존관정 조사결과, 구미지역에 비하여 진주지역이 지하수 물량 확보가 상대적으로 용이하고 신규 굴착 가능지점이 다수 분포하고 있어 연구지점으로 활용하는데 유리할 것으로 판단되었다. 따라서 진주지역에 여과수열원 확보를 위해 2곳의 양수관정을 설치하고 히트펌프를 이용하여 시설원예의 냉난방을 실시할 예정이다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제21권4호
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• pp.545-560
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• 2019

EPB TBM 굴진 중 다양한 지반 조건에서 적절한 양의 폼(Foam), 폴리머(Polymer) 등 첨가제의 주입은 TBM 공사의 안정성은 물론 굴진 성능을 결정하는 중요한 요소이다. 국외에서는 90년대부터 최근까지 EPB TBM 공법을 토사 지반에 적용할 때 최적의 첨가제 주입에 대한 연구가 활발하게 이루어졌으나 국내에서는 이와 관련된 연구가 매우 부족한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 굴착토 컨디셔닝에 가장 널리 사용되는 폼을 첨가제로 선정하고 폼 주입에 따른 토사 지반에서의 TBM 굴진 성능 변화를 일련의 실내 굴진 시험을 통해 파악하였다. 굴진 시험은 인공 사질토 지반을 동일 다짐 조건으로 조성하고 폼의 주입량과 상태를 나타내는 변수인 FIR (Foam Injection Ratio), FER (Foam Expansion Ratio), $C_f$ (Surfactant Concentration) 값을 변화시켜가며 수행되었으며, 각 시험에서 굴진 중 측정된 토크 값을 측정하였다. 또한 굴진 시험 후, 배토된 흙의 슬럼프 값을 비교하여 컨디셔닝 된 시료의 워커빌리티(workability)를 평가하였으며, 블레이드에 설치된 알루미늄 커터의 무게 변화를 측정하여 컨디셔닝 조건에 따른 동일 위치에서의 커터 마모량을 비교하였다. 최종적으로 측정된 토크, 슬럼프 값, 마모량 결과의 비교를 통해 본 연구에서 적용된 인공 사질토 지반에서 최적 TBM 굴진을 위한 폼 주입비를 도출하였다. 연구 결과를 통해 지반 조건에 따라 다른 최적의 TBM 굴진 성능을 확보하기 위해서는 장비 부하, 기계 마모, 워커빌리티 확보에 대하여 적정 수준을 만족하는 폼 주입 조건이 존재하고 이에 대응하기 위한 사전 폼 주입 설계가 필요한 것으로 나타났다.

• 지질공학
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• 제32권4호
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• pp.671-684
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• 2022

본 연구에서는 고강도 결합 매입말뚝 흙막이 공법의 안정성을 검증하고 그에 따른 현장 적용성을 확인하고자 하였다. 따라서 C.I.P 흙막이 공법과 고강도 결합 매입말뚝 흙막이 공법을 수치해석으로 비교·분석하였으며, 고강도 결합 매입말뚝 흙막이 공법이 적용된 현장의 계측 Data와 수치해석 결과를 비교·분석하여 지반거동 및 고강도 결합 매입말뚝 흙막이 공법의 안정성 및 현장 적용성을 검증하고자 하였다. 실험결과, 단면력의 경우 고강도 결합 매입말뚝 흙막이벽이 C.I.P 흙막이벽보다 변위는 최소 13.6%~최대 19.7%가 감소하였고, 전단력은 최소 0.7%~최대 4.7% 정도 증가하였다. 또한 휨모멘트의 경우 최소 4.5%~최대 8.8%정도 증가하는 경향을 보였다. 굴착주변 지반의 침하량을 검토한 결과, C.I.P 흙막이벽이 최대 46.89 mm, 고강도 결합 매입말뚝 흙막이벽이 39.37 mm로 산정되었으며, 고강도 결합 매입말뚝이 C.I.P 흙막이벽에 비해 최대 침하량이 약 17% 정도 작게 산정되었다. 현장지반을 대상으로 탄소성보법에 의해 산정된 최대 휨모멘트와 전단력을 적용하여 고강도 결합 매입말뚝 흙막이벽체를 설계한 결과, 모두 탄성영역 내에서 부재력이 발생되어 안전한 것으로 나타났다.

• 한국농공학회지
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• 제13권2호
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• pp.2262-2275
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• 1971

조사대상은 전라북도 관내 토지개량 조합 저수지 14개소와 전라남도관내 토지개량 조합저수지 20개소에 대하여 저수량 및 토사매몰량을 실측조사하고 또한 두 도내에 산재하여 있는 소류지 3,347개소에 대하여는 해당 시군에 비치된 대장에 의하여 조사하였다. 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 저수지 유역의 임상이 저수지 설치당시에는 대부분 산림이 울창하여 양호하였든 것이 8.15 해방과 6.25동란으로 주민들의 도벌과 남벌로 인하여 거의 황폐되었으며 또 유역내의 토사유출과 저수지내에 유사침전이 심하게 되어 유역면적 1ha당 연평균 $10.63m^3$의 토사침적을 보게 되었다. 2. 이 결과는 평균 27.5%의 저수량 감소를 초래하게 된 것이다. 특히 소류지는 계획당시에는 단위 저수량이 평균 0.19hm로 판명되었는데 이는 원래부터 저수량이 부족한데다가 다년간의 토사 매몰로 인하여 더욱 부족하게 되었다. 3. 평소의 유지관리 상황이 매우 소홀하여서 제방누수 산지 불임부의 누수 통관누수 등이 있는데도 불구하고 개보수를 하지 않고 방치한 곳도 있다. 4. 한발시에 준설한 곳도 있기는 하나 그 준설토사를 저수지 안에 쌓두어 환원된 예도 있었다. 5. 일반농민이 용수를 낭비하는 경향이 많었다. 이상과 같은 실정이므로 수자원 보완책으로서 다음과 같은 방안을 채택할 것을 당국에 건의하는 바이다. (1) 벼가 생육기별로 요구하는 최소한의 용수량만을 관계하는 절수재배를 여행한 것. (2) 용수가 극히 부족한 지방에서는 답토양의 수분을 70% 정도로 유지시키도록 수일간에 한번씩 소량으로 관계하는 계획관개를 실행한 것. (3) 지하수 복류수를 최대한 이용할 수 있도록 지구안에 관정을 굴착할 것. (4) 지구안에 보가 설치되어 있는 곳에서는 집수정을 병설하여 한발시에는 복류수를 양수하여 관개에 이용할 것. (5) 저수지 유역내의 산림은 이를 일체 보안림에 편입시켜서 조림 사방 야계등 공사를 우선적으로 실시하여 수원함양에 주력할 것. (6) 못자리는 집단식을 채택하고 묘대용수는 자체 해경을 원칙으로 할 것. (7) 매몰된 토사는 될 수록 준설하여 계획 저수량을 확보한다. (8) 하천이 저수지로 흘러들어가는 어구에는 웨이어를 설치하여 유입토사를 사전에 처리할 것. (9) 물넘이의 표고는 입지 조건에 따라 자동식 구조로하여 올리되 홍수위는 올리지 않고 홍수시에는 수위가 강하되어 재방을 덧쌓거나 용지매수를 하지 않고서도 저수량을 증대하는 방안을 모색할 것.