• 지질공학
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• 제17권3호
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• pp.339-350
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• 2007

암반에 발달하고 있는 단층이나 절리와 같은 불연속면뿐만 아니라 점토의 함량비, 팽창성 점토물질의 협재, 배수특성(drainage) 등은 암반의 붕괴여부를 결정하는 중요한 인자들이다. 특히 점토광물의 성분은 강우에 의한 암반붕괴를 예측할 수 있는 중요한 지표가 될 수 있다. 최근 사면이나 터널의 설계에서도 그 중요성이 점차 증가하는 추세이다. 본 연구는 니질천매암과 사질천매암이 호층을 이루고 있는 OO 터널의 선진시추코어(horizontal boring core)를 이용하여 단층발달에 따른 광물성분의 변화 및 이들이 불연속면의 역학성에 미치는 영향을 파악하고, 암석 구성물질과 파생된 점토광물을 비교하여 암반의 불안정성을 추정하기 위해 수행되었다. 연구방법은 시추코어 중에서 단층의 영향을 받은 구간과 비교적 신선한 구간에서 시료를 채취하여 박편을 제작하여 관찰하였고, 점토광물의 성분 및 함량을 분석하였다. 그리고 야외조사와 실내 시험으로 단층물질의 강도정수를 구하였다.

• 지질공학
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• 제27권1호
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• pp.91-101
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• 2017

단층물질은 불균질하고 복잡한 메커니즘에 의해 생성되기 때문에 지역, 암종 및 구성 성분에 따라 다양한 특성을 보인다. 본 연구에서는 단층물질의 물리 역학적 특성을 규명하기 위해 국내에 분포하는 단층물질 109개를 채취하여 각종 실내시험을 실시하고, 지역, 암종 및 구성 성분에 따른 물리 역학적 특성(단위중량, 비중, 공극률, 자갈함량, 실트/점토 함량, 점토광물 함량, 내부마찰각 및 점착력)을 분석하였다. 암종별 물리 역학적 특성은 편마암의 경우 단위중량($17.1kN/m^3$)과 비중(2.73)에서 가장 높은 중앙값을 보이며, 화강암은 공극률(45.5%), 편암은 자갈함량(20.0 wt.%)과 점착력(38.1 kPa), 천매암은 실트/점토 함량(54.4 wt.%), 점토광물 함량(37.7 wt.%)과 내부마찰각($38.2^{\circ}$)에서 가장 높은 중앙값을 보인다. 구성 성분별 물리 역학적 특성은 단층점토가 공극률과 실트/점토 함량을 제외한 모든 인자에서 파쇄암 및 손상대보다 낮은 값을 보이는 것으로 나타났다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제13권1호
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• pp.15-20
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• 2019

파장변이섬유를 사용한 새로운 반응 위치 측정 양전자방출 단층촬영기기 검출기를 개발하였으며, 이에 대한 최적화 작업을 수행하였다. 섬광체 2개와 파장변이섬유 3개를 사용하고, 파장변이섬유 끝에 센서를 부착하여 최적화 모듈을 설계하였다. 섬광체와 파장변이섬유 및 센서를 연결시키는 연결물질과 섬광체와 파장변이섬유의 반사체 물질에 따른 센서에서의 빛 수집율 및 센서별 빛 수집 비를 통해 최적의 조합을 도출하였다. 연결물질은 에폭시를 사용하고 반사체 물질은 섬광체와 파장변이섬유에서 각각 난반사체 및 거울반사체를 사용한 조합에서, 가장 높은 빛 수집율과 센서별 빛 수집 비를 보였다.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제3회(2014년)
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• pp.439-441
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• 2014

단층 $MoS_2$는 현재 트랜지스터나 LED등에 활용을 연구중인 물질이다. 단층 $MoS_2$의 밴드구조는 약 1.8eV의 직접 밴드갭을 보이는 반도체로 알려져있다. 이 물질을 소자에 활용할 때 고유의 1.8 eV 직접 밴드갭을 이용한다. 다양한 분야에 소자로 응용되기 위해서는 밴드갭을 조절이 필요하다. 그래서 $MoS_2$의 밴드갭을 조절하는 연구가 행해져 왔는데 그 중 하나가 수소흡착 방법이다. 수소를 단층 $MoS_2$에 흡착시키면 금속 밴드구조를 보인다고 알려져 있다. 본 연구에서는 DFT (Density Functional Theory) 계산을 통하여 밴드갭을 조절하는 다른 방법 중에 하나인 역학적인 힘에 의해 전기적인 특성의 변화에 대한 기초연구를 진행하였다. 단층 $MoS_2$에 in-plane 방향으로 isotropic strain을 주었을 때 밴드갭이 0.68 eV에서 1.89 eV까지 변하는 것을 확인했다. 우리는 단층 $MoS_2$는 약간의 strain에도 밴드갭크기가 다소 많이 변할 뿐만 아니라 직접 밴드갭이 간접 밴드갭으로 변하는 것을 보였다. 심지어 10%정도 strain을 주면 금속으로 변할 것으로 예상된다. 밴드갭이 변하는 성질을 이용하여 센서등 여러 어플리케이션에 단층 $MoS_2$를 활용할 수 있을 것으로 예상된다.

• 한국방사성폐기물학회:학술대회논문집
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• 한국방사성폐기물학회 2011년도 추계학술논문요약집
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• pp.433-434
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• 2011

• 지질공학
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• 제24권3호
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• pp.397-409
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• 2014

터널 시공 중 나타나는 단층은 방향, 규모 및 강도를 예측하기 어려우면서 지반의 강도를 결정하는 중요한 요소이다. 그러나, 많은 시공 현장에서 단층대의 강도 및 암반분류를 경험적으로 적용하고 있는 실정이다. 본 논문에서는 전국 9개의 지역의 단층에서 총 109개의 시료를 획득하여 직접전단시험과 입도분석을 수행하였다. 또한 6개의 다중회귀모델을 설정하고 97개의 데이터를 이용하여 회귀분석을 실시한 후 전단강도와 단층물질의 무게비의 상관성을 분석하였다. 분석된 6개의 모델을 대상으로 분석에 사용되지 않은 12개의 시험데이터를 이용하여 검증을 실시한 결과 모든 모델에서 결정계수 $R^2{\geq}0.6$을 보이며, Model 5에 비하여 상대적으로 수직응력을 세분화 하여 고려할 수 있는 Model 1과 3이 $R^2{\geq}0.69$으로 높게 나타났다. 향후 단층 물질의 전단강도 산정에 대한 유용한 정보를 제공할 수 있을 것으로 판단된다.

• 지질공학
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• 제8권2호
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• pp.175-188
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• 1998

선형계곡을 따라 발달하는 동래 단층대의 단층비지를 조사 연구하였다. 이 단층대는 내적으로 대상구조를 가지며 다중 단층핵의 형태로 산출된다. 단층핵은 비지대와 파쇄대로 구분되며 단층대의 최외곽부인 손상대에 의해 둘러싸인다. 변형작용과 변질작용의 강도는 모암으로부터 손상대 $\rightarrow}$ 파쇄대$\rightarrow}$ 비지대를 향해 증가한다. 비지대를 형성한 변형작용은 초기엔 취성변형작용의 파쇄작용(catalasis)이 주도적이었고, 단층슬립의 최대의 국지화 지역인 파쇄물질의 고변형지역(비지대)에서는 연속적인 취성단열작용의 파쇄유동으로 나아갔을 것으로 생각된다. 단층비지대의 분쇄물질의 높은 공극 및 투수성은 지하로부터 열수유체의 유입을 가능케하여 활발한 열수 변질작용이 일어남에 따라 변형작용 기구는 취성파괴로부터 유체도움 유동으로 일대변화를 겪게 되었다. 열수 유체에 의한 일라이트, 스멕타이트 등의 점토광물 생성과 철광물 및 기타원소의 침전은 단층비지대에 높은 유압을 발생시켜 단열작용과 변질작용을 반복적으로 발생시킬수 있다. 일라이트의 다형은 대부분 1Md형으로 구성된다. 암석이 분쇄되고 나서 변질작용으로 점토광물이 생성될 때까지의 시간은 매우 짧은 것으로 알려져 있다. K-Ar 연령 측정자료에 의할때 열수변질을 수반한 동래단층의 주요 단층활동 시기는 51.4~57.5Ma와 40.3~43.6Ma의 두 시기로 구분될 수 있으나 시.공간적 단층활동 형태를 구명하기 위해서는 더 많은 자료가 필요하다. 그리고 비지대 점토광물의 생성온도환경으로 판단할 때 고기운동의 열수변질이 신기운동에 비해 보다 고온에서 일어난 것으로 추정된다.

• 한국광학회:학술대회논문집
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• 한국광학회 2008년도 동계학술발표회 논문집
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• pp.303-304
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• 2008

• 지질공학
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• 제22권1호
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• pp.113-121
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• 2012

본 연구에서는 부산시 금정구 금정산 일대에서 채취한 단층비지대의 공학적 특성을 여러 형태의 절리모형실험을 통하여 파악하였다. 이 지역은 양산단층과 동래단층과 같은 주요 대규모 단층과 부수적인 소규모 단층이 다수 분포하고 있어, 이 지역의 시추공 중 이러한 단층을 관통한 시추공에서 단층비지 및 흑운모 화강암 절리 시료를 추출하여 실내 실험에 사용하였다. 우선 단층비지대의 광물학적 특성을 파악하기 위한 XRD 및 SEM 분석에서는 단층비지대가 수분 함유에 따른 급격한 전단강도 감소를 예측할 수 있는 판상구조의 점토광물인 kaolinite, montmorillonite, illite, sericite으로 이루어져 있는 것으로 파악되었다. 단층비지에 대한 전단강도 특성은 비지 자체의 전단강도 측정과 단층비지를 충전한 여러 형태의 자연 및 인공절리면에 대한 절리면의 전단강도 측정으로 구하였다. 실험 결과, 단층비지가 충전된 절리면은 충전물질이 없는 절리면보다 급격한 전단강도의 감소가 발생하였으며, 단층비지의 내부 마찰각보다 절리면 사이에 충전된 단층비지의 마찰각이 더욱 낮게 측정되었다. 이러한 실험 결과는 암반과 접하고 있는 단층비지의 전단 특성은 단층비지 자체가 가진 전단강도보다 더욱 작은 값을 가지기 때문에 암반 구조물의 안정성을 저해하는 요소로 작용할 수 있다는 것을 보여주고 있다.

• 터널과지하공간
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• 제30권4호
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• pp.320-334
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• 2020

본 수치해석연구에서는 국제공동연구프로젝트 DECOVALEX2019의 Task B의 일환으로 PFC3D를 기반으로한 수리역학연계모델을 개발하여 스위스 Mont Terri 지하연구시설에서 수행된 단층의 유체주입으로 인한 슬립시험을 모사하였다. 이를통해, 개발한 PFC3D 수리역학연계모델이 가진 한계점과 향후 보완할 점을 검토하고자 하였다. PFC3D를 기반으로한 3차원 입자결합모델 내 공극-유동통로모델을 생성하였으며 이를 사용하여 Mont Terri Step 2 단층내 유체주입실험을 모사하였다. 모델링결과 단층대를 따라 주입유체의 유동에 의한 단층대의 변형을 확인하였지만, 관측정에서의 시간에 따른 수압변화는 현장측정치와 부분적으로 일치하는 경향을 확인하였다. 현장측정 관측수압은 초기 유체주입 압력증가에 거의 변화를 보이지 않고 주입수압이 최대치에 도달할때쯤 급격한 증가를 보이는반면, 모델링에서는 주입압력이 증가함에 따라 관측수압도 부드럽게 증가하는 경향을 보였다. 이러한 부분적으로 일치하는 결과의 원인으로는 Mont Terri 현장의 단층을 모사하는 방법에 기인하는 것으로 판단하다. PFC3D에서는 단층을 손상대와 코어균열의 조합으로 모사하였고 단층대의 두께가 약 2 m로 주입유체가 단층대를 통해 유동하도록 모사하였기에 현장에서의 주입유체의 단층내 유동보다 그 유동범위가 크게 모사되었다고 판단한다. 또한, 현장단층에서와 같이 단층내부에 존재하는 충진물질로 인해 단층내 수리유동이 제한되어 국부적으로 과잉공급수압이 형성될 수 있는 기재를 모사하지 못한 점 또한 모델링 결과와 현장측정결과가 부분적으로 일치하는 원인일 수 있다. 단층변형의 경우는 모델링결과와 현장측정결과 유사한 수준으로 일치하는 결과를 확인하였다. 수치모델을 변형하여 단층대의 두께를 감소시키고 단층내 충진 물질의 비균질적인분포를 모사할 수 있는 방법론에 대한 후속 연구를 통해 PFC3D 수리역학연계모델의 유체주입으로 인한 단층활성화 연구로의 적용성을 향상시키는 것을 제안하고 한다.