• 한국지반신소재학회논문집
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• 제12권1호
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• pp.93-100
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• 2013

동결 지반에서 발생하는 동상(frost heave)은 지반의 부등융기를 야기하고, 이때 발생하는 동결하중에 의해 동절기 도로 및 기초 구조물에 피해를 가져온다. 이러한 동결 피해를 방지하기 위해 동상 예측이 필요하다. 대부분의 동상 예측 방법은 경험과 지식을 갖춘 전문가의 수치해석에 의존하고 있어 현장에서 활용성이 낮다. 본 논문에서는 동결지반 피해의 주요 원인인 지반의 동상량을 예측하기 위해 기본적인 지반 물성 데이터를 이용해 동상량을 계산할 수 있는 방안을 제시하였으며, 실내 동상 실험결과와의 비교 분석을 통해 제안된 계산식의 신뢰성을 검토하였다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제9권2호
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• pp.15-26
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• 1993

기초 주위에 지반이 동결되어 발생하는 융기력에 의해 기초와 상부구조물이 들어 올려지는 것을 기초융기현상이라 한다. 기초융기 현상은 비교적 구조물의 하중이 작을 때 자주 나타나며, 따라서 동토지역의 저층건물, 전신주 및 가로등, 관로, 교량, 측량기준점 등에서 기초가 융기하여 파괴된 사례를 많이 볼 수 있다. 기초응기는 동토지역의 구조물 설계에 있어서 반드시 검토해야 할 가장 중요한 사항이며. 또한 동토지역의 구조물 기초에 대한 역학적 개념의 이해에 있어 기본적인 사항이다. 본 논문에서는 이 분야에 대해 오랜 연구와 실무 경험을 갖고 있는 소련에서의 기초융기의 검토방법을 고찰한 후, 소련의 "건설 기준 및 규정"에 의거 동토지역에서 수준말뚝을 설계할 수 있는 방법을 제시하고,야꾸쯔그 지역에 대해 간편하게 수준말뚝을 설계할 수 있는 도표를 제안 하였다.표를 제안 하였다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제9권3호
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• pp.47-56
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• 2010

우리나라는 동절기 지반이 동결되는 계절성 동토지대로 겨울철에 기온이 영하가 되면 포장도로가 동상으로 융기되거나 봄철 융해기에 침하가 발생하여 포장체의 손상을 유발한다. 일반적으로 도로포장 설계에서는 동상으로 인한 피해를 방지하기 위하여 동상방지층을 설치하는데 국내에 적용하는 동상방지층 설계는 외국에서 적용하는 방법을 사용하고 있다. 이 방법들은 각 나라마다의 기후나 지반 여건을 고려하여 만들어진 것으로 국내에서 그대로 적용하는 데에는 문제가 있다. 즉, 외국의 동결깊이 산정방법을 국내 도로설계에 적용할 경우 동상방지층 설계깊이가 달라질 수 있으며 이에 따라 공사비의 과도한 집행이나 도로의 내구성 저하가 발생할 수도 있다. 본 논문에서는 다년간(1991~2010) 전국 포장국도에서 측정한 동결깊이 자료를 이용한 동결깊이 산정식을 도출하였으며, 이를 바탕으로 지역, 일사량 등의 외적요인에 대한 보정상수를 적용한 동결깊이 추정모델을 제안하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제13권12호
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• pp.5-16
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• 2012

우리나라는 세종과학기지에 이어 두 번째로 남극에 과학기지를 건설하는 사업을 진행하고 있다. 남극은 영구동토지역으로 분류되지만 일부 지반의 상부에는 활동층이 존재한다. 이 활동층이 동결되면 동결팽창으로 인해 지반의 융기가 발생하고 구조물에 부가적인 응력이 유발되어 구조물 안정에 심각한 영향을 미치게 된다. 그러므로 남극 기지 건설지에 대한 동상 특성을 파악하는 것은 구조물의 수명 및 안정성을 확보하기 위해 필수적이라고 할 수 있다. 본 연구의 목적은 남극 제2기지 건설지에 대한 동상민감성을 정량적으로 평가하고 흙 입자의 크기와 부동수분량이 동상에 미치는 영향을 파악하는 것이다. 이를 위해 동남극 테라노바만 주변 기지 건설지 표층에서 채취한 흙 시료에 대해 기본물성실험과 부동수분실험, 동상실험을 수행하였다. 동상실험의 경우 공시체 상부에 냉기를 주입하고 하부에는 물을 지속적으로 공급하여 동상이 발생하도록 유도하였다. 동상실험으로부터 공시체의 동상량과 동상비, 동상속도를 도출하였고, 실험 결과가 흙 입자의 크기 및 부동수분량과 어떤 상관관계가 있는지 분석하였다. 분석 결과 채취한 시료의 미세분 함량이 일정비율을 넘으면 흙 시료의 동상이 크게 발생하였고, 동결토 내의 부동수분에 따라 동상정수는 영향을 받는 것으로 나타났다. 본 연구는 동남극 테라노바만 흙 시료에 대하여, 동결토의 동상에 중요한 영향인자인 흙 입자의 크기 및 부동수분량과 동상량 사이의 관계를 실험적으로 규명하였다는 데에 그 의의가 있다.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제19권3호
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• pp.43-47
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• 2016

Pile foundations constructed on extremely cold regions cause serviceability problems of superstructures from repeated actions of ground freezing and thawing. Oil sand module plants are mainly constructed on seasonal frozen ground. Due to the freezing and thawing actions of grounds, vertical movements of piles have been observed. To solve these erratic pile movement problems, thin vertical layer of PET aggregates is installed around the pile shaft to prevent potential unfavorable pile movements. There is no known method to calculate "thin PET aggregate layer" -surrounded pile shaft resistance (capacity) against vertical loads; therefore, this experimental research is conducted. Specifically, in this study, horizontal (normal) pressures on pile shaft were assessed varying PET aggregate layer thickness based on the experiment.

• 한국지반공학회논문집
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• 제39권5호
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• pp.51-63
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• 2023

계절성 동토의 온도 변화에 따른 융해 및 동결작용에 의한 지반의 거동이 말뚝 기초의 변위 및 지지력에 끼치는 영향을 파악하기 위한 수치해석을 수행하였다. 수치해석은 온도 변화에 따른 지반-말뚝 상호작용을 모사하기 위해 유한요소법 기반의 TM 모델링(Thermo-Mechanical coupled Modeling)을 적용하였으며, 동결 지반은 온도 의존적 비선형 물성을 적용하였다. 지반의 구성 모델은 소성 거동을 모사하기 위한 MCR 모델(Mohr Coulomb with Rankine Tensile cut-off Model)과 HDP 모델(Nonlinear Hyperbolic Drucker-Prager Model)을 각각 적용하였으며, 말뚝의 길이 및 너비 조건을 선정해 수치해석 결과를 비교 및 분석하였다. 수치해석 결과는 HDP 구성 모델이 비교적 작은 지반 거동과 지지력을 보였으나, 전체적으로는 말뚝의 길이 및 너비 조건에 따라 지지력 및 말뚝 머리의 변위 결과의 양상과 그 크기는 유사하게 나타났다. 지반의 융해-동결작용으로 인한 말뚝 머리(pile head)의 수직 변위는 길이 조건이 짧을수록 변위의 변화 폭이 크게 나타났다. 수직 변위는 길이 조건에 따라 MCR 구성 모델에서는 최대 0.0387m의 융해 침하와 0.0277m의 동결 융기가 발생했으며, HDP 구성 모델에서는 최대 0.0367m의 융해 침하와 0.0264m의 동결 융기가 발생했다. 또한 두 탄소성 모델에 대한 말뚝의 지지력 결과는 말뚝의 길이 조건보다 너비 조건에서 더 큰 차이를 보였으며, 너비 조건 L에서 최대 약 14.7%, M에서 최대 약 5.4%, S에서 최대 약 5.3%가 발생하였다. 이에 말뚝 머리의 수직 변위와 말뚝의 지지력은 말뚝-지반의 접촉 면적에 영향을 크게 받으며, 지반 내 활성층의 활성도에 따라 차이를 보였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제30권9호
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• pp.57-66
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• 2014

동토지역에서는 계절변화에 상관없이 항시 영하상태로 동결되어 있는 영구동토층과, 그 위로 동결융해가 반복되는 활동층으로 구성되어있다. 일반적으로 대기온도 변화에 따라 동결융해가 반복되는 활동층은 얼음과 물의 상변화 작용이 반복되기 때문에 지반의 융기현상과 침하현상, 그리고 영구동토층의 온도상승을 초래할 수 있다. 열사이펀이란 구조체 내부에 충전된 냉매의 자가적인 열순환을 이용하여 지반의 온도를 영하상태로 제어하는 지반 안정화 공법 중 하나이다. 열사이펀은 대기중에 냉매의 열을 방출하는 응축부와 지중에 열을 흡수하는 증발부로 구성되어 있으며 대기의 온도가 영하의 상태일 때 지반의 온도를 영하상태로 제어한다. 본 연구에서는 열사이펀의 지반 열전달성능을 분석하기 위해 모형지반에 단열재를 배치하여 열사이펀을 통한 지반동결실험을 수행하였다. 단열재의 열차단성 및 열사이펀 길이를 고려하여 단열재 및 열사이펀의 성능실험을 수행하였으며, 실험에서 얻어진 물성치를 상용수치해석 프로그램인 TEMP/W에 반영하였다. 본 연구에서 제시된 실내실험과 수치해석 방법을 통해 열사이펀의 열성능을 산정할 수 있었다.

• 한국응용약물학회:학술대회논문집
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• 한국응용약물학회 1997년도 춘계학술대회
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• pp.85-85
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• 1997

스트레스가 유발된 랫드의 대뇌에서 Vasopressin-catecholamine pathway의 활성도를 알아보기 위해 면역화학염색법으로 vasopressin 호르몬의 분비와 catecholamine의 생성변화를 tyrosine hydroxylase (TH) 효소의 발현변화로 규명하고, arginine vasopressin (AVP)과 V1 vasopressin receptor의 유전자 발현변화를 in situ hybridization 방법을 이용하여 살펴보았다. 수컷 SD rat를 7시간동안 stress cage에 넣어 16$\pm$1$^{\circ}C$의 물에 수침구속 스트레스를 준 후 대조군과 함께 관류고정하여 brain을 적출하였다. Brain의 hypothalamus 부위를 중심으로하여 동결절편하여 면역조직화학 염색과 in situ hybridization을 시행하였다. TH 면역조직화학 염색에서 대뇌의 줄무늬체 부위의 꼬리조가비핵에서와 시상하부 부위의 내측등쪽시상하부와 흑색질부위에서 스트레스군이 대조군에 비해 TH 면역염색성이 증가되어 관찰되었으나 시상하부 부위의 시삭위핵, 뇌실주위핵, 뇌실옆핵에서는 두 군간의 큰 면역염색성의 차이는 보이지 않았다. AVP 면역조직화학 염색에서는 시삭위핵에 많은 수의 AVP 양성 신경세포체들이 밀집되어 있으며 뇌실옆핵에서는 스트레스군에서 AVP 면역염색성이 약간 증가되어 관찰되었으나 신경섬유의 분포양상은 비슷하였다. 중간융기에서는 모두 강한 염색성의 신경섬유들이 관찰되어 두 군간에 큰 차이는 없었다. AVP 유전자에 대한 in situ hybridization 결과 시삭위핵의 신경세포에서 AVP mRNA 양성반응을 관찰할 수 있었으나 다른 시상하부핵에서는 관찰할 수 없었으며, V1 vasopressin receptor에 대한 in situ hybridization 결과는 두 군의 대뇌에서 모두 양성반응을 관찰할 수 없었으며 V1 vasopressin receptor 유전자의 조직별 발현정도와 스트레스에 의한 발현량 조절을 관찰할 필요가 있다고 사료된다.

• 한국지역지리학회지
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• 제5권2호
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• pp.133-142
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• 1999

습지는 다양한 생물들의 서식지로서 생태학적으로 중요하다. 본 연구에서는 오대산국립공원 내에서 발견된 '질뫼늪'의 지형생성환경을 구명하고자 만다. 질뫼늪은 중생대 쥐라기에 관입한 대보화강암이 심층풍화작용을 받은 후 융기하여 동체평원(etchplain)을 이룬 고위평탄면(1,060m)에 위치한다. 이 지역은 연평균기온 $5.3^{\circ}C$, 연평균강수량 2,888mm로 연중 다습하며, 1월 최저기온은 $-30^{\circ}C$ 이하까지 떨어지고 동결되는 땅의 깊이도 1.6m 이상에 이른다. 질뫼늪은 큰 늪과 작은 늪으로 이루어져 있다. 큰 늪은 길이 63m, 폭 42m이며, 단면에서 기저부는 매우 불규칙하다. 질뫼늪은 서릿발에 기인하는 현상습지(績狀濕地, string bog)이다. 현상습지는 지표면이 파상(波狀)이며, 계단상의 지형과 이를 가르는 고랑들이 경사방향을 횡단하여 발달한다. 이는 냉대침엽수림 지역의 영구동토 또는 계절적인 영구동토(최소한 겨울철 동결심도가 매우 깊은 곳)와 관련된 것으로 보여진다. 현상습지는 영구동토가 쇠퇴할 때 얼음이 국지적으로 차별융해되어 불규칙한 지표를 형성하는 일종의 열카르스트이다. 질뫼늪 주변의 산지 말단부에 나타난 소규모 편곡형 와지에는 머리벽 부분에 폭 $30{\sim}40cm$의 소규모 초본단구지형이 형성되어 있다. 이 초본단구지형은 주빙하 기후에서 초본 매트 아래의 토양층 수분이 서릿발로 성장함에 따라 형성된 것이다. 그리고 와지에서 곡지로 이어지는 통로와 질뫼늪의 상류부의 수분이 풍부한 곳에는 직경 $30{\sim}50cm$의 초본구조토가 발달한다. 이는 '분급되지 않은 구조토'인 유상구조토이다. 이상에서 볼 때, 질뫼늪은 동토층이 차별융해되면서 지표기복이 불규칙하게 된 열카르스트에 속하는 현상습지이다. 질뫼늪은 강수에서 수분을 공급받는 고층습원이며, 주변 지역은 오늘날에도 초본단구지형과 초본구조토의 형성이 활발한 주빙하 기후환경에 속한다.