• 한국해양공학회지
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• 제26권6호
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• pp.19-26
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• 2012

Recently the world has been suffering from difficulties related to the demand and supply of energy due to the democratic movements sweeping across the Middle East. Consequently, many have turned their attention to never-developed extreme regions such as the polar lands or deep sea, which contain many underground resources. This research investigated the strength and initial elastic modulus values of eternally frozen ground through a uniaxial compression test and indirect tensile test using frozen artificial soil specimens. To ensure accurate test results, a sandymud mixture of standard Jumunjin sand and kaolinite (20% in weight) was used for the specimens in these laboratory tests. Specimen were prepared by varying the water content ratio (7%, 15%, and 20%). Then, the variation in the strength value, depending on the water content, was observed. This research also established three kinds of environments under freezing temperatures of $-5^{\circ}C$, $-10^{\circ}C$, and $-15^{\circ}C$. Then, the variation in the strength value was observed, depending on the freezing environment. In addition, the tests divided the loading rate into 6 phases and observed the variation in the stress-strain ratio, depending on the loading rate. The test data showed that a lower freezing temperature resulted in a larger strength value. An increase in the ice content in the specimen with the increase in the water content ratio influenced the strength value of the specimen. A faster load rate had a greater influence on the uniaxial compression and indirect tensile strengths of a frozen specimen and produced a different strength engineering property through the initial tangential modulus of elasticity. Finally, the long-term strength under a constant water content ratio and freezing temperature was checked by producing stress-strain ratio curves depending on the loading rate.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제13권1호
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• pp.41-52
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• 2014

화강토는 우리나라에서 널리 분포하는 흙으로써 공기에 노출되거나 물과 접촉하면 강도특성이 쉽게 변화하는 흙으로 건설기술자가 가장 많이 당면하고 있는 지반재료이다. 특히, 이러한 재료는 계절적 환경변화를 거치게 되면서 토류구조물의 주 구성요소인 배면지반은 습윤-건조, 동결-융해 및 자연 또는 인공적인 풍화과정을 거치게 된다. 따라서 본 연구는 이러한 지반환경변화 후 화강토의 동적거동 특성에 미치는 지반환경 및 풍화조건이 무엇인지를 공진주 실험을 통해 연구하였다. 본 연구결과 화강토의 동적특성에 가장 큰 영향 미치고 있는 지반환경 조건은 습윤-건조 풍화조건이며, 다음으로 인공풍화 조건이 초기에는 큰 영향을 미치다가 동결-융해 사이클 횟수가 증가할수록 동결-융해 조건이 더 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권1호
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• pp.229-236
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• 2003

본 연구에서는 우란바톨(Ulanbator)에서 북경(Beijing)사이의 지역에서 샘플링한 동결된 응회암 풍화토의 동적 특성을 규명하기 위해 풍화토와, 글래스비드(glass bead)를 대상으로 온도변화에 따른 초음파 속도를 sing-around 법을 사용하여 측정하였다. 본 실험을 통해 초음파 속도는 온도가 증가함에 따라 감소하였고 초음파 속도와 부동수분 사이에는 선형적인 관계가 존재함을 확인하였다. 또한 동결토의 초음파 실험결과, 종파가 시료의 종류에 크게 영향을 받지 않기 때문에 부동수분과 초음파 속도와의 관계규명에 적합하다고 판단된다.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제23권7호
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• pp.923-930
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• 2016

열풍건조 오미자 분말(DP), 열풍건조 오미자 추출물(DE), 동결건조 오미자 분말(FP), 동결 오미자 추출물(FE)을 각각 1% 첨가한 설기떡을 $25^{\circ}C$에서 5일간 저장하며 이화학적 특성, 기능성 성분 및 항산화 활성을 연구하였다. pH는 동결 오미자 추출물 첨가 설기떡이 4.19로 낮은 값을 나타냈으며, 대조구는 6.43으로 높은 값을 나타내었다. 대조구는 저장기간 중 낮아지는 경향을 나타냈으나, 오미자 분말 및 추출물 첨가구는 유의적 차이가 없었다. $L^*$ value는 가공 직후 대조구의 값이 가장 높았으나, 저장기간 중 감소하였다. $a^*$ value는 동결건조 오미자 첨가구가 열풍건조 오미자 첨가구보다 높은 값을 나타내었으며, $b^*$ value는 열풍건조 오미자 첨가구가 동결 오미자 첨가구 보다 높은 값을 나타내었다. 총 페놀 함량 및 FRAP 활성은 동결 오미자 첨가구가 열풍건조 오미자 첨가구 보다 높은 함량을 나타내었다. Anthocyanin 및 schisandrin은 대조구에서 검출되지 않았다. 안토시아닌 함량은 열풍건조 오미자 첨가구 보다 동결 오미자 첨가구에서 높은 함량을 나타내었다. Schisandrin 함량은 오미자 분말 첨가구보다 오미자 추출물 첨가구에서 높은 함량을 나타내었다. 이상의 결과를 토대로 기능성 성분 및 항산화능을 고려하여 볼 때 동결 오미자 추출물을 설기떡에 첨가하면 우수한 설기떡을 제조할 수있을 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제39권12호
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• pp.115-125
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• 2023

해당 연구의 목적은 비파괴 탐사 기법의 일환인 전기비저항 탐사 방법을 활용하여 동결 지반의 거동을 평가하는 것으로, 현장 실험을 통해 그 특성을 살펴보았다. 현장 실험은 동결된 상태를 가속화하기 위하여 유체를 주입한 인위적인 동결 지반을 만들었으며, 결과를 비교하기 위하여 이와 근접한 지역에서 자연적으로 동결된 지반에도 실험을 진행하였다. 실험은 전기비저항 탐사 외에 측정 값의 신뢰성을 비교할 수 있도록 동적 콘 관입 실험(Dynamic Cone Penetration Test)를 추가적으로 활용하였으며, 지반의 함수비도 평가하기 위해 Time Domain Reflectometry (TDR) 탐사도 수행하였다. 현장 실험은 대기 온도가 영하인 2월과 영상 조건을 보이는 5월에 각각 진행하였다. 전기비저항 탐사로 측정된 결과는 온도에 의존하는 경향이 있어 각 측정 값들은 온도 보상을 수행한 후 결과를 비교하였다. 측정 결과 동결 조건에서는 지반이 고체 특성을 보여 고비저항 구간이 다소 나타났으며 이를 간극률로 환산하였다. 환산된 간극률은 DCPT 결과로 유추한 간극률과 비교하여 신뢰성을 검증하였으며, 동결토에서 측정한 결과가 타당한 값으로 나타났다.

• 지질공학
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• 제25권1호
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• pp.93-102
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• 2015

지반은 동결이 발생함에 따라 물리적 특성이 변화하며, 동결현상에 따른 기초구조물의 안정성 평가는 설계시 중요한 고려사항 중 하나이다. 본 연구에서는 동결 및 전단과정 중 연직응력 변화에 따른 동결토의 전단강도 및 강성을 평가하고자 하였다. 동결토의 강도평가를 위하여 직접전단실험을 수행하였으며, 직접전단실험 중 강성평가를 위한 전단파 측정을 동시에 수행하였다. 실험수행을 위하여, 동결용 직접전단상자를 제작하였으며, 상·하부 전단상자의 벽면에는 전단파 트랜스듀서인 벤더 엘리먼트를 각각 설치하였다. 시료는 주문진사 및 실트, 그리고 증류수를 이용하여 포화도 10%로 혼합하였으며, 상대밀도가 모든 조건에서 동일하게 유지되도록 조성하였다. 조성된 시료는 -5℃까지 동결을 진행시킨 후, 온도를 유지한 상태로 직접전단실험을 수행하였다. 동결 및 전단과정 중 시료에는 다양한 크기의 연직응력이 가해졌으며, 전단과정 중 수평변위에 따른 전단응력 및 수직변위, 그리고 전단파를 측정하였다. 실험결과, 모든 구속조건의 경우에서 동결 혹은 전단과정의 연직응력이 증가함에 따라 전단강도는 증가하였으며, 전단과정의 연직응력만 증가한 경우보다 동결과정의 연직응력도 함께 증가한 경우 전단강도가 더 크게 증가하는 것으로 나타났다. 또한, 전단파 속도의 변화는 측정위치에 따라 다른 경향을 보였으며, 전단면을 통과하여 측정한 경우 전단파 속도는 전단변형이 진행됨에 따라 감소하는 것으로 나타났다. 본 연구는 동결 및 전단과정 시 구속조건의 효과를 평가한 연구로써, 포화도가 낮은 상태의 동결토의 강도 및 강성에 대한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 예상된다.

• 한국지형학회지
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• 제17권1호
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• pp.59-72
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• 2010

본 연구는 백두산 북부 지역의 현장 조사를 통해 발견된 구조토의 형태적 특징과 구성물질의 특징을 밝히는 것을 목적으로 하고 있다. 백두산 북부 지역의 두 지역, 소천지 남서부 지역과 달문 서사면에서 구조토가 발견되었다. 달문 서사면에서 발견된 구조토는 거력들에 의해 중앙의 미립물질을 둘러싼 분급 형태를 보이고 있으며 전체적으로는 사면의 방향을 따라 계단형의 구조토가 분포하고 있다. 반면 소천지 남서부에 분포하는 구조토는 사면의 방향에 따라 원형, 다각형, 선형 등의 다양한 형태가 발견되고 있다. 이들의 장경 평균은 163cm, 단경 평균은 91cm이다. 개체에 따라 정도의 차이가 있지만 전체적으로 구조토의 표면 구성물질의 입자 크기는 중앙에서 외곽으로 갈수록 커지는 현상을 보이고 있다. 구성 물질의 분포는 실트의 비율이 매우 높아 토양의 동결과 융해 작용에 매우 민감하며 점토 비율이 10% 미만으로 매우 낮아 화학적 풍화보다 기계적 풍화가 우세한 것으로 판단된다. 아울러, 토양단면을 살펴보면 구조토의 내부에서 토양요동현상(Cryoturbation)에 의한 토층의 요동구조(Involution)가 발견되며 지하수의 수위 변동에 따른 산화, 환원작용에 의한 토층의 교란작용이 관찰된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제18권3호
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• pp.15-23
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• 2017

강원지역은 한국의 북동부에 위치하고 있으며 산지가 90%에 달해 한국에서 가장 추운 지역이다. 그에 따라 겨울철 터널 피해가 지속적으로 발생하고 있으나 아직 터널 라이닝 배면에서 발생하는 동상에 대한 연구는 매우 부족하다. 본 연구에서는 강원지역의 도로터널에서 발생하는 동상깊이 분석을 위한 수치적 연구를 수행하였다. 강원지역 도로터널 현황과 기후자료를 분석하고 이를 토대로 터널 표준 형상과 지반 특성을 가정하였으며, 기온 변화와 지반특성 변화에 따른 터널 배면지반의 최대 동상깊이를 산정하였다. 해석결과 모래보다 변성암 및 퇴적암의 동결민감성이 더 크며, 라이닝 배면의 초기 지중온도가 낮을수록 동상깊이가 깊어져 동결에 대한 피해도 커지는 것으로 나타났다. 또한 라이닝 두께 및 지반의 비열, 열전도율과 같은 특성도 동결깊이 변화에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다.

• 한국해양공학회지
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• 제22권2호
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• pp.42-49
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• 2008

Recently many countries have become interested in the development of cold or arctic regions. The construction of engineered structures in those regions demands an understanding of the deformation characteristics of frozen soil. However, an understanding of frozen soil behavior poses difficult problems owing to the complex interaction between the soil particles and the ice matrix. In this research, a series of laboratory tests was performed to investigate the variations in the unconfined compression strength and split tensile strength of weathered granite soil and mixed soil (standard sand and kaolinite) in 15 degrees below zero environments. In the frozen soil tests, specimens were prepared with various water and clay contents, and then the interrelationships between four factors (water content, clay content, unconfined compression strength, split tensile strength) were analyzed. The test results were summarized as follows; as the water content was increased, the unconfined compressive and split tensile strengths also increased in frozen soil. However as the clay content was increased, the unconfined compressive and split tensile strengths were lowered. In the case of frozen soil that contained little clay content, the strength decreased rapidly in mixed soil (standard sand and kaolinite) when the frozen specimen was broken. On the other hand, in the cases of mixed soil that contained a high clay content and weathered granite soil, the strength decreased relatively slowly.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제10권2호
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• pp.5-12
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• 2009

남극 세종기지 및 시베리아의 블라디보스톡에서 채취한 흙 시료에 대하여 지반공학적인 기본 시험 즉, 비중시험, 다짐시험, 입도시험, 온도변화에 따른 열전도율시험, 부동수분시험, 일축압축강도시험을 수행하였다. 또한 블라디보스톡시료에 대해 온도변화별 인장강도시험을 수행하였다. 일축압축강도시험과 인장강도 시험시 시료의 동결에 의한 부피의 팽창을 억제하면서 공시체를 만들어 온도 변화 및 함수비 변화에 따른 강도변화를 비교하였다. 열전도율 시험 결과 영하 상태에서 흙의 열전도율은 영상 상태에서의 그것보다 훨씬 높게 나타났다. 온도변화에 따른 부동수분시험 결과 부동수분은 $0{\sim}-5^{\circ}C$ 사이에서 급격히 감소하였으며, $-20^{\circ}C$까지도 부동수분이 존재하였다. 압축강도시험 결과 함수비 변화에 따라서 다양한 응력-변형률 곡선을 보였으며, 남극의 사질동결토는 동일 온도의 얼음보다 훨씬 큰 강도를 보였으나, 블라디보스톡의 점성동결토는 초기 영하상태에서는 얼음 보다 작은 강도를 보이다가 $-15^{\circ}C$ 이하에서 서서히 얼음 보다 큰 강도를 나타내기 시작하였다. 또한 온도저하에 따라 인장강도가 증가하였다.