• 기술발표회
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• 통권2006호
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• pp.115-132
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• 2006

본 글은 부산-김해간 경량전찰 건설공사의 기초설계시 현장타설말뚝 기초의 지지층을 모래자갈층으로 적용한 사례이다. 낙동강 유역은 퇴적층이 발달하여 풍화암 이상의 기반암층이 지표하 60~80m 이후에서 출현하며, 40m 이상의 심도에서 매우 조밀한 상태의 모래자갈층이 10-20m 두께로 분포하고 있어, 모래자갈층을 관통하여 기반암에 말뚝기초를 지지할 경우 기초공사에 상당한 기간이 소요될 뿐만 아니라, 시공성과 경제적인 측면에서 매우 불리하다. 이에 대한 개선방안으로 대구경 현장타설말뚝을 N치 50 이상의 조밀한 상태의 모래자갈층에 지지하였으며, 인근현장의 적용사례, 기초 구조물 안전성 검토 및 현장재하시험 등의 비교분석을 통하여 모래자갈 지지층의 적정성을 확인하였다. 따라서, 풍화암 이상의 지지지반 출현심도가 60m 이상으로 매우 깊고, 지지지반 상부에 모래자갈층이 두껍게 분포하는 경우에는 모래자갈층을 말뚝기초의 지지층으로 활용하는 방안이 시공성 및 경제성 측면에서 합리적이라 판단된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제4권4호
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• pp.61-71
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• 2003

실트질 점토로 이루어진 연약지반의 호안 제방축조는 성토 제방하중에 의한 연약지반내 강제치환 공법으로 이루어지고 있으며, 축조 제방하부 강제치환 깊이는 호안 제방의 안정성에 큰 영향을 미치고 있다. 기존의 제방하부 강제치환 깊이 산정방법은 하부 연약점토지반의 비배수 전단강도 증분율을 고려한 제방하부 연약지반의 지지력과 성토제방 하중에 의해 산정하고 있다. 그러나 지반 층후 특성에 따라 중간층 형태의 점토질 실트층 또는 모래층이 있는 경우가 있으며, 이러한 점토질 실트층 또는 모래층은 제방하부 연약지반의 지지력에 영향을 미치게 되어 강제치환 깊이에 영향을 미치게 된다. 본 논문에서는 중간 모래층이 있는 연약지반내 제방 축조시 강제치환 깊이를 Perloff et al.(1967) 영향계수를 고려한 성토제방 하중과 층두께 가중평균 지지력(Bowles, 1988)에 의해 산정하였으며, 수치해석(FLAC)적 방법에 의한 산정결과와 비교 분석하였다. 해석결과 제방하부 접지폭이 $0.2B_o$(중간 모래층), $0.5B_o$(단일층)인 경우 산정된 강제치환 깊이는 수치해석과 매우 근접하는 것을 알 수 있었으며, 제방 하부 접지폭의 영향보다 비배수 전단강도 및 중간 모래층 두께, 중간 모래층 위치의 영향이 큰 것을 알 수 있었다. 또한 중간 모래층 두께가 작을수록 강제치환 깊이는 증가하며, 중간 모래층 위치가 증가 할수록 강제치환 깊이는 증가하고, 비배수 전단강도가 감소할수록 강제치환 깊이가 증가하는 것을 알 수 있었다.

• 자원환경지질
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• 제57권2호
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• pp.185-204
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• 2024

이 연구는 국토교통부에서 수행하고 있는 골재자원조사를 통해 2023년까지 조사된 하천, 육상골재에서 천연모래의 약 4,800여 품질시험자료를 분석하여 국내 모래의 지질학적, 물리적, 화학적 특성을 평가하였다. 모래층을 포함하고 있는 국내 제4기 미고결 퇴적층의 평균심도는 10m 내외이다(최대 66m). 퇴적층 내에서의 모래층의 두께는 0.5m~4.0m 구간이 약 70%로 가장 우세하다. 모래층에서의 모래, 자갈, 점토는 대체로 60:20:10의 비율로 나타나며, 모래의 주구성광물은 석영, 사장석, K-장석이며, 부구성광물로는 백운모, 흑운모, 녹니석, 자철석, 녹염석 등이다. 석영은 약 45~75%, 사장석과 K-장석은 각각 약 5~20%, 그 외의 부구성광물은 10% 이내이다. 국내 모래의 평균 입도는 0.5mm~1.0mm로 모래시료의 약 44%가 이에 속한다. 1.0mm~1.5mm 입도는 전체모래의 19%, 0.125mm~0.25mm 입도는 전체모래는 약 9%를 점유하고 있다. 골재로 활용하기 위한 모래의 품질 기준에서 보면 흡수율, 안정성의 거의 모든 모래층에서 품질기준에 적합한 것으로 판정되며, 절대건조밀도는 약 66%가 적합하다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2006년도 총회 및 춘계학술발표회
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• pp.328-332
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• 2006

본 연구는 농경활동이 활발한 만경강 하천부지에서 지하수의 수리지질 및 수리지화학적 특성을 고찰하고 B과 Sr 동위원소를 이용하여 지하수 수질 변화에 영향을 미치는 요인을 알아보고자 하였다. 연구 결과 만경강 하천부지는 지표로부터 실트질 모래층, 자갈모래층, 풍화대로 크게 3등분되며 투수성은 모래자갈층에서 가장 좋고 그 다음으로 풍화대, 실트질 모래층 순이었다. 화학성분 검층과 ${\delta}^{11}B,\;^{87}Sr/^{86}Sr$ 동위원소 분석결과 지하수 조성은 해수와 농업 활동에 의한 영향을 크게 받는 것으로 나타났다. 화학성분 검층 결과 해수 영향은 하천과 도로제방 사이 중간정도 까지인 것으로 사료되었으며 ${\delta}^{11}B$ 분석 결과 자갈모래층과 풍화대 지하수는 해수의 영향을 받는 것이 확인되었다. 본 연구지역 지하수는 지층 특성에 의한 영향으로 천층지하수는 토지이용에 따른 농업활동의 영향을 받으며 지표하 10m 이하의 지하수는 해수의 영향을 받는 것으로 사료되었다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2003년도 추계학술발표회
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• pp.552-556
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• 2003

창원시 대산면 갈전리의 강변여과수 취수지역의 8개의 시추공의 시추지료로부터 파악된 지하지질과 물리탐사자료를 비교하여 둘 간의 연관성을 검토하였다. 본 연구에서는 이미 얻어진 시추공 자료와 비교ㆍ검토하기 위하여 지구물리탐사를 실시하였다. 수행된 지구물리탐사는 쌍극자배열 전기비저항 수평탐사, 슐럼버져법배열 전기비저항 수직탐사, 지하투과레이다탐사이다. 전기비저항 수평탐사에 의하면 저비저항치의 두께는 낙동강변에 가까울수록 두꺼워지는 경향성을 보이고 있다. 전기비저항 수직탐사 결과는 시추자료와 비교적 잘 일치하고 있으며 지표로부터 세립질 모래층, 중립질 모래층, 세립질 모래층의 구분이 수직탐사 결과에서 잘 나타나고 있다. 또한 GPR탐사와 전기비저항 수직탐사 결과에 의하면, 지하수면은 6m 부근에 위치하고 있음을 알 수 있다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2002년도 추계학술발표회
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• pp.319-322
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• 2002

그라우팅으로 지반 개량된 조간대 퇴적층의 지층구조를 규명하기 위한 방법으로 전기비저항탐사, 굴절법 탄성파탐사, 지하레이더탐사를 실시하였다. 연구대상 지반의 10m 전후 심도에서 해수의 영향을 받는 수평의 저비저항대가 발달하며, 저비저항대는 모래가 우세한 지층에 해당한다. 지반의 탄성파 속도는 1~3km/sec의 범위로 조간대의 미고결 퇴적층과 비교할 때 매우 높은 속도에 보여준다. 지반의 높은 속도는 지반 개량의 효과로 판단된다. 지하레이더탐사에서 퇴적층의 구성 물질에 따라 교반 정도가 달지는데 모래층은 퇴적물과 주입제의 교반이 잘 이루어져 불규칙한 반사면으로 나타나며, 점토층은 교반이 불량하여 개량된 부분은 주상으로 관찰된다. 물리탐사의 결과와 시추조사를 대비할 때 지반 개량은 기반암까지 시행되었으며, 양호한 암반을 지시하는 고비저항대와 고속도층은 내륙으로 갈수록 깊은 심도를 보여준다. 이것은 지반 개량 이전의 기반암 심도와는 상반되는 것으로 지반 개량의 효과는 해안방면의 지층에서 잘 나타난다.

• 대한지하수환경학회지
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• 제7권2호
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• pp.59-65
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• 2000

변동수압에 의한 포화 사질층의 연직 간극수압 분포를 이론 및 실험적으로 연구하였다. 실험에 의해 모래표면에 작용하는 수압은 모래층으로 전달되며 진폭이 감쇠하고 상이 지연되며, 유효응력이 0이 되는 액상화 현상이 특별조건에서 발생한다. 이러한 실험결과는 탄성 대수층에 대한 지하수문제와 같은 이론으로 잘 설명된다. 해석에 의한 액상화의 주요 특징은 다음과 같다: 1)액상화 심도는 진폭 및 변동수압의 주파수 증가에 따라 증가한다. 2)수량(水量)의 증가와 모래층 내의 공기가 많아짐에 따라 액상화 심도가 증가한다. 특히, 공기의 적은 양도 액상화에 크게 영향을 미친다. 3) 압축율이 증가함에 따라 액상화 심도는 감소한다. 4)투수 계수값이 어느 특정값 이상이 되면 투수계수 값이 증가함에 따라 액상화 심도는 감소한다.

• 한국광물학회:학술대회논문집
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• 한국광물학회.한국암석학회 2001년도 공동학술발표회 논문집
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• pp.115-115
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• 2001

경주시 양남면의 4기 단층으로 추정되는 수렴단층에 의해 절단되는 해안단구 퇴적층 풍화단면에서 저결정질 광물인 앨로패인 교결층을 기재하였다. 이들은 자갈퇴적층 내에 협재하는 수조의 모래층에 한정되어 형성되어 있으며, 3-17 cm 두께로 연장성이 매우 좋다. 편광현미경 관찰에 의하면 모래층에는 사장석편들이 다량 함유되어 있으며 앨로패인은 광학적 등방성의 치밀한 점토집합체들로서 사장석 입자를 선택적으로 교대하거나 자갈과 모래입자들을 피복하고 있다. 앨로패인은 광학적 이방성인 상하위층의 고령토질 점토피복물과 명확히 구분된다. 앨로패인의 전자현미분석에 의하면, Al/Si 원자비가 1.3-1.7 범위이고 평균값은 1.5이다. X선회절분석 결과 3.49$\AA$과 2.26$\AA$에서 두 개의 넓은 회절대가 관찰된다. 주사 및 투과전자현미경관찰에 의하면 앨로패인을 특정한 입자형태 없이 치밀한 겔상태를 이루고 있다. 열분석에 의하면 96$^{\circ}C$에서 큰 흡열피크와 992$^{\circ}C$에서 발열피크가 관찰되며, 총 45% 정도의 중량감소를 보인다. 사장석의 평균조성은 An$_{87}$이며, 사장석내 유리포유물의 전자현미분석결과는 화산암 화학분류도에서 현무암 영역에 도시된다. 이 지역의 기반암은 현무암질 라필리응회암이나 사장석편을 제외하고 벤토나이트화되어 있다. 따라서 해빈환경에서 사장석이 벤토나이트에서 분리되어 퇴적한 것으로 보인다. 앨로패인 교결층은 해수면 강하로 단구퇴적층이 지표로 노출된 후, Al의 함량이 높고 비교적 풍화에 약한 사장석이 선택적으로 풍화되어 생성되었다. 앨로패인으로 피복된 모래층 내의 자갈은 풍화반응이 지체되어 상하위층의 자갈과 비교하여 풍화도에 있어서 현저한 차이를 보인다.. 파이프 중심에서 외곽부로 갈수록 전기석의 함량은 줄어들고 있고 장석들이 알바이트ㆍ칼스베드 쌍정을 보이며, 흑운모가 각섬석보다는 우세하게 나타나고 있다. 전기석은 주상 결정, 자형 내지 반자형의 입자로 다색성을 보이며, 결정 중심에서 가장자리로 갈수록 파란색과 황갈색의 광학적 누대구조를 관찰할 수 있다. 일광광산에서 산출되는 전기석에 대한 현미경 관찰은 열수기원임을 지시하고 있다. 야외조사와 현미경 관찰의 예비조사에 의하면 일광광산의 전기석이 형성된 환경은 다른2가지 화학적인 저장소의 혼합 효과의 결과로 생성되어진 것으로 예상된다. 일광의 화강암류를 만든 마그마는 전기석을 형성할 만큼의 Fe-Mg성분이 충분하지 않았을 것이다. 화강암 내에 흑운모와 각섬석의 결정작용에 의해 마그마의 Fe-Mg성분이 고갈되어지고 이로 인해 그 함량이 감소하며 상대적으로 마그마 내에 남은 붕소(B$_2$O$_3$)는 열수로 용리되고 흑운모, 각섬석과 평형을 유지하며 열수에 남아있게 된다. 잔류용융체에 남은 붕소의 함량은 전기석을 만들기에 충분함에도 불구하고, Fe-Mg 함량이 부족하여 마그마 기원의 전기석 결정을 만들 수가 없다가 광맥이 형성된 시기에 또 다른 열수가 공급되면서 이전의 평형이 깨지고 기존의 흑운모와 같은 염기성 광물이 붕소(B)를 함유한 새로운 열수와 반응하여 전기석을 형성한 것으로 예상한다. 앞으로 전암과 광물에 대해 지화학적 연구를 통해 화강암류와 전기석과의 지화학적 연관성, 주성분 원소와 열수의 특성과의 상관관계, 전기석의 기원(마그마 기원인지 열수기원인지)이 보다 정확하게 파악될 것이다. 마그마 진화에 따른 전기석의 성분변화와 기원을 이용하여 일광광산의 동광화대를 형성한 마그마 계에서 열수계로 이어지는 지질학적 과정을 이해할 수 있을 것이며, 암석 성인론적 지시자로서

• 터널과지하공간
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• 제25권3호
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• pp.244-254
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• 2015

모래와 자갈이 암반 위에 퇴적된 지층에서 터널의 윗부분이 지하수가 많은 모래자갈층을 통과하는 상황에서 터널을 시공하였다. 지상의 일부 곡선구간에 빌딩들도 있는 저심도 터널을 안전하게 시공하기 위하여 강도가 작고 지하수가 많은 터널천정부의 모래자갈이 터널 내로 낙하하는 유사현상(sand flow)을 예방해야 하였다. 이를 위하여 대구경강관다단그라우팅이나 제트그라우팅으로 터널주변 충적층을 굴착 전에 미리 보강한 후 터널을 시공하였다. 이와 같이 터널을 보강한 효과와 지상빌딩의 안전을 시공 중 계측을 통하여 확인하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제30권6호
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• pp.23-39
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• 2014

인공 빗물 저류조는 도심지에 설치되어 빗물의 재활용이 가능하도록 한 친환경 우수유출 저감시설이나 지면에 내린 빗물을 직접 이용하기 위해서는 도심지의 초기강우에 포함된 고농도의 비점오염원을 정화할 수 있는 시설이 수반되어야 한다. 본 논문에서는 인공 빗물 저류조에 적용할 수 있는 비점오염원 정화시설로서 경제성과 정화효율이 우수한 토양여과시설을 채택하여 실제 비점오염물질에 대한 모래 정화층의 입도분포에 따른 폐색특성을 연구하였다. 이를 위해 일련의 실내 챔버시험을 수행하고 폐색이론에 의한 비점오염원 제거 예측 모델을 제시하였다. 우선, 실내 챔버시험은 미세입자로 구성된 점토와 서울시내 도로에서 채집된 실제 비점오염원으로 제조된 인공 오염수를 이용하여, 5종류의 다양한 입도로 구성된 모래 정화층을 대상으로 수행되었다. 실내 챔버시험에서는 모래 정화층에 유입 및 유출된 인공 오염수의 TSS(총 부유물질)와 COD(화학적 산소 요구량)를 측정하여 오염입자의 크기에 따른 모래 정화층의 정화효율을 평가하였고, 정화층 간극에 폐색되는 비점오염입자의 누적무게를 산출하였다. 다음으로, 모래 정화층의 폐색특성을 이론적으로 규명하기 위해 비점오염원 제거 예측모델을 모래 정화층의 입도와 구성에 따른 특성과 투수계수 및 간극률의 변화 조건을 고려하여 제시하였다. 실내 챔버시험과 예측 모델로부터 산정한 모래 정화층에 폐색된 입자의 누적무게를 비교하여 폐색특성 지표인 Lumped parameter ${\theta}$를 추정하였으며, ${\theta}$는 모래 정화층에 폐색되는 오염입자의 양에 큰 영향을 주는 것을 확인하였다. 모래 정화층의 폐색 예측모델로부터 현장 인공 빗물 저류조에 적합한 최적의 비점오염 제거 시스템으로 유효입경 1.49mm(상부)와 유효입경 0.93mm(하부)의 모래로 구성된 이중 정화층을 제시하였다.