• 한국지반공학회논문집
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• 제24권2호
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• pp.87-97
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• 2008

단단한 모래 입자와 연약한 고무 입자로 이루어진 Engineered soils을 고결화 시킨 후 $K_o$ 상태에서의 거동 특성을 분석하였다. 고결화 효과에 따른 영향 및 모래부피비에 따른 영향을 파악하기 위하여 다양한 모래부피비를 가지는 비고결화 및 고결화 시료를 준비하여, 수직 응력에 따른 변형 및 탄성파 속도를 측정하였다. 탄성파 속도 측정은 벤더 엘리먼트와 PZT 엘리먼트를 이용하였다. 고결화 이 후 응력에 따른 수직 변형율의 기울기는 이중 선형 관계를 보이며 고결화 결합 파괴 이후에는 비고결화 시료와 비슷한 기울기를 가진다. 정규화된 수직 변형량은 응력에 따라 capillary force, cementation, decementation 구간으로 나눌 수 있다. 근접장 내에서 측정된 전단파 신호의 첫 번째 움직임은 압축파의 도달과 일치하였다. 고결화에 의해 탄성파 속도는 수직 응력의 증가 없이 급격한 증가를 보였으며, 고결화 이후 추가적인 응력 증가에도 일정한 값을 보였다. 고결화 파괴 후 지속적인 수직 응력의 증가에 따라 탄성파속도는 증가하였다. 고결화는 비고결화 시료에서 나타나는 유사고무, 유사모래, 전이 3가지의 거동을 방해한다. 고무-모래 혼합재의 고결화 결합의 파괴 메커니즘은 모래부피비에 따라 다르며 낮은 모래부피비의 시료는 입자 모양의 변화가, 높은 모래부피비 시료에서는 입자 구조의 변화가 고결화 결합의 파괴가 주요한 원인이다. 본 연구를 통해 연약한 고무 입자와 단단한 모래 입자의 혼합재인 Engineered soils의 거동은 고결화 및 고결화 파괴에 따라 비고결화 시료와 구분됨을 알 수 있었다.

• 지구물리
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• 제2권3호
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• pp.191-200
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• 1999

정밀 탄성파 탐사자료의 분석에 의하면 황해 중부의 퇴적환경은 크게 중국쪽 황하의 삼각주(delta) 환경, 황해 중심부의 침식대(erosional zone), 그리고 한국쪽의 모래퇴(sand ridge) 및 모래파(sand wave) 환경으로 뚜렷하게 구분된다. 중국 황하 말단부에서는 전진퇴적 양상의 삼각주 전면(delta front)에서 점진적으로 전위삼각주(prodelta)로 변한다. 삼각주 퇴적물들은 황해 중심부로 이동하지 못하고, 대부분이 산동반도를 돌아서 남하한다. 황해 중심부에 발달한 침식대에서는 북서-남동 방향으로 발달한 다수의 해저수로들과 불규칙한 형태의 침식면이 관찰된다. 이 해역의 일부에서는 선현세 산화대층이 해저면에 노출되어 있는데, 홀로세 동안에 퇴적물의 집적보다는 무퇴적 또는 침식작용이 우세하였음을 지시한다. 한국측 주변 해역에서는 규칙적인 배열 및 형태를 갖는 모래퇴 또는 모래파들이 발달되어 있다. 이 모래질 퇴적물들은 대부분이 저해수면 시기에 하천으로부터 공급된 퇴적물로서 해수면이 다시 상승할 때 재동·잔류된 것으로 해석된다. 현생 모래퇴들은 북동-남서 방향으로 배열되어 있는데, 이것은 조류의 영향에 의한 것으로 해석된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제15권5호
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• pp.57-65
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• 2014

경제적, 기술적인 이유에서 실내시험을 위한 in situ 상태 그대로의 현장 모래 시료를 채취하는 것은 매우 어렵다. 따라서 현장과 유사한 상태의 시료 조성을 위한 다양한 시료 재성형 방법이 제시되었으며, 연구 목적에 따라 적합하다고 판단되는 시료성형방법이 다양하게 적용되고 있다. 본 논문에서는 모래의 시료 재성형 시 널리 이용되고 있는 습윤다짐법, 건조낙사법, 그리고 건조퇴적법을 적용하여 동일한 상대밀도로 시료를 조성한 후, 일정한 구속압 조건에서 압밀배수전단 시험을 수행하였다. 또한 자체제작을 통해 시료의 상 하부 캡에 압전소자를 설치하여 압밀 종료 시점과 전단과정에서의 탄성파 속도를 측정함으로써 시료 재성형 방법 및 상대밀도에 따른 오타와 모래에서의 거동 특성 및 전단거동 시의 탄성파 속도의 변화 경향을 분석하였다. 분석 결과, 시료 조성방법에 따라 전단과정에서 모래의 거동에는 차이가 발생할 수 있는 것으로 나타났으며, 전단과정 시 전단파 속도는 체적 변화양상과 동일한 경향을 보이는 것으로 나타났다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제11권2호
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• pp.75-86
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• 1999

호안전면에서의 양빈의 거동이 연구, 조사되며 모래로 이루어진 해변에서의 양빈과 비교하였다. 조건이 서로 다른 6개의 양빈특성이 연구되며 각 조건에 대하여 반복실험이 수행된다. 실험조건에는 모래해변, 호안을 가진 해변, 해안에 직각인 파랑, 그리고 해안에 비스듬한 파랑을 포함한다. 호안을 가진 해안인 경우, 모래입경의 영향이 연구에 포함된다. 또한 호안을 가진 해안에서 모래가 완전히 물에 잠기는 양빈구역의 양단에서 표사이동율을 각각 해변에 직각인 파랑, 해변과 일정한 각도를 이루는 파랑에 대하여 정량화 하였다. 각기 다른 두 개의 표사이동 관계식이 제시되고 검사된다. 비록 약간의 차이가 있더라도 모델에 의한 표사이동율은 실측한 표사이동율과 비교적 잘 일치함을 보여준다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제30권1호
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• pp.65-74
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• 2014

시멘트 혼합토는 도로 및 댐 현장을 비롯하여 최근에는 연약지반 개량공법에도 자주 사용되고 있다. 시멘트 혼합토의 강도는 주로 현장에서 채취한 코어나 실험실에서 양생한 공시체를 이용하여 실내에서 일축압축시험이나 삼축압축시험을 통하여 측정되고 있다. 이와 같이 현장에서 시료를 채취하거나 실내에서 공시체를 양생하기 위해서는 상당한 비용과 시간이 소요된다. 하지만 때론 현장에서 빠르고 신속하게 지반의 고결 정도나 강도를 판단할 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 현장에서 고결된 지반의 강도 예측을 위한 기초연구로서 고결모래의 전단파속도와 일축압축강도의 상관관계를 연구하였다. 낙동강모래에 보통 포틀랜드 시멘트를 4, 8, 12, 16%로 혼합하여 다짐방법으로 직경 5cm, 높이 10cm의 소형 공시체 제작한 다음, 대기 중에서 7, 14, 28일 동안 양생하였다. 또한 최근 자원 재활용을 위해 자주 사용되고 있는 고로슬래그에 알칼리 활성화제인 수산화나트륨(NaOH)을 혼합하여 고결토를 제작하였다. 양생이 완료된 고결모래에 먼저 전단파속도시험을 실시한 다음 일축압축시험을 통하여 강도를 측정하였다. 고결모래의 시멘트비와 고로슬래그비가 증가할수록 공시체의 건조밀도가 증가하고 생성된 수화물로 인해 구조가 치밀해져 일축압축강도가 증가하면서 전단파속도 또한 증가하는 경향을 보였다. 고결제를 16% 이하로 혼합한 고결모래의 경우 전단파속도와 일축압축강도의 상관관계는 비선형적으로 증가하는 경향을 보였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.24-24
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• 2022

토양 수분은 육상 생태계를 지배하는 핵심 변수로 널리 간주되어 왔다. 따라서 토양 수분을 모니터링하고 추정하는 것은 수문, 농업, 생화학적, 및 기후 역학을 평가하는 데 필수적이다. 그러나 최대 토양 접촉을 요구하는 기존의 토양 수분 모니터링 방법은, 토양 교란을 최소화하여 토양의 고유 특성을 보전하지 못하는 한계가 있다. 이 문제를 극복하기 위해 본 연구에서는 비접촉 초음파 시스템을 이용하여 토양 수분을 평가 방법을 개발하였다. 이 시스템은 공기-토양 조인트 절반 공간에서 누설 레일리파(Rayleigh wave)를 측정하도록 설계되었다. 토양 수분의 변화에 대한 누설 레일리파의 측정은 통제된 실험 설계에서 모래, 실트, 점토와 같은 세 가지 토양 유형에서 평가하였다. 본 연구 결과에서 세 가지 토양 사례 모두, 누설 레일리파의 에너지와 토양 수분 사이에 밀접한 관계가 있음을 보였다. 그러나 모래에서 얻은 동적 매개변수의 특성은 실트 및 점토의 특성과 다른 형태를 보였다. 이러한 결과는 미세한 토양 입자와 대조적으로 굵은 토양 입자는 증발 과정에서 감소된 토양 강도로 설명될 수 있다. 관측된 누설 레일리파에서 얻은 동적 매개변수를 기반으로 토양 수분을 평가하기 위해 랜덤 포레스트 모형을 이용하였다. 예측된 토양 수분의 정확도는 모든 데이터 및 토양 유형에 관계없이 높은 정확도를 보였다(R² ≥ 0.98, RMSE ≤ 0.0089 m³ m^-3). 즉, 본 연구에서는 레일리파가 토양 교란 없이 토양 수분 변화를 지속적으로 평가할 수 있는 큰 잠재력을 가지고 있음을 보여주었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제13권4호
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• pp.27-36
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• 2012

대기의 온도가 $0^{\circ}C$ 이하로 내려가면 지표면의 물이 얼기 시작한다. 체적팽창을 수반하는 지반의 동결현상은 흙의 거동에 영향을 미치며 지반구조물의 심각한 피해를 야기한다. 본 연구의 목적은 지표면에서 지반 내부로 진행되는 자연적인 동결현상을 반영할 수 있도록 제작된 동결용 셀을 이용하여 모래-실트 혼합토의 온도변화에 따른 탄성파의 특성을 파악하는 것이다. 나일론으로 제작된 동결용 셀에 모래와 실트로 구성된 시료를 조성한 후 시료의 깊이별로 상부, 중앙부 및 하부에 설치된 세 쌍의 벤더 엘리먼트와 피에조 디스크 엘리먼트를 이용하여 전단파와 압축파를 측정하였다. 시료의 온도가 $20^{\circ}C$에서 $-10^{\circ}C$로 변하는 동안 시료의 깊이에 따른 탄성파 속도, 공진주파수, 진폭을 연속적으로 측정하였다. 시료가 동결됨에 따라 전단파와 압축파의 속도 및 공진주파수는 $0^{\circ}C$에서 큰 변화를 보였으며, 전단파와 압축파의 진폭은 각기 다른 경향을 나타내었다. 상온에서 전단파 속도는 유효응력의 영향을 받지만 흙이 동결된 후에는 흙입자와 얼음의 결합력에 큰 영향을 받는다. 본 연구는 흙의 동결에 따른 탄성파 특성의 기초적인 정보를 제공한다는 점에서 의의가 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.

• 터널과지하공간
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• 제28권2호
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• pp.156-169
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• 2018

퇴적암의 역학적 성질과 구조적 성질간의 관계는 오랫동안 연구되었다. 그러나 암석의 불균질성과 실험에서 여러 구조적 성질 중 오직 하나의 영향인자만을 변화시키는 것의 어려움 때문에 실험 결과들간의 불일치가 관찰되어왔다. 본 연구에서는 인공 퇴적암을 사용해 역학적 성질에 영항을 미치는 모든 요인을 통제할 수 있도록 하였으며, 실제 암석에 비해 균질성을 높였다. 이로 인하여 실험 결과들의 편차가 낮아졌으며, 실제 암석에 대한 실험보다 더욱 명료한 상관관계가 밝혀졌다. 실험에 사용된 시료는 반수석고 파우더를 물과 규사와 혼합하여 만들었으며, 완성된 형태의 인공 퇴적암은 입자 알갱이로서의 모래와, 교결물질로서의 석고로 이루어졌다. 이 인공 퇴적암으로 모래입자의 비율과 크기가 일축압축강도, 탄성계수, 그리고 탄성파속도에 미치는 영향을 분석하였다. 모래입자의 비율을 높일수록 일축압축강도는 줄어들었으며, 탄성계수와 탄성파속도는 증가하였다. 전반적으로 모래입자의 크기는 암석의 역학적 성질과 비선형적인 관계를 보였다. 여기에서의 연구 결과는 추후에 다른 종류의 교결물질이나 입자 알갱이를 사용한 연구와 통합될 수 있다. 이로부터 입자 알갱이나 교결물질의 종류, 혹은 교결물질과 입자 알갱이 간의 상호작용 등이 암석의 역학적 성질에 끼치는 영향에 대한 고찰이 가능할 것이며 그 결과는 다양한 종류의 퇴적암에 적용 가능할 것이다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제17권4호
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• pp.39-48
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• 2001

액상화 발생후 과잉간극수압 소산 특성을 파악하기 위하여 포화된 수평 모래지반에 대하여 1-g 진동대시험을 수행하였다. 진동대시험에는 주문진 표준사와 영종도 세사를 사용하였으며 상대밀도를 dir 20~30% 사이가 되도록 조성하였다. 간극수압계, 가속도계 그리고 LVDT 등으로 시험중의 지반거동을 계측하였으며, 4Hz의 sine 파를 0.15g에서 5초간 5회 반복하여 작용시켰다. 진동대시험을 분석한 결과 액상화 발생후 과잉간극수압의 소산속도는 그 지반의 투수성뿐 아니라 과잉간극수압 소산시 입자의 침강거리와 직접 관련이 있는 지반의 침하량에도 크게 영향을 받는 것으로 나타났으며, 이 과정을 침강모래 이론으로 모델링하였을 때 입자의 침강속도와 투수계수 사이의 비례 관계는 침강모래 이론에서의 가정한 것과는 달리 모래의 종류에 따라 차이를 나타내었다. 또한 Terzaghi의 압밀이론으로는 액상화 후 과잉간극수압의 소산과정을 적절히 모사할 수 없었다.