• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 1999년도 토목섬유 학술발표회 논문집
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• pp.169-178
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• 1999

본 논문에서는 실내에서 실시한 Filtration실험을 통하여 지하수 흐름하에서 이탈한 풍화 잔류토의 세립자가 흙-토목섬유 복합체를 통과하면서 발생하는 이동 (Transportation), 퇴적 (Deposition), 그리고 폐색 (Clogging)되는 과정을 분석하였다. 본 연구에서는 한국의 풍화 잔류토에 적합한 토목섬유 배수재의 새로운 설계기준을 제시함으로써 풍화 잔류토상에 축조되는 터널 구조물 시공시 광범위하게 사용되고 있는 토목섬유재인 부직포의 투수 및 배수특성과 세립토사에 의한 폐색 (Clogging)영향을 분석할 수 있게 되었다.

• 한국토양비료학회지
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• 제43권5호
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• pp.755-763
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• 2010

농지 개발로 인한 다량의 세립토사 유입은 타호부호수의 생태계를 악화시키고 있다. 호수 퇴적물의 물리적 특성, $^{137}Cs$, 과 화산재를 이용한 연대측정을 위해 호수 퇴적물 시료 15개를 채취하였다. 타호부호수에서 과거 300년간 토사퇴적속도를 조사한 결과, 유역에서 인위적 개발이 없는 1898년 이전 자연상태에서는 토사퇴적량이 0.1-1.1 mm $year^{-1}$였고, 인위적 개발이 시작된 1898년 이후에는 0.6-12.8 mm $year^{-1}$로 급격하게 증가하였다. 즉, 산림벌채, 하천공사와 농지개발 이후 토사퇴적량은 자연상태보다 6-12배 증가하여 호수의 수심이 얕아지는 현상을 가속시켰다. 1898년부터 1963년 사이의 호수 토사퇴적속도는 개별 소유역으로부터 토사유입 영향에 따라 공간적인 변화가 나타났다. 특히 1898년부터 1963년 사이의 호수 남쪽부분의 토사퇴적량은 산림벌채에 의한 숯 생산과 생산된 숯을 수송하기 위한 운하공사로 인해 호수 중앙과 북쪽부분보다 많았다. 하지만 1963년 이후 남쪽부분의 토사퇴적량이 감소하고 중앙과 북쪽부분에서 토사퇴적량이 증가하여 호수 안에서 토사퇴적의 공간적 변화는 없었다. 왜냐하면 호수 남쪽부분에서 많은 양의 토사퇴적은 호수 수심을 얕게 하여 토사를 침전시키는 능력을 감소시켰기 때문으로 생각되었다. 특히 하천 출구에 위치한 지점의 토사퇴적량은 자연상태에 비해 5-32배 높았다. 그리고 쿠시로강(평상시 타호부호수는 쿠시로강으로 배수)은 홍수시 탁수가 역류하여 호수로 유입하기 때문에 토사 유입 증가에 공헌하고 있는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제39권10호
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• pp.5-18
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• 2023

일반적인 토공사에서 사용하는 진동롤러에 의한 층다짐을 급속충격다짐(RIC)공법을 이용한 일시 다짐으로 대체하면 토공에 소요되는 공사기간을 획기적으로 단축할 수 있다. 동적하중에 의한 다짐은 모래와 같은 조립질 토사에 적합한 공법으로 인식되고 있는데, 최근에는 매립 프로젝트의 주요 재료인 모래의 공급부족으로 세립분을 함유한 토사의 사용이 점차 증가하고 있다. 따라서 RIC와 같은 동적하중에 의한 다짐공법을 적용하기 위해, 세립분을 함유한 매립재료 사용 시의 유효개량심도에 대한 검증이 필요하다. 본 연구에서는 깨끗한 모래인 Sand fill과 세립분이 함유된 Public fill에 대한 RIC공법 적용 전·후의 현장시험 결과를 비교하여 세립분 함량에 따른 RIC공법의 유효개량심도에 대한 영향을 검토하고, 콘저항치 q_c를 사용한 다짐 품질관리기준과 관련된 문제를 논의하였다. 결론적으로 세립분을 포함하는 다양한 종류의 매립토사에 대한 다짐 품질관리를 위해서는 q_c 측정값의 정규화가 필요하며, 깨끗한 모래의 상대밀도 Dr=70%에 해당하는 다짐 품질관리기준은 정규화 콘저항치 Q_tn,cs=110으로 평가되었다. 이러한 결과를 바탕으로, RIC 품질관리 시에 적용 가능한 매립토사의 세립분 함량을 고려한 심도별 q_c 품질관리기준을 제안하였다.

• 한국환경생태학회지
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• 제23권6호
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• pp.569-576
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• 2009

산림벌채와 농경지 개발에 의한 토사와 영양염류의 유출은 시라루토로호수의 생물서식지 환경을 악화시키고 있다. 산림벌채와 농업활동이 수질에 미치는 영향을 조사하기 위해 산림벌채와 농경지 개발에 의한 토사와 영양염류의 유출은 시라루토로호수의 생물서식지 환경을 악화시키고 있다. 산림벌채와 농업활동이 수질에 미치는 영향을 조사하기 위해 토지이용에 따른 총질소와 총인의 변화를 분석하고, 이들의 분석 결과를 다른 연구자료와 비교하였다. 호수의 총질소와 총인은 산림면적 증가에 따라 감소하고, 농지면적이 증가하면 높은 농도를 나타내었다. 그러나 시라루토로호수의 수질은 좁은 농지면적과 넓은 산림으로 둘러싸여 있음에도 불구하고 총질소와 총인의 농도가 높게 나타났다. 이는 유역의 토지이용이 호수에 인접한 곳에서 행해지고 있어 호수 수질에 영향을 미친 것으로 사료되었다. 토지이용에 따른 유역의 토사생산량 변화를 추정하기 위해 호수 토사퇴적물 시료 11개를 채취하여 약 300년 동안의 토사동태를 조사하였다. 채취한 호수 퇴적물에는 2개의 화산재층(1694년의 Ko-c2층 과 1739년의 Ta-a층)과 세슘($^{137}Cs$)피크(1963년)가 존재하였고, 이들의 연대를 이용하여 약 300년간 유역의 토사생산량을 분석하였다. 초기개발기(1694~1739과 1739~1963)에는 8.4~8.9 tons/$km^2$/year의 토사가 유역으로부터 생산되었고, 1960년대 이후 산림벌채와 농지개발로 인하여 21.1 tons/$km^2$/year(1963~2007)으로 토사생산량이 증가하였다.

• 한국산림과학회지
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• 제103권1호
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• pp.80-86
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• 2014

산림유역의 토지이용 변화가 호수의 토사퇴적속도에 미치는 영향을 조사하기 위해 $^{210}Pb$ 연대측정을 수행하였다. 평상시 타코부호수는 쿠시로강으로 유출되지만 쿠시로강의 수위가 증가하면 역류현상으로 인해 쿠시로강에 유출된 다량의 세립토사가 호수로 유입되고 있어 호수 유출지점의 토사퇴적속도를 증가시키고 있었다. 그래서 호수에서 유출입하는 하천 주변의 토사퇴적물에서 $^{210}Pb$ 농도는 많은 양의 토사 퇴적의 영향으로 $^{210}Pb$ 농도가 희석되어 비교적 낮은 값을 나타내고 있었으며 지수함수적으로 감소하는 경향도 나타나지 않았다. 따라서 본 연구에서는 CRS 모델의 $^{210}Pb$ 연대측정법을 사용하였고, CRS 모델의 연대는 $^{137}Cs$ 연대(1963년)와 잘 일치하였다. 타코부호수에서 과거 100~150년 정도의 토사퇴적속도를 조사한 결과, 유역에서 인위적 개발이 없는 1880년대 이전 자연상태에서는 토사퇴적량이 $0.01{\sim}0.03g/cm^2/year$였고, 산림벌채와 하천공사가 시작된 1880년대~1940년대에는 $0.03{\sim}0.09g/cm^2/year$으로 토사퇴적이 증가하였다. 특히 유역에서 산림벌채, 하천공사, 농업개발과 임도 개설이 진행된 1980년대 이후에는 토사퇴적속도가 $0.09{\sim}0.84g/cm^2/year$로 자연상태보다 9~28배 증가하여 호수의 수심이 얕아지는 현상을 가속시키고 있는 것으로 나타났다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제15권12호
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• pp.109-115
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• 2014

본 연구의 목적은 산지에서 세립사가 포함된 유동체 혼합물이 다양한 경사 각도를 갖는 수로에서 공급유량의 변화에 따른 토사체적농도를 분석한 것이다. 수치모델은 질량보존 및 운동량 보존에 관한 방정식 그리고 세립토와 조립토 방정식에 기초하여 유한차분법을 이용하여 수행되었다. 비탈 경사면 각도 변화에 따른 토사농도 비교에서 경사가 급할수록 토사체적 농도의 급격한 변곡점이 나타났다. 공급유량의 변화에서는 공급유량이 많을수록 Fluctuation이 발생하였고, 토석류의 상태가 난류형으로 변하여 토사가 부유사 형태로 변화되었다. 이는 토석류의 이동속도가 빠르게 됨을 알 수 있다. 포화된 조립토의 변화에 따른 비교에서는 그 길이가 길수록 고농도가 발생하였으므로 사면 안정을 위해서는 사면에서의 침식 가능 여부를 먼저 판단해야 된다. 본 연구의 결과는 강우 변화에 따른 비탈면 하류단에서의 유동체 혼합물의 토석류에 의한 재해를 예측 및 다양한 경사의 비탈면을 갖는 산지 밑에서의 토석류에 의한 재해에 대한 정보를 제공할 것이다. 또한 사면 안정 시 효율적인 사면 경사각도로 설치하는 것과 사면에서의 침식 방지등에 있어 토석류와의 관계성 분석 및 토석류 재해를 막기 위한 다양한 대책을 세우는 데 효과적인 정보를 제공할 것이다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권5호
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• pp.189-197
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• 2003

건설공사에서 발생되는 건설잔토는 처리 및 운반에 소요되는 비용이 고가이기 때문에 현장에서 재활용하기 위한 공법의 개발이 오래 전부터 요구되어 왔다. 본 연구는 현장에서 발생하는 토사를 아스팔트에 혼합하여 제조된 아스팔트 안정처리토의 역학적 특성을 평가하기 위한 실내시험 연구이다. 아스팔트와 토사의 혼합은 폼드(foamed)장치라고 불리는 장치를 사용하여 아스팔트에 거품을 발생시켜 토사와 혼합하는 방법을 사용하였다. 아스팔트가 토사와 혼합되었을 때 성능 향상을 조사하기 위해서 마샬안정도, 간접인장강도, 회복탄성계수, 크리프 시험 및 비압밀 비배수 삼축압축시험을 실시하였으며 조건을 달리하여 제작한 시료(일반토사, 시멘트 2% 보강 토사)와 결과를 비교 분석하였다. 시험 결과 아스팔트의 혼입은 안정도, 회복탄성계수, 수분저항성이 향상되는 것으로 나타났으며 시멘트의 첨가는 이러한 역학적 성능을 더욱 크게 향상시키는 것으로 나타났다. 아스팔트 안정토는 토사의 혼합 함수비, 습윤상태는 시험 결과에 영향을 미치는 것이 확인되었는데 배합 설계시 혼합함수비, 세립분의 량을 조절함으로써 아스팔트 안정토의 역학적 특성을 향상시킬 수 있는 것으로 발견되었다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 1999년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.169-176
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• 1999

본 논문은 지하수 흐름하에서의 풍화 잔류토의 세립자 유동특성을 파악하기 위한 수치모델을 개발하고, 실내에서 실시한 수리 모형실험을 통하여 수치모델의 적합성을 규명하였다. 한국의 풍화 잔류토는 점토와 모래의 중간 상태의 특성을 보이는 관계로 기존의 토립자 유동모델중 점토 또는 모래에 적합한 모델에 의해서는 정확한 유동특성의 파악에 한계가 있었다. 따라서, 본 연구에서는 한국의 풍화 잔류토에 적합한 세립자 유동모델을 제시함으로써 풍화 잔류토를 대상으로 시공되는 굴토공사, 댐 축조공사, 그리고 터널공사시 지하수 유입에 따른 세립토사의 유실특성을 이론적으로 규명하였고, 현장에서 배수재로 광범위하게 쓰이고 있는 토목섬유인 부직포의 투수 및 배수특성을 검토하였다

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제20권4호
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• pp.23-29
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• 2019

최근의 기후변화는 산지가 많은 우리나라에서 토석류를 발생시켜 하류에 많은 재난을 야기하였다. 산지에서 발생한 토석류는 퇴적과 침식을 반복하며 하류로 이동하고, 유동화된 토사-물 혼합물 형태로 나타난다. 이처럼 강한 운동성의 토석류를 해석하기 위하여 연속방정식 및 운동량 방정식을 적용하였고, 퇴적 및 침식에 관한 속도식은 세립사가 포한된 수정형을 적용하였다. 본 연구는 산지 상류부에서 발생 가능한 퇴적토사량의 변화에 대한 하류부에서의 토석류 거동을 분석한 것이다. 조립토사의 포설 길이 변화에 따른 수로 하류단에서 토사체적농도를 분석해 보면, 공급유량이 많고 포설길이가 길수록 토사농도의 고저차가 크게 나타났고, 변곡점 발생 시점도 빨라진 것을 알 수 있다. 본 연구의 결과는 급경사의 비탈사면에서의 침식 및 퇴적 가능 여부를 알 수 있는 침식-퇴적 속도를 판단하여 토석류 재해에 대한 대책을 세우는 데 좋은 정보를 제공할 것이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.279-279
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• 2022

최근 이미지분석 기술은 하드웨어 및 소프트웨어 기술의 급격한 발전으로 인해 의학, 생물학, 지리학, 재료공학 등에서 수많은 연구 분야에서 광범위하게 활용되고 있으며, 이미지분석은 다량의 토사에 대하여 입경을 포함한 형상학적 특성을 간편하게 정량화 할 수 있기 때문에 매우 효과적인 분석 방법으로 판단된다. 현재 모래의 입도분석 방법으로는 신뢰성 있는 체가름 시험법(KSF2302) 등이 있으나, 번거로운 처리과정과 많은 시간이 소요된다. 또한 입자형상은 입경이 세립 할수록 직접 측정이 어렵기 때문에, 최근에는 이미지 분석을 이용하는 방법이 시도되고 있다. 본 연구에서는 75㎛ 이상의 조립질 하상 토사 이미지를 취득하여, 입자들의 장·축단 길이, 면적, 둘레, 공칭직경 및 종횡비 등의 형상학적 특성인자를 자동으로 측정하는 프로그램 개발을 수행하였다. 프로그램은 이미지 분석에 특화된 라이브러리인 OpenCV(Open Source Computer Vision)를 적용하였다. 이미지 분석 절차는 크게 이미지 취득, 기하보정, 노이즈제거, 객체추출 및 형상인자 측정 단계로 구성되며, 이미지 취득시 패널의 하단에 Back light를 부착해 시료에 의해 발생되는 음영을 제거하였다. 기하보정은 원근변환(perspective transform)을 적용했으며, 노이즈 제거는 모폴로지 연산과 입자간의 중첩으로 인한 뭉침을 제거하기 위해 watershed 알고리즘을 적용하였다. 최종적으로 객체의 외곽선 추출하여 입자들의 다양한 정보(장축, 단축, 둘레, 면적, 공칭직경, 종횡비)를 산출하고, 분포형으로 제시하였다. 본 연구에서 제안하는 이미지분석을 적용한 토사의 형상학적 특성 측정 방법은 시간과 비용의 측면에서 보다 효율적으로 하상 토사에 대한 다양한 정보를 획득 할 수 있을 것으로 기대한다.