• 한국지반공학회논문집
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• 제23권3호
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• pp.101-109
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• 2007

국내 풍화토사면의 경우 순수 균질 사면보다는 대부분 점토 및 세립분이 섞인 비균질 상태로 존재하며 이러한 함유비율은 풍화도 및 지역에 따라 다르다. 따라서 세립분함량 변화에 따른 불포화사면에의 분석을 위해, 화강풍화토(SW)에 일정비율의 세립분(CH)을 섞어 성형한 시료를 통해 GCTS pressure plates을 이용한 함수특성곡선 실험을 수행하였다. 실험 및 침투해석결과 강우지속시간에 따른 포화깊이의 증가율은 세립분이 증가할수록 또한 상대밀도가 증가할수록 작아졌다. 또한 침투해석과 포화 및 불포화강도정수를 이용한 사면 안정성 해석결과(SLOPE/W), 전반적으로 세립분함량 $10\sim15%$의 범위까지는 침투깊이 증가에 따른 흡수력 변화가 안전율에 지대한 영향을 미치는 반면 이를 초과하는 경우(>15%)에는 오히려 세립분함량 증가에 따른 강도정수의 변화가 크게 영향을 미침을 알 수 있었다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제18권4호
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• pp.63-73
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• 2019

이 연구에서는 경제적인 매립장 설계를 위해 점토차수재를 순환토사와 벤토나이트-폴리머 혼합 차수재로 활용하는 방안을 연구하였다. 순환토사는 모래가 90.58%이고 세립분이 1.88%이며 입도가 불량한 모래질 흙인 SP를 사용하였다. 순환토사는 벤토나이트를 4%, 6%, 8% 혼합하여 투수실험을 한 후 해성점토에 벤토나이트를 2%, 3%, 4% 혼합한 시료와 비교하였다. 점토는 3%에서 투수기준을 만족하였으며, 순환토사는 8%에서 투수기준을 만족하였다. 폐기물 매립장의 차수기준에 맞는 시료를 만들기 위해 벤토나이트 혼합비가 4%인 시료를 대상으로 폴리머를 0.16%, 0.24%, 0.28% 혼합하여 투수시험을 하였다. 동일한 혼합비로 일축압축시험을 하여 시방기준에 만족하는지 확인하였다. 벤토나이트 혼합비가 증가할수록 투수계수와 일축압축강도는 감소하였다. 폴리머 혼합시 강도는 초기에 증가한 후 일정한 값을 유지하였다. 폴리머 혼합시 벤토나이트 혼합비를 50% 이상 감소시킬 수 있음을 확인하였다. 폐기물매립장 바닥차수재로서 순환토사-벤토나이트-폴리머 혼합시료는 벤토나이트 혼합비 4%, 폴리머 혼합비 0.28%에서 투수계수는 1.0×10^-7cm/sec 이하, 일축압축강도는 500kPa 이상을 만족하여 폐기물매립장의 혼합차수재로 활용이 가능함을 확인하였다.

• 지질공학
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• 제26권1호
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• pp.15-22
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• 2016

충적 대수층의 수리지질특성 시험을 위한 충적층 공벽 유지장치를 개발하여 변수위법 투수시험(Falling Head Test) 및 순간 충격시험(Slug Test)을 수행하였다. 모래, 자갈을 비롯한 실트층이 주를 이루는 국내 충적층 수리시험은 시험구간의 공벽유지와 시험 중 토사층의 공벽붕괴가 지속적으로 발생하여 투수시험과 순간충격시험 등의 수리시험 수행에 많은 어려움을 겪고 있다. 이에 본 연구는 개공율이 안정적인 필터가 장착된 공벽 유지장치를 시험공에 삽입하여 시험구간 공벽붕괴를 최소화하고 시험시 정확한 단위면적의 산출로 토사층에서의 수리시험 신뢰성을 증대하고자 하였다. 연구결과 기존의 변수위법 투수시험에 의한 투수계수는 8.82 × 10⁻⁵m/sec로 산출되었으며, 동일한 지층, 심도, 시간적인 조건에서 상기 공벽 유지장치 설치 후 투수시험 결과는 4.00 × 10⁻⁴m/sec로 나타나 최대 4.5배 가량의 투수계수 증가현상을 보인다. 이는 시추굴진 중 발생된 세립질의 슬라임이 투수시험 시 시험구간에 피복 또는 충전되어 토사층의 투수성을 저하시키고 시험구간 형성과정에서 최초 원기둥 형태의 시험공벽이 점진적인 붕괴로 인해 토사로 충전되고 시험구간 면적감소에 기인한 현상으로 판단된다. 본 연구는 미고결 충적층의 공벽 유지장치를 현장에 적용하여 시험구간 굴진 시 발생되는 점착력이 낮은 모래, 자갈층의 공벽붕괴에 따른 시험면적 변화가 투수성에 미치는 영향을 평가한 연구로써, 충적 대수층 수리특성 평가의 신뢰성 및 적용성 개선을 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 예상된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제20권3호
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• pp.75-83
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• 2004

인디아나주 도로국 (INDOT, Indiana Department of Transportation)에서는 부분적으로 1990년대 초반부터 토사개량(지반 안정화는 아님)에 대한 저비용의 건설재료로서 석회노분을 사용해왔다. 그러나 석회노분을 포함한 흙의 강도향상은 설계과정에서 노상의 안정화계산에 반영되지 않았다. 따라서 본 연구는 석회노분이 수화된 석회와 유사한 공학적 성질을 지닌 재료인지를 평가하기 위하여 수행되었으며, 인디아나주에서 흔히 접할수 있는 A-4, A-6, A-7-6와 같이 세립분이 우세한 다양한 흙과 조합하여 석회노분의 역학적 장점들을 평가하기 위해 일련의 실내실험들을 수행하였다. 본 연구에서는 아터버그한계, 표준다짐, 일축압축, CBR, 체적 안정성과 회복탄성계수등의 실험들을 수행하였으며 그 결과 비처리토에 비해 처리토의 경우 60-400% 정도의 범위로 일축압축강도가 증가하였다. 비혼합토에 대한 CBR 값의 범위가 3-18인 것에 반하여, 혼합토에 대한 CBR 값들은25-70의 범위내에 있다. 또한, 일반적으로 혼합토의 회복탄성계수도 상당히 증가하는 것으로 관찰되었다. 이상의 결과는 석회노분은 수화된 석회에 대한 대안으로서 실용적이고 경제적인 재료이며 세립토의 강도를 향상시키며 작업성을 향상시킬 수 있음을 암시한다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제24권6호
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• pp.599-615
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• 2022

한강과 같은 하저지반을 안전하게 굴착하기 위해서는 고수압 막장면에 대응할 수 있는 이수식 쉴드 TBM 공법을 적용한다. 이수식 쉴드 TBM 공법은 지하철 프로젝트에 널리 활용되어 왔는데 도심지 지하철 공사는 지하에서 연결되기 때문에 굴착토를 대부분 전량 사토해왔으며 필터케이크(벤토나이트)도 폐기물처리를 했다. 이와 달리 도로공사는 절성토의 최적화를 위해 굴착되어 나온 토석을 외부로 반출하는 것이 아니고 대부분 성토재로 활용하는 특징이 있어 굴착토의 활용방안이 프로젝트 성공의 중요한 요소가 된다. 이수식 쉴드 TBM 공법에서 굴착토는 이수재로 사용하는 벤토나이트와 굴착된 토사, 풍화암, 연경암 등이 섞여서 배니관을 통해 이수처리플랜트로 운송되면 이수처리플랜트에서 처리과정을 거쳐 크기별로 분리 배출된다. 이러한 굴착토 중 세립질의 토사는 필터케이크와 함께 폐기되어 왔으나 그 성분에 독성이 없고 조립토와 적정 비율로 혼합하여 사용하면 성토재의 품질기준을 만족할 수 있어 그 활용방안에 대한 연구를 수행하였다. 본 연구는 이수식 쉴드 TBM 공법의 굴착토의 활용에 있어 제도적·기술적 기준을 고찰하여 필터케이크와 골재를 도로공사의 성토재로 활용하는 방안을 도출하였다. 벤토나이트는 몬모릴로나이트로 구성된 점토이며 터널 원지반의 굴착토 또한 독성이 없는 상태로 이를 폐기물 처리하는 것은 사회적 비용이 낭비될 수 있기에 오히려 귀중한 자원으로 재활용하여 향후 이수식 쉴드 TBM 프로젝트를 수행하는 지하공간 개발사업에 도움이 되고자 기대한다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제5권2호
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• pp.31-37
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• 2006

본 논문에서 고함수비 슬러지와 퇴적물 탈수에 지오텍스타일 튜브의 이용가능성과 이에 영향을 미치는 요인들에 대한 평가를 수행하였다. 네 가지 고함수비물질을 사용하여 두 가지 지오텍스타일에 대해 다른 두 여과압력으로 실험을 실시하였다. 실험결과, 직포지오텍스타일 튜브는 일반적인 토사보유성기준을 만족하지 않지만 상류측의 필터케익 형성에 의해 세립자의 많은 부분을 유지하였고, 필터케익 형성 후, 투수성은 급속하게 감소하였다. 높은 여과압력은 탈수율을 증가시키는 경향이 있지만 여과효율에는 매우 적은 영향을 미치고, 탈수능력은 지오텍스타일에 관계된 여러 요인에 의해 영향을 받는데 슬러지 재료 자체의 특성이 탈수효율에 지배적인 요소로 나타남을 알 수 있었다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제18권3호
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• pp.79-88
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• 2019

본 연구에서는 도로노면 하부 지반에서 발생한 공동의 확장특성을 평가하기 위하여, 지하수주입 실험을 수행하였다. 즉, 공동체적에 비례한 일정량의 물을 단계별로 주입하고, 주입한 물이 배출됨에 따라 확대되는 공동을 모니터링 함으로써, 공동의 체적변화를 확인하였다. 실험결과, 지하수 주입에 따른 공동의 체적은 증가하다 수렴 또는 감소하는 경향을 나타냈다. 이는 지하수 주입 시, 공동이 확장되는 과정에서 주변의 이완된 지반이 일부 붕괴되거나 세립토가 주변 지반의 간극을 채우기 때문인 것으로 분석되었다. 또한 지하수 주입 단계에 따른 공동의 체적변화와 확장특성을 분석한 결과, 실험대상 공동은 횡방향으로 확장되는 것을 확인할 수 있었다. 그리고 지하수 유동에 따라 이완된 공동 주변지반이 붕괴되고, 붕괴된 토사가 공동하부의 지중으로 유실되는 과정이 반복됨으로써 공동이 확장되는 것으로 평가되었다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제18권4호
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• pp.299-306
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• 2019

본 연구에서는 층 다짐으로 조성된 지반을 모사한 모형실험에서 지반 공동 발생 시 지반의 이완영역 범위를 추정하기 위해 제작된 이완영역탐지기를 통해 이완영역을 측정하고자 하였다. 세립분과 조립질 토사를 조성한 층상구조로 구성된 지반에 대해 콘 직경의 크기에 따라 영향을 받는 것을 확인하였으며, 이에 따른 적절한 콘을 선정하기 위해 크기효과 실험을 수행한 결과 적절한 초소형콘을 설정할 수 있었다. 또한, 본 연구에서 적용된 LAD를 이용하는 경우 실내모형실험 지반의 다짐정도에 따른 경계면 및 상대밀도 차에 의한 관입저항치의 급격한 변화에 따라 지반의 이완상태를 파악할 수 있었다. 지반내 관입저항특성을 통해 공동주변부에서 발생하는 이완영역의 범위를 추정하였으며, 이완영역에서 관입저항력의 감소율을 통해 파괴 발생 영역을 확인하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제16권5호
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• pp.55-66
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• 2015

우리나라 남서해안의 조차는 지역에 따라 3~8m까지 발생하며 이 지역의 풍력기초들은 조류의 다양한 흐름에 의한 세굴로 전체 구조물에 예상치 못한 진동에 의한 장기적인 불안정성이 야기될 수 있다. 본 연구에서는 흐름방향을 고려할 수 있도록 개선된 관수로식 수리저항성능 실험기를 이용하여 압밀압력과 흐름방향의 변화가 지반의 수리저항성능에 미치는 영향을 검토하였다. 실험결과 양방향 흐름에 노출된 시료의 세굴률이 일방향 흐름에서보다 크며, 한계전단응력은 감소하여 세굴에 더욱 취약해지는 것으로 나타났다. 또한 압밀압력이 증가함에 따라 세립질 토사의 한계전단응력과 같은 수리저항특성은 증가하여 세굴에 대한 저항성이 증가하나 조립토의 수리저항 성능은 크게 변화하지 않았다. 지반공학적 특성과 수리저항특성의 상관관계를 검토한 결과, 비배수전단강도는 한계전단응력과 비례관계이며 세립토 및 조립토의 흙 분류와 관계없이 하나의 상관관계로 효과적으로 한계전단응력을 예측할 수 있는 것으로 나타났으며 전단파 속도는 한계전단응력과 비례관계에 있으며 조립토와 세립토의 영역에 따라 비교적 명확히 구분되었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제15권6호
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• pp.17-29
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• 2014

경기도 ${\bigcirc}{\bigcirc}$지역 군 사격장에서 환경으로 유출되는 화약물질 현장저감시설의 설계 자료 확보를 위해 토양오염조사를 실시하였다. 설계에 필요한 자료는 (i) 주 오염 화약물질 종류 파악, (ii) 배출/이동 경로, (iii) 토양 입경별 화약물질 농도조사 및 침강특성이다. 현장 조사 및 분석결과, TNT와 RDX가 사격장 토양에서의 주 오염물질이지만, 군 훈련 종류와 사격장 지형에 따라 오염도는 변화하였다. 화약물질은 표토이외의 심토와 인근 개울에서도 검출되어, 피탄지에서 하천으로의 유출이 있음을 확인하였다. 피탄지에 화약물질 농도가 높은 hot spot이 다수 존재하였으나, 전반적으로 오염농도가 20 mg/kg을 넘지는 않았다. 피탄지 토양 내 점토 함량은 대조군 12 %에 비해 현저히 낮은 5 % 미만이며, 이는 사격으로 인해 식피가 제거되어 강우 시 토사의 표면유출이 증가하였기 때문이라 판단된다. 토양 입경별 화약물질 분포 분석 결과, 토양 입경 0.075 mm 미만의 세립토에는 화약물질 총량의 약 10 % 이하만이 존재하였다. 침강관 실험결과, 유출수 내 액상으로 유출되는 화약물질량이 고상에 있는 화약물질량보다 많았다. 그러므로 사격장에서 표면 유출되는 강수 내 입자상 물질을 간단한 침전지로 처리하고, 다음으로 정화식물을 식재한 인공습지로 액상 내 화약물질을 처리하는 방안이 자립적이며 지속적으로 유지 가능한 녹색 정화방법이 될 것이다.