• 한국재난정보학회 논문집
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• 제14권4호
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• pp.399-408
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• 2018

연구목적: 최근 들어 도심지를 중심으로 빈번하게 발생하는 지반함몰은 인명 및 경제적 피해를 야기하여 사회적으로 큰 이슈가 되고 있다. 지반함몰 또는 도로함몰은 일반적으로 불리는 싱크홀과는 다른 원인으로 작용하고 있다. 석회암 지반이 용해되어 침식이 일어나는 싱크홀과는 달리 지반함몰 및 도로함몰은 지하수가 흙 사이로 빠져나가게 되면서 공동이 발생하게 되고 이완 및 확장이 진행되어 상부지반이 붕괴되는 현상을 말한다. 지반의 공동화는 집중호우시 침입수에 의한 공동 형성, 지하수위 상승 및 하강에 의한 토사유실 및 하수유출반복에 의한 공동 형성이 주된 원인이다. 연구방법: 본 연구에서는 지하수 모델링을 통하여 지하구조물 공사시 지하수 흐름을 검토하였다. 연구결과: 지하수 모델링결과 지하수는 하천방향으로 흐르는 것으로 분석되었으며, 이에 따른 지반함몰의 영향은 미미한 것으로 확인되었다. 결론: 지하수위 저하 및 흐름방향에 따른 지반함몰보다는 지층을 구성하는 입자의 구성에 영향을 받는 것으로 분석되었다.

• 광물과 암석
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• 제34권4호
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• pp.255-264
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• 2021

한반도는 황사의 이동 경로에 있으나, 풍화와 침식이 활발한 산악 지형에서 황사의 퇴적을 확인하기는 어렵다. 이 연구에서는 설악산 알칼리장석화강암 토양의 세립실트(< 20 ㎛)에 점토광물 특성, 광물조성, 미세조직 분석을 실시하여 산악지역 토양 내 황사퇴적물의 존재 상태를 조사하였다. 이 지역 토양 세립실트는 기반암 유래 쇄설성 입자, 황사퇴적물, 그리고 이들의 풍화물로 구성되어 있다. 토양 내 황사기원 광물로 2:1 층상규산염, 녹니석, 각섬석, 녹염석, 함칼슘사장석이 확인되었다. 기반암인 알칼리장석화강암은 석영과 알칼리장석으로 구성되며, 알칼리장석 중 앨바이트가 부분적으로 풍화되어 소량의 깁사이트와 고령토 광물이 생성되었다. 산성토양환경에서 일라이트-스멕타이트 계열 2:1 층상규산염의 팽윤성 층간에 다핵 Al 양이온 종들이 교환 및 고정되어 히드록시-Al삽입점토광물이 생성되었다. 2:1 층상규산염 총량을 기준으로 평가하면 조사한 토양 세립실트 내 황사의 양은 70% 정도로 추정된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.230-230
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• 2022

최근 기후변화로 인해 예측이 어려운 국지성 호우가 빈번하게 발생하고 있다. 국지성 호우는 대량의 홍수를 일으켜 유송잡물을 동반한 흐름을 야기할 수 있다. 대량의 유송잡물이 하상에 퇴적되면 통수능을 저하시키기도 하며 식생효과와 마찬가지로 유목주변으로 유속이 증가하면서 세굴현상이 발생하게 되는데, 이는 하상저하를 일으키며 수공구조물의 안정성에 지속적으로 피해를 줄 수 있다. 기후변화는 또한 강우패턴을 변화시켜 식생의 성장과 활착에도 영향을 미치게 된다. 본 연구지역인 내성천 회룡포의 경우, 2015년 대가뭄 발생 이후 식생활착으로 인해 식생대 면적이 증가하고 잇는 상황이다. 이는 연구지역의 흐름과 사주교란 및 하상변동에도 큰 영향을 미칠 것으로 판단되며, 특히 식생의 증가는 유송잡물의 증가를 야기 할 수 있기 때문에 식생과 유송잡물의 영향이 하천에 미치는 영향을 예측하는 연구가 필요할 것으로 판단된다. 따라서 본 연구에서는 2차원 흐름모형인 Nays2D와 입자법기반의 유목동역학 모형을 활용하여 식생과 유송잡물이 하상변동에 미치는영향에 대한 수치실험을 수행하고 결과를 분석하였다. 여기서, 식생의 경우, 식생성장모형을 적용하여 시간에 따라 식생이 성장하여 항력이 증가하는 것으로 가정하였으며 유송잡물의 경우, 하상에 퇴적되는 유송잡물의 개수와 면적만큼 항력이 증가하는 것으로 가정하였다. 흐름의 경계 조건은 일반화된 부정류 수문곡선을 입력하였으며 초기 하도의 형상은 일정한 경사를 가지는 평지로 가정하여 부정류에 따라 하상변동이 발생하는 것으로 모의하였다. 시뮬레이션 결과, 유송잡물보다 식생대 번성이 하상변동에 상대적으로 큰 영향을 주는 것으로 나타났으며, 유송잡물의 경우 국부적으로 퇴적 분포되어 그 주변으로 침식을 일으키는 것으로 나타났다. 또한 유송잡물은 하안의 얕은수역에서 주로 퇴적되었다. 본 연구는 만곡부 하상변동에 대해 식생과 유송잡물을 고려하여 예측모의를 수행한 사례로서, 식생과 유송잡물이 흐름과 하상변동에 미치는 영향을 이해하는데 도움이 될 것으로 판단된다. 또한 이는 추후에 식생을 고려하는 하천관리방안을 수립 시, 식생과 유송잡물의 영향을 물리적으로 설명할 수 있는 근거자료로 제시할 수 있을 것으로 보인다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제12권1호
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• pp.102-109
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• 2024

석회석미분말을 콘크리트용 재료로 활용하기 위하여 치환율을 달리하여 제조한 시멘트 경화체의 역학적 특성 및 내구특성을 평가하였다. 일반적으로 석회석미분말은 시멘트 수화반응에 기여하지 못함으로 이를 사용한 모르타르의 압축강도 시험결과 치환율이 증가할수록 압축강도는 감소하였다. 그러나 석회석미분말을 사용한 모르타르의 염소이온 침투저항성, 탄산화저항성 및 화학저항성 등 내구성능을 평가한 결과 석회석미분말의 작은 입자가 시멘트 경화체 내부의 미세한 공극을 채워주는 마이크로 필러효과로 인하여 치환하지 않은 기준 모르타르에 비하여 우수한 결과를 나타내었다. 따라서 석회석미분말은 콘크리트의 내구성 향상을 위한 효과적인 방법으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다. 본 연구에서는 석회석미분말의 치환량을 0 %, 5 %, 10 %, 15 %로 변화시켜 내구성능을 평가하였으나 향후 석회석미분말의 종료와 치환량을 다양한 수준으로 변화시켜 내구성능에 미치는 영향을 보다 자세히 연구할 필요가 있을 것으로 판단된다.

• 보존과학회지
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• 제25권4호
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• pp.347-361
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• 2009

포항 칠포리 지역의 암각화는 한반도에서 암각화의 도상이 가장 많고 넓게 분포하는 곳이다. 포항 칠포리와 신흥리 암각화는 석영과 장석이 반정과 기질로 산출되는 유문암질암인 암반과 전석에 방패형, 여성성기형, 윷판형 등의 그림이 새겨져있다. 암석의 표면은 황갈색을 띠며 심한 풍화에 의해 불규칙한 요철 양상을 보이고 점토광물로는 일라이트와 고령토가 산출된다. 이들 점토광물과 수용성 염성분에 의해 표면박리와 입자박락 현상이 발달되어진다. 훼손양상은 주로 표면박리, 입자박락, 파손 및 낙서 등이다. 칠포리 암각화의 1면은 강수에 의한 침식이, 2면은 표면의 마모현상이, 3면은 표면박리현상이, 그리고 4면은 토양화가 심하다. 신흥리 암각화의 1면은 강수에 의한 마식현상과 흑화현상이, 2면은 표면박리와 낙서가 심하다. 훼손요인은 지형, 식생, 풍화에 비교적 약한 암상 및 인위적 영향(음각 낙서와 산불 등)등 이다. 보존을 위해서는 약해진 표면층의 보존처리와 주변 환경의 정리 및 차수벽의 설치 등의 대책이 필요하다.

• 한국결정성장학회지
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• 제16권5호
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• pp.227-234
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• 2006

제강분진(EAF dust, 이하 더스트)이 첨가된 규산염계 유리 프리트를 용융하여 유리 시편을 제조하고, 이를 열처리하여 결정화 시킨 후 표면 및 내부의 미세구조를 관찰하였다. 제조된 유리의 DTA 분석결과 결정화온도($T_c$)는 $850^{\circ}C$ 부근이었으며 이로부터 열처리 온도를 $950^{\circ}C$로 정하였다. XRD 분석결과 더스트가 50wt% 들어간 유리시편은 비정질 상태였으나 70wt% 들어간 유리시편은 spinel 결정상이 나타났다. 결정화유리시편은 spinel 및 willemite 결정상이 함께 나타나며 더스트의 첨가량이 증가할수록 willemite 결정상이 증가하였다. 더스트의 함유량이 50wt%인 유리시편의 경우 연마된 절단면이 거울 표면같이 매끄러운 상태였으나 70wt% 첨가된 경우에는 유리질의 모상(glass matrix)내에 최대 10mm 크기의 spinel 결정상이 존재하였다. 결정화유리시편의 경우에는 자유표면에 $2{\sim}5{\mu}m$ 크기의 ZnO 결정입자들이 생성되었고, 내부에는 유리상, spinel 그리고 willemite 결정상이 혼재하였다. 더스트가 50wt% 첨가된 유리는 결정입자가 존재하지 않았으나 70wt% 첨가된 유리시편에는 14%의 결정이 존재하였다. 더스트가 50 및 70wt% 첨가된 결정화유리시편의 결정화도는 각각 19 및 43% 이었다. 결정화 전후 시편들을 TCLP 용액에 18시간 담근 후 SEM을 통하여 미세구조를 관찰했을 때 유리시편에는 균열이 발생하였으나, 결정화유리시편의 경우 침식흔적은 나타났으나 균열은 존재하지 않았다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제30권7호
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• pp.5-15
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• 2014

휴 폐광산지는 산발생, 지하수 오염뿐만 아니라 침식 및 산사태 등 다양한 물리화학적 지질재해에 노출되어 있다. 임기광산 폐석적치장 광미를 대상으로 링 전단시험을 수행하여 전단속도에 따른 전단특성을 조사하고 한다. 본 연구에 있어 마찰저항을 최소화할 목적으로 링 전단상자 오링(O-ring)은 전단동안 회전이 가능하도록 설계되었다. 1차 시험은 일정한 수직응력(50kPa)과 전단속도(0.1mm/sec) 조건에서 전단시간에 따른 전단응력을 조사하였다. 2차 시험은 일정한 수직응력 조건에서 전단속도를 0.01, 0.1, 1, 10, 50, 100mm/sec로 순차적으로 증가시켜 전단속도에 따른 전단응력을 조사하였다. 3차 시험은 일정한 전단속도(0.1mm/sec)하에서 수직응력을 20, 40, 60, 80, 100, 150kPa로 증가시켜 각 경우에 대한 전단응력을 조사하였다. 시험결과에 따르면, 배수조건에 관계없이 임기광산 폐석적치장광미시료는 전단연화거동(strain softening behavior)을 보였다. 특히 전단속도가 10mm/sec보다 작은 경우 잔류전단응력은 100~300초 사이에 일정한 값에 도달하는 것으로 나타났다. 2차와 3차 시험결과에 따르면, 배수조건에 관계없이 전단응력은 전단속도와 수직응력의 함수로 나타났다. 하지만, 배수조건에 따라 링 전단상자 전단부에서 상이한 입자파쇄 특성이 관측되었다. 배수조건시 전단상자 전단면에서 하단까지 넓은 전단띠가 형성된 것에 반해, 비배수조건시 전단면에 국부 전단띠가 형성되었다. 이러한 점에 비추어 볼 때, 전단속도에 따른 입자파쇄 특성은 산사태 유동성을 높이는 중요한 인자로 판단된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제17권4호
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• pp.499-504
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• 2005

폴리머콘크리트는 시멘트 콘크리트에 비해 강도와 내구성에 탁월한 성능을 가지고 있지 때문에 건설현장에서도 다양한 용도로 개발되어 널리 사용되고 있다. 그러나 폴리머콘크리트는 그 결합재로 쓰이는 수지의 가격이 높아 경제적인 면에서는 다소 불리하여 기존의 수지를 대체할 수 있는 결합재에 관한 연구가 진행되고 있다. PET를 재활용한 폴리머콘크리트는 산업폐기물을 재활용하여 경제적인 건설 신소재를 개발할 수 있어 그 영역이 점차 확대될 것으로 전망된다. 본 연구에서는 하수관거 및 폐수 시설 등에서 발생하고 있는 황산에 의한 피해를 줄이기 위한 방법의 일환으로 충전재 변화에 따른 PET 재활용 폴리머콘크리트의 황산에 의한 침식 실험을 실시하였다. 실험 결과 충전재로 중탄산칼슘을 사용한 경우는 외형 및 표면 상태에서 부식의 흔적이 있었으며, 중량 변화 및 강도 변화에서도 장기간 부식 환경에 노출 될 경우 문제점을 야기할 수 있음을 확인할 수 있었다. 반면에 충전재로 플라이애쉬를 사용한 경우는 중량변화 및 강도 변화가 적었으며 외형에서도 침지하지 않은 실험체와 거의 변화가 없었다. 이것은 플라이애쉬의 입자의 밀실 충전효과와, 강한 유리질결정체로 구성된 입자 때문인 것으로 판단된다. 따라서, 하수관거, 공장 폐수시설등 부식 환경 하에서의 구조물에서는 플라이애쉬를 충전재로 사용한 폴리머콘크리트의 사용이 적절한 것으로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제41권4호
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• pp.365-376
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• 2021

일반적인 국내 하천은 모래, 자갈하상으로 이루어진 충적하천으로 구성되어 있다. 이러한 하천들은 홍수나 집중호우, 폭우등의 급격한 유량변화로인해 침식 및 세굴등의 하상변화를 초래할 수 있다. 특히 세굴현상은 하천형상의 변화로 인해 발생하는 수축세굴이나 교각, 교대, 제방 등 흐름의 장애물 주위에서 발생하는 국부세굴등 다양한 형태의 세굴이 있다. 또한 유량이나 유속, 소류력등의 한계력에 의해 정적세굴이나 동적세굴등의 다양한 형태로 하천의 변화가 발생할 수 있다. 본 연구에서는 다양한 하천구조물 중 인명피해와 직결되는 제방에 발생하는 세굴에 초점을 두었으며, 자연형 호안재료의 특성과 세굴에 대한 방어능력등의 특성을 파악하고 자연재료의 강도를 증진시켜 강도증진의 변화를 파악하기 위해, 증진된 강도를 한계 유속과 한계소류력을 산정하여 제방 재료의 강도평가에 관한 연구를 진행하였다. 하상의 재료의 종류, 입자의 특성, 입자의 크기에 따라 재료가 가지는 한계를 호안 재료의 부피 변화인 토양 유실율을 이용하여 연구를 진행하였으며, 재료의 안전성에 대한 평가를 통해 하천설계 및 피해복구 시 활용할 수 있는 기초자료로 활용하고자 한다.

• 한국토양비료학회지
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• 제45권2호
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• pp.204-208
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• 2012

소수성 토양이란 물방울이 떨어져도 자연스럽게 젖지 못하고 표면 위에 그대로 존재하는 토양을 말한다. 소수성 토양은 토양입자들 사이 혹은 토양입자와 그 중간물질의 사이에 소수성 유기물질이 침투하여 입자를 코팅하여 소수성을 띠게 되는 것이다. 토양이 소수성화가 되면 심한 침식과 침출, 농약의 급속한 침출, 식물이 이용할 수 있는 많은 양의 물과 영양분의 손실 그리고 농작물과 목초의 생산성 감소 등을 야기한다. 본 실험에서는 미량원소가 어떤 흡착과 이동 메커니즘을 갖는지를 배치 실험과 컬럼 실험을 통해 비교 평가하였다. 배치 실험에서는 $Cu^{2+}$, $Mn^{2+}$, $Fe^{2+}$, $Zn^{2+}$ 및 $Mo^{5+}$를 이용하여 일반 토양과 소수성 토양의 수착의 차이, 소수성 정도에 따른 차이, 각각의 미량원소 별 차이를 비교 하였고, 컬럼 실험에서는 피흡착물질인 미량원소 $Fe^{2+}$ 및 $Mo^{5+}$에 대한 탈착성능 비교와, 특정시간에 따른 공간적 농도 분포를 측정하였다. $Fe^{2+}$와 $Mo^{5+}$의 경우 비소수성 토양보다 소수성 토양에서 더 높은 흡착을 나타났다. $Fe^{2+}$의 흡착성능은 소수성 토양별 40% > 15% > 0% 순으로 나타났다. 특히 $Mo^{5+}$의 경우 0%, 15% 및 40%의 소수성 토양에서 초기에는 비슷한 경향을 보였으나 시간이 지나면서 소수성 토양에서 비소수성 토양보다 빠른 탈착속도를 보였다. $Fe^{2+}$와 $Mo^{5+}$의 파과곡선 분석결과 소수성 토양에서 더 빠른 이동속도를 나타내었다.