• 한국지반공학회논문집
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• 제26권10호
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• pp.61-68
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• 2010

반응벽제 기법을 이용해 지하수내 6가 크롬($CrO_4^{2-}$)과 카드뮴($Cd^{2+}$)을 동시 제거할 경우, 새로운 반응물질인 Fe-loaded zeolite의 적용성을 평가하기 위해 파일럿 규모의 모형 토조 실험을 수행하였다. 이를 위해, 폭 2.5m, 길이 3m, 높이 1.3m의 표가를 가지는 토조를 모래로 채우고, 양단에 수두차를 주어 지하수 흐름을 유도함으로써 대수층을 묘사하였다. 이후 6가 크롬과 카드뮴을 포함한 용액을 대수층에 주입하여 오염운을 발생시키고, 지속적인 모니터링을 통해 Fe-loaded zeolite로 구성된 모형 반응벽체의 오염운 정화거동을 관찰하였다. 실험결과, Fe-loaded zeolite로 구성된 반응벽체는 6가 크롬과 카드륨 오염운을 효과적으로 제거하며, 반응벽에 고정화된 오염물은 재탈착/유출되지 않음을 알 수 있었다. 이를 통해 Fe-loaded zeolite는, Cr(VI)과 Cd과 같이 서로 다른 이온 형태를 가진 무기 오염 물질로 동시에 오염된 지하수 정화에 반응벽체를 적용함에 있어 효과적인 충진물질이 될 수 있다는 결론을 도출하였다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제12권4호
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• pp.1-7
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• 2007

본 연구에서는 모래층(sbt-1공), 실트질 모래층(sbt-2공) 및 모래와 실트질 모래의 혼합층(sbt-3공)에서 순간충격시험이 수행되었다. 그리고, 현장시험에 의해 산정된 수리전도도와 비저류계수를 이용하여 회수시험 시 지하수위 강하구역의 공극체적을 산정하였다. 순간충격시험의 해석은 KGS 모델이 가장 적합하였으며, 주입시험과 회수시험 시 평균수리전도도는 sbt-1공 $6.65{\times}10^{-5}$m/sec, sbt-2공 $6.33{\times}10^{-6}$m/sec, sbt-3공 $3.72{\times}10^{-5}$m/sec이며, 평균비저류계수는 sbt-1공 0.0225, sbt-2공 0.0177, sbt-3공 0.0259로 산정되었다. 투수량계수, 저류계수, 시험시간 및 시험공 제원을 이용하여 무차원 시간과 무차원 우물저류계수를 산정하였다. 그리고, Cooper 등(1967)이 제시한 변수 ${\alpha}$와 ${\beta}$를 이용하여 무차원 수두강하량이 선정되었다. 산정된 무차원 시간, 무차원 우물저류계수 및 무차원 수두강하량을 이용하여 순간충격시험 시의 영향반경이 산정되었다. 주입시험과 회수시험 시 평균영향반경은 sbt-1공 1.377 m, sbt-2공 1.253 m, sbt-3공 1.558 m로 산정되었다. 그리고, 회수시험 시 더미 회수에 의한 지하수위 강하구역의 공극체적은 sbt-1공 $145,636cm^3$, sbt-2공 $71,561cm^3$, sbt-3공 $100,418cm^3$로 산정되었으며, 시험공의 부피를 제외한 지하수위 강하구의 공극체적은 sbt-1공 $145,410cm^3$, sbt-2공 $71,353cm^3$, sbt-3공 $100,192cm^3$이었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제8권5호
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• pp.5-14
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• 2007

개발사업과 산업발달로 인하여 발생되는 유해화학물질과 유류사용량이 늘면서 화학물질과 유류를 저장하는 지하저장탱크에서의 오염물질 유출로 토양 및 지하수 오염이 심각해지고 있다. 또한, 산업지역, 공장지대가 밀집된 매립 지반에서는 투수계수가 낮아 오염물질 추출에 한계가 있다. 이러한 문제해결 방안의 하나로 연약지반 개량공법에서 사용되고 있는 연직배수재를 이용하여 기존의 복원기술인 진공추출공법, 토양세정공법의 효율을 증진시킨 연직배수시스템에 대한 연구를 수행하였다. 오염된 토양의 복원을 목적으로 사용한 연직배수시스템의 적용성 평가를 위하여 오염토양 복원시 오염지반에 영향을 주는 인자에 대한 지반공학적 특성 등을 분석하였다. 연직배수재의 수두손실 및 통수능 측정 결과, 진공압력과 연직배수재의 폭이 증가할수록 통수능은 배수재의 통수 단면적에 비례하여 증가하는 경향을 나타내었다. 축척효과에 의해 단면을 축소시킨 폭이 2.5 cm인 배수재의 경우에는 영향반경이 대략 14cm에서 16cm를 넘어가면서부터 간극수압이 더 이상 감소하지 않고 일정해지는 유효 영향범위로 판단하였다. 또한, 투기계수는 등가직경이 증가 할수록 감소하였으며, 흐름률이 높을수록 압력수두는 더 정밀한 값을 나타내어 평균 투기계수 값인 3.152 Darcy에 가까운 공기흐름률은 1,500~2,000 $cm^3/s$일 때 가장 정확한 값을 나타내었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제28권11호
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• pp.17-31
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• 2012

순간변위시험(slug test) 결과를 이용하여 비정상 흐름을 고려한 연직차수벽의 투수계수를 평가할 수 있는 이론해는 지금까지 제시된 바가 없다. 무한 대수층에 부분 관입된 우물(well)형상에 적용 가능하도록 기존 문헌에서 제시한 이론해는 좁은 지중연속벽체 형상의 연직차수벽의 경계조건을 고려할 수 없다. 이러한 연직차수벽 경계조건을 고려하기 위해, 본 연구에서는 가상 우물이론(imaginary well theory)을 도입하여 두 가지 경계조건(즉, 일정 수두 조건과 불투수 조건)을 만족하도록 새로운 이론해를 유도하였다. 제안된 이론해를 이용하여 구한 연직차수벽에서 시간에 따른 수위 회복 곡선(Type Curve)을 무한 대수층의 경우와 비교한 결과, 일정 수두 경계조건을 적용할 경우, 우물의 수위 회복이 무한 대수층의 결과보다 빠르게 진행되고 반면에 불투수 경계조건을 적용할 경우는 더 느리게 진행되었다. 또한, 우물의 형상비가 클수록, 연직차수벽의 폭이 좁을수록, 우물의 편심 정도가 클수록, 연직차수벽과 주변 지반 사이의 경계조건의 영향이 커진다. 본 논문에서 제시한 이론해를 통해 산정된 Type Curve는 기존 문헌에서 수치해석을 통해 산정된 Type Curve와 유사한 경향을 보였다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제3권3호
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• pp.151-163
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• 2003

본 연구에서는 한국형 지하수 프로그램 개발(3-DFM, 3-Dimensional Finite Difference Method)을 위하여 대수층에 있어 지형 지질상태가 지하수유동시스템내에서 동적거동을 하는 것으로 취급하여 유동과정의 알고리즘을 확립토록 하였다. 본 연구에서 개발된 3-DFM모델은 입력변수 자료에 대한 설정이 모두 한글로 구성되어 있으며, 각 입력자료와 매개변수들의 이해와 적용치에 대한 도움말을 설정하여 두었다. 따라서, 입력변수에 대해서는 아이콘을 입력변수에 두면 각각에 대한 상세한 정보를 알 수 있도록 설계하였다. 또한, 각 지층의 지질경계 상태나 초기수위자료를 지정할 때는 work sheet상에서 간단히 지정할 수 있도록 설계되어 있다. 그리고 각 대수층의 특성과 더불어 정류 및 부정류 해석시에 각 매개변수들에 대한 입력은 기존의 모델과 같이 복잡하지 않도록 활성칸이 설정되도록 설계되어 있다. 최종 입력자료를 이용한 분석결과에서는 우측에 입력자료에 대하여 설명과 더불어 좌측에 분석 결과치를 나타나게 하였으며 이에 대한 결과는 TXT파일로도 출력할 수 있도록 설정하였다. 본 연구에서 개발된 모델은 유한차분법을 이용한 수치모델이며, 실제 함양량을 적용하고 매개변수들을 결정하여 관측 지하수두치와 모의발생으로 얻은 계산 지하수두치를 비교 분석하여 개발모델의 적용성을 검토하였다. 본 연구에서는 제주도 세화리 및 송당리일대의 양수에 따른 지하수 유동시스템 해석을 위하여 3-DFM모델을 적용 분석한 결과, 정류상태에서 따른 관측치와 계산된 지하수두와의 상대오차백분율(E.P.)이 $0.03{\sim}0.07$의 범위로서 관측치와 거의 일치하였다. 그리고 분석유역의 양수 전의 모의발생분석 결과를 이용하여 지하등수두분포와 유속벡터를 산정한 결과 지하수 유동분포는 높은오름과 문석이오름 등에서 월랑봉, 용눈이오름 및 손자봉 등 각 방향으로 고르게 유출되고 있는 것으로 분석되었다. 이러한 분석결과는 MODFLOW모델과 비교할 때 일치된 결과를 나타내었다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제11권3호
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• pp.123-138
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• 1995

절리암반내에서 이루어지는 주입재의 유동을 분석하기 위하여 서의 주입재 유동에 대한 전산실험을 수행하였다. 암반내 유체유 주입재의 전단강도와 점성도변화 특성을 반영하였다. 다양한 문제 극분포 발생장치 및 절리망 형성장치와의 연계성을 확보하였다. 주입재와 절리면과의 마찰에 의한 수두손실을 계산하기 위하였으며 주입재의 고화에 따른 유동멈춤현상을 반영하기 위하여다. Binghamian grout(이후 Bingham 주입재)와 Newtonian grout(이후 Nweton 주입재)의 유동특성에 관한 자료를 구하기 위하여 실험실 시험결과를 수식화하였다. 단일절리면에서의 주입재 유동특성에 대한 전산실험을 수행한 결과 평판모델에서는 발견할 수 없는 주입재의 채널유동을 확인할 수 있었다. 전단강도 및 점성도의 변화가 주입재 유동에 미치는 영향을 파악하여 주입관리와 주입재 선정을 위한 기본방안을 제시할 수 있었다. 또한 지하수의 유동이 주입재 유동에 미치는 영향을 분석하여 주입지역에 작용하는 수리구배와 주입압과의 관계를 도출하였다. 마지막으로 터널주변에서의 주입재 유동을 관찰하여 주입작업에 대한 이해를 증진시키고자 하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제10권1호
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• pp.49-57
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• 2008

라이닝 작용수압과 유입량은 지하수 수위 아래 혹은 하 해저터널 설계시 중요하게 고려되어야할 수리요소이다. 이 요소들은 수심, 심도, 수리경계조건의 영향을 받는다. 본 논문에서는 각 설계요소가 라이닝하중과 유입량에 미치는 영향을 수치해석적 도구를 이용하여 살펴보았다. 수심영향해석은 심도 30 m에 건설된 마제형 터널에 대하여 수심과 라이닝/지반 상대투수계수 비를 다양하게 변화시켜 조사하였고, 심도영향 해석은 수심 60 m의 터널에 대하여 심도 및 라이닝/지반 상대투수계수 비를 변화시켜 해석하였다. 해석결과 수리경계조건과 상관없이 수심 및 심도가 증가함에 따라 지반하중이 증가하였다. 이는 배수터널은 침투력의 영향으로, 비배수 터널은 정수압의 영향으로 수두가 증가함에 따라 지반하중이 증가함을 보여준 것이다. 수심, 심도의 증가에 따라 유입량은 선형적으로 증가하였으며, 라이닝/지반 상대투수계수비와 유입량관계는 펼쳐진 S자 곡선(stretched S-curve)형태로 나타남을 확인하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제29권6호
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• pp.5-17
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• 2013

순간변위시험(slug test)은 현장의 지반 상태를 반영할 수 있어 연직차수벽 뒷채움재의 투수계수를 결정하는데 적용할 수 있다. 본 논문에서는 연직차수벽과 주변 지반 사이에 형성되는 벤토나이트 케익을 고려하여 순간변위시험을 모사할 수 있는 3차원 모델이 개발되었다. 연직차수벽의 폭(즉, 경계 조건과의 근접 정도), 우물의 편심, 우물에 지하수가 유입되는 수직 위치, 뒷채움재의 압축성 등의 영향변수들이 모델에 고려되었다. 수치해석 결과를 이용하여 연직차수벽 시공 중에 존재할 수 있는 벤토나이트 케익이 순간변위시험 결과에 미치는 영향을 평가하였다. 이를 통해, 수정 Line-fitting법은 벤토나이트 케익을 고려한 연직차수벽의 순간변위시험 해석에서 다른 경계조건에 대해 제시된 보정계수 없이 직접 적용될 수 있음을 밝혔다. 본 논문에서는 기존의 현장 사례를 벤토나이트 케익을 고려하여 재분석하여 벤토나이트 케익이 존재하지 않는 경우(일정 수두 경계 조건)와 보수적인 경계조건(불투수 경계 조건)으로 가정했던 기존의 사례분석 결과들과 비교하였다. 결론적으로 연직차수벽 뒷채움재의 투수계수 평가시 벤토나이트 케익의 영향 및 수정 Line-fitting법의 유효성을 확인하였다.

• 한국토양환경학회지
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• 제2권2호
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• pp.25-33
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• 1997

비점오염원으로 토양과 수환경에 영향을 미치는 우분퇴비의 영향을 조사하기 위하여 상부와 하부에 연결한 다층토양칼럼을 가지고 음이온의 토양으로부터 용출경향을 조사하였다. 상부 칼럼은 건조 우분 퇴비를 0, 2,4, 6%의 비율로 Ap토양에 처리한후 균일하게 채웠고 하부칼럼은 15, 30, 45cm의 길이의 아크릴칼럼에 B층 토양을 용적비중 1.3g/$\textrm{cm}^3$으로 채운 후 결합하였다. 이렇게 조합된 칼럼을 충분히 포화시킨 후 증류수를 칼럼의 상부에서 일정 수두높이를 유지하면서 칼럼의 하부에서 수집되는 용출수의 수리전도도와 용출된 음이온의 농도를 조사하였다. 상부와 하부의 각각의 수리전도도는 3$\times$$10^{-4}$cm/sec 와 1.6$\times$$10^{-3}$cm/sec 이었고 비특정흡착특성을 지니는 대부분의 수용성 염소와 황산이온은 90%가 0.2 공극수량에서 그리고 대부분의 음이온은 1 공극수량이내에 용출되는 경향을 보였는데 이는 이들 이온이 토양에 가해진 유기물에 의해 이동에 영향을 받지 않았음을 보여주는 것이다. 또한 이들 음이온이 통과하는 토양의 깊이도 이들 음이온의 이동에 영향을 주지 않았음을 알 수 있었다. 그러나 비특정과 특정 모두의 흡착특성을 가지는 황산이온의 경우 용출곡선이 오른쪽으로 약간 이동하여 용출이 지연되는 경향을 보여주고 있다. 그리고 인산이온의 경우 조사된 5 공극수량 이내에서 전혀 용출되지 않았다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제9권2호
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• pp.39-46
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• 2008

개발사업과 산업발달로 인하여 발생되는 유해화학물질과 유류사용량이 늘면서 화학물질과 유류를 저장하는 지하저장탱크에서의 오염물질 유출로 토양 및 지하수 오염이 심각해지고 있다. 또한, 산업지역, 공장지대가 밀집된 매립 지반에서는 투수계수가 낮아 오염물질 추출에 한계가 있다. 이러한 문제해결 방안의 하나로 연약지반 개량공법에서 사용되고 있는 연직배수재를 이용하여 기존의 복원기술인 토양세정공법의 효율을 증진시킨 연직배수시스템에 대한 연구를 수행하였다. 오염된 지반의 복원을 목적으로 사용한 연직배수시스템의 적용성 평가를 위하여 오염토양 복원시 오염지반에 영향을 주는 인자에 대한 유효성 등을 분석하였다. 본 연구에서는 연직배수시스템의 적용성을 위하여 오염토양 복원시 오염지반에 영향을 주는 인자에 대한 공학적 특성을 바탕으로 파일럿 규모의 실내 오염복원 실험을 통한 오염물질의 복원효율 등을 분석하였다. 또한, 염화나트륨을 복원실험의 추적자로 사용하였고, 도출된 결과를 바탕으로 SEEP/W와 CTRAN/W 유한요소해석 프로그램을 이용하여 압력수두와 지속시간에 따른 농도변화, 각각의 지반조건에 대한 복원률의 오염물질 흐름 해석을 통한 유효성을 평가하였다. 결과, 오염지반의 투수계수는 흐름속도와 연직배수재를 통한 추출률과 관계되며, 흐름속도와 추출률은 분산지수에 영향을 미치게 되어 결국 원위치 오염복원 과정시 중요한 역할을 하게 된다.