• 지질공학
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• 제16권4호
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• pp.359-371
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• 2006

이 연구는 산사태가 발생한 편마암류, 화강암류 및 제3기퇴적암류지역 자연사면의 토층을 대상으로 여러 토질시험을 실시하여 산사태에 영향을 미치는 토층사면의 토질특성을 고찰하였다. 이를 위하여 같은 시기에 집중호우로 인해 많은 산사태들이 발생되었던 지역으로 편마암류인 장흥지역, 화강암류인 상주지역 및 제3기퇴적암류인 포항지역의 산사태현장 및 그와 대비되는 곳의 토층으로 부터 채취한 시료에 대해 물성 및 공학시험을 실시하였다. 산사태자료와 시험결과를 토대로 산사태지역의 토질측성을 파악하고 발생지역과 미발생지역간의 차별성을 분석하였다. 지질별로 다소의 차이는 있으나 산사태발생지역의 토층은 미발생지역에 비해 균등계수와 곡률계수가 더 크고 세립자의 함유비율이 더 높다. 액성한계는 거의 유사한 경향성을 보이나 소성한계는 다른 두 지질에 비해서 편마암이 상대적으로 더 크게 나타났으며, 산사태발생지역의 토층이 더 낮은 연경도를 갖는다. 함수비는 다른 두 지질에 비해서 제3기퇴적암류가 훨씬 큰데, 이는 모암의 광물조성과 토층의 구조 및 풍화양상 등 다양한 토질요소에 영향을 받는다. 3개 지질조건 모두에서 산사태발생지역의 토층이 미발생지역에 비해서 대체로 큰 간극율과 작은 밀도특성을 갖는데, 이는 산사태발생지역의 토층이 미발생지역에 비해 더 불량한 입도분포와 느슨한 지반상태에 있음을 보여주는 것으로, 간극율이 크고 밀도가 작은 토층에서 산사태가 더 쉽게 발생될 수 있음을 의미한다. 그리고 동일한 지질조건인 경우 투수성이 양호한 토층이 산사태에 더 취약한데, 투수성은 입도분포, 간극크기, 흙입자의 거칠기 및 구조 등의 토질특성과 풍화나 퇴적환경 등 지질성인에 영향을 받는다. 한편, 전단특성은 지질조건에 따라 다소의 차이는 있으나 특별하게 구분되지는 않는다. 그러나 모든 지질조건에서 산사태발생지역의 토층이 미발생지역에 비해 전단저항각이 더 작은 것으로 나타남으로써 동일한 지질조건인 경우 전단저항각이 큰 토층은 작은 토층에 비해 산사태에 더 안정한 지반으로 분류된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제17권5호
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• pp.61-70
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• 2001

도심지에서의 터널은 주로 얕은 토층비에서 이루어진다. 따라서, 본 연구에서는 토층비 1, 2 정도의 얕은 터널에 대한 터널시공을 고려하였다. 또한, 도심지 얕은 터널에서 겪게 되는 어려움 중 하나인 지상구조물의 손상을 방지하는 것이다. 이러한 경우, 구조물의 손상을 방지하기 위해 소형장비로 간단하고 저렴한 시공이 가능한 마이크로 파일공법의 채택이 주목을 받고 있다. 본 연구에서는 마이크로 파일의 설치위치와 설치각도 및 두부 고정도를 달리한 실험을 실시하여 토압 및 지표면 침하를 중심으로 그 영향을 평가하였다. 마이크로 파일의 설치위치에 있어서 거리비(A/L$_{p}$) 0.5 이내에서 침하감소면에서 대략 22%~37% 정도의 효과가 있었으며, 마이크로 파일의 두부는 파일간 서로 결속하는 것이 더 효과적임을 알 수 있었다. 이러한 경향은 토압분포에서도 마찬가지이다.다.

• 지질공학
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• 제18권4호
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• pp.567-576
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• 2008

강우에 의한 풍화토층의 침투 특성은 함수비 변화에 따른 침윤선 거동으로부터 파악이 가능하다. 토층내 침투수에 의한 침윤선 형성은 흙매질의 밀도와 입도분포 특성 및 투수계수와도 밀접한 관계를 갖고 있으며, 침윤선의 침투속도는 토층의 투수계수와 거의 동일한 개념으로 볼 수 있다. 이 연구에서는 편마암 분포지역의 산사태 현장모니터링 시스템을 이용하여 표토층을 기준으로 50 cm 및 80 cm 깊이에 대한 토층내 체적함수비 변화로부터 각각의 침투속도를 현장 스케일에서 산정하였으며, 이 지역 토층의 불교란 시료를 채취한 후 실내시험을 통해 구한 투수계수와 비교하였다. 불교란 시료의 투수계수는 $3.15{\times}10^{-3}cm/sec$이며, 체적함수비 변화로 계산된 침투속도는 평균 $1.87{\times}10^{-3}cm/sec$로써 두 배 가량 낮게 나타났다. 그 이유는 현장에서의 침투속도는 매질의 공극과 입도분포에 민감하게 영향을 받기 때문에 실내실험을 통해 산정된 값보다는 다소 낮은 값을 갖기 때문으로 판단된다. 표토층의 체적함수비 및 침투속도에 영향을 미치는 강우강도는 산악 지형을 고려해 볼 때, 일평균 20 mm 이상의 강우가 발생하였을 경우에 토층의 침윤선 범위를 확대시키는 것으로 나타났다.

• 지질공학
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• 제19권4호
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• pp.501-508
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• 2009

이 연구는 미원과 충주지역을 중심으로 한 옥천변성대 지역에서 절개지사면 토층붕괴와 관련하여 흙의 주요 특성을 알기위해 수행되었다. 실내시험을 위하여 붕괴지 토층과 인근의 비붕괴지 토층에서 35개 사면으로부터 불교란 시료와 교란 시료를 각각 채취하여 일련의 물성시험과 역학시험을 하였다. 분석결과에 의하면 붕괴지 사면의 토질특성은 흙의 활동지수(AMI)가 0.75 이상이고, 액성한계가 32% 이상, 함수비가 31% 이상일 때 붕괴에 취약한 것으로 나타났다. 그리고 붕괴지 토층의 소성지수는 습윤밀도 및 포화밀도와 상관성이 있으며, 소성지수가 크면 간극비가 작아도 붕괴에 취약한 것으로 나타났다. 입도분포는 점토의 함량보다는 모래나 자갈의 함량이 많을수록 붕괴에 더 영향을 미치는 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.278-278
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• 2022

2020년 집중호우로 인하여 우리나라 전국에 걸쳐 약 2,000여 곳의 산사태, 토석류가 발생하였고 약 1,217ha의 피해 면적이 발생하였다. 피해지역의 특히 생활권 중심의 사면과 계류의 관리 필요성이 높아지고 있다. 산림청 산사태정보시스템에서는 토양함수지수가 80% 도달 시 주의보, 100% 도달 시 경보를 발령하는 대국민 서비스를 제공하고 있다. 본 연구에서는 토층의 깊이에 따른 함수비 분포에 따라 토석류의 발생 가능성에 대한 분석을 수행하고자 하였으며, 토양함수는 기상 수치모델에 의한 예측 강우 자료를 활용하였다. 예측 강우 모델은 토석류가 주로 발생하는 여름철 집중호우 시기인 남서풍을 고려하여 도메인을 구성하였고 산림의 증발산 및 토양수분 모의 정확도 향상을 위해 임상도와 토지피복도를 사용하여 보정하였다. 토층내 토양수분의 함량은 토질에 따라 그 특성이 다르기 때문에 토질과 관련한 주제를 이용하여 토양정보를 활용하였다. 내부마찰각, 점착력, 단위중량, 밀도, 지질도, 지형경사, 표고, 유효토심에 대한 정보를 구축하여, 예측강우에 따라 토층의 수분 함량을 추정하여 붕괴 발생 가능성을 분석하였다. 2006년 평창지역에서 발생한 토석류에 대하여 수행하였으며 토층의 심도는 0.5~1m 범위의 분포에 대하여 체적함수에 따른 실제 토석류 발생에 대한 검증을 수행하였다.

• 한국산림과학회지
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• 제112권4호
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• pp.490-501
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• 2023

본 연구에서는 강우의 침투과정 및 수분 재분포 현상을 분석하기 위하여 실내 컬럼실험을 수행하였으며, 토층 내 함수비를 효율적으로 측정하기 위하여 딥러닝 기법 중 하나인 합성곱신경망(Convolutional Neural Network, CNN)을 사용하여 함수비 예측 모델을 구축하였다. 컬럼실험으로부터 획득된 디지털 이미지를 구축된 CNN 모델에 적용한 결과 시간에 따른 토층별 함수비를 효과적으로 측정할 수 있었으며, 토층별로 설치된 함수비 센서에 따른 함수비와도 비교적 잘 일치하는 것으로 나타났다. 결과적으로 CNN을 활용하여 토층 내 연속적인 함수비 분포를 파악하는 것이 가능하였으며, 토성 및 지반 함수비 조건에 따른 침투 과정을 효과적으로 분석할 수 있었다.

• 대한지리학회지
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• 제36권3호
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• pp.233-246
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• 2001

주빙하환경의 지표로서 유상구조토의 의의를 밝히기 위하여 백록담 화구저의 유강구조토를 대강으로 지형 및 토양 특성을 조사하려다. 유상구조토의 평면형은 타원형이 많으며. 장경 42~200cm. 높이 9~27cm의 크기로서 25$m^2$의 범리에 17개가 20~40cm의 간격으로 분포한다. 초본식물의 근계로 덮여 있는 유상구조토의 내부는 상부의 암 갈색 토층과 하부의 갈색 토층으로 구분되며, 토양단면에는 동결교란의 양상이 나타난다. 토양은 점토와 실트의 세립 질이 31.2~65.6%를 차지하는데, 특히 암갈색 토층은 동상이 발생하기 쉬운 입도조성 보인다. 또한 건조밀도는 0.761 ~1.009g/㎤, 공극비는 1.420~2.008, 함수비는 24.2~68.8%로서 하부의 갈색 토층으로 내려갈수록 토양은 치밀하 고 건조해진다. 동계에 유강구조토는 콘크리트 상태로 동결하며, 최대동결심은 구조토의 정상부조부터 45cm이다. 동 결기에 암갈색 토층의 상부에는 빙층이 출현하나 현저한 동강을 일으키는 아이스렌즈와 같은 분리빙의 발달은 미약 하다. 이 시기에 유강구조포의 함수비는 전반적으로 증가하여 암갈색 토층에서는 73.7~118.0% 이른다. 유상구조토 토양의 컨스턴시는 함수비 72.8%가 액성한계에 해당하므로 해빙기에 암갈색 토층은 높은 유동성을 지니게 되며 동결고란작용을 입기 쉬워진다.

• 지질공학
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• 제32권3호
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• pp.327-338
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• 2022

산사태 발생지역에서 측정된 토층심도 자료를 토대로 경험적 내지 통계적으로 토층심도를 예측하기 위하여 지형고도 기반의 Z-model과 확률론적 통계모델을 활용하여 산사태 발생구간에 대한 토층심도를 산정하고, 이를 토대로 강우사상에 따라 토층 내로 강우의 침투특성을 반영하여 분석할 수 있는 토층에 대한 포화깊이비 개념을 접목하여 산사태위험도 분석을 수행하였다. 그 결과, Z-model로 예측된 토층심도가 확률론적 통계모델로 산정된 결과보다는 본 연구지역에서 측정된 토층심도와 비교적 유사하게 산정된 것으로 나타났다. 이를 토대로 산사태 발생지역에 대해 확률론적 통계모델로 예측된 토층심도를 적용해 분석한 결과가 Z-model로 산정된 결과보다 산사태위험도 1등급 분포 비율이 2.5배 이상 높게 나타났다. 이는 토층심도가 직접적으로 산사태위험도 평가에 영향을 주는 것을 의미하는 것으로 산사태위험도 분석을 위해서는 대상지역의 토층심도 자료의 획득 및 적용이 중요함을 의미한다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제12권3호
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• pp.31-41
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• 2013

이 연구는 집중호우로 인해 산사태가 집중적으로 발생한 포항지역 이암 풍화토층을 대상으로 산사태와 관련한 토질특성을 분석하였다. 산사태발생지역과 미발생지역으로 구분한 토층시료에 대해 토질시험을 실시하고 제반 토질특성을 파악하였다. 그리고 통계적 기법으로 토질특성과 산사태 간의 상관성을 분석하여 산사태와 상관성이 있는 토질인자를 추출하였다. 또한, 이들 토질인자를 적용하여 산사태에 유의한 영향요소인 투수계수를 쉽게 산정할 수 있는 상관식을 제안하였다. 연구결과, 산사태발생지역의 토층은 미발생지역에 비해서 간극률이 크고 밀도는 작은 것으로 나타났다. 그리고 입도가 불량하고 느슨한 토층지반은 특징적으로 큰 간극과 작은 밀도를 지님으로써 산사태에 더 취약한 것으로 분석되었다. 또한, 산사태발생지역의 토층이 미발생지역에 비해 다소 큰 투수성지반인 것으로 나타났다. 한편, 상관성분석 결과 유효경, 간극비, 포화단위중량, 및 세립함유량이 투수계수에 유의한 영향인자인 것으로 평가됨으로써 이들 토질인자는 이암 풍화토층의 투수계수산정시 고려되어야 할 토질인자인 것으로 평가되었다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2008년도 춘계 학술발표회 초청강연 및 논문집
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• pp.1395-1399
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• 2008

국내 토층 사면을 대상으로 강우에 의해 발생되는 침투수 거동 특성을 분석함으로써 지속적인 토층의 물성 변화 계측을 통해 산사태 예 경보시스템을 구축이 가능하다. 본 연구에서는 산사태 예 경보시스템 구축의 사전 단계로써, 국내 대표적인 지질 매질인 화강암 풍화토, 편마암 풍화토와 주문진 표준사에 대해 공극률과 체적함수비 등의 토질 물성 변화를 고려한 실내 보정실험을 수행하였다. 실험조건은 공극률, 체적함수비 변화에 대한 측정센서의 측정 정밀도 향상과 이를 통해 국내 현장토에 대한 고유 보정기법을 제시하기 위함이다. 측정센서는 각 실험 조건별 물성 변화에 따라 전압을 측정함으로써 현장토에 대한 물성치와 상호 분석이 가능하도록 하였다. 주문진 표준사 뿐만 아니라 국내 현장토인 화강암 풍화토와 편마암 풍화토에 대한 체적함수비에 대한 보정식도 함께 제시하였다.