• 지질공학
• /
• 제27권2호
• /
• pp.153-164
• /
• 2017

지반 함몰 위험성에 대한 지질학적 인자는 매우 다양하다. 어떠한 지질학적 요인 또는 외부적인 영향에 의해 영향을 받을 수 있으며 동일한 지질학적 요인 내에서도 여러 가지 다른 물성값에 의해 지반함몰 영향인자가 결정될 수 있다. 다수의 논문 및 연구사례를 검토 한 결과 크게 7가지 범주의 지반함몰 요인이 있음을 알 수 있었다. 공동의 존재 여부에 따라 상재하중의 심도 및 두께가 지반침하에 영향을 줄 수 있고, 토사와 암반으로 구성된 지반에서는 그 경계면의 심도와 배향이 지배적 요소이다. 이 중 토사지반에서는 좀 더 다양한 영향인자로 구성이 되어있는데 토사의 종류, 전단강도, 상대밀도 및 다짐도, 건조단위중량, 함수비, 액성한계가 그것이다. 암반지반에서는 암석의 종류와 주 단열과의 거리 및 RQD가 영향인자로 구성될 수 있으며 수리지질학적 측면에서 접근했을 경우 강우 강도, 하천과의 거리와 심도, 투수계수 및 지하수위 변동이 영향을 줄 수 있다. 외부적인 요소도 지반함몰에 영향을 줄 수 있는데 굴착심도와 흙막이 벽과의 거리, 굴착공사 시 지하수 처리공법, 하수관로 등 인공시설물 존재 유무 등이 이에 해당된다. 최근 도심지의 지하구조물 건설에서 지반함몰 요소를 평가하는 것은 필수적일 것으로 예상된다. 본 연구에서 분석한 지반함몰 영향인자가 지반함몰위험 평가에 도움이 되기를 기대한다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제26권6호
• /
• pp.5-19
• /
• 2010

본 연구는 가압식 압축형 지반앵커의 실내모형 챔버시험, 현장시험을 통해 가압그라우팅이 지반앵커의 인발저항력에 미치는 영향을 고찰하고 현장 군앵커 인발시험을 통해 압축형 지반앵커의 군효과 특성을 규명하는데 그 목적이 있다. 3가지 시료에 대한 실내시험 결과, 가압그라우팅으로 인한 앵커체의 직경 증가량은 시험값과 공동팽창 이론에 의한 값이 대체적으로 일치하였다. 또한 지반의 투수계수에 따른 가압 그라우팅 최소 주입시간을 제안하였다. 현장시험 결과 가압그라우팅으로 인한 앵커체의 직경 증가, 구근 표면 거칠기 증가, 인발저항력 증가의 효과는 SPT-N치가 작은 상대적으로 연약한 지반에서 가압 그라우팅의 효과가 큰 것을 확인할 수 있었다. 또한 SPT-N치가 50이상인 지반에서는 가압그라우팅의 효과를 기대할 수 없는 것을 확인하였다. 현장시험결과를 바탕으로 단위극한주면마찰력 산정식을 지반의 SPT-N치에 대한 함수로 제안하였다. 또한 현장 군앵커 인발시험 결과를 바탕으로 앵커간격과 영향원추반경의 비 및 앵커간격과 천공직경의 비의 2가지 형태로 압축형 지반앵커에 적합한 군효과 저감률 산정식을 제안하였다.

• 지질공학
• /
• 제21권2호
• /
• pp.133-145
• /
• 2011

본 연구는 불포화 풍화토별 강우지속시간 및 비강우시간에 따른 강우침투속도 관계를 파악하기 위하여 국내에서 산사태 발생빈도가 높은 선캠브리아기 편마암 풍화토와 백악기 화강암 풍화토를 대상으로 불포화 풍화토 칼럼시험을 하였다. 본 연구에서는 일정시간 간격으로 체적함수비를 측정하기 위하여 함수비 측정 TDR센서를 이용하였다. 강우강도 조건은 20 mm/h로 선정하여 연속강우와 반복강우를 재현하였으며, 반복강우의 경우 강우시간과 비강우시간을 조절하였다. 그리고 흙의 단위중량 조건은 편마암 풍화토의 경우 현장 건조단위중량보다 낮고 칼럼상부유출이 일어나지 않는 1.35 $g/cm^3$, 화강암 풍화토의 경우 현장 건조단위중량인 1.21 $g/cm^3$로 선정하였다. 편마암 풍화토와 화강암 풍화토 총 강우량 200 mm인 조건에서 $2.090{\times}10^{-3}{\sim}2.854{\times}10^{-3}$ cm/s와 $1.692{\times}10^{-3}{\sim}2.012{\times}10^{-3}$ cm/s로 총 강우량 100 mm에서의 $1.309{\times}10^{-3}{\sim}1.871{\times}10^{-3}$ cm/s와 $1.175{\times}10^{-3}{\sim}1.581{\times}10^{-3}$ cm/s보다 강우침투속도가 빠르게 나타났다. 이는 동일 시간당 토층 내 주입되는 물의 양이 200 mm조건에서 100 mm조건보다 많기 때문이다. 완전 건조 상태의 강우침투속도와 강우가 반복되어 물을 함유하고 있는 상태의 강우 재침투속도를 비교해 보면, 편마암 풍화토와 화강암 풍화토의 최초 강우침투속도인 $1.309{\times}10^{-3}{\sim}2.854{\times}10^{-3}$ cm/s와 $1.175{\times}10^{-3}{\sim}2.012{\times}10^{-3}$ cm/s보다 강우 재침투속도가 $1.307{\times}10^{-2}{\sim}1.718{\times}10^{-2}$ cm/s와 $1.789{\times}10^{-2}{\sim}2.070{\times}10^{-2}$ cm/s로 높게 나타났다. 이는 토층 내 공기의 함입량이 줄어들어서 불포화 투수계수에 영향을 미치는 흡입력(matric suction)이 감소한 것이 원인으로 생각된다.

• 지질공학
• /
• 제18권4호
• /
• pp.415-422
• /
• 2008

강변여과수 개발예정지역인 낙동강과 밀양강의 합류지점에 위치한 김해시 딴섬 지역에 형성된 지표면하 $25{\sim}35\;m$ 구간의 고투수성 누수 피압대수층 내 수리전도도의 규모종속효과를 규명하기 위해 양수시험이 수행되었다. 양수시험 시 관측정은 양수정(PW)을 기준으로 남서 방항(MW1, MW2), 북동 방향(MW3, MW4)에 2 m와 5 m 간격으로 개발되었다. 양수시험은 $2,500\;m^3/day$의 양수율로 수행되었으며, 양수 후 경과시간에 따른 수위변화 자료를 AQTESOLV 3.5 프로그램에 입력하여 수리전도도를 산정하였다. 양수정에서 산정된 수리전도도는 $1.745{\times}10^{-3}\;m/sec$ 이었으며, 양수정과 MW1 공 사이의 수리전도도는 $2.452{\times}10^{-3}m/sec$, 양수정과 HW2공 사이의 수리전도도는 $2.161{\times}10^{-3}m/sec$, 양수정과 MW3 공 사이의 수리전도도는 $2.270{\times}10^{-3}m/sec$, 양수정과 MW4공 사이의 수리전도도는 $2.591{\times}10^{-3}m/sec$로 산정되었다. 양수정과 관측정의 이격거리(d)에 따른 수리전도도(K) 증가함수는 남서 방향(PW-MW1-MW2 라인)에서는 logK = 0.0693logd - 2.671, 북동 방향(PW-MW3-MW4 라인)에서는 logK = 0.0817logf - 2.655로 추정되었다. 양수정을 기준으로 남서 방향과 북동 방향 대수층에서의 이격거리에 대한 수리전도도 증가함수는 유사하였다. Schulze-Makuch et al. (1999)의 규모지수 산정방법을 적용하여, 시험대수층의 시험부피에 대한 수리전도도의 규모지수를 산정하였다. 본 시험대수층의 규모지수는 0.15로서 낮게 나타났으며, 이는 시험대수층이 고투수성 자갈층으로서 불균질성이 매우 낮음을 의미한다. 양수시험에 의해 산정된 투수량계수, 양수시험 시 최대수위변화, 양수정과 관측공 간의 거리 및 양수율에 의해 산정된 영향반경은 남서 방향 7.148 m, 북동 방향 6.912 m로 산정되었다. 양수정에서 영향반경까지의 수리전도도 증가율은 남서 방향 1.40배, 북동 방향 1.49배 정도로서 본 시험대수층 매질의 불균질성이 북동 방향에서 약간 높은 것으로 나타났다.

• Journal of Forest and Environmental Science
• /
• 제3권1호
• /
• pp.1-9
• /
• 1983

본(本) 연구(硏究)는 설악산(雪嶽山)에 분포(分布)하는 마가목 천연림(天然林)의 생태환경(生態環境)과 생리기능(生理機能)을 측정분석(測定分析)한 것으로 그 결과(結果)는 다음과 같다. 1. 마가목의 주분포지(主分布地)는 900m~1,00m로 온난지수(溫暖指數) WI는 42$3.2{\times}10^3{\sim}9.2{\times}10^3$, CEC는 13.7~19.5mg/100g, N은 0.21~0.39%, $P_2O_5$는 22.6~38.7ppm, pH는 5.6~5.8로 배수양호(排水良好)하고 양분(養分)이 풍부한 토양(土壤)이다. 4. 마가목 군락지(群落地)의 상층목(上層木)으로는 분비나무, 주목나무, 자작나무, 물참나무, 고로쇠단풍, 까치박달, 달피나무 등이며 하층목(下層木)으로는 만병초, 참단풍, 측백, 개암, 철쭉, 진달래, 함박꽃 등이 혼생(混生)하고 있다. 5. 임분밀도(林分密度)는 1,160m가 1,556본/ha, 1,300m가 3,600본/ha이며 DBH를 단면적(斷面積)으로 한 피도(被度)(C)는 1,600m가 0.37, 1,300m가 0.31이며 수관투영면적(樹冠投影面積)에 대한 식피도(植被度)는 1,600m가 2.04, 1,300m가 1.61이였다. 6. 마가목 군락지(群落地)의 엽층(葉層)의 광분포(光分布)는 Beer-Lambert 법칙(法則)에 따라 감소(減少)하며 F(Z)를 엽면적지수(葉面積指數)(LAI) 대신 관수층(冠樹層)의 선단(先端)으로부터의 거리로 나타냈을 때 흡광계수(吸光係數) k는 0.17이었다. 7. 마가목 지엽(枝葉)(shoot)의 수분특성(水分特性)은 최대포수시(最大飽水時)의 침투압(浸透壓)이 -16.2bar, 팽압(膨壓)이 14.5bar, 초기원형질분리점(初期原形質分離點)의 삼투압(渗透壓)이 -19.4bar, 이때의 상대함수율(相對含水率) $v_p/v_o$와 $v_p/w_s$가 각각 83.1%와 87.1%였다. 8. 지엽(枝葉)의 생세포군(生細胞群)의 탄성계수(彈性係數) E는 69.6이며 총수분함량(總水分含量)에 대한 총(總) Symplasmic water 는 67.7%이며 Apoplastic water 는 32.3%였다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제26권12호
• /
• pp.19-30
• /
• 2010

벤토나이트는 팽윤성이 좋고 투수계수가 낮아 수직 밀폐형 지중 열교환기 시공 시 보어홀(borehole)의 뒤채움재로 널리 사용되고 있다. 본 연구에서는 국내에서 사용되는 3가지 벤토나이트를 선정하여 배합비에 따른 점도와 열전도도를 평가하였다. 시공 조건에 따라 다양한 벤토나이트 뒤채움재의 함수비를 고려하여 점도와 열전도도 특성을 규명하기 위해 벤토나이트를 배합비(벤토나이트 무게/(벤토나이트+물) 무게) 5%, 10%, 15%, 20%, 25%로 배합하고 시간에 따른 점도와 열전도도를 측정하였다. 그리고 벤토나이트 뒤채움재가 해안지역에서 시공될 경우 지하수의 염도에 의한 영향을 검토하기 위해 배합수의 NaCl 농도가 0.1M, 0.25M, 0.5M일 때 벤토나이트 뒤채움재의 침강 특성을 관찰하였다. 벤토나이트 뒤채움재의 낮은 점도로 인해 천연규사와 같은 첨가재가 지중 열교환기 바닥에 침전될 경우 발생할 수 있는 재료분리 현상을 저점도 벤토나이트 뒤채움재를 사용하여 실험을 통해 규명하였으며 그 결과 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다. (1) 벤토나이트 뒤채움재의 점도는 시간이 지남에 따라 또는 배합비가 증가함에 따라 상승하는 경향을 나타내며 벤토나이트 뒤채움재의 열전도도는 배합비가 증가하면 상승하지만 통일한 배합비에서는 시간에 따른 변화가 미미하다. (2) 벤토나이트 뒤채움재의 팽창지수가 높을수록 배합수의 NaCl 농도에 따른 침강율은 상대적으로 낮게 나타난다. (3) 저점도 벤토나이트 뒤채움재는 첨가재의 재료분리로 인해 보어홀 내의 깊이별 첨가재 분포를 비균질하게 하므로 보어홀 상부의 열전도도가 하부에 비해 작게 나타날 수 있는 가능성이 있다.

• 대한자원환경지질학회:학술대회논문집
• /
• 대한자원환경지질학회 2001년도 제17차 공동학술강연회 및 춘계학술답사
• /
• pp.42-63
• /
• 2001

무령왕릉의 보존대책을 수립하기 위하여 누수 현상, 고분구조 벽체거동 상황 및 구조안전점검, 고분 내에 서식하는 조류의 제거, 고분내 습기 및 결로현상 제거를 위한 공기조화시설 등을 포함하는 종합 정밀저사를 1996년 5월 1일 부터 1997년 4월 30일 까지 1년간 수행하였다. 이러한 연구를 수행하기 위하여 기초 지반에 대한 정밀측량, 고분 내외부의 년중 온습도 모니터링, 지반의 내부물성 파악을 위한 지구물리 탐사, 시추 자료에 대한 각종 물성실험, 지반의 투수계수 측정 및 지구화학적 분석을 실시하였다. 고분 내외부에 대한 정밀측량 결과 봉분 중심의 현실 중심보다 북동쪽으로 5m 이격되어 있다. 무령왕릉의 경우는 발굴 당시에도 유사한 분포를 하였으나, 이로 인하여 불균형적인 토압을 발생시키는 원인이 되고 있다. 벽돌깨짐 상황 조사결과 무령왕릉의 조사 대상 벽돌 6025장중 1972년에는 435장 파손되었던 것이 1996년 조사결과 1072장이 파손된 것으로 밝혀져 파손율이 2.5배로 증가하였다. 6호분의 경우는 이보다 더 심하여 벽돌 파손율이 2.9배로 증가하고 있다. 1972년 상황은 약 1450년간 진행된 것이고 1996년의 상황은 불과 24년간 진행된 것임을 감안할 고분이 발굴된 이후 벽돌의 균열은 상당한 가속도로 진행되어 온것이 사실이며 이대로 진행된다면 더욱 더 가속화될 것으로 판단된다. 고분벽체의 거동상태를 계측한 결과 무령왕릉 동측벽의 경우 우기와 건기에 각각 2.95 mm/myr및 1.52 mm/myr의 거동을 보여 우기에 지하수 유입에 의한 지반의 약화로 인하여 건기보다 2배정도 거동하는 양상을 보인다. 한편, 연도 입구의 호벽은 건기에 전실쪽으로 0.43 mm/myr, 연도쪽으로 2.05 mm/myr의 거동을 보여 무령왕릉에서는 가장 심한 거동을 보이고 있다. 6호분의 거동현황은 건기에만 측정된 바, 현실의 동측벽과 서측벽이 각각 벽체 뒤쪽으로 7.44 mm/myr, 현실안쪽으로 3.61 mm/myr의 거동을 보여 조사대상 5호분, 6호분, 7호분, 중 가장 심한 거동을 보이고 있다. 이는 고분 벽돌의 깨짐이 6호분이 가장 심하다는 사실과 무관하지 않은 것으로 판단된다. 봉분내부의 토양층구조에 대한 지오레이다 영상단면을 분석한 결과 무령왕릉 연도상부의 누수지방지층이 심하게 균열되어 있음을 발견하였다. 이 곳은 고분내부로 직접누수가 발생하는 곳이다. 직접누수와 지하수 형태로 유입된 침투수는 고분군 주위의 지반의 함수비를 증가시켜 지반의 지지력을 약화시키고 또한 고분내로 서서히 유입되어 고분내부의 습도를 100%로 유지시키는 주된 원인이다. 이러한 높은 습도는 고분내의 남조류의 번식을 가져왔으며 남조류의 번식은 현재 6호분이 가장 심각하고 7호분이 우려되는 수준이며 5호분은 문제가 없는 것으로 판단된다. 이와 같이 고분군의 발굴후 인위적인 환경변화와 지속적인 강우침투 및 배수 불량의 영향은 고분군의 안정성에 상당한 위험을 초래하였으며, 현 상태는 각 고분에 대한 보강이 불가피한 것으로 판단된다. 고분 벽돌의 깨짐, 고분 벽체의 거동, 조류의 서식등을 포함하여 송산리 고분군에서 발생되고 있는 보존상의 제반 문제점들을 일차적으로 누수 및 침투수에 의한 결과이다. 그러므로 무엇보다도 고분군 내부 및 고분 주변으로의 강우 및 지하수 침투를 막는 차수 대책이 시급한 것으로 판단된다. 또한 이미 발생한 변위가 더 이상 진행되지 않도록 하중을 경감하고 토압의 균형을 이루는 보강대책이 시급한 실정이다. 고분군의 보존대책으로는 고분의 구조안전에 관하여 근본적인 구조변경이 불가피한 직접 보강대책보다 간접적인 보강대책이 바람직한 것으로 판단된다. 간접적 보강대책으로서는 현 봉분규모의 축소, 불균등토압의 조정, 강우침투 방지를 위한 최종복토시스템, 유도배수구의 설치 및 능선 상부로부터의 지하수 차단시설을 포함한다. 이러한 차수대책은 고분군의 제문제를 해결하는 가장 근본적인 대책이라 할 수 있다. 고분내 결로현상 및 습기 제거를 위하여 항온항습장치를 전실에 설치하고 덕트를 통하여 고분내 현실로 순환시키는 방법을 제안하며 외부 온도의 영향을 덜 받게 하기 위하여 전실상부 토양을 현재보다 두껍게 하고 전실의 천정마감재를 열전도도가 낮은 목재로 교체하며 출입문의 이동등을 제안하였다. 금번 조사 연구를 통하여 얻어진 각종 보수 및 보존대책은 고분구조 자체에 가능한 한 최소의 변화를 주면서 가장 시급한 문제점부터 해결하도록 제시되었다. 설계 및 시공단계에서는 보수의 경중을 가려 순서에 입각하여 이루어져야만 하며 설계 및 시공단계에서 고분의 구조안전에 영향을 주지 않도록 각별한 주의가 요망된다. 끝으로, 상기의 보수대책이 실시된 후 이에 대한 평가 및 향후의 영구 보존을 위한 벽체경사 계측, 함수비 및 지하수위 계측, 온습도 측정 등을 포함하는 사후계측시스템은 필수적이라 할 수 있다. 각종 계측자료를 이용한 장기적이고도 세심한 분석을 통하여 완벽한 보존 관리가 이루어져야할 것으로 사료된다.로 사료된다.