• 한국지구과학회:학술대회논문집
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• 한국지구과학회 2010년도 춘계학술발표회 논문집
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• pp.98-98
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• 2010

그라우팅은 지반의 공학적인 강도증가를 통한 지지력 향상 및 암반의 투수성 저감을 통해 지하수 유동을 억제하기 위하여 대규모 토목공사 현장의 균열암반 및 댐 또는 제방 등의 지역에서 많이 시행되고 있다. 본 연구는 균열암반지역에서 그라우팅 효과 확인을 위하여 보통 포틀랜드 시멘트(OPC)와 마이크로 시멘트(MC)를 사용하여 그라우팅을 수행하였으며, 그라우팅 전후에 물리검층(시추공영상촬영, 초음파 텔레뷰어검층)을 이용하여 그라우팅 효과 정도를 파악하였다. 연구지역은 경상북도 영주시 평은면 지역으로, 지질은 선캠브리아기 안구상편마암에 시대미상의 흑운모 화강암이 관입을 하였고, 이를 제4기의 충적층이 부정합으로 피복되어 있다. 그라우팅은 일반구간과 단층대구간으로 구분하여 실시하였으며, 두 구간의 이격거리는 서로의 간섭을 피하기 위해 약 40m 간격으로 선정하였다. 주입재(OPC, MC)는 5개의 주입공에서 triangle 방향으로 주입하였으며, 주입정도를 확인하기 위하여 각 구간에 2공씩 확인시추를 하였다. 두 개의 site중 일반구간의 보통 포틀랜드시멘트 주입결과 평균주입량은 48.2kg/공이며 주입 1m당으로 환산하면 Lugeon값 10미만의 지층에서는 1.62kg/m이며, 마이크로시멘트의 평균주입량은 49.6kg/공이며 주입 1m당으로 환산하면 Lugeon값 10미만의 지층에서는 3.86kg/m로 나타났다. 단층대 구간에서는 보통 포틀랜드시멘트의 평균주입량이 40.0kg/공이며, 1m당으로 환산하면 Lugeon값 10미만의 지층에서는 2.75kg/m이며, 마이크로 시멘트는 평균주입량이 56.5kg/공, 주입 1m당으로 환산하면 Lugeon값 10미만의 지층에서는 3.15kg/m로 나타났다. 마이크로시멘트의 주입압은 보통 포틀랜드시멘트에 비해 상대적으로 낮았으며, 그라우팅 개선효과 역시 상대적으로 양호한 것으로 나타났다. 그라우팅 효과확인을 위한 물리검층의 초음파텔레뷰어 해석결과 상대암반강도는 주입전 $250{\sim}750\;kgf/cm^2$, 주입후는 $400{\sim}800\;kgf/cm^2$으로 그라우팅에 의한 암반강도의 상승을 확인할 수 있었고, 시추공영상촬영 분석에서는 시추코어만으로 얻기 힘든 시멘트 충진구간을 직접 확인할 수 있었다. 초음파텔레뷰어의 경우 파쇄대의 분포 및 암반강도 측정을 통한 그라우팅 파악은 가능하였으나 파쇄대 충진물을 확인할 수가 없는 단점이 있었고 이를 시추공영상촬영을 통해 보완할 수 있었다. 다만 물리검층의 경우 그라우팅에 의한 공의 손실로 동일공에 의한 반복 조사가 아닌 경우가 대부분이어서 그라우팅 효과에 대한 정확한 비교가 어려웠으며 추후 이를 보완하기 위한 계속적인 연구가 필요할 것으로 사료된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제32권9호
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• pp.17-27
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• 2016

서해안의 인천 및 화성지역에 분포하는 모래 및 실트 함유량이 많은 저소성 지반에 대해 피에조콘관입시험(CPTU) 데이터 및 강제치환 공법을 이용하여 부분배수 특성을 분석하였다. Powell과 Quarterman(1988)에 의한 과압밀비 $OCR={\kappa}(q_t-{\sigma}_{vo})/{\sigma}^{\prime}_{vo})$ 경험식은 모래함유량이 많은 서해안 저소성 실트 지반에서는 상대적으로 투수성이 커서 표준관입속도(2cm/s)하에서 콘관입저항력($q_t$)이 크게 평가되어 과압밀비가 크게 산정되는 경향을 나타냈다. Schnaid et al. (2004)는 간극수압계수($B_q$)-강도증가율($s_u/{\sigma}^{\prime}_{vo}$)-정규화된 콘저항($Q_t=(q_t-{\sigma}_{vo})/{\sigma}^{\prime}_{vo}$)을 함께 도시하여, 부분배수 유무를 판단하도록 제시하였는데, 인천 및 화성 지역의 CPTU 데이터의 50% 이상이 부분배수 상태를 나타내는 $B_q$ < 0.3에 분포하였다. 또한, 강제치환 시공과정 중 부분배수 현상으로 인해 원지반의 강도증가 현상이 발생되어 설계 예상 치환깊이보다 훨씬 작은 실측값이 얻어진다는 관점에서 실측 치환깊이와 동일한 값이 얻어지도록 원지반의 지지력에 대한 역해석을 수행하였다. 그 결과, 소성지수가 감소할수록 내부마찰각이 커지는 경향을 나타내며, 내부마찰각(${\varphi}^{\prime}$)이 $2{\sim}7^{\circ}$의 범위에서 분포하는 것으로 분석되었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제24권3호
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• pp.57-62
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• 2020

국내에 설치된 하수관거 중에서 20년을 초과한 콘크리트관의 연장은 66,334km로서 전체의 42.5%를 차지한다. 열화된 콘크리트 하수관거에서는 내부 하수의 유출로 인해 관로 주변의 동공을 확장시켜 땅꺼짐 등의 문제도 발생시키기 때문에 이에 대한 보수를 통한 유지관리가 필요한 실정이다. 본 연구에서는 초속경시멘트 및 분리저감제를 적용한 수중불분리성 모르타르를 하수관거 보수에 적용하기 위한 기초연구를 수행하였다. 배합조건에 따른 응결시험 결과 분리저감제 혼입에 따라 종결이 최대 172%정도 지연되는 것으로 나타났다. 수중분리도는 분리저감제 0.3% 이상 혼입시 pH 12 이하로 측정되었고, 현탁액량은 분리저감제 0.2% 이상 혼입시 50mg/l이하로 측정되어 국내 KCI-AD102 기준을 만족하였다. 기건조건과 수중조건에서 타설하였을 때의 강도비 평가 결과, 분리저감제 혼입시 80% 이상의 강도비를 나타내어 국내 KCI-AD102 기준을 만족하였다. 부착강도는 분리저감제 혼입시 기건조건보다 수중조건에서 타설하였을 때 높은 강도로 측정되었다. 내수성 검토는 분리저감제 혼입량에 따른 흡수율과 투수성으로 평가하였고, 각각 42.6%, 36.6%의 성능개선을 확인하였다.

• 한국토양비료학회지
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• 제32권4호
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• pp.365-374
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• 1999

논토양 중 물질의 수직이동에 관한 정보를 얻고자 벼재배포장에서 TDR probe를 10cm간격으로 130cm까지 설치하고 1998년 5월 20일 부터 11월 3일까지 깊이별 용적수분함량 및 전체전기전도도 ${\sigma}_a$ 변화를 모니터링하였다. 1. 토양의 용적수분함량은 불포화지역(20-100cm)을 포함하는 ${\varepsilon}$형태의 profile을 보였고, C1층(60-90cm)은 수분함량 변화가 가장 큰 것으로 관측되었다. 2. 지하수위 변화에 대한 van Genuchten 수분보유특성 함수로 fitting한 결과 깊이 60cm 지점은 표면담수와 지하수에 의해 영향을 받지만, 깊이 80cm에서는 주로 지하수에 의해서만 영향을 받는 것으로 판단되었다. 3. 토양 층위별 용탈수량에서 깊이 130cm이하로 이동되는 수분은 약 2cm $day^{-1}$로 거의 일정했지만 지하수위가 높은 시기에 C1층은 매우 높은 수리전도도(최고 38cm $day^{-1}$)를 나타내었다. 4. C1층으로 유입되는 용질은 매우 빠른 속도로 C2층으로 이동하고 C2층에서 지체된 후 비교적 일정한 속도로 하부로 이동하는 것으로 판단되었고, 시험기간 중 수분함량 변화가 거의 없었던 50, 110cm 지점의 ${\sigma}_a$ 변화를 통해 이를 확인할 수 있었다. 벼를 재배하는 동안 장기간 표면이 담수상태로 유지된다하더라도 실제로 포화되는 지역은 표면으로부터 20cm 이내이며, 수분 및 용질의 이동은 그 이하의 불포화지역에서 지하수위의 상승과 하강, 그리고 빠른 투수속도를 가지는 토양층위의 존재 여부에 따라 크게 달라지는 것으로 판단된다.

• 터널과지하공간
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• 제31권5호
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• pp.333-359
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• 2021

고준위방사성폐기물 처분시스템에서는 처분용기 인근에서 용기 금속 물질의 부식 등 여러 이유로 인해 수소, 라돈 등의 기체가 발생할 수 있다. 기체 발생 속도가 투수계수가 낮은 벤토나이트 완충재 공극에서의 기체 확산 속도보다 커질 경우, 형성된 기체가 축적된다. 기체 압력이 증가하여 유입 압력에 도달하면 완충재 내부로 기체의 팽창 흐름 및 이류가 발생하게 된다. 기체의 급격한 팽창 흐름 발생 시 방사성 핵종이 완충재 외부로 유출될 가능성이 있으므로, 처분시설의 설계 과정에서 점토 기반 물질에서의 기체 유동의 영향성 및 공학적방벽의 건전성을 평가하기 위해 기체 이동 현상에 대한 거동 특성을 명확하게 규명할 필요가 있다. 전세계적으로 벤토나이트 완충재 내 기체 이동 현상 규명을 위한 실험적 연구와 이를 모사할 수 있는 전산 수치 모델 개발 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 기술보고에서는 현재까지 수행된 기체 주입 시험 및 전산 수치모델 관련 주요연구를 소개하고 향후 기체 이동 현상 규명을 위한 연구 수행 방향에 대해 정리하였다.

• 지질공학
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• 제33권2호
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• pp.307-322
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• 2023

대형 댐 및 대심도 지하공간 개발에서 많이 시행되는 암반 그라우팅은 기초지반의 누수를 방지하여 안정성을 향상시키고 추가적인 재해를 방지하기 위해 사용되는 중요한 공종 중 하나이다. 대부분의 암반 그라우팅은 수리지질 및 암반공학적 지수들(RQD, Q-value, GSI, Js, Ap, Lu, SPI, and K)에 의해 영향을 받는다. 따라서, 안전하고 적절한 그라우팅 설계 및 시공을 위해서는 지질학자들의 정확한 기초 암반의 분석과 적절한 그라우팅 계획 수립이 필요하다. 해외의 경우 기초 암반의 수리지질 및 암반공학적 특성 분석과 그라우트 주입량(grout take, GT) 예측에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있으며, 주로 댐의 기초지반 분야에서 많은 연구가 수행되었다. 하지만, 국내의 경우 그라우트 주입재료 및 시공관리 기법에 대한 연구는 많이 수행되었으나 암반의 수리지질 및 암반공학적 특성을 고려한 암반 그라우팅 공법에 대한 연구는 미흡한 실정이다. 이에 본 리뷰에서는 암반 그라우팅 계획시 중요한 수리지질 및 암반공학적 지수들(RQD, Q-value, GSI, Js, Ap, Lu, SPI, and K)과 그라우트 주입량의 상관성 분석을 진행한 해외 연구 사례를 파악하고 국내의 암반 그라우팅 관련 연구의 발전방향을 제시하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권2A호
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• pp.169-176
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• 2010

일반적으로 폴리우레아는 부착성능, 신장률, 투수 저항성이 매우 높아서 구조물의 방수 코팅재료로 많이 사용되고 있다. 또한, 스프레이건을 이용하여 쉽고 빠르게 작업이 가능하며, 약 30초 이내에 경화가 되기 때문에 시공성도 매우 뛰어나 우수한 기능성 재료로 각광받고 있다. 그러나, 건설산업에서 폴리우레아는 대부분이 방수코팅재료로 사용되고 있으며, 구조물의 성능을 향상시키는 보강재로 사용하기 위한 연구는 전무하다. 따라서, 본 연구는 폴리우레아를 일반 구조물의 보강재로 사용하기 위한 기초적인 연구로 폴리우레아의 구성성분의 변화에 따른 영향을 파악하고자 한다. 또한, 개발된 폴리우레아의 구조 보강성능을 확인하기 위하여, RC 보와 슬래브를 제작하여 휨 성능 실험을 수행하였다. 실험 결과, 폴리우레아는 콘크리트 시험체와 일체거동을 보이며, 연성과 강성이 상승하는 것으로 나타났다. 그러나, 섬유시트와 폴리우레아로 2중 보강한 시편은 오히려 섬유시트만으로 보강한 시편보다 낮은 성능을 보이는 것으로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권1C호
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• pp.43-52
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• 2006

동적 지반 거동을 해석하기 위해 많은 모델들이 제안되어 사용되고 있지만 여전히 모델에 대한 이해와 합리적인 해석 파라미터의 평가는 매우 어려운 작업이다. 더욱이 지반 진동 해석에서 침투에 의해 추가적인 체적변화가 발생하는 경우에는 이를 설명할만한 적당한 모델이 아직까지 개발되지 못하고 있다. 따라서 본 연구에서는 공극수의 이동을 제어해 가면서 측방변위나 침하와 같이 액상화에 의해 일어나는 잔류변형을 정량적으로 산정할 수 있는 하이브리드 시뮬레이션 시스템을 개발하였다. 본 시스템은 초기 전단을 받는 약간 기울어진 지반에 대한 일차원 동적 문제가 주요한 해석 대상이 되며 지반은 운동방정식과 연속조건식의 지배를 받는다. 또한, 이 시스템에서는 요소시험체가 흙의 구성관계를 대신하게 되며, 대상 지반의 동적 응답을 직접 공시체로부터 도입하며 해석을 수행하므로 액상화라고 하는 재료의 강한 비선형성을 재현하기 위한 파라미터의 입력과정을 생략할 수 있게 된다. 본 논문에서는 시스템의 기본 개념을 비롯한 여러 가지 구성요소에 대해 설명하며 해석 예제를 통해 지반 진동 해석에 있어서 투수성이 미치는 영향에 대해 검토하였다. 그 결과로 진동 도중 및 그 이후의 거동에도 체적 변화 특성이 모래의 동적 거동해석에 중대한 영향을 미치고 있음을 보였다.

• 한국토양비료학회지
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• 제23권4호
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• pp.287-292
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• 1990

논 토양(土壤)에 황산(黃酸)암모늄, 요소(尿素), 퇴비(堆肥) 및 규산질비료(珪酸質肥料)의 장기연용(長期連用)이 주요(主要) 토양양분(土壤養分)의 행동(行動)과 벼의 수량(收量)에 미치는 영향에 대한 시험결과(試驗結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 토양(土壤)의 pH는 요소단용(尿素單用)에 비하여 황산(黃酸)암모늄 단용(單用)이 시험실시년한(試驗實施年限)이 경과(經過)함에 따라 더욱 낮아졌으며 요소(尿素) 및 황산(黃酸)암모늄에 퇴비(堆肥), 규산질(珪酸質) 비료병용(肥料倂用)은 요소(尿素), 황산(黃酸)암모늄단용(單用)보다 pH가 현저히 높은 경향을 보였다. 2. 토양유기물함량(土壤有機物含量)은 황산(黃酸)암모늄, 요소단용(尿素單用) 및 3요소구(要素區)보다 여기에 퇴비(堆肥) 및 규산질비료병용(珪酸質肥料倂用)이 현저히 증가(增加)하였다. 3. 토양중(土壤中)의 N, $P_2O_5$, Ca, Mg, $SiO_2$함량(含量)은 3요소(要素)에 비하여 3요소(要素)에 퇴비병용토양(堆肥倂用土壤)에서 현저히 증가(增加)하였으나 K는 오히려 낮은 경향을 보였는데 이는 벼의 생육증가(生育增加)로 K의 흡수량(吸收量) 증가(增加)와 퇴비시용(堆肥施用)으로 인한 토양(土壤)의 투수성(透水性) 개량(改良)으로 K의 용탈(溶脫)을 촉진(促進)시킨 것으로 본다. 4. 황산(黃酸)암모늄과 퇴비(堆肥) 및 규산질비료병용(珪酸質肥料倂用)에 비하여 요소(尿素)와 퇴비(堆肥) 및 규산질비료병용토양(珪酸質肥料倂用土壤)에서 치환성(置換性) Ca, Mg의 증가(增加)는 황산(黃酸)암모늄 시용(施用)이 $CaSO_4$ 또는 $MgSO_4$로 용탈(溶脫)을 촉진(促進)시킨 것으로 본다. 5. 토양(土壤)중(中) 질소(窒素)의 함량(含量)은 퇴비시용(堆肥施用)으로 증가(增加)되나 규산질비료(珪酸質肥料)의 병용(倂用)은 질소(窒素)의 함량(含量)을 현저히 감소(減少)시켰다. 이는 규산질비료병용(珪酸質肥料倂用)으로 토양질소(土壤窒素)의 무기화(無機化)를 촉진(促進)시킨 결과(結果)라고 생각된다. 6. 벼의 수량(收量)은 황산(黃酸)암모늄 및 요소단용시(尿素單用時)에는 수량(收量)의 차이를 보이지 않았으나 퇴비(堆肥), 규산질비료(珪酸質肥料) 병용시(倂用時)에는 황산(黃酸)암모늄에서 증수(增收)경향을 보였는데 이는 황산(黃酸)암모늄의 부성분(副成分)인 황(黃)의 효과라고 본다.

• 지질공학
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• 제21권2호
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• pp.133-145
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• 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.