석탄연소 폐기물 (Pulverised Fuel Ash: PFA)을 17년, 40년 매립 풍화받은 것 그리고 현재 발생하는 신선한 시료등으로 구분 영국내 2개 화력발전소로부터 각각 채취하여 주상용출시험 (Column leaching test)을 실시하였다. 용매는 증류수와 인공합성 침출수의 2가지를 이용하였다. 전자의 경우 풍화 시료의 용출행태를 주로 알아보고자 하였으며 후자의 경우 PFA시료와 용매간의 반응중에 발생하는 2차 물질형성이 폐수처리중 중금속제거에 활용가능성이 있는가를 알아보자고 함이었다. 신선한 시료로부터 매우 높은 함량의 원소방출이 관찰된다. 이는 Ca, Na, K, B, Cr, Li, Mo, Se, 그리고 $SO^{2-}_4$등을 포함한다. 이는 원소들의 분포위치에 관한 정보를 제공하며 이들원소의 입자 표면 수반을 시사한다. 풍화 받은 시료로부터 채취된 용액시료에서는 신선한 시료와는 달리 원소들의 급격한 초기방출은 관찰되지 않으며 비교적 일정함량을 보이며 매우 완만한 농도감소 현상을 보인다. 이는 17년과 40년이라는 매립기간중 표면의 용융성원소들의 방출을 의미하며 입자를 주로 구성하는 유리질물질에 수반되는 부분이 이들 시료에서의 원소방출에 중요한 역할을 하는 것으로 생각된다. 증류수를 이용한 실험결과를 여러가지 침출수배출기준, 음용수기준치 등과 비교시 PFA는 이들 기준에 초과하는 농도를 나타내는바 침출수배출시에는 희석 등의 처리가 필요할 것으로 생각되며 매립시 침출수가 지하수로 유입되지 않도록 하여야할 것으로 보인다. 인공 침출수가 PFA기둥을 통과하며 많은 중금속 - B, Fe, Zn, Hg, Ni, Li, Mo -등이 침출수로부터 제거되며 이 제거정도는 신선한 Drax > 풍화 Drax > 풍화 Meaford 시료의 순이다. 물분석시료를 지구화학 모델링 프로그램인 WATEQ4F를 이용하여 PFA 침출수내의 농도조정물질의 존재여부를 알아본 결과 Ca의 경우 $CaSO_4{\cdot}2H_2O$, Al의 경우 $Al(OH)_3$, Fe는 $Fe(OH)_3$ 등이 PFA침출수내에 각 해당원소의 농도를 제한하는 2차물질로 판단되었다.
보은 화강암 풍화토에 대한 불포화 특성을 조사하기 위하여 자동 흙-함수특성곡선 시험장치를 이용하여 건조 및 습윤과정에 따른 모관흡수력과 체적함수비를 측정하였다. 이를 토대로 van Genuchten(1980)의 방법을 이용하여 흙-함수특성곡선(SWCC)을 산정한 결과 유효포화도에 따른 모관흡수력은 S자형의 비선형적인 관계를 나타내며, 건조 및 습윤과정을 거치는 동안 이력현상이 발생되었다. Lu and Likos(2006)의 방법을 이용하여 흡입응력특성곡선(SSCC)을 산정한 결과 유효포화도가 낮은 경우 건조과정의 흡입응력은 일정하게 유지되나 습윤과정의 흡입응력은 증가하는 경향을 보인다. 그러나 유효포화도가 큰 경우에는 동일한 유효포화도에서 건조과정의 흡입응력이 습윤과정의 흡입응력보다 크게 발생되었다. 한편 계수추정방법의 하나인 van Genuchten(1980)의 방법을 이용하여 투수계수함수(HCF)를 산정한 결과 모관흡수력이 증가함에 따라 불포화 투수계수는 감소하며, 모관흡수력에 따른 불포화 투수계수의 감소 속도는 건조과정이 습윤과정보다 더 크게 발생됨을 알 수 있다.
무량사오층석탑(보물 제185호)은 백제의 옛 땅에 위치한 지리적 특성으로 백제의 기법이 이어졌고 통일신라의 시대적인 양식도 계승된 고려초기의 석탑이다. 이 석탑은 오랜세월 외부에 위치해 있어 부재에 심한 암석학적 풍화와 생물학적 풍화를 받고 있으며 상대갑석에는 중심침하가 발생한 상태이다. 이에 상대갑석의 중심침하의 원인을 규명하기 위해 탄성파 탐사, 전기비저항 탐사, GPR 탐사와 같은 비파괴 방법을 이용하여 지반안정해석을 실시하였다. 이 결과, 모든 탐사에서 지반은 양호한 상태로 나타났으며, 특히 전기비저항 탐사자료를 통해 지반강화 다짐으로 보여지는 고비저항대가 나타났다. 따라서 상대갑석에서 발생한 중심침하 현상은 지반의 불안정에 의한 것이 아니라 상대갑석 상부 부재의 구조적 불안정에서 기인된 것이라 해석된다. 이 결과는 석탑의 상시 모니터링 또는 보존대책 수립시 기초자료로 활용될 것이다.
정선 정암사 수마노탑의 부재는 탄산염암 중에서 돌로마이트이다. 이 탑은 전면에 걸쳐 백화에 의한 화학적 풍화가 진행되고 있고 기단부와 5층 이상의 옥개에서 부재간의 이격이 관찰되고 있다. 또한 부재 이격사이로 생물학적 풍화가 진행되고 있으며 3,5,6,7층 옥개에서 이탈부재가 관찰된다. 건 습식세척으로 생물과 백화일부를 제거하고, 스팀세척으로 잔여백화를 제거하였으며 기단부의 녹흔은 옥살산을 사용한 습포법으로 제거하였다. 이탈부재는 L-30과 Por-rok을 사용하여 고정시켰고, 기단부와 5층 이상의 옥개상부는 Por-rok을 사용하여 방수처리 하였다. 시공 후 방수처리한 구간에서는 백화현상이 나타나는 정도가 미약한것을 확인할 수 있었으므로 방수효과와 동시에 백화저감에도 효과가 있는 것으로 판단된다.
경북 청도분지의 청도읍과 화양읍을 중심으로 선상지 분포와 지형발달을 조사하였다. 청도분지 남동쪽에 남산(840m)을 최고봉으로 하는 산지 전면에 동-서 방향으로 연속되어 나타나는 합류선상지는 하상비고가 다른 고위면, 중위면, 저위면의 세 지형면으로 구분된다. 선상지를 이루는 역층은 하천에 의해 운반, 퇴적되었으며, 오래된 것일수록 자갈의 풍화 정도가 심하였다. 합류선상지를 구성하는 각 선상지 지형면의 크기와 지형면을 형성하는 하천 유역분지 크기와의 관계, 즉. 규모에 있어서 선상지-유역분지 체계는 정의 상관관계에 있다. 청도분지에는 단층선이 통과하지 않을 뿐 아니라 선상지를 형성한 하천 유역분지의 기반암이 풍화와 침식에 대한 저항력이 강한 안산암이지만. 반경 1 km 이상인 선상지가 분포한다. 이러한 현상으로 볼 때, 우리나라에서 선상지 형성에 가장 크게 영향을 미치는 요소는 빙기와 간빙기가 반복된 제4기 기후변화이다. 따라서 제4기 동안 거의 같은 정도로 기후변화의 영향을 받은 한반도에서 선상지는 단층선의 유무와 관계없이 보편적으로 형성될 수 있는 지형이다.
서해 남부 함평만에서 해안선의 지형 특성과 해안절벽의 침식과정을 조사하기 위해 야외관찰과 정밀 측량을 실시하였다. 함평만 해안선은 급경사면 그리고 불안정한 토양층이나 연약한 풍화암층으로 이루어진 높이 l0m미만의 해안절벽(sea-cliff)들로 대부분 구성되며, 매우 활발한 침식을 받고있다. 톱날모양의 해안선 형태, 해빈 표면에 노출된 잔류풍화기반암 및 "Island Stack"등 독특한 해안선 지형 특성들이 활발한 해안침식 증거들로 나타난다. 함평만에서의 해안선 후퇴는 해안절벽 기저부의 침식 사태(landslide or mass wasting), 테일러스(talus)형성 그리고 테일러스의 침식(소멸)의 순차적 과정이 반복되어 나타난 결과로 해석된다. 본 연구에서 테일러스가 여름철에 침식.제거되는 현상은 정상적인 해양조건에서 일어나는 계절적 해수면 상승에 의한 것으로 판단된다. 이는 겨울철 폭풍과 함께 해안 침식의 또 다른 중요 요인으로 제시된다.요인으로 제시된다.
지구물리학적 현상을 이해하고 지반공학 관련 문제를 해결하기 위한 주요 요소로서 전단파속도가 강조되어 왔다. 특히, 내진설계와 내진성능평가를 위한 지반지진공학 분야에서 전단파속도의 중요성이 보편적으로 인지되고 있다. 국내 183개소 부지들에서의 다양한 현장 탄성파시험 수행을 통해 대상 조사 부지들에서의 대표적 지반 동적물성으로서의 깊이별 전단파속도 분포들을 결정하였다. 대상 부지들의 지하 토사와 암반 지층을 지반지진공학적 간편 활용을 위한 매립토, 퇴적토, 풍화토, 풍화암 및 기반암의 5 종류 지반지층으로 재분류하였다. 현장 탄성파시험의 전단파속도 분포들을 종합하여 5 종류 지반지층들의 평균적인 전단파속도 주상들을 도출하였으며, 이를 토대로 지진학 및 지반지진공학에서의 유용을 위한 각 지층별 대표 전단파속도 값을 도출하였다.
고령 양전동암각화는 녹색 사암으로 구성된 너비 6m 높이 3m의 암반의 절리면에 겹동그라미(3점)와 방패무늬(30점)의 그림들이 있다. 구성암석의 주 구성광물은 석영, 장석 및 녹니석이며, 교질물인 점토광물 중 녹니석이 대부분이나 일라이트와 소량의 방해석도 산출된다. 이들 점토광물들은 구성광물을 피복 및 성분을 교대하거나 공극을 충진하는 양상으로 산출된다. 수용성 염과 암석의 풍화현상과의 관계를 포함한 훼손양상과 암각화가 그려진 암반의 사면안정성을 조사하였다. 훼손양상은 주로 표면박리, 입자박락, 균열 및 파손 등이다. 그리고 절리와 균열이 발달한 암반은 낙석의 가능성이 있는 것으로 해석된다. 보존을 위해서는 균열 및 파손 부위에 대한 접착처리와 약해진 표면층에 강화처리가 필요하다.
불연속면을 따라 점토 등의 충전물이 포함된 경우에는 불연속면의 방향이 유리하게 작용하 더라도 사면안정에 불안정성을 초래한다. 연구지역의 사면활동은 점토충전물과 풍화토의 경계를 따라서 발생하였다.이것은 물성의 차이를 보이는 경계부분이 존재했기 때문이며,암석에서 엽리 등이 구조적 운동에서 약대로 작용하여 층간의 슬립을 유도하는 현상과 매우 유사하다. 대부분의 해석에서 점토충전물이 존재할 경우에는 하나의 불연속면으로 설정하여 해석한다. 이때의 불연속면은 점토층 내에서의 활동면으로 해석되므로 점토와 원지반과의 경계부에서의 해석 값과는 상당한 차이를 보이게 되고 점토의 물리적 성질에 많이 지배된다. 점토충전물로 인한 활동사면의 안정성 평가 결과는 충전물에 의한 불연속면의 파괴유형에 따른 강도정수에 의해 안전율에 상당한 차이를 보인다.
풍화토 지반에 설치된 그라운드 앵커의 하중전이 현상을 규명하기 위하여 성균관대학교 지반시험장에서 인발시험을 수행하였다. 지반과 구조물을 일체화시키는데 사용하는 앵커는 앵커체와 지반의 마찰력에 의해서 구조물을 지지하는 역할을 하며 앵커의 하중과 변형의 관계를 규명하기 위해서는 앵커의 마찰력 분포의 변화(하중전이)가 중요한 요소가 된다. 하중 재하시 앵커체에 발생하는 하중전이 분포는 앵커의 인발 지지력과 밀접한 관계가 있고 앵커체의 종류(인장형 또는 압축형), 정착장의 길이, 지반 조건 등에 따라 분포 양상이 변하기 때문에 하중전이를 이해하기 위해서는 강선과 그라우트의 하중분포 그리고 앵커 그라우트체와 지반과의 마찰력 분포를 알아야 한다. 앵커의 자유장의 강선에 작용하는 응력, 그라우트체에 작용하는 응력, 그리고 정착장 강선의 응력을 계측하여 강선과 그라우트의 정착응력 및 그라우트와 지반에서의 마찰력 분포를 구함으로써 강선-그라우트-지반의 복합적인 거동에 따른 각 하중 단계마다의 하중전이 분포를 구하였다. 또한 현장시험 결과의 신뢰성 확보를 위하여 수치해석 모델링을 통하여 해석을 수행하여 비교하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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