• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2007년도 학술발표회 논문집
• /
• pp.97-105
• /
• 2007

수문학적 토양유형은 복잡하게 세분되어 있는 토양의 종류를 수문학적인 목적에 따라 단순화하기 위해 만든 것으로 미농무성 토양보전국에서 고안한 개념이다. 우리나라 토양을 이 방법으로 구분하고자 하는 몇번의 시도가 있으며 그 중 대표적인 것이 정 등(1995)이 분류한 수문학적 토양군이다. 이는 토양의 침투 투수특성에 대한 실측자료가 부족한 우리나라의 실정을 감안하여 토성속(textural family), 배수등급(drainage class), 불투수층(impermeable layer), 투수성(permeability)의 네가지 토양특성을 분류특성으로 하여 각각에 1-4점 범위로 점수를 매긴 후 합산한 점수를 기준으로 수문학적 토양유형을 분류하는 것이다. 최근에는 토양의 한계침투속도에 따라 수문학적 토양유형을 분류하고자 하는 시도가 있으며 본 논문에서는 새로운 방법으로 분류할 때 기존의 방법과 어떠한 차이가 있는지 비교하고자 하였다. 정 등(1995)의 분류방법은 개념상 몇가지 문제점을 안고 있다. 먼저 토양의 수리특성은 같은 토성속이라 하여도 토양생성 과정과 토지이용 방법에 따라 그 차이가 매우 큼에도 불구하고 이에 대해 고려하지 못하였으며 다음으로 지표유거가 많아 배수가 양호한 토양의 강우 유출을 과소평가한다. 또한 얕은 토심에 존재하는 불투수층이 존재하는 경우 토양의 수리특성에 관계없이 적은 양의 강우에도 유출이 발생하므로 별도의 제한인자로 간주하여야 한다. 토양의 한계 침투속도를 이용한 분류방법은 이러한 문제점을 상당 부분 개선할 수 있다. 토양의 한계침투속도를 산정하기 위해 현장에서 지표 한계침투속도와 투수속도를 측정하였으며 이 자료를 확장하여 해석하기 위해 입자특성을 이용한 Pedo Transfer Function을 개발하였다. 토심 50 cm 포화시 토양 투수성을 한계 침투속도로 가정하였으며 50 cm 이내에 암반층과 지하수위가 존재할 경우 투수성에 관계없이 D유형으로 분류하였다. 새로운 방법으로 분류한 결과 기존의 분류와 몇가지 차이점이 발견되었다. 가장 큰 차이는 대부분의 논토양이 느린 한계침투속도의 영향으로 D유형에 속한 것이다. 산림토양과 밭토양은 기존 방법과 마찬가지로 A, B유형이 많았으며 암반층을 고려하기 전에는 기존 분류에 비해 강우 유출 가능성이 적은 쪽으로 평가되었다. 그러나 암반층이 존재하는 토양을 고려한 결과 A 또는 B 유형에 속하던 상당수의 산림토양이 새로운 분류에서 D유형으로 분류되었다. 지표 유거가 많아 배수등급이 매우양호로 분류되던 토양은 정 등(1995)의 분류와 비교하여 대부분 강우 유출 가능성이 큰 쪽으로 조정되었다. 새로운 수문학적 토양유형을 이용할 경우 낮은 토심에서 암반층이 발견되는 산림토양이 분포한 유역이나 산림, 밭 등에 식질 토양이 많이 분포하는 유역에서는 기존의 방법을 이용하는 것보다 강우 유출량이 높게 평가될 것으로 판단된다. 앞으로 강우 유출량 실측자료와의 비교를 통해 지속적인 보정을 하여야 할 것이며 특히 불투수층의 존재시 일괄적으로 D유형으로 분류된 토양의 경우 깊이에 따라 C 또는 D 유형으로 세분하여 조정할 필요가 있다.

• 한국토양비료학회지
• /
• 제13권1호
• /
• pp.1-6
• /
• 1980

강우강도가 100mm/hr인 인공강우기(人工降雨器)를 이용(利用)하여 밭토양의 강우침투성(降雨浸透性)을 조사(調査)하고, 침투수(浸透水)의 토양중재분포를 Youngs의 이론식(理論式)에 의(依)하여 추정(推定)한 것과 비교(比較)한 결과(結果)는 다음과 같았다. 1. 토양별 한계강우침투속도(限界降雨浸透速度)는 강우강도 100mm/hr 조건하(條件下)에서 식양토 내지(乃至) 식토(埴土)에서 10mm/hr 이하(以下), 양토에서 10~20mm/hr, 사양토에서 20~30mm/hr, 및 사토(砂土)에서 30mm/hr 이상(以上)으로 나타났으며, 한계강우침투속도(限界降雨浸透速度)에 도달(到達)하는 시간(時間)은 15~20분(分) 이었다. 2. 토양별 표토(表土)의 포화투수계수는 삼각사양토에서 0.47mm/min, 송정식양토에서 0.16mm/min, 그리고 전남미사질식양에서 0.14mm/min로 나타났다. 3. 강우후(降雨後) 토양수분의 재분포상양(再分布相樣)은 Youngs 이론식(理論式)에 의(依)하여 추정(推定)된 것과 거의 비슷한 경향이었다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제20권6호
• /
• pp.95-107
• /
• 2004

슬러리 쉴드 터널에서 슬러리 침투의 유동학적 특성은 막장안정성 측면에서 중요하다. 특히, 슬러리의 침투는 막장 안정성에 큰 영향을 미치며, 본 연구에서 이런 유동학적 특성을 파악하기 위하여 흙-필터의 폐색이론을 적용하였다. 터널시공 도중 슬러리 폐색의 지표로 필터계수를 사용하였으며, 실내실험을 통해 이의 적용성을 규명하였다. 실내실험의 결과를 바탕으로 한 안정해석 결과, 막장안정성은 침투속도와 필터계수의 비율에 영향을 받음을 알 수 있었다. 또한, 슬러리의 침투깊이는 침투속도와 필터계수의 비율과 함께 증가하는 경향을 보였다. 막장안정성은 침투거리가 증가하면 감소하는 경향을 보였으며, 침투거 리를 줄이기 위하여 슬러리에 첨가제를 첨가하였다. 실험에 근거한 분석결과 첨가제가 필요한 한계 유효입경$(D_{10})$은 약 0.75mm임을 알 수 있었다. 슬러리 침투로 인한 막장 안정성은 터널공사시의 굴진속도에도 크게 영향을 받음을 알 수 있었다.

• 한국해안해양공학회지
• /
• 제13권1호
• /
• pp.35-45
• /
• 2001

현재 군장국가공단 조성지역은 방조제 체절작업이 완료된 상태로 방조제 외측은 물론 내측 수역도 조석운동을 하는 특이한 형태의 거동을 보이고 있다. 본 연구에서는 방조제의 파이핑에 대한 위험 가능성을 조사하기 위하여 유한요소법을 이용한 침투해석을 실시하였다. 방조제의 경우 외측 수역의 조석운동으로 인하여 비포화 침투를 고려한 비정상 흐름해석이 필요하다. 특히 대상해역에서는 내측 수역도 외측 수위의 영향을 받아 조석운동을 하기 때문에 이에 대한 고려가 필요하다. 따라서 경계조건을 구하기 위하여 방조제 내외측에 조위계를 설치한 후 그 결과를 이용하였다. 또한 성토재의 재료를 조사하기 위하여 입도분석을 실시하였다. 얻어진 결과를 이용하여 방조제 전후면의 조위변화를 고려한 해석을 실시하였으며, 계산결과를 한계속도와 비교하였다.

• 한국막학회:학술대회논문집
• /
• 한국막학회 1997년도 춘계 총회 및 학술발표회
• /
• pp.52-55
• /
• 1997

여과가 진행됨에 따라 막의 표면에서 발생하여 여과선속을 저하시키는 케이크층의 형성은 막을 이용한 고-액 분리공정에서 발생하는 가장 큰 문제점의 하나로서 이는 막 분리공정의 경제성을 좌우하는 중요한 인자가 된다. 이러한 문제점을 극복하기 위하여 유체와 막 사이의 상대속도를 증가시켜 여과속도를 향상시키는 십자흐름 여과, 즉 CFF(crossflow filtration)에 대한 연구가 활발히 진행되어 왔다. 그러나 이러한 심자흐름 여과에서도 막과 유체 사이의 상대속도의 증가에 한계가 있고 또한, 막의 기공보다 작은 입자가 막의 기공 내에 침투하여 막을 오염시키는 현상을 예측하기 어렵기 때문에 여과기의 설계에 있어서 많은 문제점이 발생하고 있다. 이에 오염된 막을 재생시키기 위하여 기계적.화학적인 여러 가지 방법들이 개발되고 여과선속을 향상시키는 방법이 꾸준히 연구되어 분리막 기술의 경제성을 향상시켜 왔다. 본 연구에서는 매우 안정된 유동의 하나로서 막 표면의 전단력을 향상시키는 데에 효과가 있다고 알려진 Taylor와류를 응용한 회전막 여과기를 사용하여 여러 가지 크기의 입자에 대한 여과실험을 수행함으로써 이러한 유동이 케이크의 형성에 미치는 영향을 살펴보았다. 또한 여과선속에 영향을 미치는 여러 매개인자를 알아보고 실험결과를 간단한 모델식에 적용해 봄으로써 막의 저항을 예측할 수 있는 모델식으로의 개선 방향을 제시하고자 한다.

• 한국토양비료학회지
• /
• 제16권1호
• /
• pp.14-19
• /
• 1983

포화투수계수(飽和透水係数) 측정방법(測定方法)을 상호비교(相互比較)하여 투수계수(透水係数)의 대양조사(大量調査)에 적합(摘合)한 실용적(実用的)인 측정방법(測定方法)을 선발(選拔)코자 본량(本良) 사양토(砂壤土)에서 침투계법(浸透計法), 역(逆)오가혈법(穴法) 및 코아시료법(試料法)을 비교(比較)한 결과(結果)는 다음과 같다. 1. 침투계법(浸透計法)과 역(逆)오가혈법간(穴法間)에는 고도(高度)의 유의성(有意性)이 있는 회귀관계(回歸関係)가 성립(成立)되었으나 코아시료법(試料法)은 다른 두 방법(方法)에 대해서 전혀 상관(相関)을 나타내지 않았다. 2. 침투계법(浸透計法)에 의(依)해 측정(測定)된 투수계수(透水係数)는 약(約) 80~100분(分) 경과 후 측정(測定)된 한계침투속도(限界浸透速度)와 동일(同一)하였다. 3. 역(逆)오가혈법(穴法)은 5~6회(回) 반복(反覆) 측정(測定)한 값으로부터 안정(安定)된 투수계수(透水係数)를 얻었다. 4. 코아시료(試料)에 의한 침투계수(透水係数) 측정(測定)은 3시간(時間) 이상(以上) 투수(透水)시킨 뒤 얻은 침투계수(透水係数)가 비교적(比較的) 안정(安定)된 값을 나타내었다. 5. 역(逆)오가혈법(穴法)은 측정방법(測定方法)이 간단하고 실용성(実用性)이 높으며 특(特)히 조립질토양(粗粒質土壤)일수록 신뢰도가 높았다.

• 한국펄프종이공학회:학술대회논문집
• /
• 한국펄프종이공학회 2000년도 추계학술발표논문집
• /
• pp.117-117
• /
• 2000

제지공정의 마지막 단계인 캘린더는 지필의 표면을 평활하게 하고 두께를 감소시켜 균일 하게 하는 역할을 한다. 하지만 캘린더링은 인장강도 둥의 강도적 성질과 불투명도 등 광학 적 성질을 저하시키는 공정이기도 하다. 따라서 캘린더령 공정에 의한 제품 품질의 저하를 극소화하기 위해서는 공정인자의 엄밀한 관리가 요청된다. 캘린더링의 주요 공정인자에는 온도와 압력, 닙 체류시간, 유입지의 함수율, 유입지의 온도 롤의 재질 등이 있다. 이 가운 데 특히 캘린더링 온도와 압력은 주요한 공정 인자이다. 따라서 이들 변수에 의한 캘린더링 공정의 변화를 정확하게 파악하는 것은 매우 중요하다. 캘린더링 공정의 속도와 관련된 닙 체류시간과 유입지의 함수율, 유입지의 온도, 롤의 재질 등은 실제 공정에서 변화시키기 어 려운 반면 온도와 압력은 조절이 비교적 용이한 특정도 지니고 있다. 캘린더링 전후의 종이의 물성 차이는 지필 내부로의 열 침투에 의한 열변형에 따라 크게 달라진다. 셀룰로오스는 유리전이온도 이상으로 가열되면 그 성질이 크게 변화하므로 캘린 더링 시의 온도가 유리전이온도보다 높거나 낮은 경우 캘린더링된 종이의 물성 차이가 크게 달라질 수 밖에 없다. 캘린더령은 비정상상태에서 진행되기 때문에 지펼의 내층보다는 표층 으로부터 순차적으로 열변형이 발생하는 공정이다. 그러므로 지필의 두께 방향으로의 열 침 투 현상의 해석을 통하여 캘린더링 시 유리전이온도가 어느 깊이까지 도달하는가를 파악하 는 것은 캘린더링 공정의 해석에 매우 중요하다. 캘린더링 공정에서 발생하는 열전달현상 해석 시 지필의 압축을 고려하지 않고 비압축성 물질로 가정하는 것은 캘린더링 공정 인자 중 압력에 의한 영향을 제대로 평가하지 못하는 한계를 지니게 된다. 따라서 본 연구에서는 지펼의 압축성을 고려하여 캘린더링 모델을 정립 하고, 이를 토대로 캘린더링 공정 조건에 따른 열 침투 현상을 해석코자 하였으며, 그 방법으 로 수치해석기법을 도입하였다. 또 실제 캘린더링 전후의 두께 변화를 측정하여 유리전이온도 의 도달 깊이와 비교하였다. 지필의 압축 정도는 롤의 직경과 닙 폭을 이용하여 MD 방향으 로 함수화하였으며, 열전달 계수로는 겉보기 값을 사용하였다. 이때 지펼은 균질한 것으로 가 정하였다. 함수율은 유리전이온도를 좌우하는 가장 큰 인자이나 본 연구에서는 항온항습처리 를 통해 유입지의 함수율을 고정시켰으며 캘린더링 시 함수율의 변이는 없다고 가정하였다. 그 결과 열침투깊이가 증가할수록 지필은 보다 변형되기 쉬운 상태가 되어 주어진 압력 조건에 대해 소성변형 정도가 증가하는 것으로 나타났다. 이는 캘린더링 전후에 두께 변화를 측정하여 정량적으로 평가할 수 있었다. 수치해석기법을 통해 같은 압력 조건에서 온도가 증 가함에 따라 혹은 같은 온도 조건에서 압력이 증가함에 따라 지필 내의 유리전이온도의 침투 깊이가 증가함을 알 수 있었으며 이는 캘린더링 전후의 두께 변화의 측정 결과와 일치하였 다. 또 NRT가 증가함에 따라서도 유리전이온도 침투 깊이가 증가하였다.

• 한국철도학회논문집
• /
• 제12권6호
• /
• pp.1037-1042
• /
• 2009

국내 사면안정성 설계기준은 우기 건기시로 제안되어 사용되고 있지만, 한계평형해석의 결과로 산출되는 안전율이 외부조건에 의해 변화되며, 특정한 변곡점이 없기 때문에 사전에 안전을 확보하기 어렵다는 점에 착안하여 경보발령, 서행 및 열차정지 등과 같은 안전규정의 설정이 가능한 대안을 검토하였다. 이를 위하여 본 연구에서는 불포화토질역학과 신뢰성해석에 기초하여 현행 안전율을 보조할 수 있는 부가적인 지표를 도입하였다. 강우침투에 따라 안전율과 신뢰지수는 지수함수형태로 감소하는 특징을 보이며, 파괴확률은 누적확률분포함수 형태로 증가함을 확인할 수 있었다. 본 연구에서 검토한 부가지표인 파괴확률 변화속도는 현재의 기준 안전율 부근에서 명백한 변곡점을 갖는 특징이 있다. 이를 이용하면 사면의 안전관리와 모니터링 시스템에 대한 적정 규정으로 적용이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제7권3호
• /
• pp.175-181
• /
• 2003

본 논문에서는 상향 침투시험기를 이용하여 3가지 시료에 대하여 상향 투수시험을 수행하였고, 이를 통하여 한계속도, 한계동수경사, 투수계수 등을 산정하여 기존의 세굴 검토 방법에 대한 신뢰성을 파악하였다. 또한 세굴 설계인자에 대하여 FEM Program인 Plaxis를 이용하여 민감도 분석을 수행하였다. 민감도 분석결과 제방 하부의 출구부 동수 경사에 가장 영향을 많이 미치는 인자는 중심코어의 높이로 나타났다. 또한 제방의 구배와 뚝마루 폭이 중심코어의 높이 다음으로 세굴에 영향성이 큰 것으로 나타났다. 그러나 중심코어의 뚝마루폭은 출구부의 동수경사 변화에 영향이 적은 것으로 나타났다. 이러한 민감도 분석결과를 이용하여 설계시 동수경사가 기준 동수경사보다 크게 나타날 경우 민감도 변화가 큰 설계인자를 변경하여 경제적이고 보다 손쉬운 출구부 동수경사 저감이 가능하리라 판단된다.

• 한국토양비료학회지
• /
• 제39권5호
• /
• pp.259-267
• /
• 2006

수리 전도도는 수리구배에 대한 플럭스의 비율을 나타내며, 포화된 토양에서의 물의 이동이 포화수리전도도이고 불포화된 토양에서의 이동이 불포화수리전도도이다. 일반적인 밭 상태에서의 토양수분 조건은 불포화수리전도도로 표시하는 것이 적절하나 그 상태를 표현하기가 쉽지 않다. 토양의 불포화 상태를 나타내는데 가장 많이 쓰이고 있는 VGM(van Genuchten Mualem) 모형은 토양수분 포텐셜과 수분함량의 함수로 구성된 모형이며 몇 가지 매개변수가 필요하다. VGM 모형의 매개변수를 얻기 위해 본 연구에서는 VGM 모형의 매개변수를 계산해주는 프로그램인 Rosetta를 사용하였다. Rosetta 모형은 신경그물 얼개(neural network)를 이용하여 토양의 물리적 자료들인 토성이나 모래, 미사, 점토 함량 또는 용적밀도나 33 kPa, 1500 kPa에서의 토양수분 함량 자료를 가지고 VGM의 매개변수인 Ko(effedive saturated hydraulic conductivity), ${\theta}r$(residual soil water content), ${\theta}s$(saturated soil water content), L, n, m(=1-1/n)을 예측하는 모형으로 미국 농무성(USDA-ARS)에서 개발한 프로그램이다. Rosetta를 이용하여 10kPa에서의 불포화수리전도도를 예측하였다. 또한 Gardner와 Wooding의 모형을 기반으로 하여 만들어진 장력침투계의 포화수리전도도 값을 Gardner식에 적용하여 1, 3, 5, 7 kPa에서의 불포화수리전도도 값을 17개 토양통을 대상으로 하여 구했다. 토양수분 potential이 3 kPa에서는 물의 이동이 거의 없는 토양들이 있었는데 반해 남계통을 비롯한 학곡통, 회곡통, 백산통, 상주통, 석천통, 예산통 등 7개의 토양은 3 kPa에서도 약간의 물의 이동이 있었다. 또한, 1 kPa에서 물의 이동은 삼각통에서 $40.8{\times}10^{-5}cm{\cdot}sec^{-1}$로 이동 속도가 가장 컸으며 그 뒤로 예산통, 화봉통, 학곡통, 백산통 등이 토양에서 빠른 속도로 이동하였다. 가천통이나 석천통 및 우곡통은 1 kPa에서의 이동 속도가 아주 느린 토양으로 판단되었다. PTF와 VG모형에 의해 얻어진 10 kPa에서의 수분함량 예측 값을 VGM 모형에 적용해 불포화수리전도도를 구했을 때, VG모형에 의한 예측 값은 존재하는 반면 PTF에 의한 값은 결측 값이 존재해 그 적용에 한계가 있었다. 그리고 1 kPa에서 불포화 수리전도도를 VGM 모형으로 예측한 값과 측정된 값을 Gardner 모형으로 해석한 값을 비교했을 때 자갈이 없는 토양에서는 일정한 경향(exponential 함수)이 존재한 반면, 자갈이 있는 토양에서는 경향을 발견할 수가 없었다. 이상의 결과로 불포화 수리전도도 특성평가에 대한 VGM 모형의 적용성을 살펴보았을 때는 우리나라와 같이 경사지가 많고 토심이 깊지 않으면서 자갈함량이 많은 토양에서는 한계가 있을 것으로 판단되었다.