• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제4권1호
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• pp.47-62
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• 2001

해저 쓰레기 지도작성을 위하여 사용되는 수치모델에 제공될 정보로써, 각종 해양폐기물에 대한 수면체류시간과 침강속도에 대한 실험을 수행하고 결과를 정리하였다. 폐기물을 해수침투성과 비침투성으로 구분하고, 침투성 폐기물에 대하여는 해수중 부유시간을, 그리고 비침투성에 대하여는 파랑중 부유시간을 측정하였다. 침강이 발생하는 시점에서 폐기물들의 침강속도를 수중에서의 자유낙하 실험으로 계측하고 이들을 물적, 형상적 특성에 따라 논하였다. 정리된 폐기물 거동 정보에 기초하여 한강하류를 끼는 경기만과 낙동강 유역을 대상으로 수치모사를 실시하여 다양한 부유시간을 갖는 폐기물의 예상침적지를 추정하였다. 한강을 통한 유입쓰레기가 강화도의 북쪽과 동쪽에 많이 침적된다는 사실과 강화도의 서편과 영종도를 중심으로한 인천항 부근 그리고 대부도의 북부와 남부에도 상당량이 침적될 수 있음을 확인하였고, 낙동강의 경우 가덕도의 동부해역과 부산만의 동남부 해역까지 쓰레기가 침적될 수 있음을 확인하였다.

• 터널과지하공간
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• 제31권6호
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• pp.400-414
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• 2021

고준위방사성폐기물 처분장에서 벤토나이트는 공학적방벽재로서 주로 사용되어지는 재료로서 열-수리-역학-화학적 복합적 거동을 겪게 된다. 본 보고에서는 이러한 벤토나이트에 대한 X선 단층촬영 기반의 분석 및 특성화와 관련된 최근 연구 및 기술동향을 고찰하였다. X선 단층촬영 기반 벤토나이트의 평가는 분말형태와 펠렛형태에 대해 적용된 내용을 다루었다. X선 이미징을 통해 마이크로스케일에서 입자의 정보를 추출할 수 있으며 벤토나이트의 불균질성을 야기할 수 있는 펠렛 내부의 균열을 검출할 수 있다. 수화조건하에서 분말과 펠렛이 혼합된 벤토나이트에 대한 X선 분석을 통해 실험과정에서 발생하는 불균질 영역을 특정하고 모니터링이 가능하다. 펠렛으로만 구성된 벤토나이트가 펠렛과 파우더의 혼합으로 이루어진 벤토나이트보다 더 빨리 팽윤되는 특성이 보고되기도 하였다. 벤토나이트의 입자와 블록에 존재하는 작은 균열들이 건조-수화 조건하에서 각각 균열의 닫힘과 열림이 발생하는 것도 확인되었다. 전문 소프트웨어를 이용하여 시공간 단층 이미지로부터 변형률분포를 추출한 경우도 있었다. 최근의 연구들에서는 X선 단층촬영 기술을 이용하여 시간경과에 따른 벤토나이트의 건조밀도, 함수비, 입자의 이동 등을 평가하기도 하였다. 또한, 수화과정에 온도 조건을 고려하여 시간에 따른 재료의 전체 밀도 및 국부적 밀도 변화를 관찰하는 연구도 진행되고 있다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제13권7호
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• pp.13-17
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• 2012

근래 기존의 항만 중심에 초점이 맞추어져 있던 해양 개발에서 녹색 성장 기술 확보 및 서비스 산업을 창출할 수 있는 해양 공간을 마련하기 위하여 해상 폐기물매립장을 자원순환기술 및 지반개량공법을 적용하여 추후 친환경 인공섬의 기반으로 삼고자 한다. 따라서, 본 연구에서는 해상 폐기물매립장의 지반 개량과 오염물질 정화를 동시에 진행할 수 있는 반응성연직배수공법의 현장 적용성을 판별하기 위하여 공법 적용 대상 지반의 역학적 특성과 공법의 시공성에 대한 연구를 수행하였다. 본 논문에서는 반응성연직배수파일의 충분한 이격거리를 확보하면서 지반의 조기 안정을 위해 연직 배수거리를 단축할 수 있는 배수중간층의 적용을 제안하였다. 또한, 반응성연직배수공법을 적용하여 해상 폐기물 매립장의 경제적인 운영을 도모하고자, 배수중간층을 적용한 경우의 역학적인 거동을 파악하였다. 직경 250mm의 원형 토조를 제작 후 모형시험과 표준압밀시험을 통하여 압밀 방식에 따른 침하특성을 판별하였다. 그 결과 추후 인공섬의 기반으로 사용할 해양 폐기물 매립장에 준설토를 투기할 경우 배수중간층을 적용한 반응성연직배수파일을 사용하여 조기 지반안정과 토양 정화가 가능할 것으로 판단된다. 또한, 지반 개량 후 구조물에 의한 응력증가로 발생하는 침하량은 진공압밀공법으로 개량한 경우가 연직재하공법을 적용한 경우보다 지반공학적으로 유리한 압밀특성을 가지는 것으로 나타났다.

• 터널과지하공간
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• 제32권6호
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• pp.491-501
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• 2022

벤토나이트는 고준위 방사성 폐기물 처분장의 완충재 및 뒷채움재의 주재료로 고려되고 있다. 처분환경에서 벤토나이트는 열-수리-역학-화학적 복합적 거동을 겪게 된다. 본 연구는 제작된 수화거동 실험용 셀을 사용하여 수화 조건에서 벤토나이트의 거동 특성을 X선 단층촬영 기술을 이용하여 평가하고자 하였다. 플라스틱재료로 만들어진 원통형 셀은 상부의 탈착식 캡을 이용하여 시료 상부에 수직응력을 가하거나 팽윤압을 측정할 수 있도록 제작하였다. 수화실험은 건조밀도 1.4 g/cm³, 함수율 20%의 조건으로 제작된 경주 벤토나이트 블록시료로 수행되었다. 샘플의 직경은 27.5 mm, 높이는 34 mm 이며, 수화 실험 중 0.207 MPa의 일정한 압력으로 물을 주입하였으며, 7일 동안 수화실험을 지속하였다. 하루 동안 수화 과정을 거치면서 벤토나이트가 팽창하여 셀 내부의 공간을 채우는 것을 확인하였다. 또한, 샘플의 X선 CT값의 히스토그램 분석을 통해 수화 과정 초기의 샘플 밀도 증가와 이후 점진적인 밀도 감소가 발생함을 평가할 수 있었다. 평균 CT 값, CT값의 표준 편차, CT값 변화량에 대한 분석을 통해 샘플의 수화 과정에 대한 자세한 정보를 확인할 수 있었다. 즉, 수화 시작 후 2일 동안 시료 하부 및 상부 영역은 밀도가 감소하고 중간 영역은 밀도가 증가하였다. 그 후 수화가 진행되면서 샘플의 각 위치에서의 밀도 변화는 초기 샘플의 밀도와 비교할 때 그 차이가 점차 감소함을 확인하였다. 샘플 내 균열의 형성과정과 이후 감소되는 현상도 X선 단층촬영에 의해 확인되었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제10권7호
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• pp.125-133
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• 2009

하수를 정화하는 과정에서 발생하는 슬러지는 과거 주로 매립되어 왔으나, 2003년 유기성 슬러지의 매립금지라는 폐기물 관리법이 개정됨에 따라 최근에는 주로 해양투기 되어왔다. 그러나 '런던협약 96의정서'에 의해 2011년부터 해양투기도 금지될 예정이어서, 세계 각국은 슬러지의 다양한 처리방법에 대해 노력하고 있다. 우리나라도 예외 없이, 하수슬러지의 합리적인 처리방법을 찾기 위해 현재 많은 전문가들이 노력하고 있으며, 그중 하나가 재생 에너지화이다. 슬러지의 재생 에너지화의 성패는 친환경적이고 경제적인 건조방법에 달려 있다 해도 과언이 아니다. 따라서 본 연구에서는 영동군에서 발생하고 있는 하수슬러지를 재생에너지화하기 위해, 슬러지의 화학적 특성을 분석하여 에너지화 가능성을 검토하고, 마이크로파를 물과 슬러지에 각각 조사하여 슬러지의 건조 특성과 효율성 등을 분석하였다. 그 결과, 영동군하수 슬러지는 중금속 성분이 매우 적고 열량이 3,370kcal/kg 이상으로 재생에너지화하기에 적당함을 확인하였다. 또한, 마이크로파에 의한 슬러지 건조 특성을 분석한 결과, 슬러지 중량 대비 시간의 곡선은 투입 슬러지 량에 관계없이 늘어진 S자 형태의 거동특성을 보임은 물론 그 기울기가 일정함을 확인하였다. 또한, S 곡선을 변곡점 기준으로 세 영역으로 나눌 경우 두 번째 영역에서 건조가 가장 많이 일정하게 발생하며, 전체 건조량의 약 80% 이상임도 확인하였다. 본 결과는 향후 마이크로파를 이용한 full-scale 건조공정에서 투입 슬러지 대비 슬러지 건조량을 예측하는데 적용할 수 있다. 또한 본 실험 결과에 의하면, 마이크로파에 의한 건조능력이 약1.0kg/kW 이상을 보이고 있어 경제성도 갖고 있음을 확인하였다.