• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.92-92
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• 2022

산 사면의 지반이 붕괴되어 흙, 모래, 자갈 그리고 물 등이 혼합하여 유동하는 토석류는 예측과 대비가 어려운 자연재해 중 하나 이다. 특히, 강우로 인해 발생하는 토석류의 경우 매우 빠르게 유동하기 때문에 피해 예측이 제한적이다. 이러한 토석류가 도심지역 또는 마을주변에서 발생할 경우 많은 인명 및 재산 피해가 발생한다. 따라서 토석류의 유동을 최소화시키기 위해선 1차적으로 수치모형을 통한 전반적인 유동 및 피해 규모 예측이 이루어져야 하며, 이러한 분석을 바탕으로 사방댐과 같은 구조물의 효율적인 설계가 이루어져야 한다. 이에 수치모형을 통해 토석류의 유동을 분석하고자 하는 많은 연구가 진행된 바 있으며, 사방댐 설계 분석 또한 수치모형과 실험을 통해 연구된 바 있다. 선행연구들에 따르면, 1) 발생부로부터의 거리, 2) 토석류 에너지의 감소, 3) 침식-연행 작용, 4) 사방댐의 용량 등이 효율적인 사방댐 설계에 영향을 미친다고 분석된 바 있다. 하지만 위의 항목들에 대한 종합적인 비교분석은 미비한 실정이다. 따라서 본 연구에선 위에서 제시한 4가지의 항목들을 바탕으로 사방댐 설계에 중요한 요소를 평가하고 산정하고자 한다. 토석류의 유동과 사방댐을 모의분석하기 위해 Deb2D 수치모형을 활용하였으며, Voellmy 유변학적 모형과 침식-연행-퇴적 작용을 분석할 수 있는 알고리즘을 사용하여 토석류의 유동을 현실에 가깝게 모의하였다. 2011년 서울 우면산에서 발생한 산사태 유역들 중에서 래미안 아파트 유역과2019년 강원도 갈남리에서 발생한 산사태를 대상지구로 선정하였다. 연구 결과에 따르면 4가지 요소들 중에서 사방댐의 용량이 효율적인 사방댐 설계에 가장 주요한 요인으로 분석되었다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제28권1호
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• pp.33-39
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• 2024

Understanding the behavior of soil under cyclic loading conditions is essential for assessing its response to seismic events and potential liquefaction. This study investigates the effect of non-plastic fines content (FC) on excess pore pressure generation in medium-density sand-silt mixtures subjected to strain-controlled cyclic direct simple shear (CDSS) tests. The investigation is conducted by analyzing excess pore pressure (EPP) ratios and the number of cycles to liquefaction (Ncyc-liq) under varying shear strain levels and FC values. The study uses Jumunjin sand and silica silt with FC values ranging from 0% to 40% and shear strain levels of 0.1%, 0.2%, 0.5%, and 1.0%. The findings indicate that the EPP ratio increases rapidly during loading cycles, with higher shear strain levels generating more EPP and requiring fewer cycles to reach liquefaction. At 1.0% and 0.5% shear strain levels, FC has a limited effect on Ncyc-liq. However, at a lower shear strain level of 0.2%, increasing FC from 0 to 10% reduces Ncyc-liq from 42 to 27, and as FC increases further, Ncyc-liq also increases. In summary, this study provides valuable insights into the behavior of soil under cyclic loading conditions. It highlights the significance of shear strain levels and FC values in excess pore pressure generation and liquefaction susceptibility.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제25권7호
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• pp.21-27
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• 2024

동상은 동토지반의 중요한 공학적 특성 중 하나로, 겨울철에 국내에서는 동상으로 인한 다양한 피해가 발생한다. 미국과 일본은 동토지역을 포함하고 있어 동상에 대한 연구가 활발히 이루어졌으며, 표준화된 실험법을 보유하고 있다. 특히, 일본 동상 실험법은 시료 준비와 실험 과정이 비교적 간단하다는 장점이 있다. 그러나 동상 실험 결과의 공학적 해석이 모호하며, 동상 민감성 판정 기준이 제시되지 않아 실제 활용에 문제가 있다. 본 논문에서는 모래-실트 혼합토를 대상으로 일본 동상 실험법에 따라 온도제어형 셀을 활용한 실내실험을 수행하고, 동상속도 산정 과정을 면밀히 분석하였다. 더불어, 일본 동상 실험법으로 산정된 동상속도가 미국에서 제시한 동상 민감성 판정 기준에 적용 가능한지 검토하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제29권7호
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• pp.826-832
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• 2007

수돗물내의 불쾌한 이취미는 수도사업자에게 여러 가지 문제를 일으킨다. 비록 이취미는 건강상에 유해하지는 않지만 소비자들에게 수돗물의 안정성을 의심하게 되는 주된 요인이 되고 있다. 본 연구에서는 낙동강 원수와 급속 모래여과 처리수에 함유된 geosmin에 대한 오존과 오존/과산화수소 공정에서 접촉시간별 제거경향을 조사한 결과, 오존 단독공정에 비하여 오존과 과산화수소 혼합공정이 오존 단독공정 보다 접촉시간별로 geosmin 제거율이 월등히 증가하였다. 오존과 과산화수소 투입농도에 따른 여과수 중의 geosmin과 2-MIB의 제거특성 평가에서 2-MIB 보다 geosmin이 오존 및 오존/과산화수소 공정에서 제거가 용이한 것으로 나타났다. 원수 및 여과수에 함유된 geosmin과 여과수에 함유된 2-MIB에 대해 오존 주입농도 $0.5\sim2.0$ mg/L 범위에서 오존과 과산화수소 주입비율 $(H_2O_2/O_3)$에 따른 각각의 반응 속도상수 k의 변화를 조사한 결과, 오존 및 오존과 과산화수소의 주입비율이 증가할수록 반응 속도상수 k가 급격히 증가하였으며 오존과 과산화수소의 주입비율이 어느 한계 이상에 도달하면 반응 속도상수 k는 더 이상 증가하지 않는 것으로 나타났다. 따라서 오존 주입농도 $0.5\sim2.0$ mg/L 범위에서 오존 대비 과산화수소의 적정 주입비율($(H_2O_2/O_3)$ $1\sim2$ 사이인 것으로 나타났다. 급속 모래여과 처리수에서 보다는 오존과 OH 라디칼 소비물질이 많이 존재하는 원수에서의 반응속도 상수가 더 낮은 것으로 나타났다. 호존 주입농도별로 과산화수소 주입농도에 대한 급속 모래여과 처리수중의 geosmin이 제거되는 반감기를 조사한 결과, 오존과 과산화수소 주입농도가 증가할수록 geosmin의 반감기는 급격히 줄어들었으며, 오존만 2 mg/L 주입하여 geosmin을 산화시킨 경우보다 오존 2 mg/L와 과산화수소 10 mg/L를 함께 주입한 경우 반감기가 38.9분에서 4.6분으로 8.5배 정도 감소되는 것으로 나타났다.

• 대한환경공학회지
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• 제32권2호
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• pp.193-200
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• 2010

복합 오염물질 처리를 위해 제조한 다기능성 흡착제인 철과 망간이 동시에 코팅된 모래(Iron and Manganese Coated Sand, IMCS)를 이용하여 용존 Mn(II) 처리 특성을 평가하였다. 실험에 사용된 IMCS는 0.05 M의 Mn(II)과 Fe(III) 용액을 pH 7에서 혼합하여 담체로 쓰인 모래에 코팅하여 제조하였다. IMCS는 ${\gamma}-MnO_2$ 형태의 Mn 산화물과 goethite 및 magnetite($F_{e3}O_4$) 형태의 철산화물이 동시에 존재하는 것으로 나타났다. Mn과 Fe의 함유량은 각각 826 및 1676 mg/kg으로 분석되었으며 $pH_{pzc}$는 6.40으로 측정되었다. IMCS와 산화제로서 NaOCl과 $KMnO_4$를 이용하여 Mn(II)의 제거에 관한 회분식 실험을 pH, 시간, 주입 농도를 변수로 하여 수행하였다. IMCS를 이용하여 Mn(II)을 처리하였을 때, pH 7.4에서 약 34%의 제거율을 나타내었고, 산화제인 NaOCl(13.6 mg/L)을 주입 후 IMCS와 반응시킨 결과 pH 7.0에서 96%의 제거율을 나타냈고, $KMnO_4$(4.8 mg/L)을 이용한 경우 pH 7.6에서 89%의 제거율을 나타내었다. IMCS와 산화제를 이용하여 Mn(II)을 제거할 경우, 용액의 pH가 증가함에 따라 제거율이 증가하는 양이온 형태의 제거 경향을 따랐으며, 반응 시간 6시간이 경과 후 거의 일정한 상태에 도달하는 것으로 나타났다. IMCS만을 이용하여 Mn(II)을 제거한 경우 833.3 mg/kg의 최대제거량을 나타냈고, 산화제로 NaOCl(13.6 mg/L), $KMnO_4$(4.8 mg/L)를 주입 후 IMCS와 반응시킨 경우 최대제거량은 각각 1428.6 및 1666.7 mg/kg으로 나타났다. IMCS에 의한 Mn(II)의 제거는 2차 반응속도식 및 Langmuir 식으로 잘 표현되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제34권2호
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• pp.19-32
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• 2018

심해저 지반에서 가스하이드레이트를 추출하는 경우 diatom과 같은 미세 입자 이동으로 인하여 해저 사면파괴 및 생산성 저하가 발생할 수 있으므로, 미세 입자 이동과 동반한 해저 지반특성 변화에 대한 연구가 요구된다. 본 연구에서는, 모래 지반에 대하여 투수가 발생할 시 미세 diatom 입자 이동으로 인한 지반의 수리 특성 변화를 평가하고자 하였다. 우선 동해 울릉분지 가스하이드레이트 퇴적층을 모사하기 위하여 주문진 표준사와 diatom 혼합 시료를 부피비에 따라 15개의 시료로 조성 및 변수위 투수실험을 수행하였다. 또한 diatom 부피비 50% 및 0%인 교호층 시료의 상 하부 수압차를 3kPa, 6kPa, 9kPa로 조정하여 정수위 투수실험을 수행함으로써 미세 diatom 입자 이동을 모사하고 입자이동 구간에서의 투수계수 및 전기비저항을 측정하였다. 변수위 투수 실험 결과, diatom의 부피비가 증가할수록 시료의 투수계수가 감소하였고, 투수계수 감소 곡선은 diatom 부피비가 10% 이하일 때보다 10%~50% 구간에서 기울기가 완만해 졌으며, diatom 부피비가 50%이상일 때 다시 기울기가 증가하였다. 정수위 투수 실험 결과, diatom이 이동하여 diatom 입자 이동 구간의 투수계수는 감소하고 전기비저항은 증가하였다. 본 연구는 미세 입자 이동이 교호층 지반의 투수계수를 감소시키며, 투수계수와 전기비저항의 반비례관계를 바탕으로 미세 입자 이동으로 인한 혼합시료의 거동을 예측할 수 있음을 보여준다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제16권3호
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• pp.21-30
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• 2017

노후저수지 제체 보강을 목적으로 시멘트 그라우팅공법이 일반적으로 적용되고 있으나, 주입재의 재료적 한계로 인해 여러 문제점이 제기되어 왔다. 이를 극복하기 위하여 국내에서도 다양한 그라우트 재료들을 개발하고 현장에 적용하고 있으나 실제 현장에서 침투주입시 원지반 교란으로 인한 문제가 야기되는 경우가 많다. 본 연구에서는 이와 같은 문제점을 개선하기 위하여 원지반에의 이상적인 침투주입이 가능하도록 고분말, 고점도의 특성을 가지며 실트질 모래층까지 침투주입을 확장시키고 복합조건의 지반에서도 적용할 수 있는 하이브리드형 그라우트재의 물리적 특성을 분석하였으며, 최적의 팽창제를 선정하여 그라우트재와 혼합한 후 부피팽창에 따른 압력과 다짐효과를 검토하여 실효성을 검증하고자 하였다. 팽창율, 일축압축강도, 팽창압력 및 다짐효과확인시험 결과, HI-E(2%) 시료는 팽창제에 의한 개선효과가 탁월한 것으로 나타나 이를 혼합한 하이브리드형 그라우트재는 노후저수지, 방조제 등의 차수 및 보강공법에 효과적으로 적용이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국작물학회지
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• 제59권4호
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• pp.532-538
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• 2014

비소 함유 골재를 토양개량제로 사용하였을 경우 광미에 포함된 유효태 또는 광물로 존재하는 비소가 용출되어 식물생육에 미치는 영향을 조사하기 위해 실험 한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 중세사에서 자갈크기의 유비철석 입자시료에서는 비소가 약 $95.28mg\;kg^{-1}$ 정도 함유된 있으나 밭토양 시료에서는 비소가 없는 것으로 조사되었다. 2. 상추 재배토양에 함유된 양을 기준으로 생물학적 이용가능 비소와 그리고 상추로 전이된 비소의 양의 비율을 비교한 결과 토양으로부터 생물학적 이용 가능 비소 형태로 전환된 비소의 비율은 최저 2.20%에서 최대 3.31%로 조사되었다. 3. 상대적 생물학적 이용가능 비소와 상추내 비소 지수는 정의 상관관계를 보이고 있는 반면 이의 비소 지수가 증가함에 따라 상추의 엽장, 엽폭, 엽수, 생체중과 건물중 모두 반비례로 감소하는 것으로 조사되었다. 4. 입자직경이 토양보다 큰 모래 또는 자갈크기의 비소를 포함한 자갈이 혼합량이 증가됨에 따라 식물가용수분 함량이 감소될 뿐만 아니라 상추가 자라는 동안 비소를 포함된 유비철석입자부터 비소가 토양내로 용존되어 작물체내로 전이기 증가되어 상추 엽장, 엽폭 엽수, 생체중, 그리고 건물중에 영향을 준 것으로 판단한다.

• 자원환경지질
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• 제47권3호
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• pp.275-289
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• 2014

가스하이드레이트가 육상 동토지역과 심해저 퇴적층에 막대한 규모로 부존되어 있음이 밝혀지면서 가스하이드레이트 연구개발 선도국가에서 수행한 최근의 가스하이드레이트 육상 및 해상 생산 시험 결과는 가스하이드레이트가 미래의 에너지 자원으로서 사용 가능성을 높이고 있음을 보여주고 있다. 캐나다 말릭 2002 프로젝트에서는 열수 순환법을 이용하여 5일간 약 $480m^3$의 가스를 생산하였고, 말릭 2006-2008 프로젝트에서는 감압법에 의해 6일간 안정적 연속 생산으로 $13,000m^3$의 누적 생산량을 보임으로서 감압법이 가스하이드레이트부터 가스를 생산하는 유효한 방법임이 입증되었다. 2012년도의 미국 알라스카 현장 시험은 $CO_2-CH_4$ 치환 (맞교환법)을 이용하여 $CO_2+N_2$ 혼합가스를 주입하고 메탄을 생산하는 최초의 시험으로서 약 $6,000m^3$의 혼합가스를 주입하여 일일 생산 최대 $1,270m^3$의 가스를 생산하였다. 최근의 가장 주목할 만한 성과로는 일본이 난카이 해구에서 2013년 3월 감압법을 이용한 세계 최초의 해상 생산 시험을 실시하고, 6일 동안 누적량 $120,000m^3$의 가스를 생산한 것이라 할 수 있다. 일본이 생산 시험을 위해 수행하였던 연구개발 결과와 기술적 이슈들은 2015년도에 생산 시험을 준비하고 있는 우리에게도 많은 시사점을 주는데, 특히 감압 시나리오에 따른 생산 공정 설계, 모래 유입 등 시험정 완결 기법, 생산시 지반 안정성 등 생산 시험 공정 기술 개발의 모든 공정 요소에 대한 면밀한 검토가 요구된다.

• 한국조경학회지
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• 제31권4호
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• pp.90-100
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• 2003

본 연구는 기존 건축물 옥상녹화에 이용 가능한 저토심 옥상녹화 시스템 을 연구하고 개발하고자 수행되었다. 연구목적을 달성하기위해서 시스템의 개념적 모델이 선행 연구로부터 유추되었고 개념적 모델로부터 실험을 위한 시스템들이 제안되었다. 건축물 옥상 위에 설치된 이 시스템들에서 기린초의 생육에 대하여 인공배지 종류, 토심, 그리고 배수 형태의 효과들이 2002년 4월 3일부터 10월 18일까지 연구되었다. 인공배지 종류는 단용과 혼용이고, 토심은 5cm, l0cm,그리고 15cm이며, 배수 형태는 저수$.$배수형과 배수형으로 하였다. 여기서, 인공배지 단용은 폐유리 미분 100에 발포제를 1∼2정도 첨가하고, 착색제를 1정도 첨가한 후, 6∼8$^{\circ}C$/min로 승온하여 750∼85$0^{\circ}C$의 온도에서 발포시킨 다공질 유리를 수냉식으로 급랭하고, 분쇄기로 이송하여 l0mm이하로 분쇄하고 입도를 조절하여 얻어진 다공질 유리 파쇄물과 수피를 부피 비 6:4로 혼합하여 조성된 것이며 인공배지 혼용은 인공배 지 단용에 양토(모래 46%, 미사 40%, 점토 14%)를 부피비 5:5로 혼합하여 조성된 것이다. 피복면적, 지상부와 지하부의 생체중과 건물중, 그리고 시각적 질을 조사하였다. 각 변수들은 던칸의 다중범위 검정으로 통계처리 하였으며 처리들간의 유의수준은 5%였다. 그리고 기존 건축물 옥상에 대한 과부하의 위험을 피하기 위해서 각 시스템의 중량이 평가되었다. 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 실험기간 중에 피복면적에 대한 배수 형태의 효과는 유의성 있는 차이를 나타내지 않았다. 인공배지 혼용의 피복면적은 인공배지 단용의 것보다 통계적으로 유의성 있게 높았다. 토심 5cm처리의 피복면적은 나머지 처리들의 피복면적보다 통계적으로 유의성 있게 낮았다. 토심 l0cm처리와 토심 15cm처리는 통계적으로 유의성이 없는 것으로 나타났다. 지상부와 뿌리의 생체중 및 건물중과 시각적 질에 대한 처리들의 효과는 피복면적에 대한 것과 유사하거나 동일하였다. 결과적으로, 기린초의 생육은 인공배지 단용보다 인공배지 혼용에서 더 높았고, 토심 10∼15cm에서 더 높았으며, 배수 형태에서는 뚜렷한 차이를 나타내지 않았다. 이 결과를 토대로, 기존 건축물 옥상에 적용 가능한 시스템의 허용하중과 기린초의 생육을 동시에 고려해볼 때, 저토심 옥상녹화 시스템 은 인공배지 종류에서는 혼용이, 토심은 10cm, 그리고 배수형태는 배수형이 적합하다고 보았다. 제안된 조건으로 조성된 시스템은 인공배지가 포장용수량상태일 때 그 중량이 약 115kg/$m^2$정도로 나타났다.