• 제목/요약/키워드: Clay Architecture

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수리역학적연계 3차원 입자유동코드를 사용한 유체주입에 의한 단층변형 모델링: DECOVALEX-2019 Task B (Modelling of Fault Deformation Induced by Fluid Injection using Hydro-Mechanical Coupled 3D Particle Flow Code: DECOVALEX-2019 Task B)

  • 윤정석
    • 터널과지하공간
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    • 제30권4호
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    • pp.320-334
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    • 2020
  • 본 수치해석연구에서는 국제공동연구프로젝트 DECOVALEX2019의 Task B의 일환으로 PFC3D를 기반으로한 수리역학연계모델을 개발하여 스위스 Mont Terri 지하연구시설에서 수행된 단층의 유체주입으로 인한 슬립시험을 모사하였다. 이를통해, 개발한 PFC3D 수리역학연계모델이 가진 한계점과 향후 보완할 점을 검토하고자 하였다. PFC3D를 기반으로한 3차원 입자결합모델 내 공극-유동통로모델을 생성하였으며 이를 사용하여 Mont Terri Step 2 단층내 유체주입실험을 모사하였다. 모델링결과 단층대를 따라 주입유체의 유동에 의한 단층대의 변형을 확인하였지만, 관측정에서의 시간에 따른 수압변화는 현장측정치와 부분적으로 일치하는 경향을 확인하였다. 현장측정 관측수압은 초기 유체주입 압력증가에 거의 변화를 보이지 않고 주입수압이 최대치에 도달할때쯤 급격한 증가를 보이는반면, 모델링에서는 주입압력이 증가함에 따라 관측수압도 부드럽게 증가하는 경향을 보였다. 이러한 부분적으로 일치하는 결과의 원인으로는 Mont Terri 현장의 단층을 모사하는 방법에 기인하는 것으로 판단하다. PFC3D에서는 단층을 손상대와 코어균열의 조합으로 모사하였고 단층대의 두께가 약 2 m로 주입유체가 단층대를 통해 유동하도록 모사하였기에 현장에서의 주입유체의 단층내 유동보다 그 유동범위가 크게 모사되었다고 판단한다. 또한, 현장단층에서와 같이 단층내부에 존재하는 충진물질로 인해 단층내 수리유동이 제한되어 국부적으로 과잉공급수압이 형성될 수 있는 기재를 모사하지 못한 점 또한 모델링 결과와 현장측정결과가 부분적으로 일치하는 원인일 수 있다. 단층변형의 경우는 모델링결과와 현장측정결과 유사한 수준으로 일치하는 결과를 확인하였다. 수치모델을 변형하여 단층대의 두께를 감소시키고 단층내 충진 물질의 비균질적인분포를 모사할 수 있는 방법론에 대한 후속 연구를 통해 PFC3D 수리역학연계모델의 유체주입으로 인한 단층활성화 연구로의 적용성을 향상시키는 것을 제안하고 한다.

산림생태계 훼손 유형별 표토의 이화학적 특성 비교 (Compare Physicochemical Properties of Topsoil from Forest Ecosystems Damage patterns)

  • 김원태
    • 한국환경생태학회지
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    • 제29권6호
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    • pp.923-928
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    • 2015
  • 본 연구에서는 산림생태계 훼손 유형별 표토의 이화학적 특성 비교와 식재기반 조성 재료로서의 활용 여부를 평가하였다. 표토는 산림생태계 훼손 유형별 훼손지역 12개 지역, 36개 지점과 각 훼손지 주변에 위치한 자연지역 12개 지역, 36개 지점, 총 72개 지점에서 채취하여 분석하였다. 분석 결과, 자연지역의 토성은 식양토~사양토, 용적밀도는 $0.95{\sim}1.10Mg/m^3$, 고상률은 $35.7{\sim}44.0m^3/m^3$, 공극률은 $56.0{\sim}64.3m^3/m^3$, 내수성입단율은 8.4~35.8%, 토양경도는 5~13 mm, 토양산도는 5.3~6.1, 전기전도도는 0.14~0.65 dS/m, 전질소량은 0.28~0.42%, 양이온치환용량은 $14{\sim}22cmol^+/kg$, 치환성칼륨함량은 $0.15{\sim}0.31cmol^+/kg$, 치환성칼슘함량은 $2.07{\sim}2.84cmol^+/kg$, 치환성마그네슘함량은 $0.45{\sim}1.97cmol^+/kg$, 유효인산함량은 17~96 mg/kg, 유기물함량은 3.2~5.6%의 범위를 나타냈으며, 훼손지역의 토성은 식양토~양질사토, 용적밀도는 $1.54{\sim}1.75Mg/m^3$, 고상률은 $52.8{\sim}58.0m^3/m^3$, 공극률은 $42.0{\sim}47.2m^3/m^3$, 내수성입단율은 4.2~22.5%, 토양경도는 13~25 mm, 토양산도는 4.8~5.5, 전기전도도는 0.13~0.62 dS/m, 전질소량은 0.02~0.12%, 양이온치환용량은 $5{\sim}15cmol^+/kg$, 치환성칼륨함량은 $0.11{\sim}0.18cmol^+/kg$, 치환성칼슘함량은 $0.45{\sim}2.36cmol^+/kg$, 치환성마그네슘함량은 $0.39{\sim}0.96cmol^+/kg$, 유효인산함량은 15~257 mg/kg, 유기물함량은 0.4~2.2%의 범위를 나타냈다. 자연지역과 훼손지역 표토의 이화학적 특성 비교를 통해 훼손지역 표토가 자연지역 표토에 비해 이화학적 특성이 악화되었음을 확인할 수 있었다. 이에 향후 표토 재활용을 위한 보전 및 관리 대책이 필요한 것으로 판단되었다.

만경강 하구역에 분포하는 염생식물의 개체군 형성 전략에 관한 연구 (Population Formation Strategies of Halophytes in Mankyeong River Estuary)

  • 김창환;조두성;이경보;최송열
    • 한국환경생태학회지
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    • 제20권3호
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    • pp.299-310
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    • 2006
  • 만경강 하구역 염습지에 우점 분포하는 5종 염생식물의 개체군 형성 전략에 대하여 유묘 출현율, 생물량, 뿌리 줄기길이생장, 교차이식 생존율, 토양환경 요인 등을 2005년 2월에서 10월까지 조사하였다. 유묘 출현 시기는 칠면초가 가장 빨랐으며 그다음으로 가는갯능쟁이, 퉁퉁마디, 갯개미취, 나문재 순으로 나타났다. 염생식물의 수분상태와 염도에 따른 발아율은 칠면초가 침수구 상태의 고온과 저염도에서, 퉁퉁마디가 고염도에서, 가는갯능쟁이와 갯개미취가 건조구와 침수구에서, 나문재가 건조상태의 고염도에서도 발아가 잘 되었다. 5종 염생식물의 교차이식 생존율은 저위염습지에 칠면초, 중위염습지에 퉁퉁마디, 가는갯능쟁이, 갯개미취, 고위염습지에 나문재가 높았다. 토양환경요인은 비슷하였으나 토성은 점토, 모래, 미사 순으로 높게 나타났다. 따라서 본 연구결과 5종 염생식물의 개체군 형성 전략은 칠면초는 저위염습지에, 퉁퉁마디, 가는갯능쟁이 그리고 갯개미취는 중위염습지에, 나문재는 고위염습지에 분포하여 이루어진다고 여겨진다.

경량골재 콘크리트 바닥판의 펀칭전단강도의 실험적 평가 (Experimental Evaluation of the Punching Shear Strength with Lightweight Aggregate Concrete Slabs)

  • 김정중;문지호;염광수
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제26권3호
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    • pp.361-367
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    • 2014
  • 이 연구에서는 실험연구를 통하여 경량골재콘크리트 바닥판의 펀칭전단강도를 평가하였다. 일반콘크리트와 서로 다른 4 종류의 경량골재를 사용하여 총 5 개의 바닥판 실험체를 제작하였다. 이 연구에서 사용된 4 가지의 경량골재는 서로 원재료(점토, 셰일, 혹은 점판암) 및 형상 (원형 혹은 분쇄형)이 다르며, 이러한 서로 다른 경량 골재들이 바닥판의 펀칭전단강도에 미치는 영향을 실험 결과를 바탕으로 분석하였다. 실험 결과, 원형 경량골재로 만든 바닥판실험체의 펀칭전단파괴면은 일반콘크리트 실험체 및 파쇄된 경량골재 바닥판실험체보다 기울기가 낮았으며, 이로 인해 전단파괴면이 더 넓게 분포하였다. 이로 인해 펀칭 전단강도가 증가될 수 있었다. 반면에 파쇄된 경량골재의 경우 파괴면이 일반 콘크리트와 유사한 것으로 나타났다. 마지막으로 실험 결과를 현재 펀칭전단강도를 예측하는데 널리 쓰이는 국내기준과 ACI318-11 및 CEB-FIP 코드와 비교 분석하여 경량골재콘크리트 바닥판의 펀칭전단강도 예측의 유효성을 검증하였다.

기초형식에 따른 LNG 저장탱크의 지반-구조물 상호작용을 고려한 수직방향 지진응답 분석 (Evaluation of Soil-Structure Interaction Responses of LNG Storage Tank Subjected to Vertical Seismic Excitation Depending on Foundation Type)

  • 손일민;김재민
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제32권6호
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    • pp.367-374
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    • 2019
  • 논문에서는 수직방향 지진입력에 의한 지반-구조물 상호작용 효과가 기초 종류에 따라 LNG 저장탱크의 지진응답에 미치는 효과를 분석하였다. 이를 위하여 직경 71m인 LNG 탱크와 기반암 위 점토지반의 깊이가 30m인 지반조건을 고려하였다. 그리고 기초형식으로 네 가지(얕은 기초, 말뚝지지 전면기초, 말뚝기초(지표면 접촉식, 부유식)를 고려하였다. 지반의 비선형성은 자유장 지반에 대하여 등가선형화기법으로 고려되었다. 또한, 말뚝기초의 시공과정에서 발생하는 동다짐 효과에 대해서도 분석하였다. SSI 해석을 위하여 진동수영역 해석프로그램인 KIESSI-3D를 이용하였다. 지반-구조물 상호작용 해석을 통해 LNG 저장탱크의 외조 벽체 쉘의 응력을 구하였다. 해석결과로부터 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다: (1) 얕은 기초에서 외조탱크의 수직응력은 SSI 효과로 인하여 고정기초응답 보다 작았다. (2) 말뚝으로 지지된 기초에서 말뚝으로 인해 기초의 수직강성이 커지고 방사감쇠가 작아질 수 있기 때문에 SSI 응답이 고정기초응답 보다 커질 수 있다. (3) 동다짐 효과는 수직지진에 의한 LNG 저장탱크의 응답에 미치는 영향이 매우 작았다.

답전윤환에 따른 토착 Bradyrhizobium japonicum의 서식밀도와 토양 이화학성과의 관계 (Relatedness of Naturalized Bradyrhizobium japonicum Populations with Soil Physico-Chemical Characteristics as Affected by Paddy-Upland Rotation)

  • 박창영;윤문태;최상욱;하호성;강위금
    • Applied Biological Chemistry
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    • 제40권5호
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    • pp.438-441
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    • 1997
  • 칠곡통의 식양질 논에서 답전윤환시 밭작물로 콩을 재배했을 때 Bradyrhizobium japonicum의 밀도변화와 토양 이화학성과의 상관관계를 조사하였다. B. japonicum의 서식밀도는 계속 논이용구에서 $10^1cells/g.soil$ 수준이었고 답전윤환구에서는 $10^1cells/g.soil$ 이상 수준이었다. 그리고 시비수준별 균주 밀도는 무비구가 관행시비구보다 2년주기 윤환시 1.9배, 3년주기 윤환 및 4년연속 밭이용시는 10배가량 높은 수준이었다. 토착 B. japonicum 밀도변화는 토양의 유기물함량$(r=0.83^*),\;Ca/K(r=0.74^*)$$(Ca+Mg)/K(r=0.72^*)$와 정상관 관계를 보였고 토양경도와는 부의 상관관계(r=-0.73*)를 보였다. 그리고, 계속 논이용구 대비 답전윤환구에서의 B. japonicum 밀도증가는 질소고정잠재능의 증가로 이어졌다.

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Use of the Quantitatively Transformed Field Soil Structure Description of the US National Pedon Characterization Database to Improve Soil Pedotransfer Function

  • Yoon, Sung-Won;Gimenez, Daniel;Nemes, Attila;Chun, Hyen-Chung;Zhang, Yong-Seon;Sonn, Yeon-Kyu;Kang, Seong-Soo;Kim, Myung-Sook;Kim, Yoo-Hak;Ha, Sang-Keun
    • 한국토양비료학회지
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    • 제44권5호
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    • pp.944-958
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    • 2011
  • Soil hydraulic properties such as hydraulic conductivity or water retention which are costly to measure can be indirectly generated by soil pedotransfer function (PTF) using easily obtainable soil data. The field soil structure description which is routinely recorded could also be used in PTF as an input to reduce the uncertainty. The purposes of this study were to use qualitative morphological soil structure descriptions and soil structural index into PTF and to evaluate their contribution in the prediction of soil hydraulic properties. We transformed categorical morphological descriptions of soil structure into quantitative values using categorical principal component analysis (CATPCA). This approach was tested with a large data set from the US National Pedon Characterization database with the aid of a categorical regression tree analysis. Six different PTFs were used to predict the saturated hydraulic conductivity and those results were averaged to quantify the uncertainty. Quantified morphological description was successively used in multiple linear regression approach to predict the averaged ensemble saturated conductivity. The selected stepwise regression model with only the transformed morphological variables and structural index as predictors predicted the $K_{sat}$ with $r^2$ = 0.48 (p = 0.018), indicating the feasibility of CATPCA approach. In a regression tree analysis, soil structure index and soil texture turned out to be important factors in the prediction of the hydraulic properties. Among structural descriptions size class turned out to be an important grouping parameter in the regression tree. Bulk density, clay content, W33 and structural index explained clusters selected by a two step clustering technique, implying the morphologically described soil structural features are closely related to soil physical as well as hydraulic properties. Although this study provided relatively new method which related soil structure description to soil structure index, the same approach should be tested using a datasets containing the actual measurement of hydraulic properties. More insight on the predictive power of soil structure index to estimate hydraulic properties would be achieved by considering measured the saturated hydraulic conductivity and the soil water retention.

현장발생토 활용 식재기반 조성유형별 소나무 생육 특성 평가 (Growth Characteristic of Pinus densiflora by Soil Generated at Civil Works Site)

  • 오득균;김필립;윤용한;김원태
    • 한국환경과학회지
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    • 제28권8호
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    • pp.655-667
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    • 2019
  • This research aims to identify the possibility of developing A horizon resources that can be used for construction and civil engineering work. As such, the utility of A horizon resources was examined by establishing planting ground through a mixture of soil layers and by analyzing the growth and development of Pinus densiflora. The physicochemical and physical properties of the soil were as follows: the A horizon was sandy clay loam, B horizon was sandy loam, and the mixture of two layers appeared as sandy loam, which was identical to the B horizon. The experimental groups did not show any significant difference in their physical properties of porosity and degree of water-stable aggregates. With regards to chemical properties, the A horizon as well as the mixture of A and B horizon showed acidity while the B horizon showed alkalinity. The figures of organic matter, total nitrogen, available phosphate, and replaceable potassium were greater as the A horizon content increased, whereas the figures of replaceable calcium, replaceable magnesium, and conductivity increased as the A horizon content decreased. As a result of the growth and development of Pinus densiflora in each planting ground, the final survival rates were all above 100%. However, the tree height and the rate of growth for the diameter of root were higher in the order of A horizon > A horizon + B horizon > B horizon,indicating that the increased A horizon content is related to the growth and development of Pinus densiflora. The treatment of soil with improvement agents, used to recover the functions of in-situ soil showing poor growth and development, did not have a clear impact on the soil texture and porosity. However, the degree of water-stable aggregates increased significantly when using O horizon as the soil improvement agent among the types of in-situ soil. In contrast, all items related to the chemical properties showed significant differences following the treatment by soil improvement agents. The survival rate according to the treatment of soil improvement agents for the growth and development of Pinus densiflora was higher in the order of organic horizon = no treatment > compound fertilizer > organic fertilizer + compound fertilizer > organic fertilizer; this result was statistically significant with a marginal significance value of the log-rank test(p < 0.05).

석회석 혼합재의 화학성분과 치환량이 시멘트 초기 물성에 미치는 영향 (A Effect of Chemical Composition and Replacement Ratio of Limestone Admixture on Initial Cement Characteristics)

  • 서동균;김규용;최재원;김경석;우지완
    • 한국건설순환자원학회논문집
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    • 제11권4호
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    • pp.440-448
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    • 2023
  • 시멘트 산업의 원료대체 기술의 하나인 혼합재 활용 기술은 다른 기술에 비해 접근성이 상대적으로 좋아 쉽고 빠르게 실적용이 가능할 것으로 기대된다. 시멘트 혼합재 중 석회석 분말은 핵형성효과, 화학적효과, 충전효과를 통해 시멘트 성능을 향상시킬 수 있다고 보고하고 있어 시멘트 혼합재로써 적합성이 기대되는 재료이다. 한편, 전 세계적으로 양질의 석회석이 고갈되면서 점토질 또는 마그네시아(MgO) 함량이 높은 석회석의 사용이 점차 불가피해지는 상황이다. 따라서 본 연구에서는 국내에서 흔히 사용되는 서로 다른 품질의 석회석을 혼합한 석회석 시멘트의 기초 물성을 측정하여 혼합재로서의 적합성을 평가하고자 하였다. 결과적으로 석회석 혼합재 화학성분과 상관없이 알라이트 반응촉진 효과를 확인할 수 있었다. 하지만 화학성분보다 치환량에 따른 희석효과가 크게 나타났다. 본 연구범위 내에서 석회석의 함량이 15 % 이내의 범위에서 중품위의 석회석도 혼합재로 사용할 수 있을 것으로 판단된다. 추후 시멘트 화학성분에 따른 추가적인 실험을 통하여 석회석 혼합재의 화학성분이 미치는 영향을 평가할 예정이다,

『임원경제지』 「섬용지」와 문화재수리 표준시방서를 통해 본 전통조경공간 설계 시공방법 (A Study on the Design & Construction Method of Traditional Landscape Space through the 『Imwongyeongjeji』 「Seomyongji」 and the 'Standard Specification for Repairing Cultural Heritages')

  • 이정한
    • 한국전통조경학회지
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    • 제37권4호
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    • pp.1-10
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    • 2019
  • 본 연구는 과거 전통조경공간의 설계 및 시공과 오늘날 이를 유지 계승하기 위한 문화재수리 및 정비 등의 시공방법을 임원경제지 섬용지와 문화재수리 표준시방서를 토대로 서술방식, 전통조경 분야 관련 공정 추출, 시공방법을 상호 비교하였으며, 그 결과는 다음과 같다. 첫째, 임원경제지 섬용지와 문화재수리 표준시방서의 서술방식 및 전통조경 분야 관련 공정을 살펴본 결과 임원경제지 섬용지는 생활공간 전반의 시공방법을 집대성한 백과사전서로 구성요소별 시공방법의 사용처, 효과, 장·단점을 서술하고 구체적인 수치를 제시하여 전통조경공간 시공의 제도의 보급을 목적으로 삼았다. 문화재수리 표준시방서는 문화재 수리의 공정 전반을 제시하였으며, 문화재 수리 현장에서 참고할 수 있는 일종의 지침서 역할을 하고 있다. 이중 기초공사, 지붕공사, 조경공사, 담장공사 등이 전통조경분야에 적용될 수 있는 주요 항목으로 도출되었다. 둘째, 전통조경공간 시공방법을 기초공사와 지붕공사, 조경공사, 담장공사 등의 공정으로 구분하여 분석해보면, 기초공사는 지반을 다지는 과정을 반복하는 방식이다. 지붕공사 중 기와지붕 조성은 서까래 위에 산자를 설치하고 기와를 쌓았으며, 초가지붕은 볏짚을 여러 다발로 묶어 차례로 지붕을 덮었다. 석판지붕은 기와 대신 얇고 넓은 돌을 사용하였으며, 너와지붕은 나무판자를, 굴피지붕은 건조시킨 굴피를 여러 겹으로 깔아 조성하였다. 조경공사는 주로 잡석다짐을 통한 포장기법과 여러 단을 조성하고 상부에 석물이나 화초나 관목 등을 식재하는 화계 시공이 주를 이루고 있고 담장공사는 쌓는 재료에 따라 흙을 다져 쌓은 토담, 돌과 진흙을 사용한 돌담, 기와로 무늬를 만든 영롱담, 널판을 벽면으로 사용하는 판장 시공 등이 도출되었다. 셋째, 임원경제지 섬용지와 문화재수리 표준시방서의 시공방법을 비교해보면, 임원경제지 섬용지는 전통공간의 신규 조성을 위한 시공방법의 표준화에 중점을 두고, 문화재수리 표준시방서는 문화재 수리 현장의 다양성을 고려한 전반적인 시공 절차를 제공하여 시공의 범위 설정에 차이가 있다. 또한 과거 전통조경공간은 일상거주공간이었으나 오늘날에는 문화재로 지정된 곳으로서 기 구축된 시설의 유지관리 공정이 이루어지며, 관람환경 조성을 위한 시공방법이 추가되었다. 전통지식의 계승 차원에서 과거의 시공방식은 오늘날 문화재 수리에도 일정 부분 유사한 방법들이 확인되며, 일부 소재나 배합방식, 후대 추가된 시설의 구분, 효율적인 시공방식의 도입 등 전통기술을 재구성한 사례도 확인되었다.