• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2010년도 추계 학술발표회
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• pp.1264-1273
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• 2010

Soil-bentonite cutoff walls are widely recognized to be the effective barrier for containment of wastes and groundwater. Bentonite cake is usually found remaining on the trench surface due to the use of bentonite slurry during the excavation for the cutoff wall construction. Defects also inevitably take place due to the inappropriate construction procedures or improperly mixed soil-bentonite backfill. The defects include insufficient keys and windows in the soilbentonite cutoff wall. In this study, the performance of the soil-bentonite cutoff wall is evaluated based on the flow rates through the wall. Three-dimensional numerical models were applied to simulate the groundwater flow through the soil-bentonite cutoff walls of typical geometries with consideration of the defects and bentonite cake. Results of the simulations showed that the bentonite cake has no effect in the insufficient key cases. In the keyed wall cases, the bentonite cake with very low hydraulic conductivity significantly impedes the flow of groundwater through the wall. The presence of the bentonite cake not only compromises the window defect but also renders the wall construction more effective in blocking the groundwater flow. These findings show the significance of the bentonite cake in a soil-bentonite cutoff wall construction.

• 한국지반공학회논문집
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• 제35권8호
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• pp.5-15
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• 2019

이 연구는 오염원 유출을 방지하기 위한 해상폐기물매립장 차수시스템에 요구되는 적절한 기준을 제안하기 위해 수행되었다. 차수시스템은 바닥층과 연직벽으로 구성된다. 바닥층은 불투수 점토층으로 연직벽은 이중벽체로 외곽벽체는 강관쉬트파일로 외력에 대한 저항을 담당하고 연직내부벽체가 차수를 담당하는 것으로 가정하였다. SEEP/W와 CTRAN/W 프로그램을 이용하여 침투-이류-분산 해석을 정상류 및 비정상류 조건에서 실시하였다. 해석결과, 정상류 조건에서 비정상류 조건 보다 오염원 이동이 크게 나타나 설계관점에서 차수기준은 정상류조건에서 산정된 값을 적용하는 것이 타당한 것으로 나타났다. 바닥층의 점토지반이 균질하고 연직차수시스템의 시공에 문제가 없다는 전제하에 정상류조건에서 오염원 이동의 차수에 요구되는 점토층 및 연직차수벽의 투수계수, 두께, 근입깊이 등이 제안되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제25권12호
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• pp.47-55
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• 2009

순간변위시험(Slug test)을 통해 대수층의 투수계수를 구할 때, 시험결과 해석에 적용하는 line-fitting법 중 가장 일반적인 방법이 Bouwer and Rice법이다. Bouwer and Rice법을 적용하여 압축성이 크고 벽체의 두께가 얇은 연직차수벽의 투수계수를 산정할 때는 세심한 주의가 필요하다. 그리고 연직 차수벽과 주변 지반 사이에 형성된 상대적으로 투수성이 낮은 영역, 즉 필터케이크(Filter cake)는 Bouwer and Rice법을 연직차수벽의 투수계수 산정시, 이 방법을 직접적용하기 어렵게 만든다. 본 논문에서는 기존의 Bouwer and Rice법의 한계를 극복하기 위해서 유선망 개념을 도입한 수정 Bouwer and Rice법을 제안하였다. 수정된 Bouwer and Rice법은 연직차수벽의 투수계수를 산정할 때 필터케이크를 포함한 연직차수벽의 기하학적 조건을 효율적으로 반영할 수 있도록 한다. 또한, 수정 Bouwer and Rice법의 적용성을 검증하기 위한 사례 연구가 본 논문에서 수행되었다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2009년도 세계 도시지반공학 심포지엄
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• pp.1478-1486
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• 2009

As a conventional line-fitting method, the Bouwer and Rice method has been popularly adopted to estimate the hydraulic conductivity of an aquifer through a slug test. Because a ventical cutoff wall is usually very compressible and features a small wall thickness, the Bouwer and Rice method should be carefully used for the vertical cutoff wall. In addition, a relatively impermeable layer, called a filter cake, formed at the interface between the cutoff wall and the natural soil formation makes it difficult to use the Bouwer and Rice method directly. In order to overcome such limitations, the original Bouwer and Rice method is modified by incorporating the concept of the flow net method. In this modification, the geometry condition of cutoff walls including the filter cake is effectively considered in evaluating the hydraulic conductivity of a vertical cutoff wall.

• 한국지반공학회논문집
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• 제27권10호
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• pp.105-116
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• 2011

지금까지 순간 변위시험 (slug test)를 이용해 연직차수벽의 현장투수계수를 평가할 수 있는 이론해는 제시된 바가 없다. 최근 부분 관입된 우물(well)형상에 적용 가능한 이론해에 관한 연구가 발표되었으나, 이는 무한 경계조건인 대수층에만 국한되고 좁은 벽체형상의 연직차수벽의 경계 조건에는 그대로 적용될 수 없다. 이러한 연직차수벽 경계조건을 고려하기 위해, 본 연구에서는 가상 우물법(method of imaginary well)을 도입하여 기존 이론해를 수정하였다. 연직차수벽의 경계조건은 기존 문헌에서 제시한 두 가지 조건을 적용하였다. 첫 번째 경계조건은 연직차수벽 경계에 일정 수두 조건을 적용하고, 두 번째는 경계면에 불투수 경계조건을 적용하였다. 본 논문에서는 연직차수벽의 현장투수계수를 평가할 수 있도록 각 경계조건에 대하여 정상 상태 조건에 대한 일반적인 형상계수를 제시하였다. 첫 번째 경계조건의 경우, 연직차수벽의 투수계수가 연직차수벽이 존재하지 않는 대수층 조건보다 크게 평가되었으며, 두 번째 방법의 경우는 더 작게 평가되었다. 본 연구에서 제시한 수정 이본해를 통해 얻어진 투수계수는 경험식을 바탕으로 무한 대수층에 적용하기 위해 제안된 Bouwer and Rice 방법을 보정하여 다양한 연직차수벽 경계조건에 대해 실제 현장투수계수가 Bouwer and Rice 방법에 의한 결과 보다 1.2~1.7배 큼을 확인하였다. 또한, 연직차수벽 뒷채움재의 압축성을 고려한 기존 해석결과와 비교로부터, 본 논문에서 제시한 이론해는 뒷채움재가 비압축성에 상응하는 값을 제시하는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제28권11호
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• pp.17-31
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• 2012

순간변위시험(slug test) 결과를 이용하여 비정상 흐름을 고려한 연직차수벽의 투수계수를 평가할 수 있는 이론해는 지금까지 제시된 바가 없다. 무한 대수층에 부분 관입된 우물(well)형상에 적용 가능하도록 기존 문헌에서 제시한 이론해는 좁은 지중연속벽체 형상의 연직차수벽의 경계조건을 고려할 수 없다. 이러한 연직차수벽 경계조건을 고려하기 위해, 본 연구에서는 가상 우물이론(imaginary well theory)을 도입하여 두 가지 경계조건(즉, 일정 수두 조건과 불투수 조건)을 만족하도록 새로운 이론해를 유도하였다. 제안된 이론해를 이용하여 구한 연직차수벽에서 시간에 따른 수위 회복 곡선(Type Curve)을 무한 대수층의 경우와 비교한 결과, 일정 수두 경계조건을 적용할 경우, 우물의 수위 회복이 무한 대수층의 결과보다 빠르게 진행되고 반면에 불투수 경계조건을 적용할 경우는 더 느리게 진행되었다. 또한, 우물의 형상비가 클수록, 연직차수벽의 폭이 좁을수록, 우물의 편심 정도가 클수록, 연직차수벽과 주변 지반 사이의 경계조건의 영향이 커진다. 본 논문에서 제시한 이론해를 통해 산정된 Type Curve는 기존 문헌에서 수치해석을 통해 산정된 Type Curve와 유사한 경향을 보였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제22권6호
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• pp.27-32
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• 2021

최근 기후변화로 인한 집중호우 및 태풍 등으로 농업용 저수지의 설계빈도를 초과하는 호우가 빈번히 발생하고 있어 농업용 저수지와 같은 수리시설물의 안전에 대한 관심이 증가하고 있다. 현재 국내에는 17,140여 개소의 저수지가 공용 중에 있으며, 이 중 83.87%가 1970년 이전에 건설되어 저수지의 노후화에 따른 안정성 확보를 위해 저수지 제체에 다양한 공법을 활용한 보수·보강을 실시하고 있다. 그 중 cement-bentonite 벽체를 활용한 공법은 굴착과 동시에 cement와 bentonite로 이루어진 slurry로 지중연속벽체를 시공하는 공법으로 시공방법이 간편하고 시공속도가 빠르며 굴착구역을 즉시 치환함으로 차수벽체의 균질성을 확보하여 성능이 우수하다는 장점이 있다. 그러나 이와같은 장점에도 불구하고 국내에서는 적용사례가 많지 않은 실정이다. 이에 본 연구에서는 cement와 bentonite의 혼합량을 변화시켜가며 강도변화 및 투수특성 등을 구명하여 저수지 제체의 보수·보강을 위한 cement-bentonte 벽체의 적정혼합량은 cement 200kg/m³, bentonite 60~80kg/m³인 경우가 가장 적합하다는 결론을 도출하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2008년도 춘계 학술발표회 초청강연 및 논문집
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• pp.220-228
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• 2008

In constructing a slurry trench cutoff wall, a thin but relatively impermeable layer called filter cake can be formed on the excavation surface. The filter cake significantly influences the result of slug test analysis in the cutoff wall. This study is to examine the effect of filter cake on evaluating in situ hydraulic conductivity of the vertical cutoff wall along with slug test analyses. The numerical program Slug_3D was modified to take filter cake into account in the slug test simulation. With consideration of filter cake, the type curve method and the modified line-fitting method were used to reanalyze the case study taken from a landfill site. The previous results achieved by Choi and Daniel (2006b) without consideration of filter cake have been compared with the results in this study. The considerable difference between the two results shows the necessity of considering the filter cake in practice.

• Geomechanics and Engineering
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• 제29권3호
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• pp.237-247
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• 2022

To investigate the curing temperature effect on the engineering properties of ground granulated blast furnace slag-cement bentonite (GGBS-CB) slurry for cutoff walls, the laboratory experiments including the setting time, unconfined compressive strength, and permeability tests were carried out. The mixing procedure for GGBS-CB slurry was as follows: (1) montmorillonite-based bentonite slurry was first fabricated and hydrated for four hours, and (2) cement or GGBS with cement was added to the bentonite slurry. The dosage range of GGBS was from 0 to 90 % of cement by mass fraction. The GGBS-CB slurry specimens were cured and stored in environmental chamber at temperature of 14±1, 21±1, 28±1℃ and humidity of 95±2% until target days. The highest average temperature of three seasons in South Korea was selected and used for the tests. The experimental results indicated that in early age (less than 28 days) of curing the engineering properties of GGBS-CB slurry were primarily affected by the curing temperature, whereas the replacement ratio of GGBS became a main factor to determine the properties of the slurry as the curing time increased.

• 한국지반공학회논문집
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• 제27권2호
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• pp.53-62
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• 2011

연직 차수벽 시공 시, 벤토나이트 슬러리는 토양층으로 여과되면서 차수벽의 측벽 표면에 필터케익 층을 형성하고 이렇게 형성된 필터케익은 차수벽의 자체 투수계수보다 매우 낮은 값을 갖는다. 본 연구에서는 수정 fluid loss 시험을 수행하여 다양한 작용압력 하에서 슬러리월 시공현장에서 주로 사용되는 세 가지 종류의 벤토나이트로 형성된 필터케익의 투수계수를 평가하였다. 수정 fluid loss 시험에서는 일반적인 연직 차수벽 시공 조건을 반영하기 위해 중량비 4, 6, 8% 농도의 벤토나이트 슬러리를 적용하였다. 벤토나이트 필터케익의 투수계수를 예측하기 위해 수정 fluid loss 시험 결과를 기존에 제안된 두 가지 방법을 이용하여 해석하였다. 본 연구결과로부터 평가된 세 가지 벤토나이트 필터케익의 투수계수는 $2.15{\times}10^{-11}m/s$와 $2.88{\times}10^{-10}m/s$ 범위로 이는 일반적인 연직차수벽 뒤채움재의 설계값 보다 10-1000배 가량 작음을 알 수 있다. 또한, 필터케익 내 응력분포와 필터케익의 두께가 각 조건에 대해 비교되었다.