• Geomechanics and Engineering
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• 제30권4호
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• pp.373-382
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• 2022

Unsaturated soil at high suctions is widespread. Many civil engineering projects are related to the hydro-mechanical behavior of unsaturated soils at high suctions, particularly in arid and semiarid areas. To investigate water retention behaviors of nine clayey soils (one is classified as fat clay and the others are classified as lean clay according to the unified soil classification system), the high suction (3.29-286.7 MPa) was imposed on the specimens at zero net stress by the vapor equilibrium technique. In this paper, the effect of void ratio on the water retention behavior at high suction was discussed in detail. Validation data showed that soil types, i.e., different mineralogical compositions, are critical in the soil water retention behavior at a high suction range. Second, the hysteresis behavior at a high suction range is mainly related to the clay content and the specific surface area. And the mechanism of water retention and hysteresis behavior at high suctions was discussed. Moreover, the maximum suction is not a unique value, and it is crucial to determine the maximum suction value accurately, especially for the shear strength prediction at high suctions. If the soil consists of hydrophilic minerals such as montmorillonite and illite, the maximum suction will be lower than 10⁶ kPa. Finally, using the area of hysteresis to quantify the degree of hysteresis at a high suction range is proposed. There was a good correlation between the area of hydraulic hysteresis and the specific surface area.

• 광물과 암석
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• 제35권4호
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• pp.397-407
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• 2022

황사 구성 광물의 지질학적 근원을 추적하기 위해, 발원지인 몽골 남부 고비사막 기반암의 광물학적 특성을 분석하였다. 황사 발원지 기반암은 고생대 화산암 및 화산쇄설성 퇴적암, 고생대 화강암류, 중생대 퇴적암으로 구성되어 있다. 고생대 화산암 및 퇴적암은 매우 치밀하게 고화 및 변형되어 산지를 형성하며, 중생대 백악기 퇴적암은 고생대 화산암 및 퇴적암으로 이루어진 산맥 사이의 분지를 충전한다. 고생대층 암석은 녹니석과 사장석 함량이 높고, 녹색편암상의 변성작용을 받았다. 중생대 퇴적암층은 녹니석이 드물고, 스멕타이트, 일라이트-스멕타이트 혼합층, 카올리나이트 등의 점토광물이 풍부하다. 고생대 화강암류에는 각섬석과 흑운모가 특징적으로 함유되어 있다. 발원지 기반암의 광물학적 특성과 비교하면, 황사는 고생대층과 중생대층 기원 쇄설물의 혼합물이나, 중생대 퇴적암에 더 가깝다. 점토 함량이 높고, 덜 고화된 중생대 퇴적암류는 잘 부스러져 침식되기 쉬운 실트질 표토가 되어 황사 광물 구성에 기여한다.

• 보존과학회지
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• 제38권4호
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• pp.301-313
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• 2022

We made a Korean white porcelain or Joseon Baekja jar and based on the raw materials used and reproductions of each stage, we aimed to compare and analyze the physicochemical changes of the raw materials such as clay at each manufacturing stage, as well as identify the characteristics and correlations. Although the basic main components of clay and glaze material are similar, their texture becomes denser in the process of bisque firing pottery (Chobeol-pyeon) and glaze firing pottery (Jaebeol-pyeon), and we confirmed that in addition to the tendency of increasing vitrification, low-temperature minerals such as mica and illite gradually disappeared, while high-temperature minerals such as cristobalite were newly created. This phenomenon has also been verified by the rapid decrease in absorption rate while the change in specific gravity was small. In addition, the color was greatly affected by the firing atmosphere, and the yellow-red chromaticity of the raw materials was higher during bisque firing but showed a rapidly decreasing characteristic during glaze firing. The value of magnetic susceptibility, which is related to iron (Fe) component, showed a tendency to decrease in glaze firing pottery. CT images were confirmed as a method that can indirectly estimate the change in the material properties of the object step-by-step for the entire object. In conclusion, the study of manufacturing stages of reproduction can provide basic data for scientific research on the estimation of porcelain and pottery making technology and changes in raw materials.

• 지질공학
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• 제33권1호
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• pp.121-136
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• 2023

Microstructural characterization, identification of mineral assemblages, and K-Ar age dating of fault gouges from five Quaternary fault sites segmented along the northern Yangsan Fault, SE Korea were performed to understand formation condition and multiple activity of faults. The mean and median sizes of particles of bulk gouges vary among the studied faults: 1.75 ㎛ and 1.43 ㎛ for the Danguri Fault, 1.94 ㎛ and 1.79 ㎛ for the Yukjae Fault, 5.57 ㎛ and 4.16 ㎛ for the Yugye Fault, and 5.55 ㎛ and 2.31 ㎛ for the Bogyeongsa Fault. Fault gouges contain abundant secondary minerals, including smectite, chlorite, illite, kaolinite, laumontite, and mordenite, which are found in association with quartz and feldspar. K-Ar dating of the fault gouges (both bulk samples and separate size fractions) yields ages ranging from 59.1 to 18.8 Ma, with bulk ages of 47.6 Ma for the Yukjae Fault, 59.1 Ma for the Ansim Fault, 39.4 Ma for the Yugye Fault, and 22.6 Ma for the Bogyeongsa Fault. The finer fractions generally have younger K-Ar ages compared with the coarser fractions, and the finest fraction (<0.2 ㎛) is the youngest for each fault. Hydrothermal alteration of the gouges is considered to have occurred under low-temperature (100~200℃) conditions during faulting. Microstructural features and clay mineral assemblages of fault gouges and brecciated rocks should be considered when interpreting fault events and reactivation, in addition to age dating of faulting.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제27권2_2호
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• pp.475-485
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• 2024

In many regions of Korea, including the Four Major Rivers, the seriousness of the problem of algal blooms due to eutrophication of water quality is being raised.In this study, in order to solve these social problems, we manufactured a filter using natural mineral fusion (red illite, zeolite, germanium ceramic, selenium ceramic, carbon ceramic) and independently developed a tank system for green algae experiments to observe and determine the stages of change in water quality. In order to study ways to improve water quality through quantitative analysis, 1 ton of severely polluted green algae water from the Nak dong River region was stored in a water tank and exposed to ultraviolet rays in the same environment as the Nak dong River. Then, the same environment as the Nak dong River was created. The results were derived from a 5-week water quality test. The results of this experiment confirmed that green-colored cyano bacteria were significantly reduced just by the turbidity results. The results were obtained through a request to the Korea Testing & Research Institute located in Changwon-si, Gyeong sang nam-do. CI-(chlorine ion) and NH3-N(ammonia nitrogen) had the effect of saving every week. The device used in this study was made of natural minerals free of heavy metals that are harmless to the human body and nature through long-term consideration and exploration to kill and prevent various strains living in water. Green purification system using natural hydrogen generating mineral filter were effective a non-chemical and physical methods. The results of this study are one way to contribute to the serious problems caused by green algae in many countries, and will contribute to the water quality environment by preventing the waste of environmental resources, improving the health of the people, and increasing the ability to purify environmental water quality at home and abroad.

• 한국지반공학회논문집
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• 제40권1호
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• pp.39-46
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• 2024

전 지구적 기후변화에 따른 용수확보 방안으로 인공함양 기법이 활용되고 있다. 함양률을 감소시키는 클로깅 문제는 인공함양 기법의 활용에 큰 장애가 되고 있다. 이 연구는 하천수 주입 과정에서 발생할 가능성이 있는 클로깅 평가를 위한 기초자료를 확보하기 위해 인공함양 예정 지역 충적층의 토양 조직과 광물 특성을 분석하였다. 충적층 쇄설성 입자의 주요 구성 광물은 석영, 정장석, 사장석, 흑운모 등이며, 공극을 충진하는 주요 2차 광물은 일라이트, 카오린나이트, Fe-산화광물이다. 2차 광물로서 탄산염 혹은 황산염 광물의 산출이 없는 것은 인공함양 실험 전인 연구 지역 충적층에서는 지하수와 지표수 간의 반응에 의한 화학적 클로깅은 발생하지 않았음을 시사한다. 인공함양 실험과 관련된 화학적 클로깅에 대한 평가를 위해 대수층 내 공극에서 2차 광물의 생성과 성장과 같은 충적층의 토양특성에 대한 모니터링이 필요하다.

• 한국광물학회지
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• 제28권1호
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• pp.71-81
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• 2015

울릉분지와 후포분지의 퇴적물 코어 시료(각 분지에서 하나씩 03GHP-02와 HB13-2)를 대상으로 광물학적 연구를 수행하였다. 광물조성, 점토광물 성분, 그리고 총 인 성분 및 인의 연속추출법 연구 결과, 두 시료들은 각 값에 대하여 또한 깊이에 따라 어느 정도 차이가 있음을 보이고 있다. 두 시료 모두 광물 종에는 차이를 보이지 않았으며 주로 석영, 미사장성, 장석, 방해석, 오팔A, 황철석, 그리고 점토광물(일라이트, 녹니석, 카올리나이트, 스멕타이트)로 구성되어 있었다. 후포분지의 경우 울릉분지에 비하여 오팔A 함량이 훨씬 많은 것으로 나타났다. 두 시료 모두, 특히 후포분지 시료에서 기존에 동해에서 보고된 것보다 더 많은 스멕타이트가 동정되었는데 이는 고황하강의 영향과 한반도의 제3기 지층 암석에 영향을 받은 것으로 사료된다. 울릉분지 시료의 경우 약 0.7-3.5 m 깊이에 오팔A의 함량 감소 그리고 일라이트 결정도 지수도 낮게 나오며 이는 빙하시대의 추운 기후에 해당된다. 이 깊이의 시료에서는 인의 함량도 상대적으로 낮게 나오고 있다. 이는 이 기간 동안 동해는 해수면의 하강으로 외부 해역과 단절되었고 해협 및 하천을 통한 퇴적물의 유입도 적었기 때문으로 판단된다. 후포분지 시료의 경우 울릉분지에 비하여 깊이에 따른 점토광물 변화와 인의 성분 변화는 크게 관찰되지 않는다. 이러한 경향은 울릉분지에 비하여 비교적 짧은 기간에 퇴적되었거나 퇴적환경의 변화가 별로 없는 환경에서 퇴적되었기 때문으로 해석된다. 점토광물의 결정도 지수는 울릉분지에 비하여 약간 높아 퇴적되었을 당시 비교적 온난한 환경이었을 것으로 추측되며 인의 연구 결과로 미루어 볼 때 비록 어느 정도 변화는 있지만 또한 온난한 환경을 지시한다.

• 한국토양비료학회지
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• 제8권2호
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• pp.45-51
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• 1975

농업개발(農業開發)이 가능(可能)한 구릉지(丘陵地)의 하부(下部)와 대지(臺地)에 분포(分布)하고 있는 반층토(盤層土)인 연곡통(延谷統)에 대(對)하여 형태적(形態的), 화학적(化學的) 그리고 점토광물학적(粘土鑛物學的) 특성(特性)을 조사연구(調査硏究)한바 그 결과(結果)는 다음과 같다. 1. 형태저특성(形態的特性)으로 보아 표토(表土)는 갈색(褐色) 내지(乃至) 암갈색(暗褐色)의 양토(壤土)로서 푸슬푸슬하나 심토(心土)인 반층(盤層)은 색갈(色褐)이 다양(多樣)하여 암갈(暗褐), 담황갈(淡黃褐), 진갈색(眞褐色)이 주(主)이고 투수성(透水性)이 나빠 담회갈(淡灰褐), 담갈색등(淡褐色等)의 반문(斑紋)이 있고 토성(土性)은 미사질식양토(微砂質埴壤土)이며 발달도(發達度)가 보통(普通) 내지(乃室) 강(强)한 판상구조(板狀構造)로서 점토피막(粘土皮膜)이 구조표면(構造表面)을 덮고있다. 한편 이층(層)은 매우 치밀(緻密)하고 단단하며 습(濕)할때 점착성(粘着性) 및 가소성(可塑性)이 강(强)하다. 기층(基層)은 토색(土色)이 다양(多樣)하며 양토(壤土) 내지(乃至) 식양토(埴壤土)이다. 2. 물리적특성(物理的特性)으로 토양입자(土壤粒子)의 분포비율(分布比率)을 보면 표토(表土)에서 심토(心土)로 갈수록 점토(粘土)의 함량(含量)이 증가(增加)되며 (표토(表土)에 비(比)하여 1.2부이상(倍以上)) 기층(基層)으로 내려갈수록 감소(減少)되고 있다. 보수력(保水力) 및 가비중(假比重)은 일반토양(一般土壤)에 비(比)하여 높다. 3. 화학적특성(化學的特性)으로서 유기질(有機質) 함량(含量)은 적고 토양(土壤) 반응(反應)은 강산성(强酸性)에 속(屬)하며 염기치환용량(鹽基置換容量)은 보통(普通)이고 염기포화도(鹽基胞和度)는 높다. 활성철(活性鐵), 역환원성(易還元性) 망강 및 유효규산(有效珪酸)은 일반토양(一般土壤)에 비(比)하여 높다. 4. 점토(粘土)의 화학적특성(化學的特性)은 규반비(珪礬比)가 높고 $Fe_2O_3$, $K_2O$ 및 MgO의 함량(含量)이 높으며 점토(粘土_의 염기치환용량(鹽基置換容量)은 매우 높다. X-선(線) 회절분석결과(回折分析結果) 주요점토광물(主要粘土鑛物)은 Kaoline, Vermiculite with Al-interlayers, Illite이며 그 외(外) 석영(石英)이 혼입(混入)되여 있다. 5. 본연구결과(本硏究結果) 연곡통(延谷統)은 점토(粘士)의 집적(集積)으로 인(因)한 점토반(粘土盤)의 반층토(盤層土)이며 미국(美國)의 7차분류시안(次分類試案)에 의(依)하면 반층(盤層)과 Argillic층(層)이 있고 염기포화도(鹽基胞和度)가 35% 이상(以上)이므로 Fragiudalfs로 분류(分類)할 수 있으며 한편 FAO/UNESCO의 분류(分類)로는 Eutric Planosols에 속(屬)한다.

• 지질공학
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• 제19권2호
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• pp.235-250
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• 2009

경북 영천 북안면 일대 지하수의 수질화학적 특정과 붕소, 브롬, 스트론튬 성인에 대하여 연구하였다. pH는 7.37${\sim}$8.39 범위로서 중성 내지 약알칼리성이다. B는 0.41${\sim}$4.62mg/L범위로 평균 1.74mg/L 함유된다. Br은 0${\sim}$3.24mg/L 범위, 평균 2.22mg/L 함유되어 있다. Sr은 0.93${\sim}$8.64mg/L 범위, 평균 2.76mg/L 함유되어 있다. 지하수의 수질유형은 $Ca-HCO_3$가 가장 흔하다. EC에 가장 크게 기여하는 주요 성분들은 Na, $SO_4$, Cl 등인데, 이들의 결정계수는 각각 0.85, 0.70, 0.90이다. 염소이온에 대한 Na, K, $SO_4$는 결정계수가 각각 0.54, 0.68, 0.53으로서 서로 비례함을 나타낸다. 특히 B-Sr와 $Sr-SO_4$간의 결정계수는 각각 0.65, 0.64로 상관성이 높다. 지하수의 경우 Cl/Br 비는 5.21${\sim}$30.70 범위인데 이는 염소가 상당히 결핍되어 있음을 지시한다. $SO_4/Cl$의 비는 1.32${\sim}$27.24 평균 5.92범위인데, 이는 지하수에 다량의 $SO_4$ 이온이 유입되거나, 염소결핍 현상으로 해석된다. 화학종의 존재형태를 계산결과 B는 대부분 $H_3BO_3$형을 가지며, 일부는 $H_2BO_3$로서 존재한다. Br은 $Br^-$ 이온으로서만 존재한다. Sr은 대부분 $Sr^{2+}$로서 존재하며, 일부는 $SrSO_4$로 존재한다. 포화지수를 계산한 결과 중정석, 카올리나이트, 일라이트, K-운모, 스멕타이트와 같은 점토광물군은 과포화상태이며, 실리카 광물, 석고, 경석고, 활석, 녹니석, 크리소타일, 장석 등은 거의 포화상태에 근접한다. 셀레스타이트의 포화지수는 -2.23${\sim}$-0.13 범위로서 여전히 불포화상태이다. halite의 경우 상당한 불포화상태에 있다. B, Sr의 경우 본 역에 널리 분포하는 백악기말-신생대초의 유천층군 화산활동과 관련되었을 가능성이 가장 높다. 본 지역에서의 Br은 주로 지질과 관련되나 외부 오염물의 유입에 의한 특징도 있다고 볼 수 있다.

• 자원환경지질
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• 제35권6호
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• pp.491-508
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• 2002

화산 쇄설물을 모재로 하여 발달한 제주도 토양은 많은 양의 비정질 물질을 포함하는 Andisols이 대부분을 차지하고 있으나, 강수량이 상대적으로 적은 제주도 서부 지역에서는 Andisols의 특징을 보이지 않는 토양이 발달하고 있다. 서부 해안에 접해 있는 당산봉에는 이와 같이 층상규산염광물이 우세한 non-Andic토양이 나타난다 본 연구는 당산봉 토양에 나타나는 층상 규산염 광물의 조성 및 풍화에 따른 이들 점토광물의 진화 과정을 밝히는데 그 목적이 있다. 연구 지역 토양은 A층과 C층이 발달해 있으며 B층은 나타나지 않는다. pH(($H_{2}0$)는 일반적인 화산 쇄설물 기원 토양(<6.0)보다 높은 6.6-7.3으로 하부로 갈수록 증가한다. pH(NaF)는 9.49-9.81로 비정질 물질의 존재를 지시하는 9.4보다 높게 나타나며, 선택적 용해법을 이용하여 구한 비정질 물질의 양은 0.55-1.02 wt%로 매우 낮다. 유기물 함량은 표토에서 2.00wt%로 Andisol에 비해 매우 낮다. 주 구성 광물은 석영, 장석, 감람석이며, 점토 입도를 구성하는 층상규산염 광물은 입도와 풍화정도에 따라 차이를 보인다. <0.2$\mu\textrm{m}$ 입도의 주 구성 점토 광물은 스멕타이트, 카올리나이트/스멕타이트 혼합층광물, 일라이트이다. 카올리나이트/스리타이트 혼합층광물의 카올리나이트의 비율은 85-86%로 깊이에 관계없이 일정하다. 풍화가 진행될수록 스멕타이트의 함량은 감소하며, 카올리나이트/스멕타이트 혼합층광물의 함량은 증가한다. 2-0.2$\mu\textrm{m}$ 입도의 주 구성 점토 광물은 질석, 스멕타이트, 일라이트, 카올리나이트, 녹니석이다. 녹니석은 표토에서만 나타나며, 하부에서는 나타나지 않는다. 녹니석/스멕타이트 혼합층광물 내의 녹니석 함량은 59-70%이며 풍화가 진행될수록 양은 증가한다. 그러나 풍화의 정도가 낮은 제일 하부에서는 녹니석/스멕타이드 혼합층광물이 나타나지 않는다. 질석과 스멕타이트의 일부는 층간이 hydroxy-Al/Mg/Fe으로 채워진 hydroxy-interlayered vermiculite(HIV)와 hydroxy-interlayered smectite(HIS)의 형태로 나타난다. HIV는 A층과 C층 모두에서 나타나며, 층간 물질은 hydroxy-Fe/Al이다. 층간의 hydroxy-Fe/Al의 양은 표토로 갈수록 증가하며, HIV를 형성하는 질석의 층 전하도 표토에서 높게 나타난다. HIS는 C층에서만 나타나며, 층간 물질은 hydroxy-Mg/Al이며, hydroxy-Mg가 우세하다. 본 지역의 토양에서는 풍화가 진행될수록 스멕타이트는 카올리나이트와 질석, HIS로 진화하였으며, 질석은 HIV를 거쳐 녹니석으로 진화하였을 것으로 사료된다.