• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제24권3호
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• pp.5-14
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• 2023

흙의 건조단위중량은 노건조된 흙의 무게를 측정하여 구할 수 있다. 한국산업표준(KS F)의 규정에 의해 110±5℃로 노건조된 흙은 공기 중에 노출 시 무게가 지속적으로 증가한다. 그러나, 노건조된 흙의 무게 측정 시간에 대한 규정이 없어 정확한 건조무게를 측정하는데 어려움이 있다. 본 연구에서는 무게 측정 시 나타나는 무게 특이점의 분석을 통해 건조무게를 쉽게 결정할 수 있는 방법을 제시하였다. 무게 특이점은 측정된 무게 중 가장 작은 값을 나타내며, 시료의 공기 중 수분 흡수의 영향이 최소화된 무게이다. 실험 과정에서 통계적 분석법을 이용하여 용기를 선택하였고, 광학현미경을 사용하여 시료의 사진을 제시하였다. 또한, 비접촉식 적외선 온도계를 사용하여 무게 특이점의 발생 온도를 측정하였다. 주문진 모래와 내성천 모래, 예천 화강풍화토, 제주도 모래, 사브카 모래, 울릉도 모래 등 6종류의 흙에 대하여 무게 특이점을 분석한 결과, 노건조된 각 시료의 무게 특이점은 무게 측정 후 8~27초 사이에서, 온도는 103.4~108.13℃의 범위에서 나타났다. 특이점의 무게 감소율은 흙 시료에 따라 0.0066~0.0085%로 나타났다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제28권1호
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• pp.1-14
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• 2023

In this study, column tests using relatively uniform Jumunjin sand media were conducted to evaluate the feasibility of calcium polysulfide (CaS_x, CPS) in removing high concentration of Zn²⁺ in groundwater. The injected CPS solution reacted rapidly with Zn²⁺ in artificial groundwater and effectively reduced Zn²⁺ by more than 99% through metal sulfide precipitation. Since the density (d = 1.27 g/cm³ ) of CPS solution was greater than that of water, CPS solution settled down rapidly while capturing Zn²⁺ and formed stable CPS layer similar to dense nonaqueous phase liquid. Mass balance analysis on Zn²⁺ in CPS solution suggested that CPS solution effectively reacted with Zn²⁺ to form metal sulfide precipitates except for high groundwater seepage velocity of 400 cm/d. With greater groundwater seepage velocity, injected CPS did not completely dissolve at the CPS-water interface, but a partially-misible CPS layer continuously moved and reacted with Zn²⁺+ in the direction of groundwater flow. Since hydraulic conductivity (K_h) decreased slightly due to the generated metal precipitates in the inter-pores of media, injection of CPS solution should be optimized to prevent clogging. As evidenced by both XRF and SEM/EDS results, ZnS precipitates were clearly observed through the reaction between the CPS solution and Zn²⁺. Further study is warranted to evaluate the feasibility of CPS to remove high-concentration heavy metalcontaminated groundwater in complex and heterogeneous media.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제24권7호
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• pp.5-14
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• 2023

최근 국내·외에서 지진이 자주 발생하고 있다. 이러한 지진은 다양한 형태의 자연적 피해와 물리적 피해의 원인이 된다. 특히, 지반이 액체와 같은 거동을 보이는 액상화는 구조물에 큰 피해를 발생시킨다. 이에 다양한 액상화 피해 저감 공법들이 연구 및 개발되고 있다. 이에 본 연구에서는 시트파일 공법을 이용하여 기존 구조물에 적용 가능한 지진 시 액상화 피해 저감 공법에 대해 연구하였다. 1-G 진동대 실험을 수행하였고 주문진 표준사로 지반을 조성하였다. 상사 법칙을 적용하여 2층 규모의 모형 구조물을 제작하였고, 입력파는 가속도 수준 0.6g와 주파수 10Hz의 정현파를 적용하였다. 다양한 근입비에 따른 구조물 피해 저감 효과를 분석하였다. 연구 결과, 시트파일 공법을 적용하여 지반을 보강하였을 때의 구조물 침하가 지반 보강을 하지 않았을 때보다 약 71% 정도 감소하였으며, 최소 침하량을 보인 근입비는 "1"이었다. 그리고 근입비가 증가할수록 시트파일로 인해 지반 내 간극수압의 소산이 지연되는 경향을 보였다. 이러한 결과를 바탕으로 근입비에 따른 구조물 침하와의 관계를 그래프와 관계식으로 제안하였다. 본 연구 결과는 향후 기존 구조물에 적용 가능한 시트파일 공법을 개발하는데 있어 기초자료로 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제24권7호
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• pp.25-36
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• 2008

평면변형률 시험기는 실제 지반의 파괴 거동을 보다 근사하게 모사할 수 있다는 장점 때문에 평면변형률 조건을 구현하려는 목적 외에도 흙의 국부적인 변형을 포함하는 전체적인 파괴거동을 관찰하기 위한 목적으로 활용되고 있다. 그러나 대부분의 평면변형률 시험은 시험기 제작과 시험 수행의 어려움 때문에 바닥판이 고정된 단부 구속하에서 수행되는 경우가 일반적이다. 최대 주응력 면의 단부 구속은 주응력 면에 추가적인 전단응력을 유발시켜 의도된 전단 거동을 저해하므로, 시험 결과가 실제 현장에서 발생하는 전단 거동과 다를 수 있다. 본 연구에서는 바닥판 구속을 제어할 수 있는 평면변형률 시험기를 이용하여 단부 구속 여부에 따른 두 가지 시험을 주문진 표준사에 대하여 수행하였다. 시료의 국부적인 변형을 포함하는 전체적인 거동을 측정하기 위해 외부 LVDT와 함께 디지털 이미지 코릴레이션 기법(DIC)을 적용하였다. 평면변형률 시험기의 투명한 측면판을 통하여 서로 다른 시간에 촬영된 두 개의 디지털 이미지를 본 기법으로 해석하여 응력-변형률 거동과 하중 증가에 따라 나타나는 시료 내부 모든 위치에서의 국부적 변형 거동을 파악하였다. 이로써 단부 구속 여부에 따라 발생하는 평면변형률 조건하에서 사질토의 파괴면 형성과 발달과정 그리고 변형 메커니즘을 규명하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제22권4호
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• pp.95-104
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• 2006

최근 경제적이고 안전한 기초 설계를 위하여 말뚝지지 전면기초(Piled raft) 또는 말뚝보강기초(Disconnected piled raft)에 대한 설계가 관심을 모으고 있다. 본 연구는 국내에서 연구가 미진한 말뚝보강기초의 거동과 그 효과를 실내 모형 시험을 대신하는 삼축압축시험을 통하여 규명하였다. 주문진 표준사와 탄소봉을 각각 지반과 말뚝으로 사용하여 삼축압축시험기에 보강 지반을 성형한 후 구속응력 상태에서 재하 시험을 실시하였다. 말뚝 보강에 따른 거동 차이를 규명하기 위하여 말뚝 개수, 말뚝 직경 및 말뚝 길이 등의 변화를 주어 하중-침하 관계를 도시하고 그 결과를 분석하였다. 시험 결과 기초지반 면적에 대한 보강 말뚝 면적비를 보강률이라 정의할 때 말뚝 수평단면 보강률이 약 18%이고, 수직단면 보강률이 약 70%일 경우 침하량은 무보강시에 비하여 약 80%까지 감소되는 것으로 나타났다. 또한 수평단면 보강률 및 수직단면 보강률에 따른 말뚝보강기초 지반의 변형계수 변화는 각각 직선식 E(Mpa) = 8.3p(%)+121.2와 E(Mpa) = 1.8p(%)+105.5로 나타났다. 본 연구의 결과 말뚝보강기초에서 소구경, 소량의 말뚝 보강으로도 비교적 큰 기초지반 침하 억제 효과가 있는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제26권2호
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• pp.5-14
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• 2010

본 연구에서는 지반의 응력상태와 동하중을 실제 지반 및 지진하중과 가장 가깝게 모사하기 위하여 여러 압밀 응력비(K) 조건으로 시료를 구속시킨 후 실지진 하중을 이용해 진동삼축시험을 수행하였다. 시험시 시료는 액상화가 발생 가능한 상대밀도 50%의 주문진 표준사를 사용하였다. 시험은 K를 0.5~1.0까지 변화 시키며 구속된 시료에 Ofunato 지진파와 Hachinohe 지진파를 사용하여 축하중을 변화 시키며 진동삼축시험을 수행하여 과잉간극수압비의 발현 정도에 따라 액상화 저항강도를 판단하였다. 연구 결과 K값이 클수록 과잉간극수압비의 발현이 크게 되었고, 다른 조건이 같을 때 등방구속된 시료에서 과잉간극수압비의 발현이 가장 잘되었다. 즉, 등방 구속된 시료가 이방 구속된 시료보다 동일 조건에서 액상화 저항강도가 더 크다는 사실에 반하는 것을 알 수 있었다. 시험 결과 값을 이용하여 K에 따른 최대과잉간극수압비를 유도할 수 있었고, 그것을 유효구속압과 축차 하중을 이용하여 선형으로 정규화 하였으며, 등방 구속된 시료의 액상화 저항강도로부터 이방 구속된 시료의 액상화 저항강도를 구할 수 있는 보정계수를 제안하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제24권9호
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• pp.13-21
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• 2008

분배성 추적자 시험법은 LNAPLs(light nonaqueous phase liquids)로 오염된 지반을 조사하는데 아주 유용한 방법이다. 하지만 토양 내 유기물질로 흡착되는 분배성 추적자는 잠재적으로 분배성 추적자 시험법의 정확성에 영향을 끼칠 수 있다. 연구 결과, 추적자의 액상-LNAPL 간 분배 계수는 선형 관계를 보였다. 토양의 흠착능력을 평가하기 위해 흡착 등은 실험을 수행한 결과, Freundlich 흡착 등은 양상과 거의 일치하였고, 추적자의 흡착 정도는 토양 내 유기물질 함량이 증가함에 따라 증가하였다. 또한, 토양 유기물의 흡착능에 따른 잠재적 영향을 판단하고, 추적자 시험법에 의한 LNAPLs 예측의 오차를 수정하기 위해 서로 다른 유기물 함량을 가진 4개의 컬럼 실험을 수행하였다. 컬럼 실험 결과, 오염물질이 없더라도 주문진 표준사와 유기물질이 섞인 컬럼에서는 추적자의 분리 현상이 발생하였다. 오염물질로 케로진을 주입한 이후에 다시 추적자 시험법을 수행하여 파괴곡선을 구한 결과, 토양 유기물질에 대한 추적자의 흡착으로 인해 추적자의 지연계수(R)가 커졌고 LNAPLs의 오염도가 과대평가 되었다. 또한 컬럼 실험 결과를 바탕으로 유기물 함량과 LNAPLs의 예측도 사이의 관계식을 제안하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제39권7호
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• pp.17-30
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• 2023

본 논문에서는 직접전단시험을 이용하여 수침이나 고온이 고결모래의 전단강도에 미치는 영향에 대해 연구하였다. 고결제로 초속경 시멘트와 에폭시 수용액을 사용하여 표준사인 주문진표준사를 고결시켰다. 고결제는 4, 8, 또는 12%로 혼합한 다음 다짐방식으로 직경 64mm, 높이 25mm의 원주형 고결 공시체를 제작하였다. 양생일은 모두 3일로 동일하며, 양생조건은 대기중 양생, 수침 및 가열 조건이다. 여기서 가열 조건은 수침한 공시체를 전자레인지로 3분씩 3회 반복하여 공시체 내부에 90℃ 정도의 고온을 발생시켰다. 고결제의 종류에 관계없이 고결제 함유량이 증가할수록 고결모래의 점착력은 증가하였으나, 내부마찰각은 약간 증가하거나 오히려 감소하였다. 초속경 시멘트 고결모래에 비해 에폭시 고결모래가 평균적으로 점착력은 5배, 마찰각은 10° 정도 높게 나타나 더 높은 강도를 보였다. 전반적으로 고결제의 종류에 관계없이 수침 시 전단강도는 감소하고 가열 시 전단강도는 증가하였다. 특히, 에폭시 고결모래의 경우 가열 시 점착력은 평균 3배, 내부마찰각은 20° 이상 증가하였다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제22권4호
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• pp.43-49
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• 2023

본 연구에서는 흙 입자 표면이 소수성으로 구현된 사질토에 대하여 세립분 함유율이 사질토의 습윤성에 미치는 영향을 평가하기 위한 시험을 수행하였다. 습윤성은 주문진 표준사와 세립토가 함유된 사질토에 대하여 물방울 시험 결과로부터 얻은 접촉각으로 평가하였다. 시험 결과, 모래와 세립토로 구성된 사질토의 습윤성은 소수성 수준과 세립토 함유율 조건에 따라 변화하였다. 세립토 함유율이 사질토의 습윤성에 미치는 영향을 평가한 결과, 5% 세립토 함유율 조건에 있어서 소수성 수준이 1%와 3%인 사질토의 접촉각은 표준사의 접촉각에 비하여 각각 94.4%, 32.4%가 감소하였다. 그리고, 소수성 수준이 5%인 경우, 5%와 10%의 세립토 함유율 조건에 대한 접촉각 감소율은 각각 24.4%와 37.3%였다. 즉, 세립토 함유율은 사질토 접촉각의 크기 및 증감율에 큰 영향을 미치기 때문에, 오염물 거동 예측에 있어서 지반의 세립토 함유율에 따른 습윤성 평가가 수반되어야 한다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제11권6호
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• pp.121-130
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• 2007

베딩조건에 따라 강성재질의 지중매설관 주변에 작용하는 토압분포와 크기를 조사하기 위하여 초경량재료인 EPS블록을 매설관의 상부 또는 하부에 여러 가지 조건으로 설치한 다음 주문진 표준사로 복토하여 토압과 침하량을 측정하는 원형의 대형토조시험을 실시하였다. 실험결과 EPS 베딩재를 설치하지 않은 경우 매설관 바닥에서 측정된 토압은 $4.96_{tf/m^2}$ 으로 나타났으며 베딩재를 설치하는 경우 바닥에서 측정된 토압은 조건에 따라 $1.87{\sim}4.96_{tf/m^2}$으로 베딩재를 설치하지 않은 경우에 비하여 12~62% 가량 토압이 경감되는 것으로 나타났으며, 베딩재의 위치에 대한 매개변수적인 실험결과 베딩재를 하부-상부-상하부에 설치하는 순으로 경감효과가 크며 EPS 베딩재를 하부보다는 상부에 설치하는 경우 경감효과가 두드러지는 것으로 나타났다.