• 한국토양비료학회지
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• 제44권6호
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• pp.998-1003
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• 2011

This investigation was performed to determine the hydraulic conductivity coefficient and water holding capacity for a specified compaction forces which are the amount of mechanical energy applied to the porous granule (PG) volume. Most current specifications of minerals and perlite as growth media require to be compacted to a specified density, which in general is equivalent to a certain percentage of laboratory compaction. The water holding capacity of the saturated PG was very large at potential above -1 bar compared with perlite, but very little water remained below this value. The water holding capacity and hydraulic conductivity characteristics of graded PG amended with the ground coir less than 2 mm in diameter were also determined from pressure outflow data. The saturated hydraulic conductivity of the saturated and compacted PG was slightly lower by more than one tenth order of magnitude at equal matric potentials of perlite, but when expressed on the basis of equal water deficits, the conductivity of PG was higher at all but the smallest deficits than those of perlite.

• Geomechanics and Engineering
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• 제18권5호
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• pp.535-543
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• 2019

Building on/with expansive soils with no treatment brings complications. Compacted expansive soils specifically fall short in satisfying the minimum requirements for transport embankment infrastructures, requiring the adoption of hauled virgin mineral aggregates or a sustainable alternative. Use of hauled aggregates comes at a high carbon and economical cost. On average, every 9m high embankment built with quarried/hauled soils cost $12600MJ.m^{-2}$ Embodied Energy (EE). A prospect of using mixed cutting-arising expansive soils with industrial/domestic wastes can reduce the carbon cost and ease the pressure on landfills. The widespread use of recycled materials has been extensively limited due to concerns over their long-term performance, generally low shear strength and stiffness. In this contribution, hydromechanical properties of a waste tyre sand-sized rubber (a mixture of polybutadiene, polyisoprene, elastomers, and styrene-butadiene) and expansive silt is studied, allowing the short- and long-term behaviour of optimum compacted composites to be better established. The inclusion of tyre shred substantially decreased the swelling potential/pressure and modestly lowered the compression index. Silt-Tyre powder replacement lowered the bulk density, allowing construction of lighter reinforced earth structures. The shear strength and stiffness decreased on addition of tyre powder, yet the contribution of matric suction to the shear strength remained constant for tyre shred contents up to 20%. Reinforced soils adopted a ductile post-peak plastic behaviour with enhanced failure strain, offering the opportunity to build more flexible subgrades as recommended for expansive soils. Residual water content and tyre shred content are directly correlated; tyre-reinforced silt showed a greater capacity of water storage (than natural silts) and hence a sustainable solution to waterlogging and surficial flooding particularly in urban settings. Crushed fine tyre shred mixed with expansive silts/sands at 15 to 20 wt% appear to offer the maximum reduction in swelling-shrinking properties at minimum cracking, strength loss and enhanced compressibility expenses.

• 한국토양비료학회지
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• 제35권6호
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• pp.335-343
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• 2002

우리나라 유통상토에 대한 물리적 표준분석법을 설정하기 위한 연구를 실시하였다. 국내 시중에 유통되고 있는 53개의 원예용 상토와 9개의 수도용 상토를 대상으로 설정된 분석법을적용하여 실험하였다. 수분함량은 $105^{\circ}C$ 건조기에서 16시간 건조하여 수도용상토는 (건조전 무게-건조 후 무게) / (건조 후 무게) ${\times}100$으로, 원예용상토는 (건조 전 무게 - 건조 후 무게 ) / (건조전 무게) ${\times}100$ 으로 하였다. 보수력은 주로 저 압용으로서 Eijkelkamp사의 Sandbox법을 사용하여 0.5, 1, 3, 5, 7, 10 kPa의 수분장력 상태의 수분함량을 조사하였다. 포화수리전도도는 직경 5cm${\times}$높이 20cm인 아크릴 원통을 이용하여 정수위별에 의한 포화수리전도도를 측정하였다. 신분석법에 의한 유통상토의 수분함량은 원예용이 평균 46.34%, 수도용이 평균 16.89%이었고 원에용 상토의 EAW는 28.4%, WBC 7.01%, OMP는 5.60 kPa로 나타났으며, 육묘를 위한 적정 수분함량은 44.41% 이었고 포화수리전도도는 $1.71cm\;min^{-1}$이었다.

• 한국토양비료학회지
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• 제38권4호
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• pp.222-229
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• 2005

단순1차원 STELLA 모델이 토양수분 수지계산에 의해 일리노이 옥수수 포장의 질소용탈을 예측하기 위하여 개발되었다. 이는 옥수수포장이라는 한정된 생태계 안에서의 물의 연간 유입량과 유출량을 산정하는데 물의 유입에는 강우량과 유출에는 유거, 증발산 및 배수량이 계산되었다. 모델에는 일일강우량과 증산량 등 2개의 기상자료가 이용되었고, 토양의 다양한 전환상수들이 토양의 물리화학성을 고려하여 일차식으로 계산되어 이용되었다. 모델의 결과는 토층에 따른 토양수분의 일일 변화량과 손실량이 산출된다. 모델에 의한 물 수지는 강우가 많았던 1993년은 늘어난 반면 강우가 적었던 1992년과 1994년에는 줄어들었다. 또한 유기물과 점토가 많은 토양에서 수분의 유출량이 적었다. 모델에 의한 토양 수분함량은 표준편차를 고려한 측정치와 토양통에 따라 22-78%, 토층에 따라 30-70%의 일치를 보였고, 이러한 불일치는 토양수분과 질소화합물의 확산 등 수평적 이동, 다른 형태의 질소 손실, 뿌리의 분포, 영농 형태 및 토양의 여러 특성들이 고려되지 않은 1차원 모델이기 때문이라 사료된다.

• 지질공학
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• 제25권1호
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• pp.57-66
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• 2015

부산 임기광산의 광산폐기물 적치사면을 대상으로 강우에 따른 사면의 침투해석과 안정해석을 연계하여 수행하였다. 광산폐기물 적치사면의 경사는 40-45°로써 비교적 급한 편이고, 암반층 상부의 광산폐기물은 약 7-8 m의 두께로 존재하며, 지하수위는 지표면으로부터 약 6.6 m 깊이에 위치하고 있다. 현장에서 채취한 시료를 대상으로 각종 실내시험을 수행하여 강우 시 침투거동 및 사면안정해석을 위한 입력자료를 선정하였다. SEEP/W를 이용하여 다양한 강우강도 조건에서 침투해석을 수행한 결과 강우지속시간이 길어짐에 따라 습윤전선은 하강함을 알 수 있다. 강우강도가 50 mm/hr 이상 이고 강우지속시간이 24시간 이상인 경우 침윤전선은 사면의 하단부에서 지하수위와 만나게 되므로 토층 전체가 포화됨을 알 수 있다. 침투해석결과를 연동하여 SLOPE/W를 이용하여 사면안정해석을 수행한 결과 강우침투로 인한 침윤전선이 하강함에 따라 사면안전율은 낮아짐을 알 수 있다. 강우가 5-6시간 지속적으로 발생된 이후 사면안전율은 급격하게 낮아지며, 이후 사면안전율이 미소하게 회복되다가 수렴한다. 사면안전율이 급격하게 낮아지는 이유는 강우로 인한 임계 활동면과 침윤전선의 깊이가 유사하여 해당깊이까지 간극수압이 증가되고 모관흡수력이 감소되었기 때문이다.

• 한국토양비료학회지
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• 제41권3호
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• pp.177-183
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• 2008

상토에 함유된 Na이온이 과채류의 육묘에 미치는 영향을 조사하기 위하여 온도조건에 따른 상토의 수분변화, Na이온 및 EC의 경시적 변화, 광합성율, 증산율, 잎의 수분상태, 묘소질, 생육 및 수량성에 대한 실험을 실시하였다. 육묘온도가 $15^{\circ}C$에서는 상토의 수분감소는 적어 3일이 경과하더라도 관수개시점에 도달하지 않았다. 관수 1시간 후 부터 상토로부터 Na 이온이 유리되어 22시간이 지날 때 까지 Na의 농도가 계속 증가하였으며 Na 함량의 증가에 따라 EC의 상승이 있었다. 또한 관수회수가 증가함에 따라 Na의 세탈에 따른 Na 농도가 감소되었고 Na 농도감소에 비해 EC의 감소폭은 적은 편이었다. 양이온 비율중 Na 함량이 60% 이상일 경우 저온에서는 광합성율, 증산율의 감소가 큰 편이었고 포화수분부족도 또한 저온에서 큰 폭으로 높아졌다. Na 함량이 높은 상토에서 육묘된 오이묘는 초장, 세근수 등이 대조상토에 비해 낮은 편이었고 본포 정식후에도 생육이 불량하여 48%정도의 수량감소를 초래하였다.

• 한국토양비료학회지
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• 제34권4호
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• pp.292-301
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• 2001

본 연구는 점적관수시 토양수분 영역의 변화를 측정하고 이에 따른 관비와 표면시비로 투입된 중질소 표지요소에서 유래한 무기태 질소의 분포 양식을 비교하기 위하여 수행되었다. 이를 위해 비닐하우스 내에서 6주간 포트실험을 수행하였다. 관비구는 $117mg\;N\;L^{-1}$ 수준으로 4주간 1.41 g N 을 투입하였으며 표면시비구는 토양 5 kg에 1.81 g N 을 고루 섞어 표면 (3 cm) 에 충진하였다. 관개는 -50 kPa의 토양 수분 장력을 관수점으로 하여 유속 $0.5L\;hr^{-1}$로 공급하였다. 질소 동위원소비의 분석결과 관비구의 경우 투입된 1.41g N 중 89% 에 해당하는 1.25 g N 이 토양에서 무기태 질소로 회수되었으며 표면시비구의 경우 1.87 g N 중 단지 51% 만이 회수되었다. 이는 낮은 농도의 관비로 공급된 요소가 습윤구역에 분포하여 가수분해, 질산화가 일어나는데 반해 표면시비는 고농도로 집적된 요소가 지표에서 가수분해되어 암모니아 휘산이 많이 일어나기 때문이다. 관비로 공급된 요소에서 유래한 무기태 질소의 60%가 0-10 cm 깊이에 있었으며 깊어짐에 따라 농도가 점차 감소하였다. 반면 표면시비된 요소에서 유래한 무기태 질소는 91%가 지표에 집중되어 10 cm 밑으로는 거의 발견되지 않았다. 관비의 경우 요소에서 유래한 무기태 질소의 99%가 질산태 질소로 회수된 반면 표면시비된 요소에서 유래한 무기태 질소는 38%가 암모늄태로 남아있었으며 대부분 습윤구역 바깥쪽 표면에서 회수되었다. 이는 수분이동이 적고 건습이 반복되는 지표, 특히 습윤구역 외부에 투입된 요소의 경우 이동성이 적으며 질산화가 지연되기 때문이다. 본 실험의 결과로 보아 관비로 요소를 투입할 때 암모니아 휘산에 의한 질소의 손실을 최소화할 수 있었으며 발견된 요소유래 무기태 질소의 분포로 보아 식물이 흡수하기 용이한 무기태 특히 질산태 질소를 지속적으로 공급할 수 있었다.

• 한국토양비료학회지
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• 제45권6호
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• pp.1120-1125
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• 2012

이번 연구에서는 잔디 예초물 혼합액비가 지닌 질소질비료로서의 가치를 평가하기 위해 사양토와 양토에 잔디 예초물 혼합액비를 처리 후 $25^{\circ}C$에서 60일간의 항온배양실험을 진행하였고 배양기간 동안의 pH, 전기전도도, 질소의 무기화와 질산화의 변화를 조사하였다. 잔디 예초물 혼합액비를 시용하였을 경우 토양 내에서 무기화가 일어나지 않았고 혼합액비 내의 무기태질소가 질산화작용을 통해 질산태 질소를 발생시키는 것을 보았는데 60일간의 배양 결과 양토에서는 $185.58mg\;kg^{-1}$의 질산태 질소가 존재하였고 사양토의 경우 $130.05mg\;kg^{-1}$의 질산태 질소가 존재하는 것을 볼 수 있었다. 하지만 잔디 예초물 혼합액비를 현행 질소 시비수준으로 처리하였을 경우 사양토에서 pH 5.1, EC (1:5) $0.50dS\;m^{-1}$로 나타났고, 양토에서 pH 7.2, EC (1:5) $0.65dS\;m^{-1}$를 나타냄으로써 산성화와 염류집적을 일으킬 가능성도 함께 보여주었다. 결론적으로 본 연구를 통하여 잔디 예초물 혼합액비가 질소질 비료를 대체하여 사용할 수 있음을 보여줌으로써 유기 부산물을 재활용한 질소 공급원으로서의 이용 가능성을 보여주었다.

• 한국토양비료학회지
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• 제43권4호
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• pp.407-414
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• 2010

토양의 공극 크기별 분포는 토양중 수분의 함량과 수분퍼텐셜의 관계를 나타내는 토양수분특성 자료로부터 계산된다. 그러나 기존의 토양수분특성 측정방법들은 교란된 토양을 이용하거나 코어시료를 채취한다 하여도 동역학적으로 변화하는 현장 토양 공극분포를 반영하는 데는 많은 어려움이 있었다. 또한 이러한 토양수분특성 자료를 얻기 위해서는 많은 시간과 노력이 요구되어 왔다. 따라서 본 연구에서는 교란되지 않은 현장 토양에서 측정한 불포화 수리전도도 자료로부터 토양의 공극 크기별 분포 곡선을 추정하는 이론적 체계를 제시하고자 하였다. 이를 위해 Brooks-Corey와 van Genuchten의 수리학적 모델을 이용하여 토양의 불포화 수리전도도 자료로부터 공극의 크기별 분포를 추정하는 이론적 모델을 전개하였으며, 이러한 이론적 모델에 근거하여 Brooks-Corey와 van Genuchten의 soil parameter들의 변화에 따른 불포화수리전도도와 공극 크기별 분포곡선의 모사하였다. 공극크기별 분포곡선의 모사는 토성별 불포화수리전도도 곡선의 scaling factor 역할을 하는 $K_s$를 1.0 cm $h^{-1}$로 설정하고, 수리학적 모델별로 일정한 경계조건 (Brooks-Corey soil parameters, ${\alpha}_{BC}=1-5L^{-1}$, b = 1 - 10; van Genuchten soil parameters, ${\alpha}_{VG}=0.001-1.0L^{-1}$, m = 0.1 - 0.9)에서 수행하였다. Brooks-Corey 모델을 이용한 공극 크기별 분포곡선의 모사에서는 parameter b가 공극분포곡선의 형태에 영향을 주었으며, ${\alpha}_{BC}$는 공극분포곡선의 민감도에 영향을 주었다. 또 van Genuchten 모델을 이용한 공극 크기별 분포곡선의 모사에서는 ${\alpha}_{VG}$가 scaling factor의 역할을 하였으며, parameter m은 공극분포곡선의 형태에 영향을 주었다. 따라서 경계조건 안에서 불포화 수리전도도 자료로부터 공극의 크기별 분포 모사가 가능하였으며, 토양 parameter들이 토성, 입자분포 등의 물리적 특성을 잘 반영하는 경우 이론적으로 현장 토양의 공극 크기별 분포의 추정이 가능할 것으로 판단되었다.

• 한국토양비료학회지
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• 제33권2호
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• pp.71-78
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• 2000

사과 과수원 토양(송정통, the fine loamy, mesic family of Typic Hapludults)을 층위별로 채취하여 토양 수리적 특성과 누적공극분포를 조사하고 표토인 Ap1층과 점토집적층인 B1층에서 각각 토양코아시료 (지름 7.4 cm, 높이 7.4 cm)를 채취하여 포화조건에서 $Cl^-$와 $Cu^{2+}$로 혼성치환실험을 수행하고 그 출현곡선으로부터 선택류(選擇流)를 검증하고자 하였다. Ap1층과 B1층은 사질 식양토로 같은 토성이나 Ap1층의 포화수리전도도는 $2.0cmhr^{-1}$로 B1층($0.27cm hr^{-1}$)의 약 7배에 달하였다. C층은 포화수리전도도 $5.2cmhr^{-1}$인 구조가 없는 사양토로 물과 용질의 이동을 제한하는 역할이 가장 낮을 것으로 판단되었다. 누적 공극분포에서 Ap1층과 B1층의 대공극량(토양수분포텐셜 - 6 kpa에 해당하는 지름 $49{\mu}m$ 이상의 공극)은 각각 총 공극량의 24%, B1층은 14%이었다. 염소출현곡선에서 Ap1층 코아와 B1층 코아의 수력학적 분산계수는 각각 $34cm^2hr^{-1}$, $1.3cm^2hr^{-1}$이었고 이때 B1층 코아의 지연계수는 1인 반면 Ap1층 코아는 0.6으로 부동수분과 유동수분의 분배가 일어났다. 양이온 치환용량이 Ap1층이 B1층보다 높음에도 불구하고 Ap1층 코아의 구리지연효과가 B1층보다 더 작게 나타났다. 이 결과는 포화수리전도도와 대공극 함량이 큰 Ap1층에서 선택류(選擇流)가 일어날 수 가능성을 보여 주었다. 그러나 투수성이 좋은 모재층을 가진 이 토양단면에서 Ap1층에서 선택류(選擇流)가 일어난다 하더라도 B1층에 의해 제한될 것으로 사료된다.