• 한국산림과학회지
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• 제66권1호
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• pp.16-36
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• 1984

화강암질풍화토(花崗岩質風化土)의 미교란(未攪亂) 시료(試料)를 사용하여 일면(一面) 직접(直接) 전단시험(剪斷試驗)으로 측정(測定)한 전단강도(剪斷强度)와 함수비(含水比), 간극비(間隙比), 건조밀도(乾燥密度), 비중(比重)과의 관계(關係)를 통계(統計) 분석(分析)하였고, 화강암질풍화토(花崗岩質風化土)의 사방시공지(砂防施工地)에 식재(植栽)된 리기다소나무림(林)과 리기테-다소나무림(林)에서 토양단면(土壤斷面)을 만들어 산중식토양경도계(山中式土壤硬度計)로 토양(土壤)의 견밀도(堅密度)를 측정(測定)하고 수근분포(樹根分布)를 조사(調査)하여 통계(統計) 분석(分析)한 결과(結果) 다음과 같다. 1) 함수비(含水比), 간극비(間隙比)와 전단강도(剪斷强度) 간(間)에는 유의적(有意的)인 부(負)의 상관(相關)이며 직접적(直接的)인 관계(關係)에 있었다. 2) 건조밀도(乾燥密度)와 전단강도(剪斷强度) 사이에는 정(正)의 상관(相關)이며 직접적(直接的)인 관계(關係)에 있었다. 3) 비중(比重)과 전단강도(剪斷强度) 간(間)에는 유의적(有意的)인 상관관계(相關關係)를 인정(認定)할 수 없었다. 4) 전단강도(剪斷强度)에 영향(影響)을 미치는 영향요소(影響要素)의 직접효과(直接效果)의 크기는 함수비(含水比)>간극비(間隙比)>건조밀도(乾燥密度)의 순위(順位)이다. 5) 다중선형(多重線型) 회귀방정식(回歸方程式)의 분산분석결과(分散分析結果) 함수비(含水比)만이 회귀성(回歸性)이 인정(認定)되므로 함수비(含水比)를 독립변수(獨立變數)로 하여 전단강도(剪斷强度)를 추정(推定)하기 위한 회귀방정식(回歸方程式)은 제한(制限)된 건조밀도(乾燥密度)의 범위내(範圍內)에서 적합도(適合度)가 매우 높게 평가(評價)되었다. 6) 토양(土壤)의 견밀도(堅密度)는 토심(土深)이 깊어짐에 따라 높아진다. 7) 토양(土壤)의 지표경도(指標硬度)와 수근수(樹根數) 간(間)에는 유의적(有意的)인 부(負)의 상관(相關)이며 직접적(直接的)인 관계(關係)에 있었다. 8) 리기다소나무와 리기테-다소나무의 수근(樹根)은 토심(土深) 20cm까지에 대부분 분포(分布)하고 있었다. 9) 리기다소나무림(林)과 리기테-다소나무림(林)에서 측정(測定)한 토양(土壤)의 지표경도(指標硬度)를 독립변수(獨立變數)로한 회귀방정식(回歸方程式)으로 수근수(樹根數)를 추정(推定)할 수 있었으나 낮은 적합도(適合度)를 나타내었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제55권3호
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• pp.436-442
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• 2017

Fischer-Tropsch 합성(F-T 합성)은 석탄, 바이오매스, 천연가스 등을 개질하여 얻은 합성 가스(CO, $H_2$)를 촉매를 이용하여 탄화수소로 전환 하는 기술이다. Fischer-Tropsch 합성에 이용되는 촉매는 활성 금속, 조촉매, 지지체로 구성되는데 이들의 종류와 조성은 반응의 활성 및 생성물 선택도에 영향을 미친다. 본 연구에서는 ${\gamma}-Al_2O_3$와 $SiO_2$ 혼합 지지체의 조성이 Fiscsher-Tropsch 반응의 활성과 생성물 선택도에 미치는 영향을 알아 보기위해, ${\gamma}-Al_2O_3/SiO_2$ 혼합 지지체를(100/0 wt%, 75/25 wt%, 50/50 wt%, 25/75 wt%, 0/100 wt%) 이용하여 함침(impregnation)법으로 철 촉매를 제조하였다. 촉매의 물리적 특성은 질소 물리 흡착 법과 X-선 회절 분석법을 통해 분석 하였고, 고정층 반응기에서 Fischer-Trosch 반응을 $300^{\circ}C$, 20bar에서, 60시간 동안 수행 하였다. 촉매의 물리적 특성 분석 결과 촉매의 BET 표면적은 ${\gamma}-Al_2O_3$의 조성이 감소함에 따라 감소하였으며, 촉매 기공의 부피 및 평균 크기는 지지체 조성이 ${\gamma}-Al_2O_3/SiO_2$ (50/50 wt%)인 경우를 제외 하고 증가하는 경향을 보였다. 또한, X-선 회절 분석법을 통해 ${\alpha}-Fe_2O_3$의 입자 크기를 계산한 결과 ${\gamma}-Al_2O_3$의 조성이 감소함에 따라 입자 크기가 감소 하였다. Fischer-Tropsch 합성 결과 ${\gamma}-Al_2O_3$의 조성이 감소함에 따라 CO 전환율은 감소 하였으며, C1-C4의 선택도는 ${\gamma}-Al_2O_3$의 조성이 25 wt%일 때 까지 감소하였으며 이와 반대로, C5+의 선택도는 ${\gamma}-Al_2O_3$의 조성이 25 wt%일 때 까지 증가 하였다.

• 한국광물학회지
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• 제23권4호
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• pp.367-375
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• 2010

지구물질로 이루어진 공극 구조와 이를 채우고 있는 유체의 상호작용에 대한 이해는 지표 및 지구내부의 다양한 지질학적 현상의 설명에 필수적이다. 본 연구에서는 지구물질과 유체의 상호작용을 보다 잘 이해하기 위해, 비표면적과 공극률이 다공성 매질의 공극 구조를 설명하는 매개변수에 미치는 영향을 살펴보고자 하였다. 이를 위해 입자의 지름과 공극률을 다양하게 하여 동일한 크기의 구형의 입자로 이루어진 다공성 매질에 대한 삼차원 공극 구조를 무작위 패킹 시뮬레이션으로 얻었고, 이에 대해 구성 엔트로피와 삼차원 상자집계 프랙탈 차원 분석을 하였다 구성 엔트로피 분석 결과, 엔트로피 길이는 비표면적이 2.4에서 $8.3mm^2/mm^3$으로 증가할 때 0.8에서 0.2 mm로 감소하고, 최대 구성 엔트로피는 공극률이 0.33 에서 0.46으로 증가할수록 0.94에서 0.99로 증가하는 뚜렷한 경향을 보인다. 구성 엔트로피와 공극률의 관계로부터 구성 엔트로피가 맨틀 용융체의 탄성과 점성도를 설명하는 변수로 사용될 수 있음을 제시한다. 삼차원 상자집계 프랙탈 차원은 비표면적이 같을 때 공극률이 증가함에 따라 증가하고, 비표면적이 2.4에서 $8.3mm^2/mm^3$으로 증가할 때 2.65에서 2.98로 증가한다. 이러한 삼차원 상자집계 프랙탈 차원과 비표면적, 공극률의 관계로부터 삼차원 상자집계 프랙탈 차원이 지진파 감쇠와 맨틀용융체를 포함한 다양한 지질매체의 구조와 무질서도를 설명하는 변수로 사용될 수 있음을 제시한다.

• 한국토양비료학회지
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• 제44권5호
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• pp.916-921
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• 2011

본 연구지역인 장원통은 자연 경반층을 함유하는 토양으로 명시되어 있다. 따라서, 장원통의 물리 화학적, 광물학적 그리고 미세형태학적 분석을 통해 경반층의 생성원인을 규명하고자 하였다. 토양의 층위별로 토양을 채취하여 물리화학적 광물학적 특성을 분석하였다. 토성분석은 피펫법으로 측정하였다. 점토광물은 $<2{\mu}m$ 이하로 분리한 후 정방위법으로 X-선 회절기를 이용하여 동정하였다. 미세형태학적 특성을 살펴보기 위해 불교란 시료를 채취하여 0.03mm 이하로 박편을 제작한 후 편광현미경을 이용하여 분석하였다. 장원통 시료에 대한 물리 화학적 특성을 분석한 결과, 토양조성은 모든 층위가 미사질 양토로 도시되었다. 점토의 함량이 약 19.3-20.6% 범위이고, 미사는 약 58.3-61.5%로 미사의 함량이 높게 분포하고 있으며 상부보다는 하부로 내려갈수록 미사의 함량이 더 높게 분포하였다. 표토의 pH는 4.9-4.8로 우리나라 밭 토양의 평균치 5.59 보다 낮게 분포 하고 있었다. 점토광물은 일라이트, 카올리나이트, 녹니석 그리고 질석이 동정되었다. 본 지역의 미세형태학적 특성을 관찰하기 위해 박편을 제작하여 편광현미경 하에서 박편을 관찰한 결과, 사장석과 석영반정이 주위에 미사크기의 각괴상 토양 입자가 우상-좌상방향으로 미약한 층을 이루고 있으나 기질과 경계가 명확하고 토양 기질 간에 미사 크기의 띠를 관찰할 수 있었다. 점토광물은 점토 집적층에서 공극을 채우는 형태로 존재하는 것이 아니라 일차광물에서 변질된 이차광물로 존재하고 있다. 따라서 장원통의 경반층은 점토집적 보다는 미사집적에 의한 영향이 더 크다고 볼 수 있다. 따라서 현재의 토양통 설명서에서 분류된 Typic Fragiochrepts의 해석이 올바르다고 판단된다.

• 한국토양비료학회지
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• 제24권2호
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• pp.79-85
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• 1991

우리나라 주요(主要) 5개(個) 모암(母岩)(화강암(花崗岩), 화강편마암(花崗片麻岩), 석회석(石灰石), 혈암(頁岩), 현무암(玄武岩))에서 발달(發達)된 토양(土壤)의 특성(特性)을 모암(母岩)의 조암광물종류(造岩鑛物種類)와 연관(聯關)시켜 고찰(考察)하기 위하여 모암별(母岩別) 두 토양통(土壤統)을 선정(選定)하여 토양(土壤)의 입도분포(粒度分布) 및 화학성(化學性)과 화학성분조성(化學成分組成) 분석(分析)을 실시(實施)하였던 바 그 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 토양(土壤)의 입도분포(粒度分布)에서 모래는 화강암(花崗岩)의 월정통(月精統)과 화강편마암(花崗片麻岩) 토양(土壤), 미사(微砂)는 현무암(玄武岩)의 구엄통(舊嚴統)과 퇴적암(堆積岩)인 석회암(石灰岩)과 열암(頁岩) 토양(土壤), 그리고 점토(粘土)는 석회암(石灰岩)의 평안통(平安統)과 열무암(玄武岩)의 장파통(長坡統)에서 각각 높았다. 2. 석회암(石灰岩) 토양(土壤)은 모암(母岩)에서 유래(由來)된 방해석(方解石)과 백운석(白雲石)의 존재(存在)가 인정(認定)되며 pH, 치환성(置換性) Ca과 Mg, 양(陽)이온 치환용량(置換容量), 염기포화도(鹽基飽和度)가 높은 반면 치환성(置換性) Al이 낮았으며, 장석(長石), 석영(石英), 운모(雲母)가 주(主) 조암광물(造岩鑛物)인 화강앙(花崗岩)과 화강편마암(花崗片麻岩) 토양(土壤)에서는 반대(反對) 경향(傾向)이었다. 3. 석영(石英)과 방해석(方解石)이 주(主) 조암광물(造岩鑛物)인 혈암(頁岩) 토양(土壤)에서는 모암(母岩)중 석영함량(石英含量)이 적었던 대구통(大邱統)이 부여통(扶餘統)에 비해 pH, 치환성(置換性) Ca, 염기포화도(鹽基飽和度)가 높았으며 치환성(置換性) Al은 적었다. 4. 토양(土壤)의 화학조성(化學組成)에서 정장석(正長石)과 운모(雲母)가 많은 모암(母岩)에서 유래(由來)된 토양(土壤)에서는 $K_2O$, 흑운모(黑雲母), 녹니석(綠泥石), 휘석(輝石)인 경우 $Fe_2O_3$, MgO 그리고 탄산염광물(炭酸鹽鑛物)과 사장석(斜長石)인 경우는 CaO함량(含量)이 모암(母岩)의 같은 성분조성(成分組成)에 비해 감소(減少)하였다. 5. 화강암(花崗岩) 토양(土壤)의 표토(表土)와 석회암(石灰岩)의 장성통(長城統)은 각각 유기물(有機物)과 탄산염광물(炭酸鹽鑛物)에 의해 작열감량(灼熱減量)이 높았다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제36권11호
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• pp.97-106
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• 2020

본 연구에서는 산화 마그네슘(MgO) 무게비에 따른 W_MgO/W_Total=0, 30, 50, 70, 100%) MgO-모래 혼합물의 팽창특성과 수화 반응 전·후 전단거동을 비교하였다. 시료는 MgO 함량이 높은 내화벽돌을 파쇄하여 모래와 혼합하여 조성하였다. MgO는 수화반응 후 Mg(OH)₂로 분화되어 비중 및 입자 크기가 감소하였다. 미세구조 관찰과 X선 회절분석을 통해 MgO는 정육면체 구조인 Periclase에서 수화반응 후에 육각형 결정 구조인 Brucite로 변화하는 것을 확인하였다. MgO 함량이 증가함에 따라 팽창압과 팽창량은 증가하는 것으로 나타났다. 생성된 Mg(OH)₂가 모래 입자 사이의 공극을 주로 채우게되는 MgO 함량 30% 시료는 팽창압과 팽창량이 상대적으로 매우 낮게 측정되었고, MgO 50% 이상의 시료에서는 Mg(OH)₂가 모래 입자 사이의 공극을 채우고 난 후 모래 입자 또는 다른 Mg(OH)₂를 밀어내기 때문에 팽창압과 팽창량이 급격히 증가하는 양상을 보였다. 직접전단시험 결과 수화반응 전 혼합물은 높은 MgO 함량에서는 부피 팽창거동을 보였고 낮은 MgO 함량에서는 부피 수축거동을 보였다. 그러나 수화반응 후 혼합물은 모두 부피 수축거동을 보였다. 수화반응 후 정규화된 전단강도의 한계 세립질 함량 (F_th)은 약 60% Mg(OH)₂ 비율로 나타났다.

• 한국광물학회지
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• 제28권1호
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• pp.39-49
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• 2015

최근 세계적으로 탄소포집 및 저장(CCS, carbon capture and storage)기술에 대한 연구가 많이 수행되고 있다. 이번 연구는 폐시멘트 미분을 이산화탄소를 포집하는 광물탄산화(mineral carbonation)의 효율적인 재료로 활용하기 위한 연구의 일환으로 수행하였다. 0.15 mm 미만으로 체가름된 시멘트 풀(W:C = 6:4)과 $200m{\ell}$ 용액을 포함하는 반응용기에 순도 99%의 $CO_2$ 가스를 주입하는 직접수성탄산화 실험을 수행하고, 두 종류 첨가제(NaCl, $MgCl_2$)의 탄산화에의 영향을 분석하였다. 특히, 첨가제의 종류와 pH변화에 따른 탄산화 과정, 생성되는 탄산염광물의 종류와 특성에 대하여 자세히 연구하였다. 직접수성탄산화 실험 결과 pH는 $CO_2$의 주입으로 지속적으로 감소하였다. $Ca^{2+}$ 이온 농도는 $MgCl_2$가 첨가제로 활용한 경우에는 지속적으로 감소하였지만 $MgCl_2$를 첨가하지 않은 경우에는 감소하다가 pH가 낮아짐에 따라 생성된 탄산염광물의 용해로 다시 증가하는 경향을 보였다. 생성물질에 대한 X-선 회절분석 결과, $MgCl_2$를 첨가하지 않은 경우에는 방해석이 우세하게 나타났고, $MgCl_2$를 첨가제로 활용한 경우에는 $Mg^{2+}$ 이온의 영향으로 아라고나이트가 우세하게 나타났다. 또한 pH 단계별 직접수성탄산화 실험결과, $MgCl_2$를 첨가하지 않은 경우에는 pH가 높은 실험 초기에 나타난 바테라이트는 pH가 낮아질수록 결정도가 좋은 방해석으로 전환되는 것을 확인하였고, $MgCl_2$를 첨가제로 활용한 경우에는 pH가 낮아질수록 방해석의 함량은 감소하고 아라고나이트의 함량이 증가하는 것을 알 수 있었다.

• 자원환경지질
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• 제49권6호
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• pp.417-432
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• 2016

이번 연구에서는 해남군 이진리 해안단구가 마지막 간빙기 최온난기(Marine Isotope Stage 5e; MIS 5e)에 형성되었음을 최초로 밝힌다. 이는 해발고도 4.8 m에서 8.8 m까지의 단구이며, 4개의 unit로 나누어진다(unit I: 4.8-5.3 m, unit II: 5.3-6.8 m, unit III: 6.8-8.3 m, unit IV: 8.3-8.8 m). 연구대상 퇴적층은 10-30 cm 간격으로 입도분포, 대자율, 함수율 등의 물리특성 분석, 주원소와 미량원소 분석, 점토광물 정량분석 등을 실시하였으며, OSL 연대분석을 통하여 unit II와 III이 MIS 5e에 형성된 것으로 추정하였다. 퇴적층에 포함된 원력들은 주변에 하천이 없는 점으로 미루어 주변 배후 산지에서 바다로 유입된 쇄설물들이 바다에서 마모 작용을 받은 후 재퇴적된 것으로 추정된다. 연대측정 결과, 전반적으로 매우 빠른 퇴적률을 보이는 점은 최온난기(125k; unit II 하위)를 전후한 급격한 해수면 상승과 더불어 강우량 등의 증가로 인해 쇄설물 유입이 증가한 것으로 추정된다. 연구 지역의 점토 광물 비를 현재의 조간대, 황해와 비교한 결과, 연구 지역의 퇴적물은 바다의 영향을 많이 받은 것으로 추정된다. 이 결과는 과거 해수면이 높았던 시기의 수문 활동 및 퇴적 환경을 규명하는데 활용될 수 있을 것으로 보인다.

• 자원환경지질
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• 제34권3호
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• pp.271-281
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• 2001

팔봉광산 주변 지역의 오염 특성을 밝히기 위해 선광광미와 주변 토양의 중금속 오염 특성을 조사하였다. 연구 지역의 토양은 일부 토양을 제외한 대부분의 토양이 롬 토양이었으며, 하천 주변 토양 일부도 상류 지역에서 하류쪽으로 가면서 로미 샌드_샌디 롬 토양에서 롬토양으로 점이한다. 토양 내의 유기물 함량은 평균 2% 정도로 낮았으며, 토양의 pH는 모든 시료에 걸쳐 약간 산성을 띄는 6.0$\pm$0.1이다. 연구 지역에서 분석된 암석, 일반토양, 광미 및 퇴적시료에서는 암석으로부터 기인된 일반토양에서는 중금속의 함량이 암석 자체에 포함된 농도보다 약간씩 낮아져 이들이 지표수나 지하수에 의해 침출되어 나감을 보여준다. 광석으로부터 분리된 광미 더미 시료에서는 납, 구리, 비소의 농도가 높다. 하천 퇴적시료에서도 정상적인 확산 특성을 보이나, 상류 시료에서 납, 구리의 농도는 광미 더미에서 보다 훨씬 높은 농도를 보이는 한편, 비소는 그 농도가 급격하게 떨어지는 특성을 보인다. 카드뮴과 구리, 비소의 농도 변화는 운반 매체로서의 지표수 혹은 지하수의 매질 특성에 기인한 것으로 해석된다. 중금속 농도 분포와 퇴적입자 크기는 카드뮴, 구리 및 납 등은 모래 및 실트와 비교적 높은 상관관계를 보이는 반면, 비소와 수은은 점토입자와는 상관관계가 높았다. 연구 지역에서 측정된 중금속의 거리별 확산 특성은 하천 주변 토양 중 표토 및 심토층에서는 광미 더미로부터 100m~200m에 구간에서 측정된 중금속 농도가 광미 더미에서 먼 다른 지역과는 현격하게 높은 농도를 보이는 점이다. 카드뮴과 구리, 납 및 수은의 농도가 차이가 많으며, 비소는 차이가 크지 않다. 육가 크롬은 전 구간에 걸쳐 검출되지 않는다. 중금속의 농축은 광산 개발지나 광미 더미로부터 기인되어, 물에 의해 이동, 침전되었을 것이다. 하천 주변 표토 및 심토층에서는 모든 중금속 농도가 광미 더미에서 하류쪽으로 이동한 600m~2000m 구간에서 상승하였다. 광미 확산 토양 시료에서는 중금속의 농도가 광미 더미로부터 멀어질수록 비교적 일정하게 감소한다. 600~2000m 거리구간에서의 각 중금속의 농도 상승은 지하수에 의해 이동되었을 것으로 추정된다. 중금속의 유동에는 유동 지하수의 pH, Eh 및 콜로이드 입자의 양, 산화망간 및 산화철의 존재에 따른 지하수의 상태 변화가 밀접하게 연관되었을 것이다. 지하수 조건은 3 정도의 비교적 낮은 pH와 +3~+5에 해당되는 산화 조건과 콜로이드는 적고 산화망간 및 산화철이 같이 유동하지 않은 상태였다. 중금속의 유동은 과거의 광산활동과 연관되었을 것이다. 연구지역에서는 오염 토양이 식생의 중금속 오염에는 영향을 미치지 않는다.

• 자원환경지질
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• 제44권1호
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• pp.71-82
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• 2011

본 연구는 국내에서 산사태 발생빈도가 높은 선캠브라아기 편마암 풍화토와 백악기 화강암 풍화토를 대상으로 하여 불포화 풍화토별 강우강도 및 흙의 단위중량에 따른 강우침투속도 관계를 파악하기 위하여 불포화 풍화토 칼럼시험을 하였다. 본 연구에서는 일정시간 간격으로 체적함수비, 간극수압 등을 TDR센서와 간극수압계를 통해 측정하였다. 현장 건조단위중량을 기준으로 느슨한 조건, 현장조건, 조밀한 조건으로 선정하고, 강우강도를 20 mm/h와 50 mm/h로 선정하여 시험을 수행하였다. 강우강도 20 mm/h 조건에서 각 단위중량 조건별 편마암 풍화토와 화강암 풍화토의 평균 강우침투속도는 각각 $2.854{\times}10^{-3}$ cm/s ~ $1.297{\times}10^{-3}$ cm/s와 $2.734{\times}10^{-3}$ cm/s ~ $1.707{\times}10^{-3}$ cm/s였으며, 강우강도 50 mm/h 조건에서는 각 풍화토별로 $4.509{\times}10^{-3}$ cm/s ~ $2.016{\times}10^{-3}$ cm/s와 $4.265{\times}10^{-3}$ cm/s ~ $3.764{\times}10^{-3}$ cm/s로 나타났다. 시험결과 강우강도가 높고 흙의 단위중량이 낮을수록 평균 강우침투속도는 증가하였으며, 느슨한 조건을 제외한 모든 조건에서 화강암 풍화토의 강우침투속도가 편마암 풍화토의 강우침투속도보다 빠르게 나타났다. 이는 화강암 풍화토가 편마암 풍화토에 비해서 입도가 비교적 균질하며, 단위중량이 낮고 공극율이 큰 것이 그 원인으로 판단된다.