• 한국지반신소재학회논문집
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• 제20권3호
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• pp.1-10
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• 2021

본 연구는 성토구조체 현장실험을 통해 포항 지역의 제3기 이암을 도로 노체 재료로 활용하기 위한 가능성을 검토하는 제시하는 것이다. 이 이암은 신생대 제 3기층인 연암퇴적층에 분포하고 있는 미고결화 암석으로 슬레이킹, 팽윤 현상, 전단강도 저하와 같은 물리적 문제와 산성배수라는 화학적 문제가 발생한다. 여러 복합적 문제 해결하기 위해 실내 배합 시험을 진행하였으며 제 3기 이암(90%)과 복합슬래그(제강 70%, 고로 30%)와 중화·코팅제 처리의 최적 배합 조건을 도출했으며, 이를 실증하기 위해 실제 규모의 도로 성토구조체를 시공하여 구간별 현장 시험을 진행했다. 사전처리구간은 최적 배합 조건 설계로 인해 안정이 유지되는 반면, 무처리구간은 자연 풍화가 빠르게 진행되어 구조적 문제 발생이 우려되었으며, 가적치구간은 중화·코팅제 효과가 확인됨에 따라 임시 적치 시기에 적용 가능함을 확인했다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제35권1호
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• pp.29-39
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• 2023

As the intensity of urban underground space development increases, more and more tunnels are planned and constructed, and sometimes it is inevitable to encounter situations where tunnels have to underpass the river embankments. Most previous studies involved tunnels passing river embankments perpendicularly or with large intersection angle. In this study, a project case where two EPB shield tunnels with 8.82 m diameter run parallelly underneath a river embankment was reported. The parallel length is 380 m and tunnel were mainly buried in the moderate / slightly weathered clastic rock layer. The field monitoring result was presented and discussed. Three-dimensional back-analysis were then carried out to gain a better understanding the interaction mechanisms between shield tunnel and embankment and further to predict the ultimate settlement of embankment due to twin-tunnel excavation. Parametrical studies considering effect of tunnel face pressure, tail grouting pressure and volume loss were also conducted. The measured embankment settlement after the single tunnel excavation was 4.53 mm ~ 7.43 mm. Neither new crack on the pavement or cavity under the roadbed was observed. It is found that the more degree of weathering of the rock around the tunnel, the greater the embankment settlement and wider the settlement trough. Besides, the latter tunnel excavation might cause larger deformation than the former tunnel excavation if the mobilized plastic zone overlapped. With given geometry and stratigraphic condition in this study, the safety or serviceability of the river embankment would hardly be affected since the ultimate settlement of the embankment after the twin-tunnel excavation is within the allowable limit. Reasonable tunnel face pressure and tail grouting pressure can to some extent suppress the settlement of the embankment. The recommended tunnel face pressure and tail grouting pressure are 300 kPa and 550 kPa in this study, respectively. However, the volume loss plays the crucial role in the tunnel-embankment interaction. Controlling and compensating the tunneling induced volume loss is the most effective measure for river embankment protection. Additionally, reinforcing the embankment with cement mixing pile in advance is an alternative option in case the predicted settlement exceeds allowable limit.

• 한국지형학회지
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• 제18권3호
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• pp.65-81
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• 2011

강원도 고성 일대의 제3기 현무암 분포 지역을 중심으로 이 지역의 지형경관의 특성에 대하여 분석하였다. 이 지역은 화강암 풍화대가 형성되는 과정 또는 형성된 후 화산 활동으로 현무암이 분출된 지역으로 두 암석의 특성과 지형 발달 과정에서의 특징에 따라 서로 다른 지형 경관을 형성하였다. 본 연구에서는 강원도 고성 일대의 지형적인 특성을 분석하고, 특히 화산활동의 결과로 나타난 현무암 지형과 화강암 풍화 이후의 풍화 산물 탈거로 인한 지형 발달 과정의 관계에 대하여 분석하였다. 연구 결과, 송지호 인근의 지역인 오음산 지역의 경우 산정부가 현무암에 의해서 피복되면서 상대적으로 평탄한 면을 형성하고 있으며 산록은 주로 화강암으로 풍화대와 풍화 잔류물로 구성되어 있다. 두 기반암 사이의 경계는 현무암의 단애 또는 풍화산물이 얇게 피복된 급경사면으로 구성되어 있으며, 조사 결과에 의하면 화강암의 풍화가 어느 정도 진행된 상태에서 현무암이 피복한 것으로 나타나고 있다. 또한 오음산과 뒷배재의 경우 현무암의 분출지점이 단일 화구인지 다수의 화구인지 명확하지 않았다. 두지역 모두 현무암의 단애로부터 주상절리의 해체에 의하여 분리된 암괴들은 화강암 풍화산물중심의 산록을 피복하면서 암괴류와 애추사면과 같은 암설사면을 형성하였다. 운봉산에서의 조사 결과에 의하면 암괴들의 장축은 사면의 전반적인 방향과 일치 하는 것으로 나타났으며, 암괴류들의 경우 암괴 자체의 이동보다는 하부의 세립 물질 세탈로 지형변화가 일어나는 것으로 사료된다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제7권3호
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• pp.115-132
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• 2002

광주광역시에 분포하는 지하수의 수질을 인위적인 오염과 물-암석 반응에 의한 화학적 풍화의 결과로 구분하기 위하여, 토지이용현황, 지형 및 지질을 참고하여 본 역을 4개의 Group으로 구분하였다. Group I은 개발제한구역, Group II는 완충녹지, Group III는 기존시가지, Group IV은 공단지역을 포함한다. 연구지역의 본 역의 지질은 주로 흑운모화강암과 화강편마암으로 이루어져 있으며 지하수 중 주 양이온 함량은 장석류, 운모류, 탄산염광물의 지화학적 거동에 의해 결정된다. Cl$^{-}$와 NO$_3$$^{-}$은 인위적인 오염원에 의해 공급되며 Group H에서 가장 높게 나타난다. Piper diagram에 의하면 Group III은 CaSO$_4$-CaCl$_2$형에 우세하게 점시되고 나머지는 대부분 Ca(HCO$_3$)$_2$형으로 나타난다. WATEQF를 이용하여 계산한 활동도와 광물의 포화지수에 의하면 광물들 대부분이 불포화 상태이며 상안정다이아그램에 의하면 모두 캐올리나이트 안정 영역에 점시된다. 요인분석 결과에 의하면 3개의 요인으로 추출 및 계산된다 HCO$_3$$^{-}$, $Ca^{2+}$, SO$_4$$^{2-}$ , $Mg^{2+}$, $Na^{+}$의 규제를 받는 요인 1은 탄산염 광물, 운모, 사장석의 용해로 설명되고, Cl$^{-}$, NO$_3$$^{-}$의 규제를 받는 요인 2는 생활하수의 유입을 설명한다. Mn, Fe, Zn의 규제를 받는 요인 3은 공장폐수의 영향으로 추측된다. 요인 1은 Group I과 Group II에서 우세하므로 화학적 풍화의 영향을 받으며, Group III에서 높은 점수를 보이는 요인 2는 인위적인 오염원의 가능성을 지시한다.

• 한국산림과학회지
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• 제111권1호
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• pp.115-124
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• 2022

본 연구는 진주시 집현면에서 발생한 땅밀림지의 지질, 지형 및 물리적 특성을 분석하여 땅밀림 발생 피해방지를 위한 기초자료를 제공하기 위하여 실시하였다. 대상지는 1982년에 1차 땅밀림 이후에 2019년 2차 땅밀림이 발생하였는데, 2차 땅밀림 피해면적은 1차보다 약 11.5배로 나타났다. 주 구성암석은 풍화가 비교적 심해 땅밀림이 쉽게 발생하는 퇴적암 지역이었다. 땅밀림으로 붕괴된 지역은 활동면으로 추정되는 면과 슬라이딩 방향으로 층리와 수직으로 발달한 절리의 조합에 의해 암반이 작은 블록으로 나뉘고 이완되면서 활동면을 따라 슬라이딩이 발생하였고, 암반이 분리되면서 분리된 틈으로 지표수 및 토사가 유입하는 것으로 조사되었다. 아울러 셰일 내의 사암이 층리와 절리의 조합에 의해 블록으로 나뉜 후 지하수 등의 풍화작용에 의해 모서리 부분부터 내부로 풍화가 진행되는 양파구조(Onion Structure)를 보여주는 노두가 나타나고, 이런 과정을 거쳐 핵석이 만들어진 것으로 판단된다. 조사대상지는 지하수에 의한 전형적인 땅밀림형 산사태 지역으로 유형은 凸상미근형으로 붕적토 땅밀림형 산사태에 해당하였다. 땅밀림 대상지의 산사태위험등급은 3~5등급에 해당되어 일반적인 산사태와는 차이가 있었다. 지하수는 북동(NE)방향으로 유동하는 것으로 나타났으며, 지형 경사를 따라 유동하며 땅밀림으로 붕괴된 방향과 일치하였다. 땅밀림지로부터 능선부는 땅밀림 영향을 받지 않은 토양으로 땅밀림으로 붕괴된 하단부보다 토양용 적밀도는 높았으며, 붕괴로 인해 토양의 와해와 교란으로 인해 토양용적밀도는 급격히 낮아지는 것으로 나타났다.

• 박물관보존과학
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• 제19권
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• pp.1-18
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• 2018

충주 정토사지 홍법국사탑비(본관1960)는 고려시대의 양식적 특징을 보여주는 중요한 석조문화재이다. 홍법국사탑비는 일제강점기에 수차례 반복된 부재의 해체 및 이동과 동시에 장기간 야외에 노출되어 풍화가 진행된 상태였기 때문에 국립중앙박물관 수장고에 보관되어 왔다. 이 연구에서는 2015년 국립중앙박물관에서 주관하는 석조물복원사업의 일부 대상인 홍법국사탑비의 야외 전시를 위해 재질특성을 규명하고 풍화훼손지도 및 초음파 물성진단을 활용한 손상도 진단을 실시하였으며, 이를 바탕으로 보존처리를 진행하였다. 재질분석 결과, 탑비의 귀부는 중립질 입자크기를 가지는 석영, 사장석, 알칼리장석, 흑운모, 백운모를 구성광물로 가지는 복운모 화강암이다. 탑비의 비신은 담홍색을 띠며 암회색이 혼재되어 나타나고 중립질의 방해석을 조암광물로 가지는 결정질 대리암이다. 이수는 회백색으로 중립질의 방해석을 주요 구성광물로 가지는 결정질 대리암이다. 탑비에서 나타나는 각각의 훼손유형별 점유율 산출 결과 비신에서는 마모로 인한 훼손이 28.29%로 남측면이 가장 높으며, 이수에서는 입상분해로 인한 훼손이 11.08%로 북측면이 심한 것으로 나타났다. 초음파 물성진단을 통해 탑비의 전체적인 풍화도를 파악한 결과 귀부에서는 결구부를 중심으로, 비신에서는 상단부에서 낮은 값을 보였으며, 이는 표면 가공도의 차이와 부분적인 박리 및 균열로 인해 변위가 발생한 것으로 판단된다. 홍법국사탑비의 야외 전시에 앞서 과학적 조사를 바탕으로 외부환경에 의한 풍화를 억제하고자 표면 오염물제거와 표면 강화처리를 진행하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제28권7호
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• pp.41-53
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• 2012

강우에 수반된 급경사지의 붕괴는 지반에 수분이 침투하여 평형상태에서 중력방향으로 지반이 이동하는 현상으로 지형과 지질 등에 의한 내적 요소와 강우, 지진 등에 의한 외적요인에 따라 붕괴의 정도가 달라진다. 암종에 따른 수분의 침투특성을 파악하기 위해 백악기말 고철질화강암이 분포하는 부산 금정산 지역과 퇴적암이 분포하는 지역 중 단양지역(사암), 진주지역(셰일), 포항지역(이암-미고결퇴적암) 등 4개 지역을 시범지역으로 선정하여 전기비저항 모니터링탐사를 실시하였다. 탐사기간은 우기가 시작되는 6월부터 하절기를 지나 건기에 해당하는 11월까지 수행하였다. 모니터링 결과 금정 지역과 진주 지역은 표준 강우량 산정 시 우기 동안의 선행강우량의 영향은 6월에서 10월까지의 전체 강우를 대상으로 산정할 필요성이 있고 반감기의 산정 시 이에 대한 고려가 필요할 것으로 판단된다. 또한 저비저항 이상대의 수직적인 분포는 수분의 침투가 지표에서 하부 지반으로 균일하게 발생하는 것이 아니라 풍화대의 균열이나 토층의 이완된 간극을 따라 발생하고 있다. 포항지역 미고결퇴적암은 수분의 침투 형태가 화강암 및 쇄설퇴적암과는 상이하며, 강우 이후 하부지반으로 침투되는 속도가 빠르고 하부의 암반대수층으로 함양되는 기간이 짧아 현재 사용되는 표준강우량 산정 시 적용하는 선행강우량의 영향기간과 유사한 시간을 보인다. 지반의 함수 정도에 의해 단양의 쇄설성 퇴적암 분포지의 하부 지반에서 관찰되는 저비저항 이상대의 유지 기간은 포항지역과 유사하며, 집중호우 시측방으로 수분이 확산되는 정도는 진주의 쇄설성 퇴적암과 같은 형태를 보인다. 이상의 분석결과에서 단양 지역은 선행 강우량이 미치는 기간이 3주 정도로 추정된다.

• 암석학회지
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• 제1권1호
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• pp.49-57
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• 1992

제천습곡대의 제천화강암에 대하여 Rb-Sr, K-Ar 그러고 휫션트랙 등 세 가지 방법으로 다음과 같은 열역사를 규명하였다. 3개의 전암시료와 7개의 광물시료의 Rb과 Sr의 동위원소를 측정하여 얻은 등시선연령은 202.7$\pm$1.9Ma이고, Sr 초생치는 0.7140였다. 12개의 광물시료를 K-Ar 및 휫션트랙법으로 연령측정한 결과 각각의 연령보존온도에 거의 상응하는 광물연령을 얻었다. 연령측정자료로 이 암석의 성인과 암체의 열역사를 해석한 결과는 다음과 같다. 제천화강암은 쥬라기초(약 203 Ma)에 지각물질이 부분용융을 받아서 만들어진 'S-형'의 마그마가, 또는 맨틀기원의 'I-型'마그마와 지각물질의 심한 혼화작용에 의해 만들어진 마그마가 지각 심부 (mesozone 또는 katazone; 약 7~9km)에 관입하였으며, 관입체와 주변암석괴의 온도차 때문에 30$0^{\circ}C$까지는 매우 빨리 냉각되었다. 쥬라기말까지는 주위 암석들과 열적인 평형을 유지하므로써 냉각이 거의 중지되었다가, 백악기초부터 말까지 (140~70 Ma)는 화성활동을 수반한 심한 지구조운동과 활발한 풍화작용 때문에 평균 약 40~60 m/Ma의 상승률과 약 1.4$^{\circ}C$/Ma의 냉각률로 3~7 km 상승하였다. 백악기말부터 삼기초(70~50 Ma)까지는 펀균 약 100~120m/Ma의 상승률과 5$^{\circ}C$/Ma의 냉각률을, 그리고 삼기초 (50 Ma)부터 현재까지는 평균 약 50~60m/Ma의 상승률과 2$^{\circ}C$/Ma의 냉각률을 가지고 각각 상승 및 냉각된 것으로 해석된다.

• 자원환경지질
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• 제51권2호
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• pp.99-111
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• 2018

본 연구에서는 원자력 시설물에 존재하는 핵종의 의도치 않은 유출사고를 대비하기 위해서 세 가지 대표 핵종 ($^{60}Co$, $^{137}Cs$, $^{125}Sb$)을 원자력 시설물 지역에서 채취한 시료와 반응하여 핵종들의 흡착 및 거동 특성을 조사하였다. 가장 높은 흡착계수 값들은 ($^{60}Co=947mL/g$, $^{137}Cs=2105mL/g$, $^{125}Sb=81.3mL/g$) 지하수 환경일 때 상부토층 시료에서 나타났으며, 파쇄대 > 기반암 시료의 순으로 $K_d$ 값이 감소하였다. 상부토층과 파쇄대에서 $^{60}Co$의 높은 흡착계수는 상부토층 및 파쇄대에 존재하는 점토광물에 의한 것으로 사료되며, 해수 조건에서는 높은 이온강도로 인해서 $K_d$ 값은 약 58 - 69 % 감소하였다. $^{137}Cs$의 흡착은 주로 백운모의 Flayed edge site (FES)에서 $K^+$과의 이온교환 반응에 의한 것으로 사료된다. $^{137}Cs$의 흡착이 해수 조건에서 가장 크게 영향을 받으며 (89 - 97 % 감소), $^{125}Sb$은 대표 핵종 중 해수에 의한 이온강도 변화에 가장 미미한 변화를 보였다. 칼럼 및 배치 흡착 실험 결과 파쇄대 시료 (F-1, F-2)에서 $^{137}Cs$의 지연계수 (R) 값은 약 5400 - 7400, $^{60}Co$의 경우는 약 2000 - 2500, $^{125}Sb$의 경우는 약 250 - 415의 범위를 보여주므로 대표핵종들이 파쇄대에서도 매우 낮은 거동을 보일 것으로 사료된다. 대표 핵종 $^{137}Cs$, $^{60}Co$, $^{125}Sb$들은 모두 상부토층 및 파쇄대에서 가장 높은 $K_d$ 값을 나타내므로, 원전 시설물에서 예상치 못한 중대사고가 발생하여 핵종이 환경으로 유출되더라도 상부토층 및 파쇄대 구간에서 대부분 흡착되어 이동이 상당히 지연될 것으로 예측된다. 이러한 결과는 원자력 시설물의 안전성 및 환경영향 평가 자료로 활용될 것으로 기대된다.

• 자원환경지질
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• 제41권1호
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• pp.63-79
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• 2008

울진광산 지역에 매립된 광미와 방치된 폐광석이 주변 하천에 미치는 영향을 평가하기 위해, 하천수, 침출수, 갱내수 및 지하수의 물리화학적인 특성을 파악하였다. 또한 폐광석 내 황화광물의 풍화 특징을 파악하기 위한 광물학적 연구와, 토양 내 미량원소의 분산 특성을 파악하기 위한 총함량 분석을 수행하였다. 매립된 광미에서 발생하는 침출수의 pH의 범위는 $2.9{\sim}6.0$이며, EC는 $99{\sim}3990{\mu}S/cm$로 주원소(최대 492 mg/l Ca; 83.8 mg/l Mg; 45.2 mg/l Na; 44.7 mg/l K; 50.8 mg/l Si) 및 미량원소(최대 $826,060{\mu}g/l$ Fe; $131,230{\mu}g/l$ Mn; $333,600{\mu}g/l$ Al; $61,340{\mu}g/l$ Zn; $2,530{\mu}g/l$ Cu; $573{\mu}g/l$ Cd; $476{\mu}g/l$ Pb)함량이 높게 나타났다. 하천수의 물리화학적 특성은 침출수와 지류의 유입에 따른 공간적 변화와 강수량에 따른 시기별 변화가 관찰되었다. 침출수의 유입으로 하천수의 용존 이온의 농도는 증가하지만 오염되지 않은 지류와의 혼합에 의한 희석작용으로 하류로 갈수록 감소한다. 건기인 2월에는 침출수 유입량이 줄어 하천수의 용존 이온 함량이 우기보다 낮다. 하지만 건기에는 지류 및 하천수의 유량 감소로 인하여 희석작용이 상대적으로 미약하여 우기에 비해 오염 확산 범위가 더 넓은 것으로 확인되었다. 배경치와 비교한 울진광산 주변의 토양시료의 중금속 농집 순서는 망간>철>납>구리>아연으로 나타났다. 울진광산에서 산출되는 황화광물은 자류철석과 섬아연석이 주를 이루며, 방연석과 황동석이 수반된다. 이 중 자류철석이 가장 풍화가 빠르게 진행되었으며, 광물 내부에 발달된 균열부와 입자 가장 자리를 따라 내부로 산화가 진행되어 철수산화광물이 생성되며, 소량의 Zn을 흡착하는 것으로 밝혀졌다.