• 한국환경과학회지
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• 제25권11호
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• pp.1541-1554
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• 2016

To understand the characteristics of vanadium leaching from soils formed by the weathering of basalts, paleo soil at Gosan, Jeju Island, Korea, and several present-day soils from neighboring areas were collected. Leaching experiments were carried out by two approaches: 1) batch experiments under various geochemical conditions (redox potential (Eh) and pH) and 2) continuous leaching experiments under conditions similar to those of natural environments. From the batch experiments, leached vanadium concentrations were highest under alkaline (NaOH) conditions, with a maximum value of $2,870{\mu}g/L$, and were meaningful (maximum value, $114{\mu}g/L$) under oxidizing ($H_2O_2$) conditions, whereas concentrations under other conditions (acidic-HCl, $neutral-NaHCO_3$, and $reducing-Na_2S_2O_3$) were negligible. This indicated that the geochemical conditions, in which soil-water reactions occurred to form groundwater with high vanadium concentrations, were under alkaline-oxidizing conditions. From the continuous leaching experiments, the pH and leached vanadium concentrations of the solution were in the ranges of 5.45~5.58 and $6{\sim}9{\mu}g/L$, respectively, under $CO_2$ supersaturation conditions for the first 15 days, whereas values under $O_2$ aeration conditions after the next 15 days increased to 8.48~8.62 and $9.7{\sim}12.2{\mu}g/L$, respectively. Vanadium concentrations from the latter continuous leaching experiments were similar to the average concentration of groundwater in Jeju Island ($11.2{\mu}g/L$). Furthermore leached vanadium concentrations in continuous leaching experiments were highly correlated with pH and Al, Cr, Fe, Mn and Zn concentrations. The results of this study showed that 1) alkaline-oxidizing conditions of water-rock (soil) interactions were essential to form vanadium-rich groundwater and 2) volcanic soils can be a potential source of vanadium in Jeju Island groundwater.

• 한국산림과학회지
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• 제89권5호
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• pp.564-575
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• 2000

본 연구는 팔공산 산지소유역을 대상으로 기존의 물순환모델을 적용하여 산지 소유역에서의 장기유출특성을 구명하고자 설시하였다. 시험유역에서 1998년도와 1999년도의 5월에서 9월까지의 실측 강우량과 유출량의 수문자료를 이용하여 모델의 적합도 및 장기유출특성을 분석한 결과, 시험유역에서의 수위-유량 관계식 $Q=11.148H^{2.5867}$ ($R^2=0.9956$)를 산출하였고. 1998년 5월~9월의 유출율은 57.7%, 1999년 5월~9월의 유출율은 87.1%로 나타나 강우강도의 차이와 98년도 가을에 실시한 간벌의 영향으로 유출량이 증가한 것으로 판단하였다. 물순환모델을 적용하여 15개의 매개변수값을 결정하였으며, 이들 매개변수로 장기수문곡선을 재현한 결과, 모델의 적합도가 양호한 것으로 나타났다. 물순환모델로 계산한 간별 전후의 유출성분의 분석에 의하면 간벌 후에 직접유출 성분과 기저유출 성분이 각각 4%, 7% 정도 증가하고, 증발산량은 약 11% 감소한 것으로 나타났다. 그리고 물순환모델의 직접유출에 관계하는 매개변수인 $D_{50}$과 $K_h$, 기저유출에 관계하는 매개변수인 $K_u$를 이용하여 간벌의 영향과 모암의 풍화 정도 등 산림의 변화를 추정할 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권4호
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• pp.1499-1508
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• 2013

남극 암석의 동결-융해 풍화현상에 관한 연구를 위하여 테라노바 만 지역의 편마암을 대상으로 풍화등급에 따라 약한풍화(SW) 및 보통풍화(MW)로 분류하여 암석의 공학적인 특성 변화를 실험하였다. 동결-융해시험은 $-20{\pm}2^{\circ}C{\sim}20{\pm}2^{\circ}C$의 온도 조건에서 수행되었으며, 암석 시험편은 진공챔버에서 포화된 상태에서 5시간 동결과 5시간 융해 과정을 1 cycle의 동결-융해로 설정하였다. 본 논문에서는 전체 200 cycle의 동결-융해 과정을 진행하면서 20 cycle 마다 공극률, 흡수율, 초음파 속도 및 쇼어경도를 측정하였으며, 50 cycle 마다 일축압축시험을 수행하였다. SW 등급의 편마암은 동결-융해 1 cycle 마다 0.07 MPa 정도 일축압축강도가 감소하였으며, MW 등급의 암석은 0.2 MPa 정도 일축압축 강도가 감소하였다. 동결-융해가 200 cycle 진행되는 동안 SW 등급 암석의 흡수율은 0.23%에서 0.39%로 증가하였으며, P파 속도는 4,054 m/s에서 3,227 m/s로, S파 속도는 2,519 m/s에서 2,079 m/s로 감소하였다. 이와 유사하게 MW 등급 암석의 흡수율은 0.65%에서 1.6%로 증가하였으며, P파 속도는 3,207 m/s에서 2,133 m/s로, S파 속도는 2,028 m/s에서 1,357 m/s로 감소하였다. 동결-융해시험 결과, 남극 테라노바 만 지역의 SW 등급 편마암은 동결-융해가 200~300 cycle 반복될 경우 MW 등급 암석에 가깝게 풍화되는 것으로 밝혀졌다.

• 지질공학
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• 제17권2호
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• pp.205-215
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• 2007

이 연구는 산사태가 발생한 자연사면의 토층을 대상으로 여러 토질시험을 실시하여 산사태에 영향을 미치는 토질특성을 고찰하고, 산사태와의 관련성 및 각 물성간의 상관관계를 분석하였다. 연구지역은 지질조건이 다른 3개지역으로서 같은 시기에 집중호우로 인해 산사태들이 집중적으로 발생된 경기 장흥 편마암류지역, 경북 상주 화강암류지역 및 경북 포항 제3기퇴적암류지역이다. 지질별로 다소의 차이는 있으나 산사태발생지역의 토충은 미발생지역에 비해 세립자의 함유 비율이 더 높고 대체로 큰 간극율과 작은 밀도특성을 갖는다. 그리고 동일한 지질조건인 경우 투수성이 양호한 토층이 산사태에 더 취약한데, 투수성은 입도분포, 간극크기, 흙입자의 거칠기 및 구조 등의 토질특성과 풍화나 퇴적환경 등 지질성인에 영향을 받는다. 모든 지질조건에서 전단저항각이 큰 토층은 작은 토층에 비해 산사태에 더 안정한 지반으로 분류된다. 투수계수에 영향을 미치는 토질인자는 유효경, 균등계수, 곡률계수, 간극율 및 밀도 등이고 이들은 서로 상관관계에 있는 물성이다. 이러한 상관성은 3개지역 모두에서 유사한 경향성을 보였다. 한편, 간극비와 간극율이 크면 투수계수도 따라서 커지는 상호 비례적 관계를 갖는다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제11권8호
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• pp.83-93
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• 2010

본 연구는 천매암지역에서 발생한 보강토옹벽 및 배후비탈면 붕괴사고에 대한 응급복구, 원인규명 및 보강대책을 마련하는 데에 그 목적이 있다. 연구대상현장은 암반내 층리, 엽리, 절리 그리고 습곡 등과 같은 암반불연속면이 발달해 쉽게 부스러지며 풍화에 민감한 천매암질 지반으로써 보강토옹벽 등과 같은 구조물의 붕괴가 유리한 지반으로 구성되어 있다. 이러한 천매암지반에서의 보강토옹벽의 과변위와 배후 비탈면의 붕괴에 대한 응급복구로써 보강토옹벽의 전면에 압성토를 실시하였고, 압성토 실시후 추가적인 변위는 발생하지 않았다. 원인규명과 장기적인 보강대책 마련을 위해 실시한 시추조사와 물리탐사에서 예상파괴구간의 범위를 파악할 수 있었고 이를 통해 비탈면의 붕괴원인의 내적 외적 요인을 구명할 수 있었다. 이와 더불어 실시한 수치해석을 통해 몇 가지의 보강대책을 제시하였다. 천매암지반과 같은 복잡한 불연속면을 가지는 지질 조건에서 주요 구조물 설계 및 시공시 정밀한 지반조사를 실시해야하며 구조물 시공시 주기적인 계측을 실시하여 과변위에 대한 즉각적인 조처를 취해야 할 것이다.

• 한국제4기학회지
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• 제3권1호
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• pp.17-34
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• 1989

1) 우리나라의 감입곡류의 분포는 태백산맥 서사면과 소백산맥 북.서사면에 집중 분포해 있고 동해사면과 소백산맥 동.남사면에는 상대적으로 감입곡류의 발생률이 낮다. 하천별로는 한강, 금강, 섬진강, 낙동강 순으로 나타나고 특히 남한강 상류에서 높게 나타난다. 2) 지질적으로 감입곡류의 발생률은 조선계, 평안계, 대동계, 변성암, 경상계, 화강암 순으로 높게 나타나고, 풍화에 강한 암석일수록, 층상구조를 하고있는 지질일수록, 지질배열이 유로와 직교할수록, 지질 접촉부에 위치할수록 높게 나타났다. 3) 1/250,000 지형도를 기도로 한 하천차수구분에서 감입곡류의 발생률은 5차, 4차, 6차수 하천에서는 높은 발생률을 보이고 이보다 차수가 높아지거나 낮아질수록 발생률이 급격히 낮아진다. 4) 감입곡류하는 하천의 현재 하상고도는 100~200m 고도에 높은 빈도를 보이고, 절봉면도(7.5km 이하의 곡을 이곡하여 작성)에서는 400~600m 고도에 높은 빈도를 보여 이 절봉면을 원면으로 가정할 때 300~400m의 하각이 이루어진 것으로 볼 수 있다. 5) 감입곡류의 분포적 특성으로 미루어 볼 때 태백산맥 뿐만 아니라 소백산맥도 한반도의 비대칭곡운동의 축일 가능성이 큼을 시사하고 있다. 6) 가상 절봉면 상에서와 하천 차수별 감입곡류 분포 특성을 미루어 볼 때 현재 감입곡류하고 있는 유로는 과거 고위 및 중위 침식면을 흐르던 선행곡류 하천에서부터 유래한 것으로 보는 것이 해석에 유리하였다.

• 보존과학회지
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• 제25권2호
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• pp.147-154
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• 2009

경주지역 석조문화재의 주요 부재로 사용된 화강암과 응회암을 대상으로 수용성 염에 의한 풍화초기 암석의 강도와 수증기확산저항도 변화를 연구하였다. 수용성 염으로는 석조문화재에서 자주 검출되며, 용해도가 다른 $Na_2SO_4$와 $CaSO_4{\cdot}2H_2O$를 사용하였다. 휨강도는 응회암시편에서는 염종류와 무관하게 증가했으며, 화강암에서는 감소하였다. 일축압축강도는 응회암을 $CaSO_4{\cdot}2H_2O$로 처리 했을 때 증가하였고, $Na_2SO_4$로 처리 했을 때 감소하였으며, 화강암은 $CaSO_4{\cdot}2H_2O$ 처리 시 약간의 감소가, $Na_2SO_4^{\circ}C$ 처리 때에는 증가경향이 나타났다. 수증기확산저항도는 응회암에서 염종류와 상관없이 증가했고, 화강암은 $CaSO_4{\cdot}2H_2O$로 처리했을 때 증가했다. 연구결과, 염의 집적에 의한 풍화의 초기단계에서는 기계적 강도와 수증기확산저항도가 증가될 수 있음이 확인되었다.

• 지질공학
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• 제15권1호
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• pp.9-17
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• 2005

본 연구는 전라남도 장성군 일대의 석회암지대에서 강우로 인해 파괴된 절개사면을 대상으로 시료를 채취하여 물리적ㆍ역학적 특성을 파악하고 강우로 인한 사면 안정 해석을 통해 사면구배의 변화에 따른 안전율의 변화를 규명하였다. 연구지역 석회암 풍화토는 석영, 정장석, 깁사이트, 침철석 등으로 구성되어 있고 비중은 2.73, 통일분류상 SC에 해당되며 모암에서 풍화가 진행되면서 칼슘성분이 현저하게 감소하였다. 투수계 수는 2.56×10/sup -4/ cm/ sec 로서 실트 성 점토의 투수계수와 비슷한 값을 보였고 전단시험결과 불포화토에서 포화토로 변할수록 점착력은 3.0 t/㎡에서 0.72 t/㎡로 현저하게 줄어들며 내부마찰각 Φ 값도 감소하는 경향을 보였다. 강우로 인한 사면안정 해석시 강우강도를 고려한 침투심도를 구하는 것이 합리적이며 사면안정해석결과 침투심도가 클수록 사면의 안전율은 낮아져서 불안정하게 되고 침윤선을 고려한 절토사면의 최소안전율 1.5와 비교 시 강우를 고려한 석회암 풍화토의 절토사면 구배는 1 ： 1.2이상 되어야 안전율을 만족하는 것으로 나타났다. 또한, 불포화토에서 포화토로 변할수록 점착력의 감소는 사면의 안전율감소에 많은 영향을 미침을 알 수 있었다.

• 자원환경지질
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• 제34권6호
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• pp.539-553
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• 2001

한강수계분지 내의 한강 하천수와 한강 하천으로 유입되는 지천 수의 용존 이온 농토의 특성과 그 기인을 연구하였다. 북한강 하천수의 용존 이온농도는 Ca)Na>K>Mg, HCO$_3$>NO$_3$>SO$_4$>Cl 순이며 이들 원소들의 농도는 주로 누계분지 내에 분포하고 있는 화강암과 편마암비 화학적 풍화의 영향을 받고 있다. 한편, 남한강 하천수의 주요 이온농도는 Ca>Mg)Na>K, HCO$_3$>SO$_4$>NO$_3$>Cl 순으로 감소한다. 이는 수계분지 내에 분포하고 있는 탄산염안의 영향과 태백산 지역의 탄광과 금속광산에서 발생한 광산 폐수의 유입 때문으로 해석된다. 한강본류 하천수는 Na, Cl, SO$_4$(Ca>Na>K)Mg, HCO$_3$>SO$_4$4>Cl>NO$_3$) 농도가 놀게 나타나 서을 도심의 인간 환동에 의한 오염 영향을 받고 있음을 의미하고 있다. 1981년부터 1999년 사이에 한강 하천수의 SO$_4$와 NO$_3$이온농도는 헌저히 증가하여 산성광산 폐수와 생활하수에 의한 오염의 증가를 반영하고 있다.

• 암석학회지
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• 제16권1호
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• pp.27-37
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• 2007

강원도 임원진 부근에 분포하는 선캠브리아기 우백질 화강편마암체 노두에서의 희토류원소 분포도가 갖는 지구화학적 의의에 대해 토의하고자 한다. 이 노두는 흑운모 편마암을 포획암으로 갖고 있으며, 이 흑운모 편마암과 접촉하고 있는 우백질 화강편마암은 주변에 비해 구성광물의 입자가 큰 거정질이고, 접촉변성 작용의 흔적은 관찰되지 않는다. 이 노두에서의 우백질 화강 편마암은 풍화도와 관계없이 전반적으로 Eu의 강한 부(-)의 이상과 더불어 희토류원소의 M-형의 테트라드 효과라 불리우는 특이한 희토류원소 분포도 특성을 갖고 있다. 그리고 흑운모 편마암과의 접촉부에서는 M-형의 테트라드 효과가 약화되었거나 혹은 부분적으로 W-형의 테트라드 효과가 관찰된다. 우백질 화강편마암에서의 Eu의 부의 이상은 Ca/Sr비의 변화뿐만 아니라 테트라드 효과의 존재와도 밀접한 연관성을 보여준다. 이는 임원지역의 노두에서 관찰된 희토류원소의 테트라드 효과가 우백질 화강편마암의 분화과정상에서 형성된 것이며, 암석의 풍화가 Eu의 이상 혹은 Ce의 이상의 변화를 가져올 수는 있지만 희토류원소의 테트라드 효과를 만들거나 크기를 변화시킨 요인은 아님을 지시해준다.