• 제목/요약/키워드: Soil particle migration

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경사계를 이용한 토립자 유출 관련 피해 시공 관리 사례 연구 (Case Study of Construction Management in Damage due to Soil Particle Migration Using Inclinometer Incremental Deflection)

  • 김성욱;한병원
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 2006년도 춘계 학술발표회 논문집
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    • pp.268-275
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    • 2006
  • Excavation works of cylindrical shafts and tunnels for the construction of a variety of infrastructures have been frequently going on in the urban areas. When ground excavations of cylindrical shafts and shallow tunnels proceed in the ground condition of high water level and silt particle component, ground water drawdown involving soil particle migration causes loosening of ground around tunnels and shafts, causes settlement and deformation of ground. Damages due to ground sinking and differential settlement can occur in the adjacent ground and structures. The extent and possibility of damage relevant to ground water drawdown and soil particle migration can't be so precisely expected in advance that we will face terrible damages in case of minor carefulness. This paper introduces two examples of construction management where using incremental deformation graph of inclinometer, we noticed the possibility of soil migration due to ground water drawdown in the excavation process of vertical shaft and shallow tunnel, analysed a series of measurement data in coupled connection, properly prepared countermeasures, so came into safe and successful completion of excavation work without terrible damages. The effort of this article aims to improve and develop the technique of design and construction in the coming projects having similar ground condition and supporting method.

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The influence of fine particle migration on pore structure of overlying ballast under cyclic loading

  • Yu Ding;Yu Jia;Zhongling Zong;Xuan Wang;Jiasheng Zhang;Min Ni
    • Geomechanics and Engineering
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    • 제35권6호
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    • pp.627-636
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    • 2023
  • The essence of subgrade mud pumping under train load is the migration of fine particles in subgrade soil. The migration of fine particles will change the pore structure of overlying ballast, thus affecting the mechanical properties and hydraulic properties of ballast layer. It is of great theoretical significance and engineering value to study the effect of fine particle migration on the pore structure of ballast layer under cyclic loading. In this paper, a tailor-made subgrade mud pumping test model and an X-ray computed tomography (CT) scanning equipment were used to study the influence of migration of fine particles in subgrade soil on the pore parameters (plane porosity, volume porosity, pore distribution and pore connectivity) of overlying ballast under cyclic loading. The results show that the compression of ballast pores and the blockage of migrated fine particles make the porosity of ballast layer decreases gradually. And the percentage of small pores in ballast layer increases, while the percentage of large pores decreases; the connectivity of pores also gradually decreases. Based on the test results, an empirical model of ballast porosity evolution under cyclic loading is established and verified.

The characteristics of subgrade mud pumping under various water level conditions

  • Ding, Yu;Jia, Yu;Wang, Xuan;Zhang, Jiasheng;Luo, Hao;Zhang, Yu;Chen, Xiaobin
    • Geomechanics and Engineering
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    • 제30권2호
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    • pp.201-210
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    • 2022
  • This paper presents a study regarding the influence of various water levels on the characteristics of subgrade mud pumping through a self-developed test instrument. The characteristics of mud pumping are primarily reflected by axial strain, excess pore water pressure, and fine particle migration. The results show that the axial strain increases nonlinearly with an increase in cycles number; however, the increasing rate gradually decreases, thus, an empirical model for calculating the axial strain of the samples is presented. The excess pore water pressure increases rapidly first and then decreases slowly with an increase in cycles number. Furthermore, the dynamic stress within the soil first rapidly decreases and then eventually slows. The results indicate that the axial strain, excess pore water pressure, and the height and weight of the migrated fine particles decrease significantly with a low water level. In this study, when the water level is 50 mm lower than the subgrade soil surface, the issue of subgrade mud pumping no longer exist.

국내 소규모 군사격장 복합오염물질(화약물질 및 중금속)의 분포 및 거동 (Distribution and Behavior of Mixed Contaminants, Explosives and Heavy Metals, at a Small Scale Military Shooting Range)

  • 박석효;배범한;김민경;장윤영
    • 한국물환경학회지
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    • 제24권5호
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    • pp.523-532
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    • 2008
  • A phase II site investigation and feasibility study was conducted at a military mortar shooting range near the demilitarized zone (Kyunggi, South Korea) to assess the extent of contaminants migration to the nearby Imjin river in which a flood control dam is under construction. The results showed that silty-clay soils around target areas were co-contaminated with heavy metals (Cd, Cu, and Pb) and explosives (HMX, RDX, and TNT). The total amount of contaminant was estimated to be 497.1 kg-RDX, 20.6 kg-HMX, 1.4 kg-TNT, 35.2 kg-Cd, 4,331 kg-Cu, and 5,115 kg-Pb, respectively. Both heavy metals and explosives were almost equally distributed on each soil particle size fraction. Neither subsurface soil samples nor ground water samples showed signs of contamination above the environmental criteria. The major migration route of contaminants was soil particles in surface run-off during rain at which a mass discharge rate of 30.0 mg-RDX/hour was observed.

중금속으로 오염된 점성토의 동전기영동에 의한 침강 거동에 관한 연구 (Electrophoretic Particle Movement in Suspension Considering the Gravitational Settling and Sedimentation of Clayey Soil)

  • 이명호
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제12권3호
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    • pp.44-52
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    • 2007
  • 다공질매체를 통한 미세 입자의 이동은 고함수비 오염준설토의 탈수 및 오염물질의 제거와 같은 지반의 안정화 처리 및 토양의 정화에 있어서 중요한 메커니즘이 되고 있다. 일반적으로 음전하를 갖는 미세 입자들은 동전기영동의 영향으로 양극(+)방향으로 이동하게 된다. 그러나 중금속과 같은 양전하를 띈 오염물질로 흡착된 미세 입자의 경우 중금속의 종류 및 오염도에 따라 동전기영동에 의한 움직임은 제약을 받을 수 있다. 본 연구에서는 자연상태의 미세토립자의 침강거동 및 직류전류의 영향 하에서 발생되는 동전기영동에 의한 침강 거동에 대하여 조사하였다.

조립 Filter내에서 세상의 이동현상에 대한 비교분석 (Comparison & Analysis for Fine Sand Migration in Filter)

  • 김현기;권무남
    • Current Research on Agriculture and Life Sciences
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    • 제16권
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    • pp.15-23
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    • 1998
  • 본 실험에서는 수리구조물의 보호되는 토립자의 필터내 이동과 이로인한 필터의 기능 저하를 실험을 통하여 비교분석한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 수두가 높고 공극이 클수록 필터내 세사의 이동은 심했으며 조기에 흐름의 안정화에 도달하게 되었지만 필터외부로의 입자유출도 많았으며, 공극이 작고 유속이 빠르면 필터와 모래의 접촉면에 인접한 곳에서 Blocking현상이 크게 일어남을 알 수 있었다. 2. 필터기능에 영향을 주는 세사의 이동은 공극의 크기와 수두에 큰 영향을 받음을 알 수 있었고, USCE 필터와 USSPL 필터는 공극이 크기 때문에 같은 조건하에서 흐름의 안정이 다른 필터들 보다 조기에 이루어 졌다. 3. 세사의 이동잔류량은 USSPL, USCE, USBR, Newton & Hurley, Bertram 필터순으로 많이 나타났다. 4. 흐름의 안전에 소요된 시간은 Bertram, Newton & Hurley, USBR, USSPL, USCE 필터순으로 적었고, 투수계수는 USBR, Bertram, Newton & Hurley, USSPL, USCE 필터순으로 크게 나타났다. 5. 여러 가지 종류의 필터기준중 USCE와 USSPL기준의 필터가 투수계수의 안정에 소요된 시간이 가장 짧고, 세사의 이동량이 적으므로 가장 적합한 것으로 인정된다.

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경기도 북부지역 군용 사격장 토양에 존재하는 화약물질 분포 및 이동 특성 조사 (Distribution and Migration Characteristics of Explosive Compounds in Soil at Military Shooting Ranges in Gyeonggi Province)

  • 배범한;박지은
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제15권6호
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    • pp.17-29
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    • 2014
  • 경기도 ${\bigcirc}{\bigcirc}$지역 군 사격장에서 환경으로 유출되는 화약물질 현장저감시설의 설계 자료 확보를 위해 토양오염조사를 실시하였다. 설계에 필요한 자료는 (i) 주 오염 화약물질 종류 파악, (ii) 배출/이동 경로, (iii) 토양 입경별 화약물질 농도조사 및 침강특성이다. 현장 조사 및 분석결과, TNT와 RDX가 사격장 토양에서의 주 오염물질이지만, 군 훈련 종류와 사격장 지형에 따라 오염도는 변화하였다. 화약물질은 표토이외의 심토와 인근 개울에서도 검출되어, 피탄지에서 하천으로의 유출이 있음을 확인하였다. 피탄지에 화약물질 농도가 높은 hot spot이 다수 존재하였으나, 전반적으로 오염농도가 20 mg/kg을 넘지는 않았다. 피탄지 토양 내 점토 함량은 대조군 12 %에 비해 현저히 낮은 5 % 미만이며, 이는 사격으로 인해 식피가 제거되어 강우 시 토사의 표면유출이 증가하였기 때문이라 판단된다. 토양 입경별 화약물질 분포 분석 결과, 토양 입경 0.075 mm 미만의 세립토에는 화약물질 총량의 약 10 % 이하만이 존재하였다. 침강관 실험결과, 유출수 내 액상으로 유출되는 화약물질량이 고상에 있는 화약물질량보다 많았다. 그러므로 사격장에서 표면 유출되는 강수 내 입자상 물질을 간단한 침전지로 처리하고, 다음으로 정화식물을 식재한 인공습지로 액상 내 화약물질을 처리하는 방안이 자립적이며 지속적으로 유지 가능한 녹색 정화방법이 될 것이다.

Effects of Fracture Intersection Characteristics on Transport in Three-Dimensional Fracture Networks

  • Park, Young-Jin;Lee, Kang-Kun
    • 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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    • 한국지하수토양환경학회 2001년도 추계학술발표회
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    • pp.27-30
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    • 2001
  • Flow and transport at fracture intersections, and their effects on network scale transport, are investigated in three-dimensional random fracture networks. Fracture intersection mixing rules complete mixing and streamline routing are defined in terms of fluxes normal to the intersection line between two fractures. By analyzing flow statistics and particle transfer probabilities distributed along fracture intersections, it is shown that for various network structures with power law size distributions of fractures, the choice of intersection mixing rule makes comparatively little difference in the overall simulated solute migration patterns. The occurrence and effects of local flows around an intersection (local flow cells) are emphasized. Transport simulations at fracture intersections indicate that local flow circulations can arise from variability within the hydraulic head distribution along intersections, and from the internal no flow condition along fracture boundaries. These local flow cells act as an effective mechanism to enhance the nondiffusive breakthrough tailing often observed in discrete fracture networks. It is shown that such non-Fickian (anomalous) solute transport can be accounted for by considering only advective transport, in the framework of a continuous time random walk model. To clarify the effect of forest environmental changes (forest type difference and clearcut) on water storage capacity in soil and stream flow, watershed had been investigated.

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2010년 봄철 고농도 황사의 입경별 화학조성 특성 (Chemical Composition Characteristics of Size-fractionated Particles during Heavy Asian Dust Event in Spring, 2010)

  • 이동은;김원형;고희정;오용수;강창희
    • 한국대기환경학회지
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    • 제29권3호
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    • pp.325-337
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    • 2013
  • The size-fractionated aerosol samples have been collected at Gosan Site of Jeju Island during the spring season of 2010, in order to examine the chemical composition characteristics of the Asian Dust and Non-Asian Dust particles. The concentrations of ${HCO_3}^-$, Al, and nss-$Ca^{2+}$ in $PM_{10}$ had tremendously increased during the heavy Asian Dust (March 20, 2010). The concentration ratios of Asian Dust to Non-Asian Dust for the soil species (nss-$Ca^{2+}$, ${HCO_3}^-$, Al, Fe, Ti, Mn) were 12.2~30.7, meanwhile those for the anthropogenic species (nss-${SO_4}^{2-}$, ${NH_4}^+$, ${NO_3}^-$, $K^+$, Zn, Pb, and Cu) were 2.9~7.8. During the heavy Asian Dust event, the concentration increase of ${NO_3}^-$ in $PM_{2.5}$ were much more apparent than those of nss-${SO_4}^{2-}$ and ${NH_4}^+$, and the soil species (nss-$Ca^{2+}$ and ${HCO_3}^-$) showed much higher concentration increase. The neutralization factor of $NH_3$ was higher than that of $CaCO_3$. However, the neutralization factor of $CaCO_3$ in $PM_{10}$ was exceptionally high during the heavy Asian Dust, showing the evidence of heavy migration of soil particles. From the study for size fractionated particles, it was found that nss-${SO_4}^{2-}$ and ${NH_4}^+$ were mostly distributed in fine particle mode, on the other hand, ${NO_3}^-$ existed evenly in both fine and coarse particle modes, and the soil species (nss-$Ca^{2+}$, Al, Fe, etc.) were mainly in the latter mode. During the heavy Asian Dust, in particular, the concentrations of ${NH_4}^+$, nss-${SO_4}^{2-}$, $K^+$, Zn, and Pb had increased in coarse particle mode as well.

민감도 분석을 기반으로 한 시료의 동결 특성에 미치는 영향인자 분석 (Influencing Factors on Freezing Characteristics of Frost Susceptible Soil Based on Sensitivity Analysis)

  • 고규현;이장근;김민섭
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제36권8호
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    • pp.49-60
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    • 2020
  • 동상민감성 시료의 동상 거동을 평가하기 위해 완전히 결합된 열-수리-역학 연계해석을 수행하였다. 이를 위한 구성모델은 질량보존방정식, 에너지보존방정식, 힘평형방정식을 기반으로 유도되었다. 구성모델을 통해 간극수의 상변화, 간극수 유동 및 수반되는 기계적 변형 등 1차원 동결에 대한 다양한 물리적 현상을 정량적으로 고려할 수 있었다. 한편, 시료의 동상발생량 및 동상속도에 미치는 영향 인자들을 조사하기 위해 민감도 분석 연구가 수행되었다. 민감도 분석 결과에 따르면, 시료의 초기 간극비는 종속변수인 동상발생량과 동상속도에 독립적으로 큰 영향을 미치는 반면 흙 입자 열전도도 및 온도구배는 독립적으로 미치는 영향보다 두 변수 간 상호 작용을 통해 더 큰 영향을 미침을 확인하였다. 본 연구에서 고려된 인자들은 모두 동상발생량과 동상속도에 영향을 미치는 주요 인자이며, 표본시료의 동상민감성 여부를 결정하는 데에 활용될 수 있을 것이다.