• Geomechanics and Engineering
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• 제27권6호
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• pp.615-626
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• 2021

The main objective of this study is to present a fast and reliable approach to predict the swelling potential of clay-bearing rocks. Investigations showed that there is a good correlation between the swelling potential of a rock and its desire to absorb water due to its clay content which could be measured using the "Contact Angle" test as one of the most common ways to determine the wettability. In this test, the angle between a water drop and the flat rock surface on which it rests is measured. The present method is very fast and returns repeatable results and requires minimal sample preparation. Only having a saw-cut surface of a sample with any shape is all one needs to perform this test. The logic behind this approach is that the swelling potential of a rock is a function of its mineral content and molecular structure, which are not only distributed in the bulk of the sample but also reflected on its surface. Therefore, to evaluate swelling behavior, it is not necessary to wait for a sample to get wet all the way to its "internal structure" (which, due to the low permeability of clay-bearing rocks, is very slow and time-consuming). Instead, one can have a good sense of swelling potential by studying its surface. Parametric studies on the effect of moisture content, porosity, and surface roughness on the contact angle measurements showed that using a saw-cut oven-dried sample is a convenient way to evaluate the swelling potential by this method.

• Geomechanics and Engineering
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• 제15권6호
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• pp.1135-1141
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• 2018

Volume changes of soils induced by inorganic acids cause severe foundation and superstructure failures in industrial buildings. This study aimed to assess the potential of fly ash to control volume changes in soils under acidic environment. Two soils such as black cotton soil predominant with montmorillonite and kaolin clay predominant with kaolinite were used for the present investigation. Both soils exhibited an increase in swelling subjected to phosphoric acid contamination. Ion exchange reactions and mineralogical transformations lead to an increase in swelling and a decrease in compressibility in black cotton soil, whereas phosphate adsorption and mineral dissolution lead to an increase in swelling and compressibility in case of kaolin clay. Different percentages of Class F fly ash obtained from Ramagundam national thermal power station were used for soil treatment. Fly ash treatment leads to significant reduction in swelling and compressibility, which is attributed to the formation of aluminum phosphate cements in the presence of phosphoric acid.

• 공학논문집
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• 제6권2호
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• pp.119-124
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• 2004

본 연구에서는 양이온교환방응에 의해 몬모릴로나이트 층 내의 금속 양이온을 긴 알킬 사슬을 갖는 유기 양이온으로 치환시켜 물성이 전혀 다른 유기 점토화합물인 몬모릴로나이트 층간 화합물을 합성한 후, 이 층간화합물을 증류수, 메탄올, 아세톤, 에테를 및 아세토니트릴 등과 같은 상이한 팽윤액체와 반응시켜 팽윤거동에 대하여 연구하였다. 특히 연구에 사용된 점토로는 한국산과 터키산의 두 가지 상이한 몬모릴로나이트를 선정하여 두 점토의 층간화합물 및 팽윤거동에 대하여 비교.분석하였다.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2016년도 추계 학술논문 발표대회
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• pp.64-65
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• 2016

This study that prevent cancer using absorbent to inflow Radon gas in the room existing soil and rock is making board to absorb the Radon gas as a fundamental study. So, we use bentonite as a absorbent. So, we use bentonite as a absorbent. Bentonite is a 'clay mineral' composed to montmorillonite of main component that volcanic ash denatured to a clay mineral. Bentonite has fine microparticle of nano level, abundant mineral 66 of kinds, adsorbability, swelling, a positive ion(heavy metal adsorption reaction) as a bentonite's property. Using magnesia cement for oxide of magnesiuma and magnesium chloride as a main binder, we measure Radon gas absorbent efficiency and thermal conductivity.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2008년도 춘계 학술발표회 초청강연 및 논문집
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• pp.848-857
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• 2008

In September 2007, the collapses of slopes and landslides are happened at Jeonlanamdo due to heavy rains accompanied with Typoon "Nari". The study area is the tunnel portal slope in new road construction site. This slope consists of pyroclastic rocks and has lots of faults. Particularly, the residual soils of the slope is deteriorated with yellowish mudstone layer as a results of chemical and physical weathering. This has a variety of swelling clay minerals and might be moved easily down at the gentle terrain. The inner factor of $\bigcirc\bigcirc$tunnel portal slope's collapse is the geological weak zone, the convergent topography, the inferiority of drainage and the heavy rain act on the failure as direct trigger.

• 지질공학
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• 제17권3호
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• pp.339-350
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• 2007

암반에 발달하고 있는 단층이나 절리와 같은 불연속면뿐만 아니라 점토의 함량비, 팽창성 점토물질의 협재, 배수특성(drainage) 등은 암반의 붕괴여부를 결정하는 중요한 인자들이다. 특히 점토광물의 성분은 강우에 의한 암반붕괴를 예측할 수 있는 중요한 지표가 될 수 있다. 최근 사면이나 터널의 설계에서도 그 중요성이 점차 증가하는 추세이다. 본 연구는 니질천매암과 사질천매암이 호층을 이루고 있는 OO 터널의 선진시추코어(horizontal boring core)를 이용하여 단층발달에 따른 광물성분의 변화 및 이들이 불연속면의 역학성에 미치는 영향을 파악하고, 암석 구성물질과 파생된 점토광물을 비교하여 암반의 불안정성을 추정하기 위해 수행되었다. 연구방법은 시추코어 중에서 단층의 영향을 받은 구간과 비교적 신선한 구간에서 시료를 채취하여 박편을 제작하여 관찰하였고, 점토광물의 성분 및 함량을 분석하였다. 그리고 야외조사와 실내 시험으로 단층물질의 강도정수를 구하였다.

• 한국토양비료학회지
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• 제49권1호
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• pp.53-59
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• 2016

This study deals with the distribution of the clay minerals separated from clay fractions of ranch pastures in Korea and their chemical and mineralogical properties. Crystalline phases of the clay minerals were identified by powder X-ray diffraction (XRD) pattern and FT-IR spectra, and their relative chemical compositions were also analyzed by X-ray flourescence spectrometry (XRF). Primary minerals consisted mainly of quartz and mica and chlorite and kaolinite along with a trace of swelling micas were identified as secondary clay minerals. However, the relative content of these clay minerals was different with the locations, which led to significant effects on physical and chemical properties of soils like inorganic elemental composition. In particular, $SiO_2$ content was higher in Gochang ranch pasture than in other ranch pasture. Infrared (IR) spectra did not indicate any significant differences in organic functional groups among the locations. This study clearly showed that ranch pastures had different relative content of clay minerals and chemical properties depending on the location and consequently that those properties are worthy to be taken into account for soil amendment.

• 지질공학
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• 제24권3호
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• pp.411-421
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• 2014

이 연구의 목적은 2011년 경기도 용인시에서 발생한 산사태 지역을 대상으로 산사태 발생에 영향을 끼치는 팽창성 점토광물 및 지형분석을 통한 산사태 발생 원인을 분석하는 것이다. XRD, XRF, 분광분석 및 아스터(ASTER) 위성영상을 이용하여 점토광물 분석과 현장조사를 통한 산사태 발생원인과 취약지역을 분석하였다. 일라이트는 0.9와 $1.0{\mu}m$ 인근파장대역에서 $Fe^{2+}$와 $Fe^{3+}$의 흡수가 나타났으며 1.4와 $1.9{\mu}m$ 인근파장대역에서 OH와 $H_2O$의 강한 흡수 특성이 일어났다. 추가적으로 2.2, 2.3과 $2.4{\mu}m$ 인근파장대역에서 Al-hydroxyl이 나타났다. 흡수 특징은 아스터 위성영상의 밴드 5, 6, 7에서 일치하였고, $SWIR_{Illite}$ 밴드연산을 이용하여 일라이트 영상을 추출하였다. 분석 결과를 바탕으로 팽창성 점토광물에 의한 산사태 해석에 아스터 위성영상의 적용 가능성을 확인하였다.

• 지질공학
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• 제19권3호
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• pp.287-294
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• 2009

퇴적암인 셰일이나 이암이 광역변성작용을 받아 형성된 운모편암들이 분포하는 지역에서 도로나 철도 등의 건설 시 발생하는 사면은 이들 암석들이 가지는 층리나 엽리 혹은 절리와 같은 불연속면들의 발달 방향과 도로나 철로의 진행 방향의 조건에 따라 자주 사면의 붕괴 등에 의한 시공 상 어려움이 발생하고 있다. 운모편암은 변성작용 과정에서나 변형작용 과정을 거치면서 형성된 엽리 및 벽계면들이 사면에 영향을 미친다. 일반적으로 운모편암 중에는 팽창성광물인 스멕타이트. 버미쿨라이트, 몬모리오나이트 등이 함유 되어 사면이 형성된 후 지표에 노출되면서 공기 중의 수분과 반응하여 사면의 안정성에 불리하게 작용한다. 경부 고속철도 건설 시 수원부근의 운모 편암 지대에서 터널 시공 중 터널의 종점부 사면에서 붕괴가 일어난 곳의 지반 조건 및 붕괴 원인을 분석하였다. 이곳은 1-5cm의 절리 간격을 가지며 역단층과 주향이동단층 들이 발당한다. 이로 인해 사면이 심히 파쇄 되어 있으며 시추 코어에서도 전 구간의 RQD가 0-20%값을 가진다.

• 자원환경지질
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• 제12권1호
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• pp.41-49
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• 1979

본문은 광물학 및 습식야금법의 관점에서, 산성용액내의 점토 광물의 물리적 특성과 화학적 특성을 문헌에 의해 검토한 것이다. 점토광물의 몇가지 중요한 특성은 이들이 산성용액내에서 양이온을 교환하고 흡수팽창하며, 이질광물로 분해(incongruent dissolution)하는 능력을 갖는다는 것이다. 여러 점토광물들은 양이온 교환과정으로 금속 이온들을 용액으로부터 흡착할 수 있다. 일반적으로 이들의 양이온 교환능력은 다음 순서로 증가된다. 즉, kaolinite, halloysite, illite, vermiculite, montmorillonite 산성용액내에서는 점토광물들에 의하여 동과 같은 양이온 흡착은 수소와 알미늄에 의해 크게 방해를 받으므로, 우라늄 및 동 등의 금속을 회수하는데는 점토광물이 중용한 요소가 되지 않는다. 그러나, 염기성용액에서는 양이온 흡착(uptake)이 중요하다. 흡수 팽창성은 낮은 pH에서 최소가 된다. 이는 격자 파괴에 기인할 가능성이 많다. 흡수 팽창은 montmorillonite형 점토에서 조절이 되는데 그것은 내부층의 Na 이온이 리튬 과/또는 수산화된 알미늄 이온과 교환을 하기 때문이다. 점토광물에 대한 산의 효과는 다음과 같다. i) 면적 및 다공성이 증가됨에 따라 보다 작은 판상의 집합체로 분리됨 ii) 점토-산 반응은 다음 순서로 일어난다. (ㄱ) 내부층 양이온들의 $H^+$ 치환 (ㄴ) Al, Fe, Mg 등의 팔면체 양이온의 이동. (ㄷ) 사면체 Al 이온들의 이동. 산의 공격반응(attack)은 점토 입자의 가장자리에서부터 시작되어 내부로 계속되며, 수화된 규소겔을 가장 자리에 남긴다. iii) (ㄴ)과 (ㄷ)의 반응속도는 위-일급($pseudo-1^{st}$ order)이며, 이는 산의 농도에 비례한다. 그리고 그 속도는 온도 매 $10^{\circ}C$ 증가에 따라 배가된다. 산에 의한 동이나 우라늄을 제자리에서 용해시키는 경우 고찰할 문제는 다음과 같다. i) 1년 혹은 그 이상의 오랜 작용으로 산의 반응을 받은 점토광물은 규소겔을 남길 것이다. 그런데 이 겔이 용해(leaching)작용을 받고 있는 유용 광물 표면을 덮게 되면 용해에 의한 회수 속도는 실질적으로 감소된다. ii) 0.5% 점토광물과 동을 함유하는 회수 가능한 동광상에 대해 점토-산 반응에 사용될 값의 상승은 동 1파운드당 1.5c이다. (혹은 구리 1파운드당 $H_2SO_4$ 0.93Ibs) 점토광물에 의한 이러한 산의 소모량이 산화동광상에서 동을 추출하는데 경제적 평가의 한 요소가 될 것이다.