• 한국지반공학회논문집
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• 제20권9호
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• pp.47-56
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• 2004

본 연구에서는 풍화잔류토의 생성을 특성화시키는 새로운 분열모델을 제안하였으며, GRS모델이라고 명명하였다. GRS 모델은 풍화가 많이 진행될수록 흙 입자의 크기가 작아지고 흙 속의 간극이 많아진다는 사실에 착안하였으며, 프랙탈 이론으로부터 도출된 $P_F$(분열가능성)로써 풍화잔류토의 생성과정을 표현할 수 있다. 암석이 분열됨으로써 흙 입자들이 생성되며 암석의 분열은 단계별로 진행되지만 각 단계별 분열가능성은 일정하지 않다는 것이 GRS모델의 기본개념이다. GRS모델의 적용성을 검증한 결과, 입자들의 잔류량이 많은 입경에서 $P_{Fi}$(분열단계별 분열가능성)가 작게 산출되었고, 입도분포가 양호할수록 크게 산출되었다. 일반적인 흙에서 나타나는 S자형상의 입도분포곡선은 $P_{Fi}$가 높은 오목형상에서 나타났으며, $P_{Fi}$의 변화형상이 볼록하면서 높은 값을 가질경우에는 빈입도의 입도분포특성을 나타내었다. 전반적으로 $P_{Fi}$가 작은 경우에는 $P_{Fi}$의 변화형상에 관계없이 큰 입자의 잔류량이 많은 오목한 형상의 입도분포곡선을 나타내었다. $P_{Fi}$의 평균값은 균등계수$(C_u)$와 분열프랙탈차원$(D_r)$에 비례하여 증가하였으나, 곡률계수$(C_C)$와는 무관하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제14권10호
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• pp.11-16
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• 2013

양방향재하시험의 성공여부는 상향력과 하향력의 균형을 이룰 수 있는 재하장치 위치 선정에 달려있다. 상향력과 하향력의 균형을 이루기 위해서는 발휘되는 단위주면마찰력과 단위선단지지력의 산정이 중요한데, 국내에서 시행되는 양방향재하시험은 주로 사용말뚝에 적용되어 극한지지력까지 재하되지 않고 설계지지력을 확인하는 것이 일반적이다. 하지만 국내 외 제안된 암반층의 극한단위주면마찰력 및 허용단위주면마찰력 산정식은 암반의 일축압축강도를 기반으로 되어있고, 또한 국내 풍화암층과 RQD가 극히 낮은 연암층은 일축압축강도시험을 할 수 있는 코아를 얻기가 어려워 적용이 어려운 실정이다. 따라서 이 연구에서는 국내에서 시행되었던 양방향재하시험에서 얻은 각 지층별 발휘된 단위주면마찰력과 환산된 SPT N/cm과 관계도표를 제안하고 이 관계도표를 이용하여 실제 국내 현장의 양방향재하시험을 위한 상향력과 하향력의 균형위치를 선정하였다. 또한 선정된 균형위치에 양방향재하장치를 설치한 후 재하시험을 실시하여 측정된 각 지층의 발휘된 단위주면마찰력 값들과 균형위치 선정 시 적용한 관계도표의 값들을 비교하여 관계도표의 적정성을 분석하였다. 분석결과 풍화토층과 풍화암층에서는 거의 유사한 결과를 보였고, 연암층에서는 재하장치 상부연암층과 하부연암층에서 발휘된 측정값(상부 $1,151kN/m^2$, 하부 $1,500kN/m^2$)의 평균값($1,325kN/m^2$)도 산정값($1,250kN/m^2$)과 큰 차이를 보이지 않아 관계도표는 적정한 것으로 판단되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제37권11호
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• pp.37-49
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• 2021

마이크로파일은 기초의 지지력 증대와 침하량 저감을 위해 건설분야에서 널리 활용되는 기초이다. 본 기초는 낮은 건설비용, 단순한 시공 프로세스와 비교적 작은 장비로 시공이 가능하다는 장점이 있다. 최근 지지력을 효과적으로 증대시킬 수 있는 선단확장형 마이크로파일이 개발되었다. 본 기초는 수직하중이 재하될 때 마이크로파일 선단부에 설치된 지압구가 팽창하여 주변지반에 작용하는 수평토압을 증가시키며, 이로 인해 기초의 지지력이 향상된다. 하지만, 현재까지 지압구 확장 메커니즘과 지지력 증대효과가 실험적으로 명확히 검증되지 않았다. 따라서, 본 연구에서는 지압구의 설치효과를 검증하기 위해 원심모형실험이 수행되었다. 이를 위해, 모래지반과 풍화암으로 구성된 지반을 각각 조성하고, 실제 선단확장형 마이크로파일에 대한 하중재하실험을 수행하였으며, 기초에 수직하중이 작용할 때 지압구 주변에 설치된 토압계를 통해 지압구의 팽창거동을 관찰하였다. 실험 결과, 30kN의 하중이 기초에 작용할 때 모래지반에서는 수직토압대비 수평토압의 증가량(∆σ_h/∆σ_𝜈)이 0.4 - 0.58의 범위를 보였으며, 풍화암지반에서는 ∆σ_h/∆σ_𝜈 = 0.19로 확인되었다. 본 결과를 통해 지압구 확장에 따른 수평토압 증가가 실험적으로 확인되었으며, 이로 인해 마이크로파일의 지지력이 증가될 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제33권2호
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• pp.237-245
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• 2000

시화배수갑문은 당초 내측 담수호의 수위관리를 위하여 설계되었으나 호수의 수질 악화를 방지하기 위하여 배수갑문을 당초 계획보다 잦은 빈도로 작동시키고 있다. 이에 따라 강한 유입 흐름의 영향을 받는 내측 배수로의 바닥이 상당히 넓은 범위에 걸쳐 침식되고 있다. 최근에 침식이 진행되는 것을 막기위하여 에이프런 전면부 일부 구간을 수중콘크리트로 타설하여 바닥보강을 시행하였다. 본 연구는 수리모형실험을 통하여 바닥보강 시행 이전과 이후에 대하여 수리현상을 파악하고 유입흐름의 에너지 변화와 바닥 암석의 저항력 등을 파악하여 향후 침식의 추이를 예측하기 위하여 실시하였다. Annandale(1995)은 침식지수 이론을 도입하여 많은 실험을 통하여 침식지수와 흐름의 에너지 감쇠 간의 관계를 파악하였으며 암석의 침식여부를 판단할 수 있는 기준을 제시하였다. 암석의 침식지수는 지질조사에서 시추한 시편의 분석결과를 토대로 결정하였으며 수류의 에너지 감쇠는 수리모형실험 결과로부터 전수두의 감쇠량의 추정을 통하여 계산하였다. 이와 같이 결정된 두 값을 주어진 기준도상에 도시하여 그 위치에 따라 침식가능성을 판단하였다.

• 터널과지하공간
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• 제20권4호
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• pp.241-251
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• 2010

극지는 학문적인 가치뿐만 아니라 무한한 자원의 공급처로서 각광받고 있는 추세이다. 극지와 극지 암석의 암석역학적 특성을 이해하기 위하여 남극대륙의 암석을 포함하여 극지 환경 조건에서 진행된 암석의 물성 변화에 관한 연구를 살펴보았다. 남극대륙은 바람이 매우 강하고 지구상에서 가장 기온이 낮으며 건조한 지역이다. 남극 현지 암석의 심도별 온도분포를 조사한 연구에서는 지표면과 가까운 얕은 심도에서는 동결-융해 과정이 반복되는 한편, 특정 깊이 이하에서는 항상 $0^{\circ}C$ 미만의 온도 분포를 나타내는 것으로 보고 하였다. 현지 암석의 온도분포와 대기 온도를 비교해 보았을 경우 상당한 차이를 나타내었다. 남극 사면의 기후에 의한 풍화정도를 알아보기 위하여 슈미트 반발경도와 taffoni의 분포를 조사한 연구가 있다. 그리고 실내 실험을 통해 암석 시료를 동결-융해 과정을 반복하여 풍화시킨 후 쇼어경도, 일축압축강도 등을 측정한 결과 동결-융해 횟수가 증가할수록 암석의 강도가 저하됨을 보고한 사례가 있다. 향후 극지암석에 대한 보다 상세한 암석역학적 물성 시험과 풍화에 관한 실내시험결과를 현장 암석의 물성변화에 적용시키는 연구가 필요할 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제11권4호
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• pp.63-74
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• 1995

대구.경북지역의 대부분은 퇴적암으로 구성되어 있으며, 퇴적암 풍화토중에서 혈암풍화토와 이함풍화토의 공학적 특성에 대하여 연구하였다. 혈암 및 이암풍화토의 공학적 특성을 파악하기 위하여 다짐시 다짐에너지와 합수비 변화가 입도, 수침 및 비수침CBR, 투수 및 파쇄성에 미치는 영향에 대하여 연구하였고 또한,표면적비(Sw'/Sw)와 파쇄지수(IC)사이의 상관성을 검토하였다. 그 결과는 아래와 같다. (1) 최대 건조단위중량은 혈암풍화토가 이암풍화토보다 큰 값을 갖는 반면, 최적함수비는 혈암풍화토가 이암풍화토보다 작은 값을 갖는다. (2) 최소 투수계수는 최적함수비보다 1~2% 습윤측에 나타났으며, 다짐에너지가 증가할수록 투수계수의 변화폭이 작게 나타났다. (3) 표면적 비와 파쇄지수사이에는 직선적인상관성이 있는 것으로 나타났다. IC = 14.2865w'/Sw -8.429(r=0.9937) (4) 각각의 다짐에너지에서 수침CBR값은 최적함수비의 건조측에서 최대가 되었다가 함수비가 증가할수록 감소하는 경향을 보였다. 또한, 최적함수비를 기준으로 하여 건조측에서는 다짐에너지가 커질수록 비수침 및 수침CBR값이 크게 나타나는 반면, 습윤측에서는 그와 반대의 현상이 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제16권4호
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• pp.83-94
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• 2000

본 연구에서는 국내에서 PMT의 적용성, 시험절차, 그리고 시험결과로부터 지반의 전단강도정수 $(cu,\phi)$와 변형특성치 (E)를 결정하는 절차등을 고려하였으며, Elastometer-200을 사용하여 부산지역의 해저지반 3개지역, 6개 시추공에서 PMT를 수행하였다. 시험과정에서 발생되었던 문제점들을 분석하였으며 시험결과를 분석하였다. PMT 시험공의 정지압력은 프레셔미트곡선에서 직접 판독할 수 있었으며, 한계압력 ｐ 은 외삽적인 방법인 $ｐ-log(\Deltav/v)$방법에 의하여 결정할 수 있었다. 또한 지반의 강도정수$(cu,\phi)$와 변형계수(E)도 구할수 있었으며, PMT결과로 구한 지반 특성치는 실내실험에서 구한 특성치보다 크게 평가되었다.PMT결과로 지반의 종류를 개략적으로 평가할 수 있었다. 부산지역 해저지반의 경우, ｐ 의 값은 점성토의 경우 6.4~22.5 $kg/cm^2$, 사질토의 경우 2.2~30.0$kg/cm^2$, 풍화토의 경우 13.0~58.0$kg/cm^2$, , 풍화암의 경우 47.0~190.0 $kg/cm^2$의, 범위에 있었다. 또한, Em/ｐ 은 점성토의 경우 2.4~7.6, 사질토의 경우 2.6~12.1, 풍화토의 경우 6.8~17.1, 풍화암의 경우 7.2~29.6의 범위에 있었다.

• 터널과지하공간
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• 제30권2호
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• pp.164-179
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• 2020

지반구조물에 대한 한계상태설계법의 적용에 있어서 단위중량, 포아송비, 변형계수, 점착력 및 내부마찰각 등은 설계의 정확성 및 신뢰도 향상에 매우 큰 영향을 미치는 지반특성값이다. 특히 풍화토 및 풍화암 등 풍화대에 지반구조물이 위치하게 될 경우 이들 지반특성값 중에서도 점착력과 내부마찰각이 구조물과 지반의 하중 및 저항계수를 판정하는데 매우 높은 연관성이 있으며 따라서 공내전단시험과 같은 현장시험으로부터 구해지는 이들 지반정수의 정확한 산정은 지반구조물의 최적설계를 좌우하는 중요한 요소이다. 본 연구에서는 국내 38개 시공사례 분석을 통해 이들 지반정수들의 설계적용 사례를 검토, 현장시험의 중요성을 확인하였으며 이를 토대로 ASTM에서 규정하는 모든 표준절차를 반영하는 새로운 풍화대 강도특성 측정장치를 개발하였다. 또한 본 장비의 현장적용을 통해 시험장비 및 시험자의 주관적 오류에 의한 오차발생 가능성을 최소화한 장비의 개선성능을 확인하였으며, 이를 토대로 한계상태설계법의 적용 시 핵심 지반특성값의 정량적 산정을 위한 기틀을 마련하였다.

• 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.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제56권4호
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• pp.160-189
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• 2023

천전리 각석은 중생대 백악기 경상누층군의 대구층에 속하는 셰일층준에 새겨져 있다. 이 암석은 열변질 작용을 받아 혼펠스화 되어 경도가 높고 치밀한 조직을 보이며, 조암광물은 석영, 정장석, 사장석, 방해석, 운모, 녹니석 및 불투명 광물들로 동일한 조성을 가지나 풍화대에서는 방해석이 거의 검출되지 않는다. 각석은 일정한 깊이의 풍화대를 형성하고 있으며 풍화대와 비풍화대는 광물조성 및 화학조성의 차이가 있다. 풍화대의 CaO 함량은 비풍화대에 비해 90% 이상 감소하였으며, 이는 방해석이 물과 반응하여 용탈되었기 때문이다. X-선의 투과특성으로 각석 표면의 풍화심도를 산출한 결과, 탈락 및 박리 영역에서는 0.5~1.0mm 정도의 깊이를 보였지만 대부분 영역의 풍화깊이는 3~4mm 정도로 산출되었다. 이는 Ca과 Sr의 함량과 변화로도 입증할 수 있다. 각석의 표면변색은 색의 농도를 달리하며 분포하고, 황갈색 변색은 얇은 생물 피막층과 함께 교호하며 79.6%의 피도를 보인다. 따라서 천전리 각석의 물리화학적 및 생물학적 손상을 효과적으로 제어할 수 있는 주기적인 보존관리와 예방보존 차원의 정밀모니터링이 필요할 것이다.