• 한국광물학회지
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• 제30권1호
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• pp.21-29
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• 2017

남극의 토양 환경에 대한 기초자료를 확보하기 위하여 킹조지섬 바톤반도에 위치한 세종기지 주변지역의 토양 성분과 토양을 구성하는 점토광물의 종류 및 분포, 조성을 규명하고자 X선 회절분석과 습식분석(철의 산화도와 양이온 교환능 측정), 투과전자현미경-전자에너지 손실 분광분석, 전함량 분석을 실시하였다. X선 회절 분석을 실시한 결과, 스멕타이트, 일라이트, 카올리나이트, 녹니석이 주요 점토광물로 함유되어 있으며 석영, 사장석 등의 화산활동 기원 초생광물도 함께 수반되어 나타났다. 토양 시료의 철 산화도 분포는 대부분의 지점에서 Fe(II)이 20~40%, Fe(III)이 50% 이상 토양 입자상에 존재하였고, 나노 스케일에서 스멕타이트를 분석했을 때 광물 구조 내 $Fe(III)/{\Sigma}Fe$이 약 57%로 분석되어 전체 토양의 철 산화도와 유사한 결과를 보였다. 양이온 교환능은 전반적으로 100-300 meq/kg 범위였으며, 시료 채취지점에 따른 유의미한 차이는 보이지 않았다. 전체 토양의 전함량 분석결과, 광물의 주 구성 원소(Mg, K, Na, Al, Fe)는 지점에 따른 차이를 보이고 있는 반면, 중금속 원소(Co, Ni, Cu, Zn, Mn)는 지점별로 유사하게 나타났다. 이러한 결과들은 토양을 구성하는 기반암이 기본 원소 분포에 영향을 줄 수 있음을 보여준다. 따라서 본 연구 결과는 남극 지표 토양환경과 토양 내 점토광물에 대한 기초자료 확보에 있어서 많은 도움이 될 것으로 기대된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제27권11호
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• pp.5-15
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• 2011

본 논문에서는 압축성이 매우 큰 준설 매립지반의 비선형 유한변형 압밀거동을 평가하기 위해 두 가지 압밀해석방법이 제시되었다. 이를 위해 동반논문에서 얻어진 초기간극비, 비선형의 간극비-유효응력 관계와 간극비-투수계수 관계를 비선형 압밀 물성치로 적용하였다. 단순화된 Morris의 간편 이론해(2002)와 대표적인 일차원 비선형 유한변형 압밀 프로그램인 PSDDF(Primary Consolidation, Secondary Compression, and Desiccation of Dredged Fill)의 해석결과를 일련의 실내실험을 통해 얻어진 인천 준설토와 카올리나이트의 자중압밀 침하거동과 비교하여, 실제 준설 매립지반의 장기간 비선형 유한변형 압밀거동을 모사하는데 두 방법의 적용이 타당함을 보였다. 또한, Craney Island 인공섬 사례분석을 통하여 적절한 비선형 유한변형 압밀 파라메터 선정의 중요성과 준설 매립지반의 압밀거동 평가시 PSDDF의 적용성을 제시하였다.

• 한국제4기학회지
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• 제23권1호
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• pp.25-37
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• 2009

제주도 주변해역에 분포하는 퇴적물의 기원을 밝히기 위해 이곳 표층 및 주상 퇴적물의 지화학적 조성과 점토광물 분석연구를 하였다. 해양에 점토광물의 분포는 주로 퇴적물 공급지 와 해양순환 패턴에 의해 지배를 받는다. 스멕타이트는 남황해 북서쪽 지역과 외대륙붕의 니토대 분포지역에 8% 이상의 높은 함량분포를 보이는데, 이는 세립질 부유퇴적물을 많이 함유한 중국의 황하강계로부터 주로 공급되고 있음을 의미한다. 비교적 높은 함량의 고령토는 북동쪽의 연안역과 양자강 하구역에 가까운 남서쪽 지역에 분포하는데 이는 양자강과 한국의 강들로부터 공급된 것으로 보인다. $^{210}Pb$ 동위원소를 이용한 제주도 주변해역의 퇴적율은 0.20~0.54cm/yr 혹은 $0.15{\sim}0.42g/cm^2{\cdot}yr^{-1}$의 범위를 보였고 서쪽에서 동쪽을 향함에 따라 퇴적율이 점차 감소하는 경향을 보이는데, 이는 황하와 양자강 기원 부유퇴적물이 제주도 주변해역까지 이동되고 있음을 의미한다. 지화학적 구분지수 도표에서 제주도 주변해역은 중국의 강들 중 황하강기원 퇴적물이 주를 이루나 북동쪽 지역은 한국의 강과 제주 기원 퇴적물이 일부 분포하고 있다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제20권6호
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• pp.523-531
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• 2008

해양 연약지반의 동적 물성치 파악을 위해 육상에서의 탄성파 탐사시험 중 하나인 인홀 시험기법의 개념과 피에조콘을 접목시켜 인홀형 탄성파 탐사콘(Inhole type CPTu)을 개발하였다. 이는 육상의 탄성파 탐사콘 시험장치과는 달리 콘 로드(rod) 내부에 벤더 엘리먼트를 활용한 발진기(Source)와 수진기(Receiver)를 함께 내재하고 있기 때문에 외부의 부가적인 발진기의 필요 없이 탄성파 시험을 수행할 수 있다. 이번 연구에서는 벤더 엘리먼트를 부착한 인홀콘에서 실험 장치 및 조건과 관련한 다양한 변수가 인홀콘 시험결과에 미치는 영향을 검토하고, 이를 통해 최적의 시험 조건을 알아보고자 하는 목적으로 카올리나이트를 활용한 실내모형실험과 유한요소기법을 활용한 수치모델링을 수행하였다. 그 결과, 인홀형 탄성파콘 시험을 통해 일관된 결과를 얻기 위해서는 발진자와 수진자 사이의 거리 및 회전보의 길이를 일정하게 두고 균일한 실험 방법을 활용하는 것이 필요하며, 발진자에 적용되는 입력 주파수와는 달리, 회전보를 펼쳤을 때 발생하는 교란이나 시험지반의 함수비가 측정되는 탄성파 속도에 미치는 영향을 뚜렷하게 확인할 수 있었다.

• 한국농공학회지
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• 제27권2호
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• pp.57-71
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• 1985

The characteristics of compaction and unconfined compressive strength were investigated by mixing with lime to all soils adjusted by given percentages of two kinds of clays to sand to obtain the most effective distribution of grain size and the optimum lime content for soil stabilization. In addition, unconfined compressive strength and durability tested by adding of sodium metasilicate, sodium sulfate, sodium carbonate, sodium gydroxide and magnesium oxide to lime-soil mixture mixed with 8 percent lime to adjusted soil having the mixing percentage of 60 percent of cohesive black clay and 40 percent of sand by weight to get the effect and the optimum content of chemicals. The results obtained were as follows; 1.With the addition of more lime, the optimum moisture content was increased, and the maximum dry density was decreased, whereas the more the amount of clay and the less was the maximum drt density. 2. In the soil having more fine grain size the unconfined compressive strength was larger in the earlier stage of curing period, in accordance with the longer period, the mixing percentages of sand to clay showing the maximum unconfined compressive strength, on the basis of 28-day strength, were 60% : 40% (black clay) and 40% : 60% (brown clay) respectively. 3. The reason why the soil adjusted with black clay was remarkably bigger in the unconfined compressive strength than ones adjusted with brown clay for all specimen of lime-soil mixture was the difference in the kind of clay, the amount of chemical compositions the value of pH. Black clay was mainly composed of halloysite that reacted with lime satisfactorily, whereas the main composition of brown clay was kaolinite that was less effect in the enhance of unconfined compressive strength. Also the difference of unconfined compressive strength was because black clay was larger in the amount of composition of calcium oxide and magnesium oxide in the value of pH affecting directly on the unconfined compressive strength of lime-soil mixture than brown clay. 4. In the lime-soil mixture mixed with 8 percent of lime to soil that mixing percentage of sand to black clay was 60% : 40%, on the standard of 7-day strength, the effect of chemical was arranged in the order of magnesium oxide, sodium carbonate, sodium sulfate, sodium hydroxide and sodium metasilicate. 5. The optimum amount of chemical being applicable to the maximum unconfined compressive strength of lime-chemical-soil mixture was 1 percent by weight for air dry soil in the case of adding sodium carbonated and 0.75 percent on sodium hydroxide, the unconfined compressive strength was increased continuously with increase of the amount of chemical up to 2 percent of chemical content is the lime-chemical-soil mixture added sodium metasilicate, sodium sulfate and magnesium oxide. 6. It was considered that the chemical played and accelerant role of early revelation of strength because the rate of increase of unconfined compressive strength of all of lime-chemical-soil mixtures was largest on the 7-day cured specimen. 7. The effect of test on freezing and thawing after adding suitable amount of chemical on the lime-soil mixture mixed with 8 percent of lime to soil that mixing percentage of sand to black clay was 60% : 40% was arranged in the order of magnesium oxide, sodium carbonate, sodium sulfate, sodium metasilicate and sodium hydroxide.

• 한국광물학회지
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• 제18권1호
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• pp.1-9
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• 2005

몇 가지 점토광물과 메틸바이올로젠 또는 메틸렌블루를 함유시킨 점토수식전극을 이용하여 산소환원에 대한 전기화학적 촉매성을 검토하였다. 점토광물로는 Na-몬모릴로나이트, Ca-몬모릴로나이트, 카오리나이트를 사용하였다. 점토수식전극은 유리탄소전극 표면에 점토 현탁액을 입히고 메틸바이올로젠을 흡착시킨 것을 사용하였으며, 전기화학적 산소환원의 정도는 순환 전압전류법(cyclic voltammetry)으로 측정하였다. 실험결과, 다른 점토시료에 비하여 Na-몬모릴로나이트가 메틸바이올로젠의 흡착효과가 가장 크게 나타났고, 메틸바이올로젠을 흡착시킨 점토수식전극이 산소환원에 대한 촉매성이 월등히 우수하였다. 즉 촉매산소환원 피크가 242.6 mV 만큼 +방향으로 이동하였다. 메틸바이올로젠을 흡착시킨 점토수식전극이 메틸렌블루를 흡착시킨 점토수식전극보다 산소환원에 대한 촉매성이 더 높게 나타났다. Ca-몬모릴로나이트의 경우는 변화가 없었으나 Na-몬모릴로나이트의 구조는 메틸바이올로젠의 흡착으로 변화되었다. 메틸바이올로젠- Na-몬모릴로나이트 점토수식전극은 현탁액의 점토 농도가 약 0.87 g/10 mL이고. 메틸바이올로젠의 수용액의 농도가 대략 2.5 mM일 때 산소환원 촉매 효과가 가장 탁월하였다. 지지전해질의 pH에 따른 점토수식 전극의 산소 환원 촉매성은 중성의 pH 범위(6.3과 8.3)에서보다 산성인 pH 3.7과 알칼리성인 pH 12.7에서 월등히 크게 나타났다.

• 한국광물학회지
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• 제19권1호통권47호
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• pp.49-61
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• 2006

본 연구는 댐으로 유입되는 하천수의 수질과 부유물질의 특성 분석을 통하여 댐의 탁수발생원인을 환경지질학적으로 규명하는 데 있다. 이를 위하여 2004년 5월부터 8월까지 3회에 걸쳐 가창댐의 본 댐 유역, 수변과 상류지역의 토양, 암석, 유입하천을 대상으로 댐 원수와 하천수, 토양, 암석, 부유물질의 특성을 ICP, IC, 입도분석기, XRD, SEM로써 분석하였다. 상류에서 하류로 갈수록 EC, 탁도, 양이온, 음이온의 농도가 증가하는데, 이는 풍화와 같은 지질학적인 영향으로 이온들의 총량이 증가하기 때문이다. 부유물과 토양내의 주 광물조성은 질석, 일라이트, 카올리나이트, 석영, 장석, 철수산화물 등이었다. 토양의 경우, 상류에서 하류로 갈수록 세립질 10% 구간(d10)의 입자의 양이 약간 증가하며, 부유물은 댐에 가까워질수록 질석의 함량이 증가한다. 그러나 본 유역을 구성하는 암석은 대부분 유사함을 보이고 이러한 지질분포특성에 의하여 부유물과 토양의 광물조성의 변화는 거의 나타나지 않는다. 부유물을 구성하는 점토광물들은 주변의 토양 구성광물과 유사하며 주변 모암의 풍화작용에 의해 생성된 토양으로부터 유래된 것을 지시한다.

• 한국광물학회지
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• 제19권1호통권47호
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• pp.31-38
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• 2006

석조문화재 주변의 환경적인 요인은 다양한 형태의 손상을 불러일으킨다. 본 연구에서는 여러 환경 요인 중에서 지면에 조성된 조립사질 토양이 석조문화재의 손상에 끼치는 영향을 불국사 다보탑을 중심으로 살펴보았다. 복잡한 구조를 지닌 불국사다보탑의 주변 지면에는 조립사질토양이 조성되어 있고, 주변은 회랑으로 둘러싸여 있다. 경주의 거센 바람과 수많은 관람객으로 인하여 지면의 토양이 부유되어 복잡한 석탑의 부재 사이에 침착되고 있다. 조립사질토양이 석탑의 손상에 미치는 영향을 살펴보기 위하여 조립사질 토양과 석탑 주변에 떨어진 풍화편을 채취하여 X-선 회절분석, 편광현미경 및 전자현미경으로 광물조성과 조직을 관찰하였으며, IC와 ICP-AES를 이용하여 수용성 염성분을 분석하였다. 조립사질토양과 풍화편에서는 스멕타이트 뿐만 아니라, 일라이트, 카올리나이트가 검출되었는데, 이들은 수분과 접촉시 팽창을 하여 암석에 압력을 가중시킨다. 풍화편과 조립사질 토양에서는 또한 NaCl 염이 검출되었는데, 이 염은 점토광물에 나트륨이온을 제공하여서, 또는 상대습도 평형을 떨어뜨려서 점토광물의 팽창을 증진시킨다. 분석결과는 조립사질토양이 풍화된 석조문화재의 사이트환경으로는 적절치 못함을 보여준다.

• 한국광물학회:학술대회논문집
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• 한국광물학회.한국암석학회 2003년도 공동학술발표회 논문집
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• pp.66-66
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• 2003

King George island, Antarctica, is mostly covered by ice sheet and glaciers, but the land area is focally exposed for several thousand years after deglaciation. For a mineralogical study of chemical weathering in the polar environment, glacial debris was sampled at the well-developed patterned ground which was formed by long periglaclal process. As fresh equivalents, recently exposed tills were sampled at the base of ice cliff of outlet glaciers and at the melting margin of ice cap together with fresh bedrock samples. Fresh tills are mostly composed of quartz, plagioclase, chlorite, and illite, but those derived from hydrothermal alteration zone contain smectite and illite-smectite. In bedrocks, chlorite was the major clay minerals in most samples with minor illite near hydrothermal alteration zone and interstratified chlorite-smectite in some samples. Smectite closely associated with eolian volcanic glass was assigned to alteration in their source region. Blocks with rough surface due to chemical disintegration showed weathering rinds of several millimeter thick. Comparision between inner fresh and outer altered zones did not show notable change in clay mineralogy except dissolution of calcite and some plagioclase. Most significant weathering was observed in the biotite flakes, eolian volcanic glass, sulfides, and carbonates in the debris. Biotite flakes derived from granodiorite were altered to hydrobiotite and vermiculite of yellow brown color. Minor epitactic kaolinite and gibbsite were formed in the cleaved flakes of weathered biotite. Pyrite was replaced by iron oxides. Calcite was congruently dissolved. Volcanic glass of basaltic andesite composition showed alteration rim of several micrometer thick or completely dissolved leaving mesh of plagioclase laths. In the alteration rim, Si, Na, Mg, and Ca were depleted, whereas Al, Ti, and Fe were relatively enriched. Mineralization of lichen and moss debris is of much interest. They are rich of A3 and Si roughly in the ratio of 2:1 to 3:1 typical of allophane. In some case, Fe and Ti are enriched in addition to Al and Si. Transmission electron microscopy of the samples rich of volcanic glass showed abundant amorphous aluminosilicates, which are interpreted as allophane. Chemical weathering in the King George Island is dominated by the leaching of primary phyllosilicates, carbonates, eolian volcanic glass, and minor sulfides. Authigenesls of clay minerals is less active. Absence of a positive evidence of significant authigenic smectite formation suggests that its contribution to the clay mineralogy of marine sediments are doubtful even near the maritime Antarctica undergoing a more rapid and intenser chemical weathering under more humid and milder climate.

• 한국지형학회지
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• 제19권1호
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• pp.57-68
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• 2012

한반도 남서부에 위치한 나주 일대에는 화강암 구릉대가 대표적인 지형경관이며, 대부분은 적색의 풍화층(토양)으로 일반화되어 있다. 나주 구릉대의 적색풍화층을 화학적 풍화지수(CIA)를 통해 분석해본 결과, CaO, $Na_2O$, $K_2O$는 일반적인 화강암 풍화층에 비해 강하게 용탈된 상태이지만, 스페인의 Guadalquivir 분지의 카오리나이트 풍화층과 비교해 볼 때, $K_2O$의 용탈이 아직은 많이 미약한 상태이다. 화학적 풍화강도와 적색화의 상관성 여부를 파악하기 위해 A-CNK-FM 도식을 통해 두 지역을 비교해 본 결과, 화학적 풍화강도가 미약한 나주 구릉대의 적색풍화층이 스페인의 카오리나이트 풍화층보다 더 높은 유색광물의 함량을 보였다. 이를 통해, 풍화층과 같은 소규모 측면에서는 실제적인 화학적 풍화강도와 적색화 사이의 직접적인 상관성을 찾을 수 없었다.