• Geomechanics and Engineering
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• 제37권2호
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• pp.179-187
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• 2024

In this paper, a unified time-dependent constitutive model of Darcy flow and non-Darcy flow is proposed. The influencing factors of flow velocity are discussed, which demonstrates that permeability coefficient is the most significant factor. Based on this, the dynamic evolution characteristics of water inrush during tunneling through fault fracture zone is analyzed under the constant permeability coefficient condition (CPCC). It indicates that the curves of flow velocity and hydrostatic pressure can be divided into typical three stages: approximate high-velocity zone inside the fault fracture zone, velocity-rising zone near the tunnel excavation face and attenuation-low velocity zone in the tunnel. Furthermore, given the variation of permeability coefficient of the fault fracture zone with depth and time, the dynamic evolution of water flow in the fault fracture zone under the variable permeability coefficient condition (VPCC) is also studied. The results show that the time-related factor (α) affects the dynamic evolution distribution of flow velocity with time, the depth-related factor (A) is the key factor to the dynamic evolution of hydrostatic pressure.

• 지구물리와물리탐사
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• 제7권1호
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• pp.62-69
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• 2004

The objective of this study is to estimate the distribution of a zone disturbed by excavation (EDZ) around tunnels that have been excavated at about 500 m depth in pre-Tertiary hard sedimentary rock. One of the most important tasks is to evaluate changes in the dynamic stability and permeability of the rock around the tunnels, by investigating the properties of the rock after the excavation. We performed resistivity and acoustic tomography using two boreholes, 5 m in length, drilled horizontally from the wall of a tunnel in pre-Tertiary hard conglomerate. By these methods, we detected a low-resistivity and low-velocity zone 1 m in thickness around the wall of the tunnel. The resulting profiles were verified by permeability and evaporation tests performed at the same boreholes. This anomalous zone matched a high-permeability zone caused by open fractures. Next, we performed resistivity monitoring along annular survey lines in a tunnel excavated in pre-Tertiary hard shale by a tunnel-boring machine (TBM). We detected anomalous zones in 2D resistivity profiles surrounding the tunnel. A low-resistivity zone 1 m in thickness was detected around the tunnel when one year had passed after the excavation. However, two years later, the resistivity around the tunnel had increased in a portion, about 30 cm in thickness, of this zone. To investigate this change, we studied the relationship between groundwater flow from the surroundings and evaporation from the wall around the tunnel. These features were verified by the relationship between the resistivity and porosity of rocks obtained by laboratory tests on core samples. Furthermore, the profiles matched well with highly permeable zones detected by permeability and evaporation tests at a horizontal borehole drilled near the survey line. We conclude that the anomalous zones in these profiles indicate the EDZ around the tunnel.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제12권1호
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• pp.47-62
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• 1996

The bedding zone which influence directly to the safety of dam is supporting the face slab under hydraulic load in concrete faced rockfill dam. In case that leakage is developed due to various ruptured joint or cracks of face slab and etc., the bedding zone should limit the leakage by low permeability and keep the internal stability. In this study for the proper coefficient of permeability various properties, such as gradation, dry density, performance of embankment work and etc. were analysed. The results from the large scale test of permeability and density are summerized as follows : 1. Coefficient of permeability is decreased clearly by increase of dry density. 2. The particles smaller than the No.4 strive( p,) greatly influences the permeability under dry density of 2.24t 1 m3. 3. In case of C.40 and p,40%, even if dry density decreased to 2.0t/m3, the permeability coefficient is assumed to u x1-scm/s and internal stability is abtained. 4. Generally in dam construction since dry density and uniformity coefficient of bedding zone were higher than 2.2t/m3 and 50 respectively p, of 30~40% is assumed to be suitable and permeability coefficient of below 1$\times$10-3cm l s is expectable.

• 자원환경지질
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• 제53권1호
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• pp.99-110
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• 2020

국외에서는 DNAPL오염부지 정화처리 과정에서 오염된 저투수성 매체를 주요 관리대상으로 고려하며, 저투수성 매체로부터 역확산하는 오염물질과 대수층 오염 지속성에 관한 연구가 활발히 진행되어 왔다. 그러나 국내 지하수 분야에서는 관련 연구가 미비한 실정이기 때문에, 본 논문은 저투수성 매체에서 오염물질의 정확산 및 역확산 현상을 소개하고 대표적인 연구사례를 통해 그 중요성을 제안하고자 한다. 본 논문에서는 저투수성 매체의 경계조건에 따른 6개의 정확산 및 역확산 시나리오와 각각의 시나리오에 사용된 해석해를 제시하였다. FI (forward diffusion into infinite domain)와 BI (back diffusion from infinite domain) 시나리오는 저투수성 매체의 깊이를 무한하게 가정한 경우, 정확산과 역확산 시나리오를 나타내며 과거 대다수의 저투수성 매체와 관련된 연구에서 사용되었다. 최근 연구에서는 저투수성 매체의 깊이를 유한하게 고려하고 있으며, 본 연구에서 사용한 유한 경계에서 정확산 시나리오는 FFN(forward diffusion into finite domain with no flux boundary), 역확산 시나리오는 BFN (back diffusion from finite domain with no flux boundary)이다. 또한 저투수성 매체 하부 경계를 통한 오염물질의 이동이 가능할 때 정확산 시나리오는 FFF (forward diffusion into finite domain with flux boundary), 역확산 시나리오는 BFF (back diffusion from finite domain with flux boundary)에 해당한다. 본 논문에서 제시한 시나리오와 해석해를 사용한 모델링은 저투수성 매체의 깊이 또는 오염 노출 기간 등의 현장 특성에 맞는 오염처리 공법을 선정하는데 기여할 수 있다. 또한 모델링 결과는 대수층의 정화 이후에도 역확산으로 발생하는 오염의 지속기간, 오염 정도 등의 정보를 제공함으로써 보다 효율적인 오염 정화처리에 기여할 것으로 사료된다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제16권3호
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• pp.17-27
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• 2011

Recently, a physically based model of water-table fluctuation due to precipitation is developed based on aquifer water balance model. In the model, it was assumed that the water infiltration into ground surface is advection dominant and immediately reaches to water-table. The assumption may be suited for the sites where the water-table is shallow and/or the permeability of the unsaturated zone is high. However, there are more cases where the model is not directly applicable due to thick and low permeable unsaturated zone. For the low permeability unsaturated zone, the pattern of water flux passing through unsaturated zone is diffusive as well as advective. In this study, to improve the previously developed water-table fluctuation model, we combined the delayed drainage model, which has long been used in well hydraulics, to the water-table fluctuation model. To test the validity of the development, we apply the developed model to 5 different domestic sites. The model parameters are calibrated based on the groundwater hydrograph and the precipitation time series, and the correlation analyses among the parameters are pursued. The overall analyses on the delineated model parameters indicate that the delayed drainage parameters or delay index used in the developed model are able to reveal drainage information in the unsaturated zones.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제8권3호
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• pp.27-33
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• 2007

최근에 연약지반개량공사에서 연직배수공법은 가장 많이 사용하는 공법 중 하나이다. 그러나 개량을 위한 배수재의 시공시에 지반 교란이 발생하여 스미어 존이라는 교란영역을 발생시킨다. 이렇게 발생된 스미어 존의 특징은 그 영역내의 투수계수가 감소하여, 설계시 예상하였던 압밀이 원활히 이루어지지 않는 문제점이 발생 된다는 점이다. 스미어 존의 수평압밀계수, 수평투수계수는 압밀도에 직접적으로 영향을 미치는 중요한 설계인자이다. 그러나 기존에 수행되는 설계방법에서 이러한 주요설계인자의 산정방법은 수직압밀계수에 의하여 수평압밀계수 및 수평투수계수를 경험적으로 유추하여 설계를 수행하고 있다. 그러나 이러한 방법으로 산정된 수평투수계수, 수평압밀계수는 설계 특성상 불확실성에 대한 과대설계로 진행되어 시공성, 공사기간 및 경제적인 측면에서 큰 손실을 가져올 수 있게 된다. 따라서 이번 연구에서는 국내에 서해안과 남해안 지역에 널리 분포하고 있는 저소성 지반을 대상으로 선정, 실험을 수행하여 저소성의 실트 및 점토지반에서의 스미어 존의 크기를 평가하였으며, 원지반의 압밀특성 및 물리적 특성과의 상관성 분석을 수행하여 설계시 참고자료로 활용할 수 있도록 하였다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제18권6호
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• pp.48-55
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• 2013

This study aimed at characterizing unsaturated zone at the source zone area contaminated by DNAPL and investigating feasibility of soil vapor extraction (SVE). Five boreholes with three multi-level screens at the depth of 3.0~4.5 m, 5.5~7.0 m, and 8.0~12.0 m were installed at the source zone. Pneumatic tests were performed to determine the permeability of porous medium. Permeability was estimated to be 81.6 to 203.7 darcy, depending on the applied solutions, which was contradicted by grain size analysis of cored soil samples leading to 3.51 darcy. This is due to air flow through gravel pack during the early stage of pneumatic test. Pressure-drawdown curve in the late stage also well showed the leaky aquifer type, indicating air leakage to the ground. Air flow tests were also carried out to investigate air flow connectivity between multi-level wells, indicating that the horizontal air flow was well developed between the lower screens of the wells, not between the upper and middle screens due to the leakage to the surface. For the SVE test, there was no noticeable variation in TCE vapor concentration between three different test runs: 1. 8 hours daily for 5 days, 2. 24 hours together with air blowing at another well (BH1), 3. five consecutive days. Even for five-day consecutive test, total amount of removed TCE was estimated only to be as low as 46.5 g.

• International Journal of Concrete Structures and Materials
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• 제10권1호
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• pp.87-97
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• 2016

In this study, a quantitative review was performed on the mechanical performance, permeation resistance of concrete, and durability of surface-modified coarse aggregates (SMCA) produced using low-quality recycled coarse aggregates, the surface of which was modified using a fine inorganic powder. The shear bond strength was first measured experimentally and the interface between the SMCA and the cement matrix was observed with field-emission scanning electron microscopy. The results showed that a reinforcement of the interfacial transition zone (ITZ), a weak part of the concrete, by coating the surface of the original coarse aggregate with surface-modification material, can help suppress the occurrence of microcracks and improve the mechanical performance of the aggregate. Also, the use of low-quality recycled coarse aggregates, the surfaces of which were modified using inorganic materials, resulted in improved strength, permeability, and durability of concrete. These results are thought to be due to the enhanced adhesion between the recycled coarse aggregates and the cement matrix, which resulted from the improved ITZ in the interface between a coarse aggregate and the cement matrix.

• 터널과지하공간
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• 제25권2호
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• pp.168-185
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• 2015

본 연구에서는 천부의 암반 공동에 대용량 고온의 열에너지를 저장하는 경우 주변 암반에 야기되는 열-수리-역학적 연계거동을 살펴보고, 이에 지하수위와 암반 투수계수 등 수리적 조건이 미치는 영향을 검토하였다. 해석대상을 투수계수가 비교적 낮은 수준($10^{-17}m^2$)인 결정질 암반으로 가정할 때 열에너지 저장으로 인한 암반 거동에 지하수가 미치는 영향은 크지 않을 것으로 예측되었다. 저장 공동이 지하수위 하부에 위치하는 경우의 온도, 주응력, 변위 분포 등은 저장공동이 불포화대에 위치하는 경우와 거의 동일하게 나타났다. 암반내 열전달 특성은 암반의 투수계수에 매우 큰 영향을 받는 것으로 나타났다. 암반의 투수계수를 $10^{-15}m^2$ 이하로 가정한 경우 열전달은 주로 암반에 전도에 의한 것으로 판단할 수 있었으나, 투수계수를 $10^{-12}m^2$으로 가정하는 경우 지하수 대류에 의한 상향 열유동이 뚜렷이 관찰되었다. 암반 투수계수의 크기에 따라 열수의 대류나 비등으로 인한 상변화 등 복합적인 유동 특성을 나타났으며, 온도, 압력, 포화도 분포가 상이하게 발달하였다.

• 한국지형학회지
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• 제17권1호
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• pp.29-38
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• 2010

외고개습지는 지리산국립공원내 아고산대의 산사면에 형성된 습지이다. 외견상으로 보아 외고개습지는 현재 잘 보존된 습지의 모습을 보여주고 있다. 대부분의 산지습지들이 고산지대의 정상부 등에 자리하고 있는데 비하여 외고개습지는 비교적 급경사의 산지사면으로부터 평탄한 계곡으로 전이되는 지점에 발달하고 있다. 외고개습지는 현재도 퇴적이 되고 있는 것으로 파악되며 퇴적층의 두께도 1m를 넘는 것으로 조사되었다. 기반암은 편마암과 편암으로 이루어져 있으며, 풍화에 강한 기반암층에 의한 불투수층 형성이 습지형성에 유리한 조건을 갖추고 있는 것으로 판단된다. 습지로부터 유출되는 하천수의 대부분은 습지에서 용출하는 지중수에 의존하고 있으며, 특히 갈수기의 경우 하천수의 전부는 지중수의 용출에 기인하고 있다. 풍수기에 내린 강수효과에 의해서 습지의 유출량은 크게 증가하고, 그와 더불어 지중수 용출량의 비중 또한 커진다.