• 농업과학연구
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• 제47권4호
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• pp.1159-1168
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• 2020

The conduits of agricultural reservoirs undergo deterioration over a considerable period of time and this is highly likely to cause structural problems such as cracks. It is therefore important to consider the effects of structural defects on the body from the viewpoint of stability and maintenance of the embankment. In this study, basic data on the effects of the crack location on the stability of the embankment is obtained by identifying, comparing, and analyzing the erosion characteristics and pore water pressure behavior through a large-scale model experiment that involves classifying the location of the conduit cracks. From the results of the experiment, it was confirmed that when a crack occurred, the amount of leakage increased as the location of the crack portion was closer to the water level, and the internal erosion phenomenon accelerated, thereby increasing the possibility of piping. It was also found that an upstream conduit crack affects the erosion and water pressure change of the central and downstream conduit of the embankment, and the conduit crack has a very large effect on the pore water pressure despite the low upstream water level. Therefore, the seepage behavior of the embankment for each conduit crack identified in this study is considered to be useful basic data for preparing a repair and reinforcement plan according to the crack location in the future.

• Geomechanics and Engineering
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• 제24권6호
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• pp.519-529
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• 2021

In coal mining activities, the abutment stress of the coal has to undergo cyclic loading and unloading, affecting the strength and seepage characteristics of coal; additionally, it can cause dynamic disasters, posing a major challenge for the safety of coal mine production. To improve the understanding of the dynamic disaster mechanism of gas outburst and rock burst coupling, triaxial devices are applied to axial pressure cyclic loading-unloading tests under different axial stress peaks and different pore pressures. The existing empirical formula is use to perform a non-linear regression fitting on the relationship between stress and permeability, and the damage rate of permeability is introduced to analyze the change in permeability. The results show that the permeability curve obtained had "memory", and the peak stress was lower than the conventional loading path. The permeability curve and the volume strain curve show a clear symmetrical relationship, being the former in the form of a negative power function. Owing to the influence of irreversible deformation, the permeability difference and the damage of permeability mainly occur in the initial stage of loading-unloading, and both decrease as the number of cycles of loading-unloading increase. At the end of the first cycle and the second cycle, the permeability decreased in the range of 5.777 - 8.421 % and 4.311-8.713 %, respectively. The permeability decreases with an increase in the axial stress peak, and the damage rate shows the opposite trend. Under the same conditions, the permeability of methane is always lower than that of helium, and it shows a V-shape change trend with increasing methane pressures, and the permeability of the specimen was 3 MPa > 1 MPa > 2 MPa.

• 지질공학
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• 제14권4호
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• pp.469-485
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• 2004

이 연구는 충북 음성군지역 지하수를 대상으로 모암과 심도에 따른 지하수의 수리화학적 특성을 비교하였다. 그리고 금속광산의 광화대가 지하수의 화학성분에 미치는 영향에 대해서도 알아보았다. 연구지역은 쥬라기 화강섬록암과 백악기 퇴적암층이 단층으로 경계를 이루고 있다. 천부지하수는 쥬라기 화강암지 역에서 개발되어 대부분 농업용수로 사용되는 반면 심부지하수는 백악기 퇴적암을 모암으로 하여 생활용수로 이용되고 있다. 천부 지하수는 전반적으로 약산성화되어 있으며, 전기전도도 값은 $126\~613\;{\mu}S/cm$의 범위를 보인다. 지하수의 화학적 유형은 $Ca-HCO_3$형에서 $Ca-Cl(SO_4,\;NO_3)$ 형까지 넓게 분포한다. 일부 지하수에서는 질산염$(NO_3)$의 농도가 높게 검출되어 농업등 인간활동과 관련된 오염의 특성을 보인다. 일부 지하수는 철(Fe), 망간(Mn), 아연(Zn)등 중금속의 함량이 수 ppm이상의 높은 농도를 보여 금속광산의 광화대 영향을 시사한다. 심부지하수는 중성내지는 알카리성으로 천부 지하수에 비해 높은 전기전도도를 보인다. 그리고 지하수의 화학적 유형은 $Ca-HCO_3$의 특성을 보인다. 광산의 배출수는 산성배수의 특성을 보이지 않지만 황산염과 중금속의 함량이 약간 높은 특성을 보인다. 동위원소 조성에서는 천부지하수에 비해 심부지하수가 보다 결핍된 낮은 수준을 보여 심도에 다른 동위원소의 조성차이가 뚜렷하다. 이상을 종합하면 연구지 역 지하수의 화학성분은 단층을 경계로 화강섬록암, 퇴적암으로 뚜렷이 구분되는 모암성분의 차이, 지하수공 심도차이, 농업활동의 유무, 그리고 광화대의 영향 등이 복합적으로 반영되었음을 알 수 있다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제21권6호
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• pp.137-146
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• 2005

본 연구에서는 전국의 299개 철도연변 사면에 대한 현장 조사를 통해 사면의 파괴 유형 및 보강 실태를 분석하고, 조사된 사면 중 절취 토사사면으로 분류된 14개의 사면에 대하여 강우의 영향을 고려한 안정성 해석을 수행하였다. 표층유실 형태의 얕은 파괴를 검토하기 위해 강우에 의해 지표에 임시적으로 형성되는 지하수위를 가정한 무한사면해석을 수행하였으며, 유한요소법을 적용한 침투해석 결과와 지하수위를 지표 근처로 가정하는 방법을 통해 강우를 고려한 한계평형해석을 수행하였다. 기존의 파괴 기록과 안정성 해석으로 예측된 파괴 형태를 비교함으로써 적용된 해석방법들의 적합성을 평가하였다. 철도연변의 절취 토사사면에서는 얕은 깊이의 표층파괴가 주로 발생하였으나, 한계평형해석법으로는 이를 적절히 예측할 수 없었다. 강우에 의한 표층파괴를 보다 합리적으로 예측하기 위해서는 강우에 의한 안정성 저하 효과로서 모관흡입력의 감소로 인한 간극수압의 증가뿐만 아니라, 지반의 침투능보다 큰 강우로 인해 발생하는 표면 유출수에 의한 침식을 고려할 수 있는 새로운 해석기법의 개발이 요구된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제13권3호
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• pp.29-37
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• 2012

본 논문은 보강압성토 옹벽에 대하여 축소모형 실내실험을 통한 거동특성을 파악하고, 보강재의 보강효과에 대하여 검증하였다. 보강압성토 옹벽의 거동특성을 규명하기 위하여 세 종류 전면경사에 대하여 재하하중 단계별 벽체의 수평변위와 이에 따른 거동특성을 분석하였다. 또한 보강압성토 옹벽 구성요소인 격자망, 장섬유 부직포, 배수블럭을 각기 조합하여 설치 후, 재하시험을 수행하였다. 본 실험 결과, 보강압성토 옹벽의 경우, 최대수평변위가 전면경사 1:0.3은 높이 0.58H 위치에서 8.4mm 발생하였고, 전면경사 1:0.6은 높이 0.58H 위치에서 3.8mm, 전면경사 1:1.0은 높이 0.87H 위치에서 3.6mm 발생하였다. 보강압성토 옹벽의 최대 수평변위량이 원지반 사면에 비하여, 평균적으로 약 83.3% 저감하는 효과를 확인할 수 있었다. 또한 보강압성토 옹벽의 배수블럭 설치효과를 검증하기 위하여, 실제 시공현장의 단면을 모델링하여 침투해석 및 한계평형해석을 수행하였다. 강우강도 15mm/hr 조건의 해석결과에서 배수블럭의 설치에 따라 지하수위가 저하하는 효과와 사면안전율이 증가하는 효과를 비교 확인할 수 있었다.

• 한국농공학회지
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• 제14권3호
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• pp.2703-2715
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• 1972

본 실험 연구는 흙수로내에서의 용수손실에 관한 연구로서 물을 필요로 하는 논과 밭까지 필요한 시기에 필요한 양만큼을 보급해 주어야 하는 관개계획을 수립함에 있어 매년 높아져 가는 사수위에 늘어가는 필요 수량과의 함수관계를 해결하는 지표를 주는데 목표을 두었다. 시험은 용수계통인 간선, 지선, 분선수로로 구분하여 간선수로에서는 1,000m 구간을 잡아 유속계측정 방법으로 지선수로에서는 500m 구간을 잡아 상 하류에 파야샬후륨을 설치하여 측정하였으며 분선수로에서는 200m 구간을 상 하류에 사각예언웨어를 설치하여 손실을 측정하였으며 기타손실에 영향을 주는 제요인들도 조사하여 다음 결과를 얻었다. (1) 1,000m 구간의 간선수로에서는 9.64%의 통수손실을 보였으며, 500m 구간의 지선수로에서는 15.55%. 200m 구간의 분선수로에서는 12.34%의 통수손실율을 보였다. (2) 삼투량조사는 지선수로를 40m 간격으로 3번 반복조사에서 2.08cm/day 또 200m 간격의 지선수로에서는 1일 평균 3.37cm/day의 삼투량을 얻었다. (3) 단 1회의 결과치를 객관성 있게 취급은 곤난하며 종래에 사용해 온 결과치보다는 손실과 삼투가 공히 상당히 큰 값을 보여주고 있어 좀 더 자세한 연구가 필요하다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제12권4호
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• pp.157-178
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• 1996

기존의 보강토벽체에 주로 이용되어온 steel strict등 고강도 인장보강재는 주변 뒤채움흙에 비해 상대적으로 변형이 작기 때문에, 설계검토시 과강재 자체에서 유발되는 변형의 크기에 대해서는 크게 유의할 필요가 없었다. 그러나 비교적 저강도인 섬유보강재의 경우, 한계상태에서 예상되는 섬유보강재 자체의 변형량은 주변 뒤채움흙의 소성변형 유발에 필요시 되는 변형량을 종종 초과하게 되며, 이와같은 크기의 과도한 변형량은 보강토벽체 구조체 자체의 안정성 확보 측면에서 허용할 수 없는 경우가 대부분이다. 결국 보증토벽체 구조체의 전면부 발생변위에 대한 일반적인 허용조건을 충족하기 위해서는, 극한강도 보다 훨씬 작은 크기의 강도가 섬유보강재의 경우 발휘하는 것으로 보아야 할 것이며, 따라서 최종적인 구조체 안정검토를 위해서는 보강재 자체의 예상변형량에 대한 평가가 섬유보강재의 경우 특히 중요시 된다. 보강재의 인장응력 -변형률 관계는 강보강재의 경우 선형탄성거동으로 가정할 수 있으나, 섬 유보강재의 경우에는 일반적으로 비 선형거동을 나타낸다. 본 연구에서는 쌍곡선 함수를 이용하여 섬유보강재의 비선형 거동특성을 모델링하였으며,또한 뒤채움흙 다짐으로 인한 유발응력등을 고려하기 위해 Ehrlich SE Mitchell, Duncan등이 제안한 방법을 수정하여 섬유 보강토벽체의 안정 해석법을 제시하였다. 본 안정 해석법 에서는 침투수압의 영향 및 뒤채움흙의 구속효과에 따른 섬유보강재의 부분적인 상대강성 변화 등을 고려하였으며, 이를 토대로 깊이별 각 섬유보 강재의 최대인장력 및 변형량 등의 예측이 가능하다. 본 연구에서는 제시하리라 하는 안정해석법의 적용성을 위해, paraweb polyester fibre multicord, non-woven polyester 지오텍스타일 및 knitted polyester 지오그리드 등 3가지 종류 보강재의 인장응력-변형률 관계 실험결과를 회귀분석하여 쌍곡선 함수형태로 이와같은 섬유보 강재의 비선형거동을 모델링하였다. 또한 이를 토대로 한 븐 연구 해석법의 적합성 검토를 위해, Ho & Rowe가 제시한 유한요소해석결과 및 LCPC, FHWA등에서 시행한 시험결과와 깊이별 각 섬유보강재의 최대인장력,변형량 및 지점별 변형률 등에 대해서도 비교하였다. 아울러 섬유 보강재의 상대강성, 뒤채움흙의 깊이별 구속효과의 정도, 다짐정도 및 침투수압 등이 각 섬유보강재의 변형량 및 전체적인 변형형태 등에 미치는 영향을 종합적으로 분석하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제30권6호
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• pp.41-49
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• 2014

집중강우 시에는 사면의 얕은 심도에서 파괴가 빈번하게 발생한다. 사면의 표층 지반은 심도에 따라서 조밀해지는 특성이 있으며 지반의 투수특성과 강도특성도 달라지므로 강우시 사면의 얕은 심도에서 발생하는 파괴의 원인분석과 안정해석은 이러한 지반특성 변화를 고려할 필요가 있다. 본 연구에서는 사면의 표층 부근의 지반특성 변화가 강우시 사면의 안정성에 미치는 영향을 수치해석적으로 분석해 보고자 하였으며, 표층 근처에서 심도에 따라 구한 지반특성 값을 적용하는 방식에 따라 강우침투와 사면안정해석 결과의 차이를 비교해 보았다. 실제 강우시 파괴가 발생한 사면을 대상으로 사면의 표층에서 심도별로 시료를 채취하여 전단강도와 투수특성 등 지반특성을 구하였으며, 파괴를 유발한 강우기록을 적용하여 침투해석과 안정해석을 실시하였다. 해석결과 깊이별 지반의 특성 변화를 고려한 경우와 단일지층으로 가정하여 고려하는 방식에 따라 간극수압 분포, 예상파괴면, 안전율 변화에 차이가 있는 것으로 나타났으며, 깊이별 지반 특성 변화를 고려하는 경우가 실제 파괴거동과 유사한 결과를 나타내었다. 이러한 결과는 강우침투에 의한 표층파괴현상을 규명하고자 하는 경우 지반의 심도별 지반특성 변화를 고려할 필요가 있음을 의미한다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제10권2호
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• pp.21-28
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• 2009

최근 고속철도, 지하철, 댐, 항만, 고속도로, 도심지의 주상복합건물 등 대형 건설공사가 진행되면서 약액주입공법, 고압분사주입공법, 혼합처리공법 등이 다양하게 적용되고 있으나 침투성, 강도, 내구성, 환경성, 주변지반의 융기, 지하매설물에 대한 영향, 산업폐기물발생 등 많은 문제점이 지적되어 왔다. 이에 본 연구에서는 특수 주입선단장치 및 변성실리케이트 재료를 개발하여 주입재료의 혼합이 용이하고 주입중 주입재의 역류 및 주입노즐의 막힘이 없이 연속작업이 가능하며, 분말도 $6,000cm^2/g$이상인 마이크로시멘트를 사용 침투효과를 증가시켰다. 또한, 겔형성반응재는 내구성과 환경성에 영향을 끼치는 $Na_2O$ 함량을 대폭 낮춘 변성실리케이트를 개발하여 지하수에 의한 용탈현상을 최소화하고, 장기의 고강도, 고침투, 고내구성, 친환경성이 요구되는 곳에 적합한 마이크로 무기질급결재를 개발하여 실용화에 대한 연구를 수행하였다. 연구결과 일축압축강도, 투수성, N치 및 TCR, RQD 등이 개선됨을 알 수 있었으며, 향후 본 연구결과를 바탕으로 특수 주입선단장치를 활용한 다양한 현장적용성 시험을 추후 시행하여 타공법과 공학적 특성을 비교, 검토하고자 한다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제10권1호
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• pp.25-36
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• 2008

해저 지하구조물을 시공할 경우는 높은 수압 및 침투압 등의 영향이 무시될 수 없으므로 지하구조물의 정확한 거동평가를 위해서는 수리-역학적 연계해석이 수행되어야만 한다. 또한, 실무에서는 암반이완하중을 고려하여 터널의 콘크리트 라이닝을 설계하며, 이를 위해 이완하중고($H_{relaxed}$)를 터널 주변의 국부안전율 분포를 이용하여 수치해석에 의해 산정하는 방법이 제안된 바 있다. 따라서 본 연구에서는 해저터널을 대상으로 수리-역학적 연계해석 시 국부안전율을 이용한 이완하중고 산정 기법의 타당성을 살펴보았다. 3 등급 암반을 대상으로 숏크리트 수리특성을 이용한 유도 배수방법과 집수정펌핑을 이용한 유도 배수 방법을 비교한 결과 집수정 펌핑을 이용한 유도 배수방법이 보다 신뢰할 수 있는 결과를 준다고 발표된 바 있다. 따라서 본 연구에서는 집수정의 펌핑을 이용한 유도 배수방법을 이용하여 1, 3, 5 등급 암반을 대상으로 이완하중고를 산정하여 제안식들과 적용성을 비교하였다. 연구 결과 연계해석 시 해저 시설물의 이완하중고를 정확하게 산정하기 위해서는 기존에 제시된 이론식 보다는 집수정의 펌핑을 이용하여 유도 배수하는 모델링 방법이 보다 정확하고 일관성 있는 결과를 얻을 수 있었다.