• Geomechanics and Engineering
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• 제33권4호
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• pp.369-380
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• 2023

The aim of this paper is to investigate stress analysis of semi-infinite soils consisting of two layers with twin rectangular tunnels under static loads. The region close to the ground surface and tunnel modelled within finite elements. In order to use a more realistic model, the far region is modelled within infinite elements. The material model of the layered soil is considered as elastic and isotropic. In the finite element solution of the problem, two dimensional (2D) plane solid elements are used with sixteen-nodes rectangular finite and eight-nodes infinite shapes. Finite and infinite elements are ordered to be suitable for the tunnel and the soils. The governing equations of the problem are obtained by using the virtual work principle. In the numerical process, the five-point Gauss rule is used for the calculation of the integrations. In order to validate using methods, comparison studies are performed. In the numerical results, the stress distributions of the two layered soils containing twin rectangular tunnels presented. In the presented results, effects of the location of the tunnels on the stress distributions along soil depth are obtained and discussed in detail. The obtained results show that the locations of the tunnels are very effective on the stress distribution on the soils.

• 한국토양비료학회지
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• 제45권2호
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• pp.204-208
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• 2012

소수성 토양이란 물방울이 떨어져도 자연스럽게 젖지 못하고 표면 위에 그대로 존재하는 토양을 말한다. 소수성 토양은 토양입자들 사이 혹은 토양입자와 그 중간물질의 사이에 소수성 유기물질이 침투하여 입자를 코팅하여 소수성을 띠게 되는 것이다. 토양이 소수성화가 되면 심한 침식과 침출, 농약의 급속한 침출, 식물이 이용할 수 있는 많은 양의 물과 영양분의 손실 그리고 농작물과 목초의 생산성 감소 등을 야기한다. 본 실험에서는 미량원소가 어떤 흡착과 이동 메커니즘을 갖는지를 배치 실험과 컬럼 실험을 통해 비교 평가하였다. 배치 실험에서는 $Cu^{2+}$, $Mn^{2+}$, $Fe^{2+}$, $Zn^{2+}$ 및 $Mo^{5+}$를 이용하여 일반 토양과 소수성 토양의 수착의 차이, 소수성 정도에 따른 차이, 각각의 미량원소 별 차이를 비교 하였고, 컬럼 실험에서는 피흡착물질인 미량원소 $Fe^{2+}$ 및 $Mo^{5+}$에 대한 탈착성능 비교와, 특정시간에 따른 공간적 농도 분포를 측정하였다. $Fe^{2+}$와 $Mo^{5+}$의 경우 비소수성 토양보다 소수성 토양에서 더 높은 흡착을 나타났다. $Fe^{2+}$의 흡착성능은 소수성 토양별 40% > 15% > 0% 순으로 나타났다. 특히 $Mo^{5+}$의 경우 0%, 15% 및 40%의 소수성 토양에서 초기에는 비슷한 경향을 보였으나 시간이 지나면서 소수성 토양에서 비소수성 토양보다 빠른 탈착속도를 보였다. $Fe^{2+}$와 $Mo^{5+}$의 파과곡선 분석결과 소수성 토양에서 더 빠른 이동속도를 나타내었다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제66권5호
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• pp.637-648
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• 2018

When the centers of mass and stiffness of a building do not coincide, the structure experiences torsional responses. Such systems can consist of the underlying soil and the super-structure. The underlying soil may modify the earthquake input motion and change structural responses. Specific effects of the input motion shall also not be ignored. In this study, seismic demands of asymmetric buildings considering soil-structure interaction (SSI) under near-fault ground motions are evaluated. The building is modeled as an idealized single-story structure. The soil beneath the building is modeled by non-linear finite elements in the two states of loose and dense sands both compared with the fixed-base state. The infinite boundary conditions are modelled using viscous boundary elements. The effects of traditional and yield displacement-based (YDB) approaches of strength and stiffness distributions are considered on seismic demands. In the YDB approach, the stiffness considered in seismic design depends on the strength. The results show that the decrease in the base shear considering soft soil induced SSI when the YDB approach is assumed results only in the center of rigidity to control torsional responses. However, for fixed-base structures and those on dense soils both centers of strength and rigidity are controlling.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2010년도 춘계 학술발표회
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• pp.213-220
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• 2010

This study presents a numerical simulation model of vertical ground heat exchangers, considering unsaturated hydro static ground conditions induced by the ground water table fluctuation. Heat transfer in ground and grout is modeled by a 3-D FEM transient conductive heat transfer model, where heat transfer between circulating fluid and heat exchanging pipe is treated as 1-D quasi steady state forced convective elements. To take into account the unsaturated ground condition, soil thermal conductivity and heat capacity which are dependent on the matric suction are applied to ground elements. Parametric studies considering various ground water table conditions are conducted to investigate the influence of unsaturated hydro static ground condition on the mean heat exchange rate of ground heat exchanger. Simulation results considering water table fluctuation show 60~100% of mean heat exchange rate for a saturated soil condition and 125~208% of that for a dry soil condition. Thus consideration of unsaturated soil condition is substantially recommended for more accurate design and performance evaluation for ground heat exchangers.

• Coupled systems mechanics
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• 제3권4호
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• pp.367-384
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• 2014

The study deals with the physical modeling of a typical single storeyed building frame resting on pile foundation and embedded in cohesive soil mass using the finite element based software SAP-IV. Two groups of piles comprising two and three piles, with series and parallel arrangement thereof, are considered. The slab provided at top and bottom of the frame along with the pile cap is idealized as four noded and two dimensional thin shell elements. The beams and columns of the frame, and piles are modeled using two noded one dimensional beam-column element. The soil is modeled using closely spaced discrete linear springs. A parametric study is carried out to investigate the effect of various parameters of the pile foundation, such as spacing in a group and number of piles in a group, on the response of superstructure. The response considered includes the displacement at the top of the frame and bending moment in columns. The soil-structure interaction effect is found to increase the displacement in the range of 38 -133% and to increase the absolute maximum positive and negative moments in the column in the range of 2-12% and 2-11%. The effect of the soil- structure interaction is observed to be significant for the type of foundation and soil considered in this study. The results obtained are compared further with those of Chore et al. (2010), wherein different idealizations were used for modeling the superstructure frame and sub-structure elements (foundation). While fair agreement is observed in the results in either study, the trend of the results obtained in both studies is also same.

• 한국토양비료학회지
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• 제42권2호
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• pp.65-69
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• 2009

이 시험은 제주도 화산회토양을 이용하여 Ni, Cu, Zn의 토양중 존재형태를 알아보고 토양 중금속이 청경채의 흡수에 미치는 영향을 알아보고자 수행되었다. 토양 중 함량을 연속추출법에 의해 알아본 결과 토양 종류마다 각 중금속의 존재형태가 차이가 있었고, 이를 이용하여 토양 종류를 구분할 수 있었다. 중금속 함량이 다른 토양을 이용하여 청경채를 재배했을 경우 Zn, Cu는 뿌리에서 흡수되어 지상부로 이동되었으나 Ni은 지상부에서 거의 검출이 되지 않아 청경채 내에서 미량원소의 이동성이 달랐다. 그러나 토양 중 함량과 청경채의 함량 간에는 치환성 Zn을 제외하고는 상관관계가 없었으며, 특히 Ni은 식물체 내에서 이동도 어려울 뿐만 아니라 토양 중 함량과 상관관계를 내기도 어렵기 때문에 전함량이나 치환성함량 등 지금까지의 방법에 의한 토양 중 함량으로 식물체의 함량을 추정하기에는 매우 어렵다고 판단되므로 새로운 접근방법이 개발될 필요가 있다고 판단된다. 인체의 중금속 흡수에 의한 위해성 평가와 관련해서는 토양 식물체, 식물체 인체 두 단계를 거치게 되는데 각 단계에서 불확실성이 존재하므로 중금속의 기준을 토양 및 식물체 별로 각각 마련하는 것보다는 식물체내 농도만으로 정하는 것도 한가지 해결책이 될 수 있다고 생각한다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제13권2호
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• pp.231-244
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• 2000

본 연구에서는 지하철구조물, 터널구조물 및 제방 등과 같은 2차원 지반-구조계의 지진응답해석을 위한 주파수영역 동적해석법을 제시하였다. 제시한 방법에서는 구조물과 구조물 주변 근역지반은 유한요소를 이용하고 원역지반은 주파수종속 동적무한요소를 이용하여 모형화하였다. 지진입력은 입력지진파를 수직으로 입사하는 P-파와 SV-파로 가정하여 자유장응답을 구하였으며 외부고정경계법을 적용하여 등가지진하중을 산정하였다. 본 연구기법의 검증을 위하여, 층상 자유장지반과 균질 반무한지반에 매입된 원동형 공동에 대하여 지진응답을 수행하였다. 이들을 다른 기법에 의한 해와 비교한 결과, 본 연구의 기법이 매우 정확함을 알 수 있었다. 마지막으로 지하철 역사의 지진응답해석 예제를 제시하여 본 연구의 적용성을 보였다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제22권6호
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• pp.12-21
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• 2017

A pot experiment was conducted to investigate the transfer of As and cationic heavy metals (Fe, Mn, Zn, Cd and Pb) from soil to rice plant in soil condition with submerged and drained. During the ninety-day monitoring period for soil solution, solubility of reducible elements such as As, Fe and Mn in submerged condition were higher than that of Zn. On the contrary, concentration of Zn in drained condition was higher than that of reducible elements. The concentration of As, Cd, Pb and Zn in rice plant (root, stem, leaf and grain) showed similar pattern with soil solution. The As concentration in each part of rice plant, which cultivated in drained condition, measured 56%~94% lower than those in submerged condition. However, the contents of cationic heavy metals (Cd, Pb and Zn) were represented the opposite result with As. These results are due to mobility of As and cationic heavy metals under different soil drainage conditions which represent oxidation and reduction. Thus soil drainage control can be used as acceptable passive treatment methods to reduce transfer of inorganic contaminants from soil to rice plant. However more detailed examination on soil condition conversion is needed, because yield of rice was decreased when it cultivated in drained condition only. It also needed when soil is contaminated by As and cationic heavy metal because single drainage condition cannot reduce transfer of both kinds of contaminants all.

• 한국토양비료학회지
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• 제44권4호
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• pp.581-590
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• 2011

Organic farming is rapidly expanding worldwide. Crop growth in organic systems greatly depends on the functions performed by soil microbes, and nutrient supply weed suppression by green manure crops input. Four red-pepper production systems were compared: 1) bare ground (conventional system); 2) hairy vetch monoculture; 3) rye monoculture; and 4) hairy vetch-rye mixture. Soil inorganic N reached the peak at 30 DAI and hairy vetch monoculture was the highest ($192mg\;kg^{-1}$) and soil total carbon was fluctuated sporadically during the experiment. Carbohydrate and phenolic compounds in soil kept significantly higher in green manure crops systems from 10 DBI to 30 DAI, however the level was the maximum at 10 DBI (carbohydrate) and 30 DAI (phenolic comounds). Incorporation of green manure crops residue enhanced soil microbial biomass C and N throughout the growing season except that MBN in rye was reduced after incorporation. Green manure crops systems suppressed weed occurrence and, in particular, it was prominent in rye monoculture. Mineral elements composition and production in red-pepper fruits were markedly decreased in green manure crops systems although hairy vetch monoculture has come close to bare ground (NPK-applied). Therefore, it was suggested that higher biomass production should be performed not only to improve soil quality and suppress weeds but to yield suitable red-pepper fruits in green manure crops-based organic farming.

• 한국산림과학회지
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• 제66권1호
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• pp.16-36
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• 1984

화강암질풍화토(花崗岩質風化土)의 미교란(未攪亂) 시료(試料)를 사용하여 일면(一面) 직접(直接) 전단시험(剪斷試驗)으로 측정(測定)한 전단강도(剪斷强度)와 함수비(含水比), 간극비(間隙比), 건조밀도(乾燥密度), 비중(比重)과의 관계(關係)를 통계(統計) 분석(分析)하였고, 화강암질풍화토(花崗岩質風化土)의 사방시공지(砂防施工地)에 식재(植栽)된 리기다소나무림(林)과 리기테-다소나무림(林)에서 토양단면(土壤斷面)을 만들어 산중식토양경도계(山中式土壤硬度計)로 토양(土壤)의 견밀도(堅密度)를 측정(測定)하고 수근분포(樹根分布)를 조사(調査)하여 통계(統計) 분석(分析)한 결과(結果) 다음과 같다. 1) 함수비(含水比), 간극비(間隙比)와 전단강도(剪斷强度) 간(間)에는 유의적(有意的)인 부(負)의 상관(相關)이며 직접적(直接的)인 관계(關係)에 있었다. 2) 건조밀도(乾燥密度)와 전단강도(剪斷强度) 사이에는 정(正)의 상관(相關)이며 직접적(直接的)인 관계(關係)에 있었다. 3) 비중(比重)과 전단강도(剪斷强度) 간(間)에는 유의적(有意的)인 상관관계(相關關係)를 인정(認定)할 수 없었다. 4) 전단강도(剪斷强度)에 영향(影響)을 미치는 영향요소(影響要素)의 직접효과(直接效果)의 크기는 함수비(含水比)>간극비(間隙比)>건조밀도(乾燥密度)의 순위(順位)이다. 5) 다중선형(多重線型) 회귀방정식(回歸方程式)의 분산분석결과(分散分析結果) 함수비(含水比)만이 회귀성(回歸性)이 인정(認定)되므로 함수비(含水比)를 독립변수(獨立變數)로 하여 전단강도(剪斷强度)를 추정(推定)하기 위한 회귀방정식(回歸方程式)은 제한(制限)된 건조밀도(乾燥密度)의 범위내(範圍內)에서 적합도(適合度)가 매우 높게 평가(評價)되었다. 6) 토양(土壤)의 견밀도(堅密度)는 토심(土深)이 깊어짐에 따라 높아진다. 7) 토양(土壤)의 지표경도(指標硬度)와 수근수(樹根數) 간(間)에는 유의적(有意的)인 부(負)의 상관(相關)이며 직접적(直接的)인 관계(關係)에 있었다. 8) 리기다소나무와 리기테-다소나무의 수근(樹根)은 토심(土深) 20cm까지에 대부분 분포(分布)하고 있었다. 9) 리기다소나무림(林)과 리기테-다소나무림(林)에서 측정(測定)한 토양(土壤)의 지표경도(指標硬度)를 독립변수(獨立變數)로한 회귀방정식(回歸方程式)으로 수근수(樹根數)를 추정(推定)할 수 있었으나 낮은 적합도(適合度)를 나타내었다.