• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2003년도 Proceedings of the international symposium on the fusion technology
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• pp.676-683
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• 2003

A laboratory experiment using artificial fracture rocks was used to understand the 3-dimensional dispersion of a tracer and the mixing process in a fractured network. In this experiment, 12cm polystyrene foam cubes with two electrodes for monitoring electric conductivity (EC) were used as artificial fractured rocks. Distilled water with 0.5mS/m was used as a tracer in water with 35mS/m and the difference of EC between the tracer and the water was monitored by a multipoint simultaneous measurement system of electrical resistance. The results showed that even if the fracture arrangement pattern was not straight in the direction of the flow, the tracer did not diffuse along individual fractures and an oval tracer plume, which was the distribution of tracer concentrations, tended to be form in the direction of the flow. The vertical cross section of the tracer distribution showed small diffusivity in the vertical direction. The calculated total tracer volume passing through each measurement point in the horizontal cross section showed while that the solute passed through measurement points near the direction of hydraulic gradient and in other directions, the passed tracer volumes were small. Using Peclet number as a criterion, it was found that the mass distribution at the fracture intersection was controlled in the stage of transition between the complete mixing model and the streamline routing model.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제13권4호
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• pp.483-490
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• 2017

최근 경제성장과 함께 산업용, 주거용 토지의 요구가 증대되고 있으나 좋은 지반조건으로 개발된 토지를 얻기가 어려워지고 있다. 샌드드레인, 모래다짐말뚝, 팩드레인, 프라스틱보드드레인(PBD)등 다양한 연직배수기술이 연약지반의 경제적 개발을 가능하게 하고 있다. 연직배수에서는 통수능력이 중요한 요소이다. 그러나, 현장조건에서는 토질조건, 상재하중 등 다양한 조건에 의하여 통수능력이 변화된다. 본 논문에서는 이중코어형 PBD, 대심도형 PBD, X형 PBD, 일반형 PBD등 4가지 다른 형태의 PBD에 대하여 통수능 시험이 수행되었다. 상재하중과 동수경사에 따른 통수능 특성을 분석하였다. 본 연구에서는 이중코어형의 통수능력이 가장 우수하였다.

• 한국물환경학회지
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• 제33권4호
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• pp.449-459
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• 2017

In Geum River of Korea, three multi-purpose weirs were built at the downstream of Daecheong Reservoir during the Four Major River Restoration Project (FMRRP). The weirs have altered the hydraulic characteristics of the river, and consequently transformed the large areas of flowing ecosystem to deep and wide stagnant environment. In every summer, a thermal stratification occurred near the Baekje Weir having mean depth of 4.0 m, and the surface algal blooms dominated by buoyant cyanobacteria have been frequently formed after the FMRRP. The objective of this study was to investigate the relationship between flow velocity and thermal stability of the waterbody using a three-dimensional (3D) hydrodynamic model (EFDC+) after calibration against the thermistor chain data obtained in 2014. A new Sigma-Zed vertical grid system of EFDC+ that minimize the pressure gradient errors was used to better simulate the thermodynamics of the waterbody. The model reasonably simulated the vertical profiles of the observed water temperatures. The vertical mean flow velocity and the Richardson Number (Ri) that represents the stability of waterbody were estimated for various management water levels and flow rates scenarios. The results indicated that the thermal stability of the waterbody is mostly high ($Ri{\gg}0.25$) enough to establish stratification, and largely depend on the flow velocity. The critical flow velocity that can avoid a persistent thermal stratification was found to be approximately 0.1 m/s.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제13권6호
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• pp.431-450
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• 2011

원형수직터널의 시공시 지하수가 존재하는 경우 굴착에 의해 지하수의 흐름이 발생되어 추가적인 힘이 작용하게 된다. 원형수직터널의 지하수의 흐름은 일반적인 수평터널과 달리 깊이방향으로 다르게 작용되며, 수직터널의 벽체에 경사방향으로 작용하게 된다. 본 연구에서는 원형수직터널에 작용하는 침투력의 영향을 파악하기 위해 깊이에 따라 변하는 경사방향의 흐름성분을 수직과 수평방향으로 나누어 각각을 이론식에 적용하였다. 지하수가 영향을 미치는 범위는 토압을 야기하는 이완영역과 같은 것으로 가정하여 이론식을 유도하였다. 침투력에 의해 발생되는 추가적인 힘으로 인하여 원형수직터널의 이완영역에 작용되는 응력이 달라짐에 따라 침투력을 고려한 토압계수 산정식과 원형수직터널 벽체에 작용하는 응력 산정식을 본 연구를 통해 제안하였다. 가상지반을 설정하고 제안식을 적용한 결과, 침투를 고려하지 않은 건조한 지반에 비하여 수직방향응력은 약 1.4배, 토압은 2.5배 증가하는 결과를 보였다. 침투해석을 통하여 "유효응력+침투력"으로 구한 값과 제안식을 이용하여 산정한 값은 유사한 경향을 보여 제안식은 침투력을 적절히 고려하여 토압을 예측하는 것으로 나타났다.

• 지질공학
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• 제24권4호
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• pp.487-499
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• 2014

최근 지열에너지 활용 증가 추세와 더불어 지하수 부존량이 풍부한 지역에서 수직개방형의 효율이 더 높다는 연구결과가 제시됨에도 불구하고, 국내 지열냉난방시스템의 열교환 방식은 수직밀폐형 방식이 주를 이루고 있다. 따라서, 본 연구에서는 지하수 부존량이 풍부한 지역에서 수직개방형 방식의 효율성을 검증하기 위하여, 수리지질 및 열적 특성을 반영한 최적의 지열에너지 활용 방식을 수치 모의하였다. 1차 모의 결과, 지하수 부존량이 풍부한 지역에서 지열냉난방시스템을 활용하는 경우 수직밀폐형보다 지하수를 직접 이용하는 수직개방형이 더욱 효과적인 것으로 분석되었으며, 수직개방형 중에서는 SCW (standing column well)형 보다는 주입정과 추출정이 분리된 복수관정형에서 지반과 열교환을 통해 얻을 수 있는 주입수와 추출수의 온도차 (${\Delta}$)가 커 더욱 효율적인 것으로 나타났다. 2차 모의에서는 수직개방형 지열에너지 공급방식인 단일관정형, SCW형, 복수관정형을 대상으로 열 이송, 이격거리 및 유량, 지하수 수리경사 등을 고려한 최적의 활용 방식을 검토하였으며, 이를 바탕으로 지열냉난방시스템의 지중 열교환 방식 선정 시 활용할 수 있는 흐름도를 제시하였다. 본 연구결과 제시된 다양한 선정 기준을 기초로 실제 선정 시에는 전체 지열냉난방 시스템에 대한 COP (coefficient of performance) 계산 및 세부적인 타당성 검토가 필요할 것으로 판단된다.

• 한국산림과학회지
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• 제89권1호
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• pp.24-32
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• 2000

본 연구는 경기도 광주군에 위치한 경희대학교 연습림내의 낙엽송, 잣나무 및 신갈나무의 천연활엽수로 구성된 3개의 임분의 선정된 구간에서 경사도별로 토층 분화와 강우에 따른 수분분포 특성을 구명하기 위하여 수행되었다. 조사대상 임분의 O층과 A층의 깊이는 활엽수나 낙엽송 염분에 비하여 임분 밀도가 높은 잣나무 임분에서 더 깊어지는 결과를 보여 토층 분화는 경사도, 토양침식과 물질퇴적과 함께 임분을 구성하는 식생과 임분 밀도 등이 주요인으로 작용하고 있음을 알 수 있었다. 그리고 각각의 임분에서 선정된 지점별로 용적밀도를 조사한 결과 경사도가 높은 지점에서는 용적밀도가 낮은 반면 토층이 잘 발달된 경사도가 낮은 지점에서는 용적밀도가 높은 것으로 조사되었다. 따라서 산림토양의 깊이별 용적밀도 변화는 토양표면에서의 침식, 유기물 함량, 토양입자의 수직적 이동과 상관성이 높은 것으로 판단된다. 그리고 이러한 용적밀도와 유기물의 토양내 분포 특성은 수리전도도에도 영향을 미쳐 용적밀도와 수리전도도는 반비례하는 경향을 보였으나, 유기물 함량에 따른 표층토만의 수리전도도의 변이는 높지 않았다. 낙엽송 임분에서 각각의 경사도와 토층 분화 깊이가 다른 세 지점에서 강우의 침투 특성을 볼 때 토양의 용적밀도와 경사도가 임분에 가해지는 강우의 수직적 이동뿐만 아니라 수평이동에도 영향을 마치는 것으로 조사되었다. 또한 lysimeter 실험 결과로부터 추정할 때 토양내 수분이 용적밀도가 다른 토양층간을 이동할 때 수분은 작은 범위의 수리전도도가 수분 이동을 결정하며, 특히 불포화 형태로 수분이 이동할 때는 유기물에 의한 수분 보유력도 토양내 수분이동에 영향을 미칠 것으로 추측할 수 있다. 결론적으로 산림토양에서의 수분 분포와 이동 특성은 사면경사도와 같은 지형적인 요인과 토양의 물리적 성질인 용적밀도와 유기물 함량 등에 의해 영향을 받는 것으로 사료된다.

• 한국물환경학회지
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• 제35권6호
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• pp.557-566
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• 2019

Paldang is a river reservoir in the Midwest of Korea, which is a drinking water source for the metropolitan area. Since the Paldang Reservoir is shallow, and has a short hydraulic residence time, its water quality is directly impacted by two incoming rivers, the north Han River (NHR) and the south Han River (SHR). The NHR has different seasonal patterns of water temperature from the SHR because the NHR is greatly impacted by the discharge water from upstream dams. The electrical conductivity (EC) and other material concentrations of the SHR are usually higher than those of the NHR because its basin is limestone-based. The difference in water temperature in the two rivers causes density flow, and the distribution of the EC within the reservoir can be an indicator for monitoring density flow. From the vertical gradient of the EC at the dam site, from spring to fall, it was confirmed that the SHR flowed into the upper layer, and the NHR flowed into the lower layer, and vice versa at other times. The relative difference (RD) of the EC between the upper layer and the lower layer at the dam site was used as an indicator for density flow. The RD of the EC showed a very significant correlation with the RD of total organic carbon (r = 0.70, p < 0.001) and the RD of total nitrogen (r = 0.58, p < 0.01). This relationship is based on the assumption that the difference in electrical conductivity and water quality between the SHR and the NHR is constant. However, in many cases this assumption is inconsistent. Thus, further study is needed on more suitable indicators to evaluate the impact of density flow on water quality.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제3권1호
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• pp.27-36
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• 2002

본 연구는 동제련슬래그를 지반개량재로써 활용하기 위하여 배수에 대한 적용가능성을 평가한 것이다. 모래말뚝의 모래 대체재로써의 동제련슬래그 활용방안을 검토하였고, 동제련슬래그의 재료특성, 동제련슬래그말뚝이 설치된 복합지반에서의 압밀배수 특성, 배수 필터재로써의 특성 등을 파악하였다. 연구결과, 동제련슬래그는 일반적으로 쓰여지는 모래와 유사한 연직배수효과를 나타내었으므로, 모래말뚝의 모래 대체재로써의 적용은 충분히 가능할 것으로 판단된다. 더욱, 분사현상에 대한 안정성 및 입자 유실에 대한 내적안정성을 검토한 결과, 일반적인 사질토에 비해 한계동수경사가 크게 나타나고, 내적안정성이 우수하게 평가되었다. 따라서 동제련슬래그는 지반조건에 따라 배수 필터기능을 충분히 발휘할 수 있으며, 내적으로도 안정된 배수 필터재로써 사용이 가능한 것으로 판단된다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제31권3호
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• pp.237-248
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• 2022

Nowadays, more and more subway tunnels were planed and constructed underneath the ground of urban cities to relieve the congested traffic. Potential damage may occur in existing tunnel if the new tunnel is constructed too close. So far, previous studies mainly focused on the tunnel-tunnel interactions with circular shape. The difference between circular and horseshoe shaped tunnel in terms of deformation mechanism is not fully investigated. In this study, three-dimensional numerical parametric studies were carried out to explore the effect of different tunnel shapes on the complicated tunnel-tunnel interaction problem. Parameters considered include volume loss, tunnel stiffness and relative density. It is found that the value of volume loss play the most important role in the multi-tunnel interactions. For a typical condition in this study, the maximum invert settlement and gradient along longitudinal direction of horseshoe shaped tunnel was 50% and 96% larger than those in circular case, respectively. This is because of the larger vertical soil displacement underneath existing tunnel. Due to the discontinuous hoop axial stress in horseshoe shaped tunnel, significant shear stress was mobilized around the axillary angles. This resulted in substantial bending moment at the bottom plate and side walls of horseshoe shaped tunnel. Consequently, vertical elongation and horizontal compression in circular existing tunnel were 45% and 33% smaller than those in horseshoe case (at monitored section X/D = 0), which in latter case was mainly attributed to the bending induced deflection. The radial deformation stiffness of circular tunnel is more sensitive to the Young's modulus compared with horseshoe shaped tunnel. This is because of that circular tunnel resisted the radial deformation mainly by its hoop axial stress while horseshoe shaped tunnel do so mainly by its flexural rigidity. In addition, the reduction of soil stiffness beneath the circular tunnel was larger than that in horseshoe shaped tunnel at each level of relative density, indicating that large portion of tunneling effect were undertaken by the ground itself in circular tunnel case.

• 한국지반공학회논문집
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• 제21권9호
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• pp.13-23
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• 2005

연직배수공법은 연약지반과 준설매립지반의 압밀을 촉진시키고, 강도를 증진시키는데 가장 널리 사용되는 공법중의 하나이다. 토목섬유로 제작된 연직배수재(PVD)를 활용하여 지지력이 부족한 지반을 개량하는 경우, 배수재의 통수능력이 매우 중요한 요인으로 작용한다. 일반적으로 통수능력 실험은 고무 멤브레인으로 구속압력을 가하여 행해지고 있으나, 이는 현장에서 발생할 수 있는 여러 통수능력 저하 영향인자를 충분히 반영하지 못하고 있는 실정이다. 현장조건에서 연직배수재는 해성점토나 실트질 사질토에 의해서 구속되어 배수재가 휘어지거나, 접히거나 하여 배수성능이 저하되기 때문이다. 따라서, 본 연구에서는 연직배수재를 활용하여 연약지반을 개량할 경우 현장조건을 고려한 통수능력을 평가하기 위하여 소형 통수능력 실험장치와 대형 통수능력 실험장치를 이용하여 배수재, 토사종류 및 측압, 상재하중, 동수경사의 실험조건을 설정하여, 연직배수재의 종방향 통수능력 실험을 수행하였다. 분석 결과, 배수재 종류에 따른 통수능력은 포켓식 배수재가 접착식에 비하여 크게 도출되었다. 토사종류에 따른 통수능력은 점토보다 준설토지반에서 더 크며, 하중과 동수경사, 가압시간의 증가에 따라 통수능력이 감소하는 것으로 나타났다. 포켓식 배수재가 점토지반에 타입되었을 경우, 하모니카형 코어를 가진 배수재가 요철형보다 통수능력이 크며, 준설토 지반에 타입된 경우에는 초기 배수면적비와 통수능력비가 거의 비례하는 것으로 나타났다.