• Research Article

    Case Study of Slope Investigation on the Cretaceous Sedimentary Rocks Using the Geological Cross-Sections
    Myeong-Hyeok Ihm, Woo-Seok Kim, Oil Kwon
    The subjects of the study are the sedimentary rock slope of the Mesozoic Gyeongsang Supergroup, which has a high risk of failure. … + READ MORE
    The subjects of the study are the sedimentary rock slope of the Mesozoic Gyeongsang Supergroup, which has a high risk of failure. The orientation of the slope-face represents a variety of changing characteristics. The rocks of the slope shall be sandstone, siltstone and dacite, and discontinuities shall develop beddings, shear joints, extension joints, and dacite dyke boundary planes. The type and scale of failure varies depending on the type of rock and the strike/dip of the discontinuities, but the toppling failure prevails. Based on the face-mapping data, SMR, physical and mechanical testing of rocks, analysis and review of the stereonet projections and the critical equilibrium analysis, all four representative sections required a countermeasure method because the acceptable safety factor during dry and rainy seasons were far below Fs = 1.5 and Fs = 1.2. After applying the countermeasure method, both the dry and wet conditions of the slope exceeded the allowable safety factor. In particular, the face-mapping data of the slope-face, the geological cross-sections of several representative sections perpendicular to the slope-face, and the critical equilibrium analysis and the presentation of countermeasure methods that have been reviewed based on them are expected to be reasonable tools for the slope stability. In addition, it will be possible to use it as basic data for performance evaluation for slope maintenance. - COLLAPSE
    31 December 2021
  • Research Article

    Analysis and Comparison of Rock Spectroscopic Information Using Drone-Based Hyperspectral Sensor
    So-Jin Lee, Gyo-Cheol Jeong, Jong-Tae Kim
    We conducted a fundamental study on geological and rock detection via drone-based hyperspectral imaging on various types of small rock samples and … + READ MORE
    We conducted a fundamental study on geological and rock detection via drone-based hyperspectral imaging on various types of small rock samples and interpreted the obtained information to compare and classify rocks. Further, we performed hyperspectral imaging on ten rocks, and compared the peak data value and reflectance of rocks. Results showed a difference in the reflectance and data value of the rocks, indicating that the rock colors and minerals vary or the reflectance is different owing to the luster of the surface. Among the rocks, limestone used for hyperspectral imaging is grayish white, inverted rock contains various sizes and colors in the dark red matrix, and granite comprises colorless minerals, such as white, black, gray, and colored minerals, resulting in a difference in reflectance. The reflectance of the visible ray range in ten rocks was 16.00~85.78%, in the near infrared ray range, the average reflectance was 23.94~86.43%, the lowest in basalt and highest in marble in both cases. This is because of the pores in basalt, which caused the difference in reflectance. - COLLAPSE
    31 December 2021
  • Research Article

    Analysis of the Characteristics of Liquidization Behavior of Sand Ground in Korea Using Repeated Triaxial Compression Test

    반복삼축압축시험을 이용한 국내 모래지반의 액상화 거동 특성 비교

    Hyeok Seo, Daehyeon Kim

    서 혁, 김대현

    Liquefaction refers to a phenomenon in which excessive pore water pressure occurs when a dynamic load such as an earthquake rapidly acts …

    액상화 현상이란 지반이 포화된 느슨한 사질토 지반에 지진과 같은 동적하중이 급속히 작용할 때 과잉간극수압이 발생하고, 지반이 유효응력을 상실하고 액체화 되는 현상을 말한다. …

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    Liquefaction refers to a phenomenon in which excessive pore water pressure occurs when a dynamic load such as an earthquake rapidly acts on a loose sandy soil saturated with soil, and the ground loses effective stress and becomes liquefied. The indoor repeated test for liquefaction evaluation can be confirmed through the repeated triaxial compression test and the repeated shear test. In this regard, this study tried to confirm the liquefaction resistance strength according to the relative density and particle size distribution of sand using the repeated triaxial compression test. As a result of the experiment, it was confirmed that the liquefaction resistance strength increased as the relative density increased regardless of the soil classification, and the liquefaction resistance strength according to the particle size distribution of the sand was confirmed that the liquefaction resistance strength of the SP sample close to SW was significantly higher. In addition, as a result of analyzing 30% of fine powder compared to 0% of fine powder, as the relative density increased to 40~70%, the liquefaction resistance strength decreased by 5~20%, and the domestic weathered soil ground had a fine liquefaction resistance strength compared to Jumunjin standard sand. When the minute was 10%, it was measured to be 30% or more, and when the fine particle was 30%, it was measured to be less than 50%.


    액상화 현상이란 지반이 포화된 느슨한 사질토 지반에 지진과 같은 동적하중이 급속히 작용할 때 과잉간극수압이 발생하고, 지반이 유효응력을 상실하고 액체화 되는 현상을 말한다. 액상화 평가를 위한 실내반복시험은 반복삼축압축시험과 반복전단시험을 통하여 확인이 가능하다. 이와 관련하여 본 연구에서는 반복삼축압축시험을 이용한 모래의 상대밀도와 입도분포에 따른 액상화 저항 강도를 확인하고자 하였고, 실험장비의 신뢰도 검증과 결과의 타당성을 확인하고자 기존의 선행연구와 대조하여 비교 ‧ 분석하였다. 실험결과, 흙의 분류에 상관없이 상대밀도가 증가함에 따라 액상화 저항 강도가 높아짐을 확인하였고, 모래의 입도분포에 따른 액상화 저항강도는 SW에 가까운 SP시료의 액상화 저항강도가 상당히 높게 확인되었다. 또한 세립분 0% 대비 세립분 30%를 분석한 결과, 상대밀도 40~70%까지 증가함에 따라 액상화 저항강도가 5~20% 가까이 감소하였고, 국내 풍화토 지반이 주문진 표준사 대비 액상화 저항 강도가 세립분이 10%일 때는 30% 이상, 세립분이 30%일 때는 50% 이상 낮게 측정되었다.

    - COLLAPSE
    31 December 2021
  • Research Article

    Crossplot Interpretation of Electrical Resistivity and Seismic Velocity Values for Mapping Weak Zones in Levees

    제방의 취약구간 파악을 위한 전기비저항과 탄성파속도의 교차출력 해석

    Kyoung-Seo Cho, Jeong-In Kim, Jong-Woo Kim, Ji-Soo Kim

    조경서, 김정인, 김종우, 김지수

    Specific survey objectives often cannot be met using only one geophysical method, as each method’s results are influenced by the specific physical …

    각 탐사의 반응 값은 지하 매질의 특정 물성에 따라 달라지기 때문에 한가지의 지구물리학적 방법만으로는 탐사목적을 달성하지 못하는 경우가 종종 있다. 특히 지질재해 …

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    Specific survey objectives often cannot be met using only one geophysical method, as each method’s results are influenced by the specific physical properties of subsurface materials. In particular, areas susceptible to geological hazards require investigation using more than one method in order to reduce risks to life and property. Instead of analyzing the results from each method separately, this work develops a four-quadrant criterion for classifying areas of levees as safe or weak. The assessment is based on statistically determined thresholds of seismic velocity (P-wave velocity from seismic refraction and S-wave velocity from multichannel analysis of surface waves) and electrical resistivity. Thresholds are determined by subtracting the standard deviation from the mean during performance testing of this correlation technique applied to model data of four horizontal and inclined fracture zones. Compared with results from the crossplot of resistivity and P-wave velocity, crossplot analysis using resistivity and S-wave velocity data provides more reliable information on the soil type, ground stiffness, and lithological characteristics of the levee system. A loose and sandy zone (represented by low S-wave velocity and high resistivity) falling within the second quadrant is interpreted to be a weak zone. This interpretation is well supported by the N values from standard penetrating test for the central core.


    각 탐사의 반응 값은 지하 매질의 특정 물성에 따라 달라지기 때문에 한가지의 지구물리학적 방법만으로는 탐사목적을 달성하지 못하는 경우가 종종 있다. 특히 지질재해 위험에 취약한 지역을 조사하는 경우, 인명 및 재산피해를 최대한 줄이기 위해 한 가지 이상의 탐사방법을 사용하는 것이 효과적이다. 제방의 안전성 평가를 위한 이 연구에서는 각 탐사결과들을 개별적으로 해석하는 대신 탄성파속도(굴절법에 의한 P파속도와 MASW의 S파속도)와 전기비저항 값들을 통계적으로 분석하여 결정된 임계값들을 기반으로 취약구간과 안전구간 등으로 구분하는 사분면 상관기법을 수행하였다. 임계값은 수평 4층 구조와 경사진 파쇄대에 대한 모델자료를 가지고 수행한 사분면 상관기법을 테스트하는 과정에서 두 개의 속성자료 모두 평균에서 표준편차를 빼준 값으로 결정되었다. 전기비저항-P파 속도의 교차출력에 비해 전기비저항과 S파속도를 이용한 교차출력 해석이 제방 시스템의 토양유형, 지반강성 및 암석학적 특성 정보를 보다 충실히 제공하였다. 낮은 S파속도와 높은 전기비저항으로 2사분면에 투영된 느슨한 모래 구역이 취약구간으로 평가되는데 이와 같은 해석은 시추공 표준관입시험에서 보인 중심코어의 N 값 분포로 뒷받침되었다.

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    31 December 2021
  • Research Article

    Case Study on the Treatment of Acid Rock Drainage from an Embankment with Pyrite Rocks

    황철석 암버럭을 이용한 고속도로 성토체의 산성배수 처리 사례 연구

    Jeong-Sik Gong, Tae-Hyung Kim, Young-Suk Song

    공정식, 김태형, 송영석

    The treatment of acid rock drainage was reviewed and evaluated for the case of pyrite rocks distributed in a highway embankment. During …

    본 연구에서는 고속도로 공사 시 주변에 분포하고 있는 황철석이 포함된 암버럭을 성토재로 활용한 사례를 대상으로 산성배수 처리방안을 조사 및 평가하였다. 도로 시공 …

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    The treatment of acid rock drainage was reviewed and evaluated for the case of pyrite rocks distributed in a highway embankment. During the highway’s construction, neutralization using alkaline water repellent was applied to the embankment section to prevent acid rock drainage. However, it still occurred long after the construction was completed owing to rain infiltration, and the acid rock drainage polluted the surrounding soils and streams. To solve this problem, treatment facilities such as SAPS (Successive Alkalinity Producing Systems) or ecological wetlands and sand filtration were installed. After the installation of the treatment facilities, the effluent and soils contaminated by acid rock drainage nearby the outlet of the facilities were analyzed and evaluated for a period of years. Measurements of the pH of the effluent and analysis of the heavy metal contamination of the soils confirmed that the neutralization treatment for acid rock drainage is being performed properly and that contamination of heavy metals in the acid rock drainage is also being stably controlled by the treatment facilities.


    본 연구에서는 고속도로 공사 시 주변에 분포하고 있는 황철석이 포함된 암버럭을 성토재로 활용한 사례를 대상으로 산성배수 처리방안을 조사 및 평가하였다. 도로 시공 시 해당 성토구간에 알칼리 차수제를 이용한 중성화 공법을 적용하여 산성배수가 발생되지 않도록 하였다. 그러나 시공이 완료된 이후 장기적인 우수침투로 인하여 산성배수가 유출되어 주변의 토양과 하천을 오염시켰다. 이를 해결하기 위하여 SAPS조 혹은 생태습지 및 모래여과시설과 같은 정화처리시설을 설치하였다. 정화처리시설 설치 후 유출부에서의 방류수와 주변 토양을 대상으로 산성배수로 인한 오염여부를 평가하였다. 유출부에서의 방류수에 대한 pH 측정 및 주변 토양의 중금속 오염 분석 결과 산성배수에 대한 중화처리가 적절하게 진행되고 있으며, 산성배수 내 존재하는 중금속에 대한 오염관리도 안정적으로 진행되고 있음을 확인할 수 있다.

    - COLLAPSE
    31 December 2021
  • Research Article

    Risk Assessment of Cut Slope by Gravity Field Interpretation and Modelling

    비탈면 위험도 평가를 위한 중력장 해석 및 모델링

    Sungchan Choi, Sung-Wook Kim, Eun-Kyoung Choi, Yeong-Jae Lee, Hyun-Ick Jang

    최승찬, 김성욱, 최은경, 이영재, 장현익

    Gravity field analysis and density modeling were performed to evaluate the internal state of the rock mass, which is the cause of …

    비탈면 안전성과 밀접한 관련이 있는 내부 상태를 평가하는 방법으로 복합지구물리탐사와 지반의 밀도 모델링을 수행하였다. 완전부게이상 분포로부터 풍화대의 규모와 신선한 기반암의 분포 위치를 …

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    Gravity field analysis and density modeling were performed to evaluate the internal state of the rock mass, which is the cause of cut slope collapse. The shape of the weathered zone and the depth of basement could be confirmed from the complete Bouguer anomaly and density model. The basement depth at the center of the cut slope calculated using the Euler deconvolution inverse method is 30 m, which is about 10 m deeper than the surrounding area. In addition, the depth of basement and the thickness of the weathered zone are similar to the boundary between low resistivity and high resistivity in dipole-dipole survey. From the study results, gravity field analysis and density modeling recognizes the internal state of the rock slope and can be used for slope safety analysis, and is particularly suitable as a method to determine the shape of weathered zones in interpreting the safety of cut slopes


    비탈면 안전성과 밀접한 관련이 있는 내부 상태를 평가하는 방법으로 복합지구물리탐사와 지반의 밀도 모델링을 수행하였다. 완전부게이상 분포로부터 풍화대의 규모와 신선한 기반암의 분포 위치를 확인할 수 있었다. 오일러 디콘볼루션 역산법으로 비탈면 중앙부의 신선한 기반암은 주변에 비해 10 m 정도 깊은 30 m 깊이에 분포하고 저밀도의 풍화대 두께가 증가한다. 이러한 경향은 전기비저항 분포에서 관찰되는 저비저항과 고비저항대의 깊이와 일치한다. 비탈면 지반의 밀도 모델은 암반의 차별풍화대의 분도와 유사하게 나타났으며 이러한 결과로부터 중력장 해석을 이용한 밀도 모델링이 비탈면의 내적인 상태변화와 안전성 해석에 활용될 수 있고 노출된 암반에서 풍화대의 형상을 파악하는 방법으로써 적합함을 시사한다.

    - COLLAPSE
    31 December 2021
  • Research Article

    Development of Dynamic Cone Penetration Tester Module for Slope Vulnerability Assessment and Correlation of Its Results with Standard Penetration Test Values

    비탈면 취약도 평가를 위한 동적콘관입시험기 모듈개발과 표준관입시험값과의 상관관계 연구

    Hwi-Young Chae, Soon-dal Kwon

    채휘영, 권순달

    To assess the stability of a slope and the likelihood of its loss or collapse requires information about the ground, such as …

    비탈면의 유실, 붕락사고 등 비탈면에 대한 안정성을 파악하기 위해서 지층의 구성상태, 역학적 특성 등의 지반정보 파악이 필요하다. 이러한 지반정보를 파악하기 위해서 일반적으로 …

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    To assess the stability of a slope and the likelihood of its loss or collapse requires information about the ground, such as the composition of the stratum and its mechanical characteristics. This information is generally gathered through standard penetration testing (SPT) and cone penetration testing. SPT is not widely used due to problems with accessing slopes, most of which are steep and without ramps. A drop cone penetrometer, a portable device that can make up for these shortcomings, can be used in a limited way in some circumstances. Therefore, we developed a portable drilling machine and a small dynamic cone penetration test module that can easily access a slope site and perform SPT. The correlation of the developed system’s results with those from SPT was analyzed. Analysis of the correlation between the energy shear rate passing to the load during the different test types established that the energy shear rate is reflected in the test result. The correlation between corrected dynamic cone penetration testing and corrected SPT was Nd′ = 3.13 N′.


    비탈면의 유실, 붕락사고 등 비탈면에 대한 안정성을 파악하기 위해서 지층의 구성상태, 역학적 특성 등의 지반정보 파악이 필요하다. 이러한 지반정보를 파악하기 위해서 일반적으로 표준관입시험(SPT) 및 콘 관입시험 등이 널리 이용되고 있다. 대부분이 급경사로 이루어지고 진입로가 없는 비탈면에 대한 접근성 문제로 표준관입시험이 널리 활용되지 못하고 있다. 이러한 단점을 보완할 수 있는 있는 휴대용 장비인 Drop Cone Penetrometer(DCP)를 이용한 조사도 여러 가지 문제로 제한적으로 사용되고 있다. 따라서 본 연구에서는 비탈면 현장접근이 용이한 휴대용 시추기와 동적콘관입시험 모듈을 개발하고, 개발된 동적콘관입시험기를 이용한 결과와 동일 현장에서 수행한 표준관입시험값과 상관성을 분석하였다. 에너지전단율로 보정된 동적콘관입시험과 표준관입시험간의 상관식은 Nd′ = 3.13 N′으로 나타났다.

    - COLLAPSE
    31 December 2021
  • Research Article

    Study of Satellite Image Analysis Techniques to Investigate Construction Environment Analysis of Resource Development in the Arctic Circle - Alberta, Canada

    북극권 자원개발 건설환경 조사를 위한 위성 영상 분석 기법 연구 - 캐나다 앨버타주 대상

    Sewon Kim, YoungSeok Kim

    김세원, 김영석

    The Arctic Circle’s huge amounts of fossil fuels and mineral resources are being developed and subjected to active construction projects. Global efforts …

    북극권은 막대한 양의 화석연료와 광물자원이 매장되어 있어 개발과 건설 사업이 활발히 추진되고 있다. 전 지구적으로 기후변화에 적극적으로 대응하기 위해 노력하고 있으나, 여전히 …

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    The Arctic Circle’s huge amounts of fossil fuels and mineral resources are being developed and subjected to active construction projects. Global efforts are continuing to actively respond to climate change, but the dependence on fossil fuels remains high. This study reports a preliminary survey conducted in Alberta, Canada, where oil sand resources are actively developed. A land cover map was prepared using satellite imagery to reduce the cost and time of surveying a wide area. Results likely useful to resource development projects such as ground surface temperature and snow cover distribution were derived by using the obtained image classification results. It is expected that the results of the present research and analysis will be used to establish strategies for the successful promotion and operation of projects to develop resources in the Arctic.


    북극권은 막대한 양의 화석연료와 광물자원이 매장되어 있어 개발과 건설 사업이 활발히 추진되고 있다. 전 지구적으로 기후변화에 적극적으로 대응하기 위해 노력하고 있으나, 여전히 천연자원의 의존도는 매우 높다. 본 논문에서는 북극권 국가 중 비전통(오일샌드) 에너지 ‧ 자원개발이 활발히 진행 중인 캐나다(앨버타주)를 대상으로 조사연구를 수행하였다. 광범위한 지역에 대한 조사비용과 시간을 절감하기 위하여 위성영상을 활용하여 토지피복도를 작성하였다. 토지피복도의 픽셀을 계산하는 방식으로 캐나다(앨버타주) 오일샌드 개발 활동이 활발히 진행되고 있는 지역의 계절별 건설환경(지표 온도 변화, 적설 분포 면적 등) 자료를 구축하였다. 본 논문에서 수행한 조사 ‧ 분석 방법론은 북극권 자원 개발 사업의 성공적 추진과 운영을 위한 전략수립, 기본 설계 등에 활용될 것으로 기대한다.

    - COLLAPSE
    31 December 2021
  • Research Article

    New Joint Roughness Coefficient and Shear Strength Criterion Based on Experimental Verification of Standard Roughness Profile

    표준 거칠기 단면의 실험적 검증에 의한 새로운 거칠기 계수 및 전단강도 기준식

    Hyun-Sic Jang, Min-Yong Sim, Bo-An Jang

    장현식, 심민용, 장보안

    The ten standard roughness profiles suggested by Barton and Choubey (1977) were extended to make three-dimensional (3D) joint models whose profiles were …

    Barton and Choubey(1977)가 제안한 10개의 표준 거칠기 단면을 3차원으로 확장하여 모든 단면의 거칠기가 일정한 3차원 표준 거칠기 절리 모형을 제작하였다. 석고를 사용하여 …

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    The ten standard roughness profiles suggested by Barton and Choubey (1977) were extended to make three-dimensional (3D) joint models whose profiles were identical at any cross section. Replicas of joint models were produced using plaster of Paris, and direct shear tests were performed to verify the joint roughness coefficients (JRC) of the standard roughness profiles. Joint shear strengths measured by direct shear tests were compared with those predicted by the shear failure criterion suggested by Barton (1973) based on JRC, joint compressive strength (JCS), and joint basic friction angle (ϕb). Shear strengths measured from joints of the first and fourth standard roughness profiles were close to predicted values; however, shear strengths measured from the other joint models were lower than predicted, the differences increasing as the roughness of joints increased. Back calculated values for JRC, JCS, and from the results of the direct shear tests show measured shear strengths were lower than predicted shear strengths because of the JRC values. New JRC were back calculated from the measured shear strength and named JRCm. Values of JRCm were lower than the JRC for the standard roughness profiles but show a strong linear relationship to JRC. Corrected JRCm values for the standard roughness profiles are provided and revised relationships between JRCm and JRC, and new shear strength criterion are suggested.


    Barton and Choubey(1977)가 제안한 10개의 표준 거칠기 단면을 3차원으로 확장하여 모든 단면의 거칠기가 일정한 3차원 표준 거칠기 절리 모형을 제작하였다. 석고를 사용하여 이 절리 모형을 복제하여 절리시료를 제작하였고, 복제된 절리시료에 직접전단시험을 실시하여 표준거칠기 단면에 부여된 절리 거칠기계수(JRC)를 검증하였다. 먼저 절리 시료의 JRC, 절리면압축강도(JCS)와 기본마찰각(ϕb)을 이용하여 Barton (1973)의 전단강도 기준식에서 절리의 전단강도를 추정하고, 직접전단시험에서 측정된 전단강도와 비교하였다. 직접전단시험에서 측정된 전단강도는 1번과 4번 표준 거칠기를 제외한 8개 시료에서 Barton의 기준식에서 추정된 전단강도보다 낮았고, JRC가 큰 시료에서 차이가 더욱 크게 나타났다. 직접전단시험 결과를 역해석하여 JRC, JCS 그리고 ϕb의 적절성을 검토하였고, JRC의 문제점으로 인하여 측정된 전단강도가 추정된 전단강도보다 낮은 것으로 판명되었다. 역해석으로 구한 표준 거칠기 단면의 JRC 값인 JRCm은 JRC보다 전반적으로 낮은 값을 보이지만 JRC와 상관성이 매우 높은 직선의 관계를 나타내었다. 위의 결과를 종합하여 표준 거칠기 단면의 정확한 JRCm을 제시하였고, JRCm과 JRC의 상관관계를 제시하였으며, Barton의 전단강도 기준식을 수정하여 제안하였다.

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    31 December 2021
  • Research Article

    Numerical Analytic Study considering the Behavior Characteristics between Individual Blocks in Block-Type Retaining Walls

    블록식 보강토 옹벽에서 개별 블록간 거동특성을 고려한 수치해석적 연구

    Sungpil Hwang, Byungsuk Park, Yong-Hoon Woo, Sangki Park, Wooseok Kim

    황성필, 박병석, 우용훈, 박상기, 김우석

    Reinforced earth retaining walls have been widely used in recent years, as they are superior from the landscape perspective than normal concrete …

    일반 콘크리트 옹벽에 비해 경관성이 우수한 보강토 옹벽이 최근 많이 사용되고 있다. 다양한 재료와 복잡한 현장여건으로 기존 설계 방식만으로는 안정성 확보가 어려운 …

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    Reinforced earth retaining walls have been widely used in recent years, as they are superior from the landscape perspective than normal concrete retaining walls. However, as reinforced earth retaining walls are made of various materials depending on site, existing design methods cannot secure stability, and a variety of problems have occurred. Studies on the design and stability analysis methods, which are different from existing methods, have been conducted to address these problems. This study conducted a stability investigation using numerical analysis, and blocks of reinforced earth retaining walls were individually applied, which is different from pre-existing numerical analyses. To verify the input values of the numerical analysis when applying individual blocks, real-scale experiments of the friction characteristics between the blocks and the connection properties between the blocks and stiffener were conducted. The applicability of the block conditions, which were the same as those of real sites, was verified through numerical analysis, and will be used for the stability review and design of various combinations of blocks and stiffeners.


    일반 콘크리트 옹벽에 비해 경관성이 우수한 보강토 옹벽이 최근 많이 사용되고 있다. 다양한 재료와 복잡한 현장여건으로 기존 설계 방식만으로는 안정성 확보가 어려운 경우가 발생되고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 현장여건에 적합한 안정성 분석 방법에 대한 연구를 진행하였다. 본 연구에서는 기존 수치해석과는 다르게 보강토 블록이 개별거동 가능하도록 적용하였으며, 개별 블록거동에 따른 물성치 및 강도 적용을 위하여 블록간 마찰특성과 블록과 보강재의 연결특성에 관한 실규모 시험을 수행하였다. 수치해석을 통해 현장과 동일한 블록조건의 적용 가능성을 확인하였고, 이를 활용하여 다양한 조합의 블록과 보강재의 안정성 검토 및 설계에 활용 가능 할 것으로 판단된다. 또한 외적안정의 범위를 넓혀 안정성을 더욱 확보할 수 있을 것으로 판단된다.

    - COLLAPSE
    31 December 2021
  • Research Article

    A Study on the Application Method of Artificial Injection Test according to the Hydraulic Conductivity of Aquifer

    대수층 수리지질특성에 따른 인공함양시험 적용 방법에 관한 연구

    Dong-Seok Chae, Jin-O Choi, Hyeon-Cheol Jeong, Chang-Yong Kim

    채동석, 최진오, 정현철, 김창용

    Artificial recharge technology is a method for solving problems such as groundwater level drop and ground subsidence caused by groundwater withdrawal. This …

    본 연구에서는 지하공간 개발로 인해 발생하는 지하수위저하, 지반함몰 등의 문제를 해결하는 방법 중 하나인 인공함양기술에 있어 지하수 함양에 결정적인 역할을 하는 지표매질 …

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    Artificial recharge technology is a method for solving problems such as groundwater level drop and ground subsidence caused by groundwater withdrawal. This study investigated the applicability of using the hydraulic conductivity of an aquifer to predict injection test results for aquifer restoration. Pumping and injection tests were performed under the same conditions as those for the artificial injection facility located in Icheon, Gyeonggi-do. The hydraulic conductivity of the aquifer, which plays a decisive role in restoring the groundwater level, was derived from the pumping test. A numerical model of a simplified on-site aquifer was constructed, and a transient analysis was applied with the same conditions as the pumping test. The correlation between the measured and the resulting model values is strong (R2 = 0.78). The injection test was performed in a sedimentary layer composed of silt sand and clay sand. From the results of the injection test, an empirical formula was derived using Theim’s formula, which is a common well analysis solution to determine the parameters of the aquifer from time-level data. The model values from the empirical formula have a high degree of correlation (R2 = 0.99) with measured values. Under specific conditions, for areas where it is difficult to conduct an injection test, the formula from this study, which relies on the hydraulic conductivity of the aquifer determined through the pumping test, may be used to predict reliable injection rates for groundwater restoration.


    본 연구에서는 지하공간 개발로 인해 발생하는 지하수위저하, 지반함몰 등의 문제를 해결하는 방법 중 하나인 인공함양기술에 있어 지하수 함양에 결정적인 역할을 하는 지표매질 특성인 수리전도도(hydraulic conductivity)에 관한 적용성에 대한 연구를 수행하였다. 경기도 이천에 위치한 인공함양시설의 설계조건을 동일하게 하여 양수시험과 주입시험을 수행하였다. 양수시험을 통해서는 지하수위를 회복하는데 있어 결정적인 역할을 하는 대수층의 수리상수값을 도출하였으며, 현장 대수층을 단순화 시킨 모델을 구축하여 양수시험 조건과 동일하게 적용한 부정류 해석을 수행하여 실측값과 모델값의 상관성을 검토한 결과 R2 = 0.78로 분석되었다. 동일한 조건으로 주입시험을 수행하였으며, 주입되는 지층은 실트질모래와 점토질모래로 구성된 퇴적층에서 시험을 진행하였다. 주입시험을 통해 측정된 결과를 통해 시간-수위 자료로부터 대수층의 매개변수를 결정하는 대표적 우물해석해인 Thiem의 공식을 활용하여 경험식을 유도하였으며, 유도된 경험식과 실측값의 상관분석을 수행한 결과 R2 = 0.99의 높은 상관성을 가지는 경험식을 유도하였다. 본 연구는 주입시험이 수행되기 어려운 지역에서 양수시험을 통해 결정된 대수층의 수리전도도를 활용할 경우, 특정 조건에서 신뢰도 높은 결과를 예측하는데 적절히 활용될 것으로 판단된다.

    - COLLAPSE
    31 December 2021
  • Research Article

    Investigation and Processing of Seismic Reflection Data Collected from a Water-Land Area Using a Land Nodal Airgun System

    수륙 경계지역에서 얻어진 육상 노달 에어건 탄성파탐사 자료의 고찰 및 자료처리

    Donghoon Lee, Seonghyung Jang, Nyeonkeon Kang, Hyun-do Kim, Kwansoo Kim, Ji-Soo Kim

    이동훈, 장성형, 강년건, 김현도, 김관수, 김지수

    A land nodal seismic system was employed to acquire seismic reflection data using stand-alone cable-free receivers in a land-river area. Acquiring reliable …

    수진기들을 서로 케이블로 연결하지 않고 독립적으로 운용하는 육상-노달 탄성파 기술을 수륙 경계지역에 대한 탄성파 반사법자료를 얻기 위해 사용하였다. 이 기술은 수진기 설치와 …

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    A land nodal seismic system was employed to acquire seismic reflection data using stand-alone cable-free receivers in a land-river area. Acquiring reliable data using this technology is very cost effective, as it avoids topographic problems in the deployment and collection of receivers. The land nodal airgun system deployed on the mouth of the Hyungsan River (in Pohang, Gyeongsangbuk Province) used airgun sources in the river and receivers on the riverbank, with subparallel source and receiver lines, approximately 120 m-spaced. Seismic data collected on the riverbank are characterized by a low signal-to-noise (S/N) and inconsistent reflection events. Most of the events are represented by hyperbola in the field records, including direct waves, guided waves, air waves, and Scholte surface waves, in contrast to the straight lines in the data collected conventionally where source and receiver lines are coincident. The processing strategy included enhancing the signal behind the low-frequency large-amplitude noise with a cascaded application of bandpass and f-k filters for the attenuation of air waves. Static time delays caused by the cross-offset distance between sources and receivers are corrected, with a focus on mapping the shallow reflections obscured by guided wave and air wave noise. A new time-distance equation and curve for direct and air waves are suggested for the correction of the static time delay caused by the cross-offset between source and receiver. Investigation of the minimum cross-offset gathers shows well-aligned shallow reflections around 200 ms after time-shift correction. This time-delay static correction based on the direct wave is found essential to improving the data from parallel source and receiver lines. Data acquisition and processing strategies developed in this study for land nodal airgun seismic systems will be readily applicable to seismic data from land-sea areas when high-resolution signal data becomes available in the future for investigation of shallow gas reservoirs, faults, and engineering designs for the development of coastal areas.


    수진기들을 서로 케이블로 연결하지 않고 독립적으로 운용하는 육상-노달 탄성파 기술을 수륙 경계지역에 대한 탄성파 반사법자료를 얻기 위해 사용하였다. 이 기술은 수진기 설치와 수거가 간편하기 때문에 지형조건 영향을 적게 받으면서 양호한 자료를 얻을 수 있다는 점에서 매우 경제적이다. 경상북도 포항시 형산강 하구를 테스트 지역으로 한 이 연구에서는 송수신 측선을 약 120 m 간격으로 서로 평행하도록 전개하여 음원은 강에서 에어건을 사용하고 무선 수신은 하상에 설치한 노달 시스템을 사용하였다. 수집된 반사파 자료들은 낮은 신호대잡음(S/N)과 불연속적인 이벤트를 보이며, 특히 직접파, 가이드파, 음파, Scholte 표면파를 포함한 대부분의 이벤트들이 현장 자료에서 쌍곡선 형태로 나타는데 이러한 특징은 송수신이 같은 측선에서 이루어지는 일반적인 탐사에서의 직선 형태와 크게 대비된다. 주된 자료처리는 저주파 고진폭 잡음에 가려진 미약한 신호를 향상시키기 위한 띠통과 필터링, 공기파를 완화시키기 위한 주파수-파수 필터링, 송수신기 사이의 전파시간을 보정하기 위한 시간지연 보정을 수행하여 궁극적으로 가이드파와 공기파에 가려진 천부의 반사파를 표출하는데 목적을 두었다. 송신기와 수신기 사이의 횡단-오프셋 거리에 따른 시간지연 보정을 위한 주시방정식과 곡선을 이 연구에서 새로이 제시하였다. 시간지연 보정 효과는 최소 횡단-오프셋 자료에서 보정 후 약 200 ms 상향 이동하는 잘 정렬된 수평층으로 잘 관찰된다, 직접파/공기파를 기준으로 한 시간지연 보정은 서로 평행한 송수신 측선에서 얻어지는 자료처리에 필수적인 것으로 나타났다. 이 연구에서 개발되고 적용된 육상 노달-수상 에어건 시스템 자료의 수집과 처리 기법은 차후 천부가스, 단층대, 연안지역 및 도심지의 엔지니어링 설계를 위해 육해상 경계 지역에서 얻어지는 고분해능 자료에 효과적으로 쉽게 적용될 것으로 기대된다.

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    31 December 2021
  • Research Article

    Evaluation of Crack Behavior and Climate Monitoring of Ipseok-dae Columnar Joints and Jigong Neodeol Rock Blocks in Mudeungsan National Park

    무등산국립공원 입석대 주상절리 및 지공너덜 암괴의 균열 거동과 기후 모니터링 평가

    Jeongdu Noh, Seong-Seung Kang

    노정두, 강성승

    This study evaluated cracks and climate monitoring in Ipseok-dae columnar joints and Jigong Neodeol rock blocks in Mudeungsan National Park. The rocks’ …

    본 연구에서는 무등산국립공원 입석대 주상절리와 지공너덜 암괴를 대상으로 균열 거동과 기후 모니터링을 평가하였다. 이를 위해 암괴 내 발달해 있는 균열 상태, 암괴의 …

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    This study evaluated cracks and climate monitoring in Ipseok-dae columnar joints and Jigong Neodeol rock blocks in Mudeungsan National Park. The rocks’ state of cracking and their surface temperatures were measured alongside air temperature, relative humidity, and wind velocity. The maximum crack behavior in Ipseok-dae was 0.367 mm at one point, and showed a slight tendency at other points. One in Jigong Neodeol was within 0.15 mm and showed a stable state with little change. The surface temperature of the Ipseok-dae columnar joints was higher on the side exposed to sunlight than on the shaded side. All blocks of Jigong Neodeol rock showed similar temperatures. The air temperature showed a similar distribution for both rock types. The air temperature showed a similar distribution for both Ipseok-dae and Jigong Neodeol. The relative humidity was mostly between 20% and 60% in Ipseok-dae and was between 20 and 70% in Jigong Neodeol. Both areas had low wind speeds, with maxima of 5 m/s in Ipseok-dae and 3 m/s in Jigong Neodeol. As a result, it is evaluated that crack behavior in Ipseok-dae columnar joints and Jigong Neodeol rock blocks have maintained a very stable state so far. The surface temperature, temperature, relative humidity, and wind velocity of the two areas showed small difference depending on the season, indicating that they were affected to some extent by the season. From a long-term perspective, this can continuously affect the deformation of the Ipseok-dae columnar joints or Jigong Neodeol rock blocks. Therefore, in order to accurately evaluate their stability, it is considered that the current microscopic delamination and exfoliation or the propagation and expansion of cracks should be continuously measured.


    본 연구에서는 무등산국립공원 입석대 주상절리와 지공너덜 암괴를 대상으로 균열 거동과 기후 모니터링을 평가하였다. 이를 위해 암괴 내 발달해 있는 균열 상태, 암괴의 표면 온도, 대기 온도, 습도, 풍속 등을 측정하였다. 입석대 주상절리 균열 거동 최대값은 한 곳에서 0.376 mm로 나타났고, 그 외 지점에서는 미미한 경향을 보였다. 지공너덜 암괴에서의 균열 거동은 0.15 mm 이내로 거의 변화가 없는 안정한 상태를 나타냈다. 입석대 주상절리의 표면온도는 하루 중 햇빛에 많이 노출된 면이 그렇지 않은 면보다 높게 나타났으며, 지공너덜 암괴에서는 모두 비슷한 분포를 보였다. 대기온도 결과는 입석대와 지공너덜 모두에서 비슷한 분포양상을 보였다. 상대습도는 입석대의 경우 대부분 20~60% 사이에 분포하였으며, 지공너덜은 대략 20~40%, 50~70%로 두 구간으로 분포하였다. 마지막으로 풍속은 입석대의 경우 대부분 5 m/s, 지공너덜의 경우 대부분 3 m/s 이내로 두 지점 모두 낮게 나타나 바람의 영향을 적게 받고 있는 것으로 나타났다. 결과적으로 입석대 주상절리와 지공너덜 암괴 내 존재하는 균열 거동은 현재까지 매우 안정적인 상태를 유지하고 있는 것으로 평가된다. 두 지역의 표면온도, 대기온도, 상대습도, 풍속 등은 계절에 따라 작은 차이를 보여 계절적 영향을 어느 정도 받은 것으로 나타났다. 이것은 장기적 관점에서 볼 때, 입석대 주상절리나 지공너덜 암괴의 변형에 계속적으로 영향을 줄 수 있다. 따라서 이들의 정확한 안정성을 평가하기 위해서는 현재 미세하게 발생하고 있는 박리박락 현상이나 균열의 전파와 확대에 대한 측정이 지속적으로 이뤄져야 할 것으로 사료된다.

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    31 December 2021
  • Research Article

    A Study on the Correlation between Persistence of Rainfall and Frequency of Landslide Occurrence

    강우 지속성과 산사태 발생 빈도의 연관성에 관한 연구

    Youjin Jeong, Junghae Choi

    정유진, 최정해

    Increasing incidences of landslides in Korea are endangering life and damaging property. To ascertain the cause of the rapid increase in landslides …

    본 연구에서는 2011년부터 2020년까지의 연구지역에서 발생한 산사태와 강우 요인들을 통해 강우 지속성과 산사태 발생 빈도의 연관성을 분석하였다. 연구지역은 강원도, 경기도, 경상남도, 경상북도, …

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    Increasing incidences of landslides in Korea are endangering life and damaging property. To ascertain the cause of the rapid increase in landslides in 2020, this study analyzed the correlation between frequency of their occurrence and persistence of rainfall. The study area comprised seven areas in Gangwon-do, Gyeonggi-do, Gyeongsangnam-do, Gyeongsangbuk-do, Jeollanam-do, Jeollabuk-do, and Chungcheongnam-do. The used rainfall factors were monthly rainfall in June, July, and August, rainfall during the summer (June-August), rainfall during the monsoon season, and number of precipidays during the summer and during the monsoon season. The effect of these factors on landslides was identified by comparing them with the occurrence of landslides in the year of increased landslide occurrence in each area. The results confirmed that not only rainfall but also the number of precipitation days during the monsoon season affect the occurrence of landslides. The rapid increase in landslide occurrence in 2020 was attributed to increases in both the number of precipitation days during the monsoon season and rainfall during the monsoon season in 2020. These results are expected to be used as basic data for future landslide warning standards that consider the effect of the persistence of rainfall.


    본 연구에서는 2011년부터 2020년까지의 연구지역에서 발생한 산사태와 강우 요인들을 통해 강우 지속성과 산사태 발생 빈도의 연관성을 분석하였다. 연구지역은 강원도, 경기도, 경상남도, 경상북도, 전라남도, 전라북도, 충청남도의 총 7개 지역이며 분석에 활용한 강우 요인은 6월, 7월, 8월의 월 강우량과 여름기간(6~8월) 강우량, 장마기간 강우량, 여름기간 강수일수, 장마기간 강수일수이다. 연구지역별로 산사태 발생이 많았던 해의 강우 요인을 비교 ‧ 분석하여 강우 지속성이 산사태 발생에 미치는 영향을 파악하였다. 연구결과 강우량뿐만 아니라 장마기간 강수일수도 산사태 발생에 영향을 미치는 것으로 확인되었으며, 2020년의 산사태 발생 급증은 2020년의 장마기간 강수일수가 많은 것에서 기인한 것으로 추정되었다. 이러한 결과는 추후 강우 지속성의 영향을 고려한 산사태 경보 기준의 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

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    31 December 2021
  • Research Article

    Variations of Temperature, Chemical Component and Helium Gas of Geothermal Water by Earthquake Events in Pohang Area

    포항 지열수의 지진에 의한 수온, 화학성분 및 헬륨가스의 변화

    Yong Cheon Lee, Chan Ho Jeong, Yu Jin Lee, Young-Seog Kim, Tae-Seob Kang

    이용천, 정찬호, 이유진, 김영석, 강태섭

    In this study, the change of temperature, chemical composition, and helium gas of thermal water in Pohang area was observed from January …

    본 연구는 지진발생에 따른 지열수의 수온, 화학성분, 헬륨가스 성분 변화를 알아보기 위하여 포항 신광지역 지열수를 대상으로 2018년 1월부터 2019년 6월까지 추적 관찰하였다. …

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    In this study, the change of temperature, chemical composition, and helium gas of thermal water in Pohang area was observed from January 2018 to June 2019 in order to interpret the relationship with earthquake events. During observation period earthquakes above M 2.0 within 100 km in a radius from a geothermal well occurred 58 including two earthquake events with a magnitude of 3.0~3.9 and two earthquake events with a magnitude of 4.0~4.9. We introduce a q-factor and earthquake effectiveness (ε) to express the influence of each earthquake as magnitude and distance factors. The geothermal well of 715 m deep was developed in the Bulguksa biotite granite, and the water temperature was observed in the variation from 51.8 to 56.3°C during monitoring period. At M 4.1 and M 4.6 earthquake events, the increase of geothermal water temperature (ΔT 2.6~4.5°C) was recorded, and slight change in specific ionic components such as SO4 and Cl, and of chemical types on the Piper diagram were observed. In the 3He/4He vs 4He/20Ne diagram, the original mixing ratio of helium isotope before and after the magnitude 4.1 earthquake was slightly changed from 83.0% to 83.2% of crust-origin 4He, and the from 16.3% to 16.7% of mantle-origin 3He. Hot-cold water mixing ratio before and after earthquakes by using the quartz and chalcedony solubility curves of the silica-enthalpy mixing model was calculated to interpret the temperature change of geothermal water. The model calculation shows the increase of 6.93~7.72% and 1.65~4.94% of hot water ratio at E1 and E2 earthquakes, respectively. Conclusively, the magnitude of earthquake for observable change in the temperature and helium isotope of thermal water is of 4.1 or higher and q-factor value of 30.0 or higher in the study site.


    본 연구는 지진발생에 따른 지열수의 수온, 화학성분, 헬륨가스 성분 변화를 알아보기 위하여 포항 신광지역 지열수를 대상으로 2018년 1월부터 2019년 6월까지 추적 관찰하였다. 연구기간 중 지열수 관측정 100 km 이내 규모 2.0 이상 지진은 총 58회이며, 그 중 규모 3.0~3.9의 지진은 2회, 규모 4.0~4.9의 지진은 2회가 발생하였다. 지열수에 미치는 지진의 영향력을 지진규모와 진앙-지열수공 거리를 반영한 q-factor와 earthquake effectiveness(ε)값으로 변환하여 지진영향지수로 사용하였다. 지열수공은 불국사 흑운모화강암지질로 심도 715 m 온천공으로 관측기간 중 수온은 51.8~56.3°C 범위에서 변동이 확인되었으며, 규모 4.1, 4.6 지진발생 시 뚜렷한 수온 상승(ΔT 2.6~4.5°C)이 관찰되었고, SO4, Cl과 같은 특정 이온성분의 변화와 파이퍼도 상에서의 화학적 유형의 미세한 변화가 관찰되었다. 지열수의 헬륨의 변화는 규모 4.1 지진 전후 헬륨가스의 기원별 혼합을 보여주는 3He/4He vs. 4He/20Ne 관계도에서 지각 기원의 4He의 값이 83.0%에서 83.2%로 미세하게 증가하였고 맨틀 기원의 3He은 16.3%에서 16.7%으로 미세한 증가를 보였다. 지열수의 온도변화에 따른 실리카-엔탈피 혼합모델의 석영 및 칼세도니 용해도 곡선을 이용하여 지진으로 인한 열수-냉수 혼합비를 계산한 결과, E1, E2 지진발생 후 열수의 비가 각각 6.9~7.72%, 1.65~4.94% 증가하는 것으로 계산되었다. 지열수의 온도와 헬륨가스가 관측될 정도의 변화를 유발하는 지진은 규모 4.1 이상, 유효 q-factor 값은 30.0 이상으로 확인되었다.

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    31 December 2021
  • Research Article

    Occurrence of Uranium-238 and Rn-222 in Groundwater and Its Relationship with Helium Isotope

    지하수 내 우라늄-238 및 라돈-222 산출과 헬륨 동위원소와의 상관성 연구

    Chan Ho Jeong, Yu Jin Lee, Yong Cheon Lee, Jin Woo Hong, Cheon Hwan Kim, Keisuke Nagao, Young-Seog Kim, Tae-Seob Kang

    정찬호, 이유진, 이용천, 홍진우, 김천환, Keisuke Nagao, 김영석, 강태섭

    The purpose of this study is to elucidate the relationship between occurrence of natural radioactive materials such as 238U and 222 …

    본 연구는 다양한 지질의 지하수(대전, 청원, 춘천, 이천, 괴산 지역) 내 우라늄-238 및 라돈-222와 같은 자연방사성물질의 산출과 헬륨 동위원소와의 상관성을 해석하고, 헬륨의 …

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    The purpose of this study is to elucidate the relationship between occurrence of natural radioactive materials such as 238U and 222Rn and original mixing ratio of helium isotope of groundwater from various geology, and to suggest the underground aquifer environment from helium original mixing data. 9 groundwater samples were collected from five study areas, and 238U, Rn-222 and helium isotope were analyzed. A high 238U content of the range of 218~477 µg/L in the groundwater occurs in the two-mica granite. 4He air-crust mixing ratio and the Rn-222 content show a rough relation, that is, Rn-222 content increases according to the increase of 4He crust mixing ratio. Because of helium and radon are an inert gas, their behavior in underground environment is assumed as an analogous. The 238U content and He isotope in groundwater does not show any distinct correlation. The groundwater can be classified as three groups (air, air-crust mixing, crust-mantle mixing origin) on the diagram of 3He/4He vs 4He/20Ne, which is composed of original mixing line from air-crust-mantle end members. This original mixing of helium can provide the information of underground aquifer characteristic such as the connection with surface environment or isolation condition from air environment.


    본 연구는 다양한 지질의 지하수(대전, 청원, 춘천, 이천, 괴산 지역) 내 우라늄-238 및 라돈-222와 같은 자연방사성물질의 산출과 헬륨 동위원소와의 상관성을 해석하고, 헬륨의 기원별 혼합비를 분석하여 대수층의 지표환경과의 연관성을 추론하고자 하였다. 이를 위하여 연구지역에서 9개의 지하수 시료를 채취하여 우라늄-238, 라돈-222, 3He/4He 동위원소를 분석하였다. 분석결과 복운모화강암 지역의 지하수에서 우라늄-238의 농도가 218~477 µg/L의 범위로 높은 함량을 보여주었다. 지하수의 4He 대기-지각 혼합비와 라돈-222 함량과는 상관성 있는 경향을 보여준다. 즉, 지각기원 4He비가 높을수록 라돈의 함량이 높은 경향을 보인다. 그러나 헬륨과 우라늄-238과의 상관성은 거의 보여주지 않는다. 헬륨과 라돈은 불활성기체이므로 지하환경에서 거의 유사한 거동을 보이는 반면, 무기이온인 우라늄-238과 불활성기체인 헬륨은 그들의 거동 자체가 다르기 때문이다. 대기-지각-맨틀 기원의 헬륨 혼합비를 보여주는 3He/4He vs 4He/20Ne 상관관계도에서 지하수는 3개의 그룹(대기, 대기-지각혼합, 지각-맨틀 혼합)으로 구분된다. 연구결과는 헬륨의 기원별 혼합비를 통하여 지하수 대수층의 환경과 지표환경과의 상관성 해석을 위한 도구로 활용될 수 있음을 시사한다.

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    31 December 2021
  • Research Article

    Machine-Learning Evaluation of Factors Influencing Landslides

    머신러닝기법을 이용한 산사태 발생인자의 영향도 분석

    Seong-Yong Park, Seong-Woo Moon, Jaewan Choi, Yong-Seok Seo

    박성용, 문성우, 최재완, 서용석

    Geological field surveys and a series of laboratory tests were conducted to obtain data related to landslides in Sancheok-myeon, Chungju-si, Chungcheongbuk-do, South …

    본 연구에서는 산사태가 다수 발생한 충주 산척면 지역을 대상으로 야외지질조사 및 일련의 실내시험을 수행하여 데이터를 취득하고, 이후 인공신경망(Artificial neural network)과 로지스틱 회귀분석(Logistic …

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    Geological field surveys and a series of laboratory tests were conducted to obtain data related to landslides in Sancheok-myeon, Chungju-si, Chungcheongbuk-do, South Korea where many landslides occurred in the summer of 2020. The magnitudes of various factors’ influence on landslide occurrence were evaluated using logistic regression analysis and an artificial neural network. Undisturbed specimens were sampled according to landslide occurrence, and dynamic cone penetration testing measured the depth of the soil layer during geological field surveys. Laboratory tests were performed following the standards of ASTM International. To solve the problem of multicollinearity, the variation inflation factor was calculated for all factors related to landslides, and then nine factors (shear strength, lithology, saturated water content, specific gravity, hydraulic conductivity, USCS, slope angle, and elevation) were determined as influential factors for consideration by machine learning techniques. Minimum-maximum normalization compared factors directly with each other. Logistic regression analysis identified soil depth, slope angle, saturated water content, and shear strength as having the greatest influence (in that order) on the occurrence of landslides. Artificial neural network analysis ranked factors by greatest influence in the order of slope angle, soil depth, saturated water content, and shear strength. Arithmetically averaging the effectiveness of both analyses found slope angle, soil depth, saturated water content, and shear strength as the top four factors. The sum of their effectiveness was ~70%.


    본 연구에서는 산사태가 다수 발생한 충주 산척면 지역을 대상으로 야외지질조사 및 일련의 실내시험을 수행하여 데이터를 취득하고, 이후 인공신경망(Artificial neural network)과 로지스틱 회귀분석(Logistic regression)을 적용하여 각 인자가 산사태 발생에 미치는 영향도를 분석하였다. 야외지질조사 시 산사태 발생 유무에 따라 불교란시료를 채취하였으며, 동적 콘 관입시험기를 이용하여 토심을 측정하였다. 실내시험은 미국 표준시험법인 ASTM 규정에 따라 진행되었으며, 인자간 다중공선성을 해결하기 위해 VIF(Variation inflation factor)를 산정하였다. 다중공선성 분석을 통해 총 9개 인자(전단강도, 암종, 토심, 포화함수비, 비중, 투수계수, USCS, 사면 경사, 고도)가 분석에 적용되었다. 추후 도출되는 각 인자별 영향도를 직접적으로 비교하기 위해서 데이터는 최소값 0, 최대값 1이 되도록 최소-최대 정규화한 후 로지스틱 회귀분석 및 인공신경망 분석에 적용되었다. 로지스틱 회귀분석 결과, 토심, 경사, 포화함수비, 전단강도 순으로 산사태 발생에 영향력이 크게 나타났으며, 인공신경망 분석 결과, 경사, 토심, 포화함수비, 전단강도 순으로 영향력이 크게 나타났다. 각 분석기법으로 산정된 영향도를 산술평균한 결과, 토심, 경사, 포화함수비, 전단강도가 상위 4개 인자로 선정되었으며, 이들의 영향도 합계는 약 70%로 분석되었다.

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    31 December 2021
  • Research Article

    Estimation from Field Tests of the Excavation Efficiency of an Improved Hydraulic Rock Splitting System

    현장실험을 통한 개선된 수압암반절개시스템의 굴착 효율성 평가

    Jong Oh Park, Ik Woo

    박종오, 우 익

    An improved packer and injection system was developed to improve the efficiency of excavation by hydraulic rock splitting by reducing vibration and …

    본 연구는 무진동 ‧ 무소음 암반 굴착을 위해 개발된 수압암반절개공법의 효율적인 굴착을 위하여 수압암반절개시스템의 패커 및 주입 시스템을 개량하였으며, 또한, 현장 실험을 …

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    An improved packer and injection system was developed to improve the efficiency of excavation by hydraulic rock splitting by reducing vibration and noise. Field testing of the system found hydraulic fractures limited in expansion and extension due to the loss of injection pressure by leackage from the cracks, and then the single packer applied to injection hole allowed to produce a sufficient tensile displacement for rock excavation. Numerical analysis based on the field test data could explain the development of cracks in the field experiments.


    본 연구는 무진동 ‧ 무소음 암반 굴착을 위해 개발된 수압암반절개공법의 효율적인 굴착을 위하여 수압암반절개시스템의 패커 및 주입 시스템을 개량하였으며, 또한, 현장 실험을 수행하여 개선된 시스템의 효율성을 평가하였다. 수압파쇄균열은 누수로 인한 주입 압력의 손실로 인하여 균열확장 및 균열성장에 제한이 발생하였으나, 단일 패커의 팽창에 따른 인장응력에 의한 인장 변위는 암반 굴착을 용이하게 하였다. 현장 실험 자료를 바탕으로 수행한 수치해석결과는 현장 실험에서 형성된 균열의 발달을 모사할 수 있는 것으로 평가되었다.

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    31 December 2021
  • Technical Note

    Comparison of Physicochemical Characteristics of Topsoil and Subsoil for Soil Conservation and Management

    토양 보전 및 관리를 위한 표토와 심토의 물리화학적 특성 비교

    So-Jin Lee, Chang-Oh Choo, Jong-Tae Kim, Gyo-Cheol Jeong

    이소진, 추창오, 김종태, 정교철

    This research aimed to analyze the characteristics of topsoil for soil conservation and promote the process of turning subsoil into topsoil. The …

    본 연구는 토양 보전을 위한 표토 특성 분석 및 심토의 표토촉진화가 목적으로써 지질별 표토와 심토의 물리화학적 특성을 비교하고 정량적 차이를 분석하였다. 토양 …

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    This research aimed to analyze the characteristics of topsoil for soil conservation and promote the process of turning subsoil into topsoil. The physicochemical characteristics of topsoil and subsoil of different types of soil were compared, and their quantitative differences were examined. 204 soil samples were collected from a total of 102 areas according to rock types. These samples were tested to measure grain size, water content, and unit weight, along with XRF and XRD analyses. The topsoil and subsoil of the soil samples were also analyzed. The results of this research showed that the topsoil and subsoil had different physical characteristics, and that the chemical alteration index of the topsoil was higher than that of the subsoil. This would imply that the topsoil was high in clay minerals since it was directly affected by weathering more than the subsoil. In particular, vermiculite, one of the final products generated from weathering, was common in the topsoil.


    본 연구는 토양 보전을 위한 표토 특성 분석 및 심토의 표토촉진화가 목적으로써 지질별 표토와 심토의 물리화학적 특성을 비교하고 정량적 차이를 분석하였다. 토양 시료는 암종별로 총 102개 지역에서 204개 시료를 채취하였으며 입도분석, 함수율, 단위중량, X-선 형광분석, X-선 회절분석에 대한 실험을 수행하고 표토와 심토에 대해 분석하였다. 분석결과 표토와 심토의 물리적 특성 차이가 확인되었으며 표토의 풍화변질지수가 심토보다 높게 나타났다. 이는 표토가 심토보다 풍화에 직접적인 영향을 더 많이 받기 때문에 점토광물의 함량이 높게 나타나는 것으로 판단되며 특히 버미큘라이트의 경우 풍화에서 발생하는 최종산물이므로 표토에서 특히 많이 나타난다.

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    31 December 2021