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Research Article
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Deep Learning-Based Spatio-Temporal Earthquake Prediction
딥러닝 기반의 시공간 지진 예측
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Kounghoon Nam, Jong-Tae Kim, Seong-Cheol Park, Chang Ju Lee, Soo-Jin Kim, Chang Oh Choo, Gyo-Cheol Jeong
남경훈, 김종태, 박성철, 이창주, 김수진, 추창오, 정교철
- Predicting earthquakes is difficult due to the complexity of the systems underlying tectonic phenomena and incomplete understanding of the interactions among tectonic …
지진은 지체 구조, 지구조 응력, 지각 성분 및 구성 요소 간의 상호 작용을 통해 발생하는 복잡한 현상으로 이해하기 매우 어려운 시스템이기 때문에 …
- Predicting earthquakes is difficult due to the complexity of the systems underlying tectonic phenomena and incomplete understanding of the interactions among tectonic settings, tectonic stress, and crustal components. The Korean Peninsula is located in a stable intraplate region with a low average seismicity of M 2.3. As public interest in the earthquake grows, we analyzed earthquakes on the Korean Peninsula by attempting to predict spatio-temporal earthquake patterns and magnitudes using Facebook’s Prophet model based on deep learning, and here we discuss seismic distribution zones using DBSCAN, a cluster analysis method. The Prophet model predicts future earthquakes in Chungcheongbuk-do, Gyeonggi-do, Seoul, and Gyeongsangbuk-do.
- COLLAPSE
지진은 지체 구조, 지구조 응력, 지각 성분 및 구성 요소 간의 상호 작용을 통해 발생하는 복잡한 현상으로 이해하기 매우 어려운 시스템이기 때문에 예측하기가 쉽지 않다. 우리나라는 평균 M 2.3의 비교적 안전한 지역으로 볼 수 있으나 지진에 대한 대중의 관심이 높아짐에 따라, 한반도의 지진현상을 분석하기 위하여 딥러닝 기반의 Facebook’s Prophet 모델을 이용한 시간에 따른 지진패턴의 변화 및 공간과 규모에 따른 지진예측을 시도하였다. 또한, 진앙분포도 군집분석 방법인 DBSCAN과 비교 및 토의하였다. Prophet 지진 예측 모델링 결과 향후 경상북도뿐만 아니라 충청북도, 경기도 및 서울권역에서 지진이 발생할 것으로 예측되었다.
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Deep Learning-Based Spatio-Temporal Earthquake Prediction
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Research Article
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Effect of Forest Fire on the Microbial Community Activity of Forest Soil according to the Difference between Geology and Soil Depth
산불이 지질과 토심의 차이에 따른 산림토양 미생물 군집 활성도에 미치는 영향에 대한 연구
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Ji Seul Kim, Jun Ho Kim, Hyeong Chul Jeong, Eun Young Lee
김지슬, 김준호, 정형철, 이은영
- The effects of forest fires on the activity of microbial communities in topsoil and subsoil were investigated. Samples were collected from Korean …
화성암과 퇴적암으로 이루어진 국내 산림토양 중 표토와 심토에서 채취된 시료의 미생물군집 활성도에 미치는 산불의 영향을 알아보았다. 베타글루코시다아제의 분석결과, 화성암보다 퇴적암의 미생물군집에서 높게 …
- The effects of forest fires on the activity of microbial communities in topsoil and subsoil were investigated. Samples were collected from Korean forest soils comprising mainly igneous and sedimentary rocks. Analysis of beta-glucosidase, found higher microbial activity in sedimentary rocks than in igneous rocks. Enzyme activity was not observed immediately after fire, but was restored over time. The enzyme activity of subsoil was inhibited by 33~46% compared with that in the topsoil, regardless of soil damage. The effect of fire on the availability of microbial substrate was investigated using EcoPlate. The percentages of average well color development values of damaged and normal topsoil were 52.7~56.8% and 62.3~83.6%, respectively. Forest fires appear to affect the diversity and substrate availability of the subsoil microbial community by accelerating the decomposition of soil organic matter. The Shanon index, representing microbial biodiversity, was high in the topsoil of all samples; it was higher for soil microorganisms in sedimentary rocks than in igneous rocks, and higher in topsoil than in subsoil.
- COLLAPSE
화성암과 퇴적암으로 이루어진 국내 산림토양 중 표토와 심토에서 채취된 시료의 미생물군집 활성도에 미치는 산불의 영향을 알아보았다. 베타글루코시다아제의 분석결과, 화성암보다 퇴적암의 미생물군집에서 높게 나타났다. 산불 발생 초기에 효소 활성이 관찰되지 않았으나, 시간이 경과됨에 따라 활성이 회복되었다. 또한, 토양의 훼손여부와 상관없이 심토는 표토에 비해 활성이 33~46% 저해되었다. EcoPlate를 이용하여 산불이 미생물 기질이용성에 미친 영향을 알아보았다. 정상토와 훼손토의 평균반응구발색도 값 백분율은 표토에서 각각 52.7~56.8% 및 62.3~83.6%로 나타났다. 산불 발생은 토양 유기물의 분해를 촉진함으로 심토미생물군집의 다양성 및 기질이용성에 영향을 준 것으로 보여진다. 미생물군집의 종다양성지수인 샤논 인덱스(Shanon index, H)는 모든 시료의 표토에서 높게 나타났다. 샤논 풍부도는 퇴적암 토양미생물이 화성암에 비하여 높게 나타났으며, 표토가 심토보다 높게 나타났다.
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Effect of Forest Fire on the Microbial Community Activity of Forest Soil according to the Difference between Geology and Soil Depth
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Research Article
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Monitoring Landcreep Using Terrestrial LiDAR and UAVs
지상라이다와 드론을 이용한 땅밀림 모니터링 연구
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Jong-Tae Kim, Jung-Hyun Kim, Chang-Hun Lee, Seong-Cheol Park, Chang-Ju Lee, Gyo-Cheol Jeong
김종태, 김정현, 이창훈, 박성철, 이창주, 정교철
- Assessing landcreep requires long-term monitoring, because cracks and steps develop over long periods. However, long-term monitoring using wire extensometers and inclinometers is …
땅밀림은 균열 및 단차가 오랜시간에 걸쳐 발생하기 때문에 장기적인 모니터링이 반드시 필요하다. 그러나 사면변위계, 경사계 등을 이용한 장기모니터링은 비용 및 관리 차원에서 …
- Assessing landcreep requires long-term monitoring, because cracks and steps develop over long periods. However, long-term monitoring using wire extensometers and inclinometers is inefficient in terms of cost and management. Therefore, this study selected an area with active landcreep and evaluated the feasibility of monitoring it using imagesing from terrestrial LiDAR and drones. The results were compared with minute-by-minute data measured in the field using a wire extensometer. The comparison identified subtle differences in the accuracy of the two sets of results, but monitoring using terrestrial LiDAR and drones did generate values similar to the wire extensometer. This demonstrates the potential of basic monitoring using terrestrial LiDAR and drones, although minute-by-minute field measurements are required for analyzing and predicting landcreep. In the future, precise monitoring using images will be feasible after verifying image analysis at various levels and accumulating data considering climate and accuracy.
- COLLAPSE
땅밀림은 균열 및 단차가 오랜시간에 걸쳐 발생하기 때문에 장기적인 모니터링이 반드시 필요하다. 그러나 사면변위계, 경사계 등을 이용한 장기모니터링은 비용 및 관리 차원에서 비효율적이다. 따라서 본 연구에서는 땅밀림이 진행 중인 지역을 테스트베드로 선정하고 영상을 이용한 모니터링 가능성을 평가하였다. 이를 위해 지상라이다와 드론을 이용하여 땅밀림 모니터링을 실시하고 계측자료와 비교하였다. 현장 계측은 사면변위계를 설치하여 분단위 측정을 실시하였다. 분석값의 비교결과 정확도에 따라 미세한 차이는 있지만 지상라이다와 드론을 이용한 모니터링에서도 사면변위계와 유사한 값을 얻을 수 있었다. 이는 땅밀림의 정밀분석 및 예측을 위해서는 분단위의 현장계측이 필요하지만 지상라이다 및 드론을 활용한 기초 모니터링의 가능성을 보여준다. 향후 다양한 차원에서 영상분석에 대한 검증이 이루어지고 기후, 정확도 등을 고려한 데이터가 누적되면 영상을 이용한 정밀 모니터링도 가능할 것으로 판단된다.
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Monitoring Landcreep Using Terrestrial LiDAR and UAVs
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Research Article
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Using GIS Modeling to Assess the Distribution and Spatial Probability of Soil Contamination of Geologic Origin in Korea
GIS 모델링을 이용한 국내 지질 기원 토양오염의 분포 현황과 공간적 개연성 연구
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Jae-Jin Choi, Kyeong-Hun Cha, Gyo-Cheol Jeong, Jong-Tae Kim, Seong-Cheol Park
최재진, 차경훈, 정교철, 김종태, 박성철
- Soil contaminants measured and managed in Korea include those of geologic origin such as arsenic, cadmium, copper, lead, zinc, nickel, mercury, and …
국내에서 관리되고 있는 토양오염물질 중 지질 기원의 영향이 큰 물질로는 비소, 카드뮴, 구리, 납, 아연, 니켈, 수은, 불소 등이 있다. 본 연구에서는 …
- Soil contaminants measured and managed in Korea include those of geologic origin such as arsenic, cadmium, copper, lead, zinc, nickel, mercury, and fluoride. This study identifies the distribution of these contaminants using GIS modeling to analyze the spatial probability of soil contamination originating from geology. The modeling found that cadmium, copper, lead, nickel, and mercury often exceed the regulated standard by <1%. Concentrations of arsenic and zinc greatly exceeded the standard in the vicinity of mines and industrial complexes: mining and industry seemed to have substantial effects on the concentrations of these metals. Although fluoride was sampled at the lowest number of points, its frequency of exceeding the standard was the highest. No obvious source of artificial contamination has been identified, and fluoride’s distribution characteristics showed continuity over a wide area, suggesting a strong correlation between geological characteristics and fluoride concentration. The highest frequencies of fluoride exceeding the standard were in Jurassic granite (40.00%) and Precambrian banded gneiss (34.12%). As these rocks contributed to the formation of soil through their weathering, high fluoride concentrations can be expected in soil in areas where these rocks are distributed.
- COLLAPSE
국내에서 관리되고 있는 토양오염물질 중 지질 기원의 영향이 큰 물질로는 비소, 카드뮴, 구리, 납, 아연, 니켈, 수은, 불소 등이 있다. 본 연구에서는 국내 토양오염 조사 자료를 바탕으로 GIS 모델링을 통해 오염물질의 분포 현황을 파악하고 오염원과의 공간적 개연성을 확인하였다. 그 결과, 카드뮴, 구리, 납, 니켈, 수은의 경우 1% 미만의 낮은 기준초과 빈도를 나타내고 있다. 비소와 아연의 경우 각각 광산 영향범위와 산업단지 부지 내에서 높은 초과 빈도를 나타내며, 주변 오염인자에 의한 영향이 매우 높은 것으로 확인되었다. 그러나 불소의 경우 조사지점 수가 가장 적고, 기준초과 빈도가 가장 높음에도 불구하고 뚜렷한 인위적 오염원이 확인되지 않았고, 분포 특성 또한 광역적인 연속성을 보임에 따라 지질 분포와의 개연성이 매우 높을 것으로 추정된다. 불소 항목의 기준초과 지점에 대한 지질 분포 현황을 확인한 결과, 쥐라기 화강암(40.00%)과 선캄브리아기 호상편마암(34.12%)에서 집중적인 초과 빈도를 나타내고 있다. 이는 화강암과 편마암에 존재하는 높은 불소 함량이 암석의 풍화에 따른 토양의 생성 과정에서 토양의 구성 성분으로 존재함에 따라 이들 암석이 분포하는 지역의 토양 중 불소 농도가 높게 나타난 것으로 판단된다.
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Using GIS Modeling to Assess the Distribution and Spatial Probability of Soil Contamination of Geologic Origin in Korea
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Research Article
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Water Management Plan for the Nakdong River Using TOC and COD
총유기탄소와 화학적산소요구량을 이용한 낙동강 물관리 방안
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Bo Eun Kim, Meea Kang, Gyo-Cheol Jeong
김보은, 강미아, 정교철
- The Nakdong river is both a natural resource crucial to underwater ecosystems and a water source for its basin’s residents. Industrial wastewater …
낙동강은 수중 생태계의 안전을 위한 자연자원으로서의 기능뿐만 아니라 유역주민들이 상수원수로 사용하고 있다. 사람들의 생활에 이용될 여러 산업에서 발생시키는 폐수와 사람들이 뱉어내는 오 …
- The Nakdong river is both a natural resource crucial to underwater ecosystems and a water source for its basin’s residents. Industrial wastewater and domestic sewage must meet the relevant standards for discharged water before they can flow into the river. The correlation between old and new measures of organic matter was examined using water quality data from 50 monitoring locations in the main stream of the Nakdong river. The coefficient of determination (R2) for total organic carbon (TOC), the new measure of organic matter, and chemical oxygen demand (COD), the old measure of organic matter, in the main stream of the Nakdong river was 0.6134, indicating high correlation. Water quality at each location assessed using TOC and COD showed disparities that cannot be ignored: quality appeared higher when evaluating the main stream of the Nakdong river using TOC instead of COD. Therefore, there remains a need to review water quality ratings based on TOC; continuous monitoring of COD is also required. In addition, the cause of the difference should be clearly identified to help assess artificial sources of pollution and natural factors affecting organic matter. Water management of the Nakdong river will then be possible using the water quality rating.
- COLLAPSE
낙동강은 수중 생태계의 안전을 위한 자연자원으로서의 기능뿐만 아니라 유역주민들이 상수원수로 사용하고 있다. 사람들의 생활에 이용될 여러 산업에서 발생시키는 폐수와 사람들이 뱉어내는 오 ‧ 하수 등은 방류수 기준을 만족시켜 낙동강으로 유입시키고 있다. 낙동강본류에서 모니터링되어 공개되고 있는 50개 지점의 수질 자료를 활용하여 신 ‧ 구 유기물질 항목 간의 상관성을 살펴보았다. 낙동강본류에서 나타나는 신유기물질 항목인 TOC와 구유기물질 항목인 COD는 결정계수(R2)가 0.6134로 나타나 상관성은 높다고 할 수 있다. TOC ‧ COD를 이용하여 평가한 각 지점의 수질 등급에서는 그 차이가 무시할 수준을 넘어섬을 알 수 있다. 즉 COD를 대체하여 TOC를 활용하여 낙동강본류의 평가할 때 상대적으로 더 양호한 등급으로 나타났다. 따라서 TOC의 수질 등급을 재검토할 필요성이 여전히 남아있고 COD의 지속적인 모니터링이 요구된다고 할 수 있다. 이에 더해 신 ‧ 구 유기물질에 영향을 미치는 인위적인 오염원과 자연적인 요소들에 대해 발생 원인이 명확하게 규명되어야 낙동강의 수질등급을 활용한 물관리가 가능할 것이다.
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Water Management Plan for the Nakdong River Using TOC and COD
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Research Article
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Analysis and Comparison of Physicochemical Characteristics of First-Grade Soils from Ecological and Nature Map -Focused on Igneous Rocks Area-
생태 ‧ 자연도 1등급 토양의 물리화학적 특성에 대한 분석 및 비교 -화성암 지역을 중심으로-
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So-Jin Lee, Chang-Oh Choo, Gyo-Cheol Jeong, Jong-Tae Kim
이소진, 추창오, 정교철, 김종태
- This study analyzed and compared the physicochemical characteristics of topsoil and subsoil of Grade 1 soil from an igneous rock area on …
본 연구는 화성암 지역의 생태 ‧ 자연도 1등급 토양의 표토와 심토를 채취하여 물리화학적 특성에 대해 분석하고 비교하는 것이 목적으로, 채취한 토양시료를 대상으로 …
- This study analyzed and compared the physicochemical characteristics of topsoil and subsoil of Grade 1 soil from an igneous rock area on the ecological and nature map. The water content and pH of the collected soil samples were measured, and X-ray fluorescence and X-ray diffraction analyses were performed. The results showed that the water content of the topsoil was higher than that of the subsoil, and its pH was more acidic than that of the subsoil. According to the X-ray fluorescence analysis results, sample I9 was closest to kaolinite, while sample I7 was most distant from kaolinite. All other samples were located between samples I7 and I9. The X-ray diffraction analysis showed that the average content of clay minerals was higher in the topsoil than in the subsoil. The most notable clay minerals produced included illite, vermiculite, kaolinite, chlorite, and gibbsite. The results of this study will be used as a basic data for topsoil restoration to convert subsoil into topsoil.
- COLLAPSE
본 연구는 화성암 지역의 생태 ‧ 자연도 1등급 토양의 표토와 심토를 채취하여 물리화학적 특성에 대해 분석하고 비교하는 것이 목적으로, 채취한 토양시료를 대상으로 함수율과 pH를 측정하고 X-선 형광분석 및 X-선 회절분석을 실시하였다. 연구결과, 함수율은 표토가 심토보다 높게 측정되었고 pH는 표토가 심토보다 더 산성으로 측정되었다. X-선 형광분석 결과, I9 시료가 카올리나이트와 가장 가까운 위치에 도시되었고 I7 시료가 카올리나이트와 가장 먼 위치에 도시되었으며, 그 외 시료들은 모두 I7 시료와 I9 시료의 사이에 위치한다. X-선 회절분석 결과, 점토광물의 평균 함량은 표토가 심토보다 높게 나타났으며 대표적으로 산출되는 점토광물로는 일라이트, 버미큘라이트, 카올리나이트, 녹니석, 깁사이트 등이 있다. 본 연구에서 얻은 결과는 향후 심토의 표토화를 위한 표토 복원 시 기초자료로 활용될 것으로 기대된다.
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Analysis and Comparison of Physicochemical Characteristics of First-Grade Soils from Ecological and Nature Map -Focused on Igneous Rocks Area-
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Research Article
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Analysis of the Effect of Forest Fires on the Mineralogical Characteristics of Soil
산불 영향에 따른 토층의 광물학적 특성 변화에 관한 연구
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Man-Il Kim, Chang-Oh Choo
김만일, 추창오
- Forest fires increase the risk of subsequent soil erosion and mass movement in burned areas, even under rainfall conditions below landslide alert …
산불 피해지는 수목 및 식생 전소, 산지토양 황폐화 등으로 인해 산사태주의보 기준에 미치지 못하는 강우조건에서도 토사 세굴 및 유출로 인한 산사태와 토석류 …
- Forest fires increase the risk of subsequent soil erosion and mass movement in burned areas, even under rainfall conditions below landslide alert thresholds, by destroying plants and vegetation and causing changes to soil properties. These effects of forest fires can alter runoff in burned areas by altering soil composition, component minerals, soil water repellency, soil mass stability, and soil fabric. Heat from forest fires not only burns shallow organic matter and plants but also spreads below the surface, affecting soil constituents including minerals. This study analyzed X-ray diffraction and physical properties of topsoil and subsoil obtained from both burned and non-burned areas to identify the composition and distribution of clay minerals in the soil. Small amounts of mullite, analcite, and hematite were identified in burned soils. Vermiculite and mixed-layer illite/vermiculite (I/V) were found in topsoil samples from burned areas but not in those from non-burned areas. These findings show changes in soil mineral composition caused by forest fires. Expansive clay minerals increase the volume of soil during rainfall, degrading the structural stability of slopes. Clay minerals generated in soil in burned areas are therefore likely to affect the long-term stability of slopes in mountainous areas.
- COLLAPSE
산불 피해지는 수목 및 식생 전소, 산지토양 황폐화 등으로 인해 산사태주의보 기준에 미치지 못하는 강우조건에서도 토사 세굴 및 유출로 인한 산사태와 토석류 등의 2차 피해 위험을 증가시킨다. 산불은 지표 식생과 토양 특성의 변화를 발생시켜 산불 피해지 내에서 유출량 변화에 큰 영향을 주기 때문이다. 즉, 산불은 토양의 중요한 물리, 화학적 특성 변화로 인해 토양조성 변화, 구성광물의 변화, 토양수의 반발성, 토양 덩어리의 안정성이나 토양 조직의 변화를 발생시킨다. 특히, 산불 발생 및 확산 과정에서는 토층의 유기물과 수목의 연소 외에도 지표면 또는 지표면 아래까지 열기가 전파되어 토층을 구성하고 있는 토양광물에 영향을 주게 된다. 이에 본 연구에서는 산불 발생지와 미발생지에서 채취된 토양시료(Topsoil, Subsoil)에 대해 XRD 회절분석 및 토양 물성분석을 통해 토양 내 점토광물의 분포와 함양 특성을 파악하였다. 그 결과, 산불 발생지의 토양시료에서 뮬라이트, 아날사이트, 적철석 등이 소량 산출되었으며, 버미큘라이트, 일라이트/버미큘라이트 혼합층상 구조광물(I/V)은 특히 표토에서 특징적으로 산출되었다. 특히, 산불 발생지에서는 일라이트/버미큘라이트 혼합층상 구조 광물(I/V)이 특징적으로 확인되었으나, 산불 미발생지에서는 일라이트/버미큘라이트(I/S) 혼합층상 구조 광물은 산출되지 않아 산불 발생지의 토양과는 큰 차이를 보인다. 이와 같이 점토광물의 생성은 외적요인인 산불의 영향으로 인해 토양 내 광물 조성의 변화를 파악할 수 있었다. 팽창성 점토광물은 우기 시에 토층 내에서 흙의 체적을 팽창시키기 때문에 장기적으로 사면 지반의 구조적 안정성에 영향을 줄 수 있어, 산불 발생지의 토층에서 점토광물의 생성은 장기적으로 산지사면 안정성에 영향을 줄 수 있을 것으로 판단된다.
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Analysis of the Effect of Forest Fires on the Mineralogical Characteristics of Soil
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Research Article
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An Empirical Study on the Improvement of In Situ Soil Remediation Using Plasma Blasting, Pneumatic Fracturing and Vacuum Suction
플라즈마 블라스팅, 공압파쇄, 진공추출이 활용된 지중 토양정화공법의 정화 개선 효과에 대한 실증연구
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Jae-Yong Song, Geun-Chun Lee, Cha-Won Kang, Eun-Sup Kim, Hyun-Shic Jang, Bo-An Jang, Yu-Chul Park
송재용, 이근춘, 강차원, 김은섭, 장현식, 장보안, 박유철
- The in-situ remediation of a solidified stratum containing a large amount of fine-texture material like clay or organic matter in contaminated soil …
점토와 같은 세립질 또는 유기물을 다량으로 함유하거나 다져진 지층을 대상으로 지중(in-situ) 정화를 진행하는 경우, 정화효율이 떨어져 정화비용이 증가하는 등의 한계가 발생한다. 또한, …
- The in-situ remediation of a solidified stratum containing a large amount of fine-texture material like clay or organic matter in contaminated soil faces limitations such as increased remediation cost resulting from decreased purification efficiency. Even if the soil conditions are good, remediation generally requires a long time to complete because of non-uniform soil properties and low permeability. This study assessed the remediation effect and evaluated the field applicability of a methodology that combines pneumatic fracturing, vacuum extraction, and plasma blasting (the PPV method) to improve the limitations facing existing underground remediation methods. For comparison, underground remediation was performed over 80 days using the experimental PPV method and chemical oxidation (the control method). The control group showed no decrease in the degree of contamination due to the poor delivery of the soil remediation agent, whereas the PPV method clearly reduced the degree of contamination during the remediation period. Remediation effect, as assessed by the reduction of the highest TPH (Total Petroleum Hydrocarbons) concentration by distance from the injection well, was uncleared in the control group, whereas the PPV method showed a remediation effect of 62.6% within a 1 m radius of the injection well radius, 90.1% within 1.1~2.0 m, and 92.1% within 2.1~3.0 m. When evaluating the remediation efficiency by considering the average rate of TPH concentration reduction by distance from the injection well, the control group was not clear; in contrast, the PPV method showed 53.6% remediation effect within 1 m of the injection well, 82.4% within 1.1~2.0 m, and 68.7% within 2.1~3.0 m. Both ways of considering purification efficiency (based on changes in TPH maximum and average contamination concentration) found the PPV method to increase the remediation effect by 149.0~184.8% compared with the control group; its average increase in remediation effect was ~167%. The time taken to reduce contamination by 80% of the initial concentration was evaluated by deriving a correlation equation through analysis of the TPH concentration: the PPV method could reduce the purification time by 184.4% compared with chemical oxidation. However, the present evaluation of a single site cannot be equally applied to all strata, so additional research is necessary to explore more clearly the proposed method’s effect.
- COLLAPSE
점토와 같은 세립질 또는 유기물을 다량으로 함유하거나 다져진 지층을 대상으로 지중(in-situ) 정화를 진행하는 경우, 정화효율이 떨어져 정화비용이 증가하는 등의 한계가 발생한다. 또한, 토양조건이 양호하더라도 균일하지 않은 토질특성과 낮은 투수특성으로 인해 장기간에 걸쳐 정화를 수행하여 완료되는 것이 일반적이다. 본 연구는 기존 지중정화의 한계를 개선하기 위한 방법으로 공압파쇄, 진공추출, 플라즈마 블라스팅을 접목한 기술(PPV공법)의 정화효과 확인과 현장 적용성을 평가하고자 수행하였다. 상대적인 비교를 위하여 본 연구에 적용된 기술을 실험군으로 하고 기존 공법인 화학적산화공법을 대조군으로 하여 TPH로 오염된 토양에서80일에 걸쳐 각각 지중정화를 수행하였으며, 총 4차에 걸쳐 모니터링 시료를 채취하여 정화효과를 비교 평가하였다. 모니터링 결과, 대조군은 정화제 전달효과가 불량하여 오염도의 감소 경향성을 보이지 않는 반면 실험군(PPV공법) 적용에서는 정화시간이 경과함에 따라 뚜렷한 오염도 저감효과가 나타난다. 주입정으로부터 거리별 TPH 최고농도 저감율을 평가하면, 대조군은 경향성이 없으나 PPV공법은 주입정 반경 1 m 이내에서는 62.6%, 1.1~2.0 m에서 90.1%, 2.1~3.0 m에서 92.1%의 정화효과를 보인다. 주입정으로부터 거리별 TPH 평균농도 저감율을 평가하면, 대조군은 실질적인 정화효과가 없으나 PPV공법은 주입정 반경 1 m 이내에서는 53.6%, 1.1~2.0 m에서 82.4%, 2.1~3.0 m에서 68.7%의 정화효과가 확인되었다. TPH 최대 및 평균 오염농도의 변화를 토대로 실험군과 대조군의 정화효율을 평가한 결과, PPV공법은 대조군 대비 149.0~184.8%의 정화효과가 상승하는 것으로 평가할 수 있으며 평균 정화효과 상승률은 약167%이다. 시간경과에 대한 TPH 농도를 분석을 통해 상관관계식을 도출하고 이를 활용하여 최초 농도 대비 80% 저감기간을 평가한 결과 PPV공법을 적용하는 경우 화학적산화공법 적용시보다 184.4%의 정화시간 단축이 가능할 것으로 평가되었다. 다만, 단일 부지에 대한 평가 결과이기 때문에 모든 지층에 동일하게 적용될 수 없으므로 향후 이에 대한 추가적인 연구를 수행하여 그 효과를 보다 면밀히 검토할 필요가 있다.
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An Empirical Study on the Improvement of In Situ Soil Remediation Using Plasma Blasting, Pneumatic Fracturing and Vacuum Suction
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Research Article
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Application of Flux Average Discharge Equation to Assess the Submarine Fresh Groundwater Discharge in a Coastal Aquifer
연안 대수층의 해저 담지하수 유출량 산정을 위한 유량 평균 유출량 방정식의 적용
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Il Hwan Kim, Min-Gyu Kim, Il-Moon Chung, Gyo-Cheol Jeong, Sunwoo Chang
김일환, 김민규, 정일문, 정교철, 장선우
- Water supply is decreasing due to climate change, and coastal and island regions are highly dependent on groundwater, reducing the amount of …
기후 변화에 따라 용수 공급량은 줄어들고 있으며, 해안 및 도서지역은 지하수의 의존도가 높아 활용 가능한 용수의 양이 줄어들고 있다. 지속 가능한 해안 …
- Water supply is decreasing due to climate change, and coastal and island regions are highly dependent on groundwater, reducing the amount of available water. For sustainable water supply in coastal and island regions, it is necessary to accurately diagnose the current condition and efficiently distribute and manage water. For a precise analysis of the groundwater flow in the coastal island region, submarine fresh groundwater discharge was calculated for the Seongsan basin in the eastern part of Jeju Island. Two methods were used to estimate the thickness of the fresh groundwater. One method employed vertical interpolation of measured electrical conductivity in a multi depth monitoring well; the other used theoretical Ghyben-Herzberg ratio. The value using the Ghyben-Herzberg ratio makes it impossible to accurately estimate the changing salt-saltwater interface, and the value analyzed by electrical conductivity can represent the current state of the freshwater-saltwater interface. Observed parameter was distributed on a virtual grid. The average of submarine fresh groundwater discharge fluxes for the virtual grid was determined as the watershed’s representative flux. The submarine fresh groundwater discharge and flux distribution by year were also calculated at the basin scale. The method using electrical conductivity estimated the submarine fresh groundwater discharge from 2018 to 2020 to be 6.27 × 106 m3/year; the method using the Ghyben-Herzberg ratio estimated a discharge of 10.87 × 106 m3/year. The results presented in this study can be used as basis data for policies that determine sustainable water supply by using precise water budget analysis in coastal and island areas.
- COLLAPSE
기후 변화에 따라 용수 공급량은 줄어들고 있으며, 해안 및 도서지역은 지하수의 의존도가 높아 활용 가능한 용수의 양이 줄어들고 있다. 지속 가능한 해안 도서 지역의 물 공급을 위해 현재의 상태를 정확히 진단하고 효율적인 용수의 배분 및 관리가 필요하다. 해안 도서 지역의 지하수 흐름의 정밀한 분석을 위해 제주 동부의 성산유역을 대상으로 해안 담지하수 유출량을 산정하였다. 중요 매개변수인 담수층의 두께의 산정은 다심도 관측공에서 측정되는 전기전도도를 이용하여 수직적인 보간을 통해 추정하는 방법과 Ghyben-Herzberg의 이론적인 비율을 이용하여 추정하는 방법을 사용하였다. Ghyben-Herzberg의 비율을 사용한 값은 변화하는 담-염수 경계면의 정밀한 추정이 불가능하며, 전기전도도로 분석한 값은 담-염수 경계면의 현재 상태를 나타낼 수 있다. 매개변수는 가상의 격자에 분포시키고, 각각의 격자에 대한 해안 담지하수 유출 유량의 평균을 유역 대표 유량으로 결정하였다. 유역 규모의 연도별 해안 담지하수 유출량 산정과 유량 분포를 나타냈으며, 2018년에서 2020년까지의 해안 담지하수 유출량은 전기전도도로 추정한 담수층의 두께를 적용한 방법은 6.27 × 106 m3/year, Ghyben-Herzberg의 비율을 적용한 방법은 10.87 × 106 m3/year로 나타났다. 본 연구에서 나타낸 결과는 해안 도서지역의 정밀한 물수지 분석 등을 이용하여 지속가능한 용수의 공급을 결정하는 정책의 근거 자료로 활용할 수 있다.
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Application of Flux Average Discharge Equation to Assess the Submarine Fresh Groundwater Discharge in a Coastal Aquifer
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Research Article
- Microstructural Features and K-Ar Ages of Fault Gouges from Quaternary Faults along the Northern Yangsan Fault, SE Korea
- Chang Oh Choo, Tae Woo Chang, Kounghoon Nam, Jong-Tae Kim, Chang-Ju Lee, Gyo-Cheol Jeong
- Microstructural characterization, identification of mineral assemblages, and K-Ar age dating of fault gouges from five Quaternary fault sites segmented along the northern …
- Microstructural characterization, identification of mineral assemblages, and K-Ar age dating of fault gouges from five Quaternary fault sites segmented along the northern Yangsan Fault, SE Korea were performed to understand formation condition and multiple activity of faults. The mean and median sizes of particles of bulk gouges vary among the studied faults: 1.75 µm and 1.43 µm for the Danguri Fault, 1.94 µm and 1.79 µm for the Yukjae Fault, 5.57 µm and 4.16 µm for the Yugye Fault, and 5.55 µm and 2.31 µm for the Bogyeongsa Fault. Fault gouges contain abundant secondary minerals, including smectite, chlorite, illite, kaolinite, laumontite, and mordenite, which are found in association with quartz and feldspar. K-Ar dating of the fault gouges (both bulk samples and separate size fractions) yields ages ranging from 59.1 to 18.8 Ma, with bulk ages of 47.6 Ma for the Yukjae Fault, 59.1 Ma for the Ansim Fault, 39.4 Ma for the Yugye Fault, and 22.6 Ma for the Bogyeongsa Fault. The finer fractions generally have younger K-Ar ages compared with the coarser fractions, and the finest fraction (<0.2 µm) is the youngest for each fault. Hydrothermal alteration of the gouges is considered to have occurred under low-temperature (100~200°C) conditions during faulting. Microstructural features and clay mineral assemblages of fault gouges and brecciated rocks should be considered when interpreting fault events and reactivation, in addition to age dating of faulting. - COLLAPSE
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Research Article
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Multimetric Measurement Data Monitoring System Using Sigmoid Function
시그모이드 함수를 이용한 다중 계측데이터 모니터링 시스템
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Jeong-Ho Song, Jun-Woo Shin, Heui-Soo Han
송정호, 신준우, 한희수
- In order to intuitively grasp the earth pressure direction acting on the structure and displacement state, displacement data in the horizontal and …
구조물에 작용하는 토압의 방향과 장기변위상태변화를 직관적으로 파악하기 위해 수평, 수직방향의 변위 데이터를 시그모이드 함수를 이용하여 가공하고 각각 좌표계의 한 축으로 하여 변위좌표계 …
- In order to intuitively grasp the earth pressure direction acting on the structure and displacement state, displacement data in the horizontal and vertical directions were processed using the sigmoid function. A displacement coordinate system was set up for each axis. The system can intuitively check the current displacement and assess the management stage of each point. A displacement path can be compiled from continuously recorded points, allowing trends in the displacement’s history and stress direction to be known. Analysis of data measured for excavated ground, found that displacement occurred in the direction of destressing at all points, and that the points’ management state steady. Similar behavior trends were found among measurement points with high spatial correlation, whereas differing behavior trends occurred among measurement points with low spatial correlation. If the correlation analysis of the precursor and behavior area is performed using the continuously distributed surface settlement data and displacement coordinate system, it will be possible to predict the failure time and area.
- COLLAPSE
구조물에 작용하는 토압의 방향과 장기변위상태변화를 직관적으로 파악하기 위해 수평, 수직방향의 변위 데이터를 시그모이드 함수를 이용하여 가공하고 각각 좌표계의 한 축으로 하여 변위좌표계 시스템을 설정하였다. 이러한 변위좌표계에 변위상태(압축 또는 팽창) 구분영역과 관리단계 구분영역 설정하여 각 계측지점의 변위상태와 관리단계를 직관적으로 확인할 수 있었다. 관측점을 연속적으로 나타내어 변위경로를 나타내었으며, 변위경로를 통해 변위이력, 변위추세, 지반에 작용하는 응력방향 등을 알 수 있었다. 흙막이 가시설의 실계측데이터 분석 결과 모든 계측지점에서 응력해방 방향으로 변위가 일어났으며, 정상관리상태에 위치하였다. 또한 공간적 상관성이 높은 계측지점 간 거동은 비슷한 거동추세를 보였으며, 공간적 상관성이 낮은 계측지점 간에는 상이한 거동 추세를 보였다. 공간적으로 연속되어 분포하는 지표침하데이터를 변위좌표계를 이용하여 전조현상과 거동영역에 대한 상관성 분석을 수행하면 파괴시간, 영역 예측이 가능 할 것으로 판단된다.
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Multimetric Measurement Data Monitoring System Using Sigmoid Function
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Research Article
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Liquefaction Evaluation by One-Dimensional Effective Stress Analysis Using UBC3D-PLM Model
UBC3D-PLM 모델을 이용한 1차원 유효응력해석에 의한 액상화 평가
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Jung-Hoe Kim, Hyun-Sik Jin
김정회, 진현식
- This study compares the revised method in loose saturated sandy ground where the LNG storage tank will be installed with an evaluation …
본 연구는 LNG저장탱크가 설치될 느슨한 포화사질지반을 대상으로 개정된 액상화 평가법과 UBC3D-PLM 모델을 이용한 1차원 유효응력해석에 의한 액상화 평가법을 비교한 것이다. 이를 위해 …
- This study compares the revised method in loose saturated sandy ground where the LNG storage tank will be installed with an evaluation method by one-dimensional effective stress analysis using the UBC3D-PLM model. Various laboratory and field tests were conducted to establish the parameters necessary for evaluation. The revised liquefaction evaluation method using the seismic response analysis result and N value from standard penetration testing evaluated the possibility of liquefaction as high, but assessment using effective stress analysis, which can consider various liquefaction resistance factors, found the site to be somewhat stable against liquefaction. One-dimensional finite element analysis using UBC3D-PLM modeling facilitated easier assessment of stability against liquefaction than the other methods and minimized the area required for reinforcement against liquefaction. In addition, it is expected that two-and three-dimensional numerical analysis considering the foundation of the LNG storage tank can identify the seismic design and behavior when liquefaction occurs.
- COLLAPSE
본 연구는 LNG저장탱크가 설치될 느슨한 포화사질지반을 대상으로 개정된 액상화 평가법과 UBC3D-PLM 모델을 이용한 1차원 유효응력해석에 의한 액상화 평가법을 비교한 것이다. 이를 위해 여러가지 실내 및 현장시험을 실시하여 필요한 Parameter를 산정하였다. 검토결과, 지진응답해석결과와 SPT N값을 이용하는 개정 액상화 평가법은 액상화 발생 가능성을 높게 평가하였지만, 다양한 액상화 저항인자를 고려할 수 있는 유효응력해석법은 액상화에 다소 안정한 것으로 분석되었다. UBC3D-PLM 모델을 이용한 1차원 유한요소해석을 할 경우 보다 간편하게 액상화 안정성 검토가 가능하였고, 액상화 보강영역을 최소화 할 수 있었다. 또한, LNG저장탱크의 기초를 고려한 2 ‧ 3차원 수치해석 시에는 액상화 발생 시 내진설계 및 거동특성을 규명하는 것에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
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Liquefaction Evaluation by One-Dimensional Effective Stress Analysis Using UBC3D-PLM Model
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Research Article
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Physical Characterization of Domestic Aggregate
국내 골재의 물리적 특성 분석
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Junyoung Ko, Eungyu Park, Junghae Choi, Jong-Tae Kim
고준영, 박은규, 최정해, 김종태
- Aggregates from 84 cities and counties in Korea were tested for quality to allow analysis of the physical characteristics of aggregates from …
골재자원조사를 통해 수집된 84개 시 ‧ 군의 품질시험을 바탕으로 하천/육상/산림 골재의 물리적 특성값을 분석하였다. 하천/육상골재는 18개 시험 항목과 산림 골재는 12개 시험 …
- Aggregates from 84 cities and counties in Korea were tested for quality to allow analysis of the physical characteristics of aggregates from river, land, and forest environments. River and land aggregates were analyzed for 18 test items, and forest aggregates for 12 test items. They were classified according to watershed and geology, respectively. The observed physical characteristics of the river aggregates by basin were as follows: aggregates from the Geum River basin passed through 2.5, 1.2, 0.6, 0.3, 0.15, and 0.08 mm sieves; clay lumps constituted the Nakdong River basin material; aggregates from the Seomjin River basin passed through 10, 5, and 2.5 mm sieves; those from the Youngsang River basin passed through 1.2, 0.6, 0.3, 0.15, and 0.08 mm sieves; and aggregates from the Han River basin passed through 10, 5, 2.5, 1.2, 0.6, 0.3, and 0.08 mm sieves, Stability; Standard errors were analyzed for the average amount passing through 10, 0.6, and 0.08 mm silver sieves, and performance rate showed different distribution patterns from other physical characteristics. Analysis of variance found that 16 of the 18 items, excluding the absorption rate and the performance rate, had statistically significant differences in their averages by region. Considering land aggregates by basin, those from the Nakdong River basin excluding the Geum River basin had clay lumps, those from the Seomjin River basin had 10 and 5 mm sieve passage, aggregates from the Youngsang River basin had 0.08 mm sieve passage, and those from the Han River basin had 10, 0.6, and 0.08 mm sieve passage. The standard error of the mean of the quantity showed a different distribution pattern from the other physical characteristics. Analysis of variance found a statistically significant difference in the average of all 18 items by region. Analyzing forest aggregates by geology showed distributions of porosity patterns different from those of other physical characteristics in metamorphic rocks (but not igneous rocks), and distributions of wear rate and porosity were different from those of sedimentary rocks. There were statistically significant differences in the average volume mass, water absorption rate, wear rate, and Sc/Rc items by lipid.
- COLLAPSE
골재자원조사를 통해 수집된 84개 시 ‧ 군의 품질시험을 바탕으로 하천/육상/산림 골재의 물리적 특성값을 분석하였다. 하천/육상골재는 18개 시험 항목과 산림 골재는 12개 시험 항목에 대해 각각 유역과 지질에 따라 분류하였다. 물리적 특성으로 유역별 하천골재는 금강 유역이 2.5 mm, 1.2 mm, 0.6 mm, 0.3 mm, 0.15 mm, 0.08체 통과량과 낙동강유역은 점토덩어리와, 섬진강유역은 10 mm, 5 mm, 2.5 mm, 1.2 mm, 0.6 mm, 0.3 mm, 0.15 mm, 0.08체 통과량, 안정성과, 영산강유역은 10 mm, 5 mm, 2.5 mm, 1.2 mm, 0.6 mm, 0.3 mm, 0.08체 통과량과, 한강유역은 10 mm, 0.6 mm, 0.08체 통과량, 실적율이 평균의 표준오차가 다른 물리적 특성과는 다른 분포 양상을 보이는 것으로 분석됐다. 분산분석은 18개 항목 중 흡수율과 실적율을 제외한 16개 항목이 권역별로 평균에 통계적으로 유의한 차이가 있는 것으로 분석됐다. 또한, 유역별 육상골재는 금강유역을 제외한 낙동강유역이 점토덩어리와, 섬진강유역은 10 mm, 5 mm과, 영산강유역은 0.08체 통과량과, 한강유역은 10 mm, 0.6 mm, 0.08체 통과량이 평균의 표준오차가 다른 물리적 특성과는 다른 분포 양상을 보이는 것으로 분석됐다. 분산분석은 18개 항목 모두 권역별로 평균에 통계적으로 유의한 차이가 있는 것으로 분석됐다. 그리고, 지질별 산림골재는 화성암을 제외한 변성암이 공극률과, 퇴적암은 마모율과 공극률이 다른 물리적 특성과는 다른 분포 양상을 보이는 것으로 분석됐다. 분산분석은 표면건조밀도와 절대건조밀도, 진밀도, 단위용적질량, 흡수율, 마모율, 실리카중합비(Sc/Rc) 항목이 지질별로 평균에 통계적으로 유의한 차이가 있는 것으로 분석됐다.
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Physical Characterization of Domestic Aggregate
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Research Article
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Analysis of Relative Settlement Behavior of Retaining Wall Backside Ground Using Clustering
군집분류를 이용한 흙막이 벽체 배면 지반의 상대적 침하거동 분석
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Young-Jun Kwack, Heui-Soo Han
곽영준, 한희수
- As urbanization and industrialization increase development in downtown areas, damage due to ground settlement continues to occur. Building collapse in urban has …
도시화와 산업화에 따라 도심지에 개발이 늘어나면서 지반침하로 인한 피해가 지속적으로 발생되고 있으며, 도심지에서의 건물붕괴는 대규모 인명 및 재산 피해로 이어질 위험이 크다. …
- As urbanization and industrialization increase development in downtown areas, damage due to ground settlement continues to occur. Building collapse in urban has a high risk of leading to large-scale damage to life and property. However, there has rarely been studied on measurement data analysis methods when uneven loads are applied to the excavated ground and no prior knowledge of the ground. Accordingly, it was attempted to analyze the relative settlement behavior and correlation by processing the time-series surface settlement of construction sites in the urban. In this paper, the average index of difference in settlement and average of relative difference in settlement are defined and calculated, then plotted in the coordinate system to analyze the relative settlement behavior over time. In addition, since there was no prior knowledge of the ground, a standard to classify the clusters was needed, and the observation points were classified into using k-means clustering and Dunn Index. As a result of the analysis, it was confirmed that all the clusters moved to the stable region as the settlement amount converges. The clusters were segmented. Based on the analysis results, it was possible to distinguish between the independent displacement area and same behavior area by analyzing the correlation between measurement points. If possible to analyze the relative settlement behavior between the stations and classify the behavior areas, it can be helpful in settlement and stability management, such as uplift of the surrounding area, prediction of ground failure area, and prevention of activity failure.
- COLLAPSE
도시화와 산업화에 따라 도심지에 개발이 늘어나면서 지반침하로 인한 피해가 지속적으로 발생되고 있으며, 도심지에서의 건물붕괴는 대규모 인명 및 재산 피해로 이어질 위험이 크다. 굴착지반에 균등하지 않은 하중이 작용하고, 대상지반의 사전지식이 없는 경우의 지반거동에 대해서는 연구가 거의 이루어지지 않았다. 이에 따라 지반 조사 정보가 없는 흙막이 공사의 굴착 과정에서 발생되는 배면 지반의 침하거동을 분석하는 방법이 기존에는 없었고, 본 연구에서는 시계열 데이터를 가공하여 상대적 침하거동과 상호관련성을 분석하여 흙막이 벽체 배면 지반의 침하거동을 분석하고자 하였다. 본 논문에서는 평균침하량차지수와 평균상대침하량차를 정의 및 계산하였으며, 이를 좌표계에 도시하여 시간경과에 따라 측점간의 상대적 침하거동을 분석하였다. 또한 관측점들의 군집을 분류할 수 있는 기준이 필요하여 k-평균군집분석과 Dunn Index를 이용하여 분류하였다. 분석결과 계측지점의 침하량이 일정한 값으로 수렴하면서 모든 군집들이 안정영역으로 이동한 것을 확인할 수 있었으며, 군집은 세분화되었다. 이러한 분석결과를 바탕으로 연구대상의 각 측점 간 상관관계를 분석하여 연구대상 지반의 독자거동영역과 동일거동영역을 구분할 수 있었다. 이처럼 측점들 간의 상대적 침하거동을 분석을 통해 거동영역을 구분할 수 있다면, 주변지역의 융기, 지반파괴영역 예측, 터파기 공사 시 활동파괴의 방지 등 침하관리와 안정관리에 도움을 줄 수 있다고 판단된다.
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Analysis of Relative Settlement Behavior of Retaining Wall Backside Ground Using Clustering
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Research Article
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A Random Walk Model for Estimating Debris Flow Damage Range
랜덤워크 모델을 이용한 토석류 산사태 피해범위 산정기법 제안
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Young-Suk Song, Min-Sun Lee
송영석, 이민선
- This study investigated the damage range of the debris flow to predict the amount of collapsed soil in a landslide event. The …
본 연구에서는 산사태 발생시 붕괴토사량을 산정하기 위하여 산사태 발생면적과 붕괴토사량의 상관관계를 활용하고, 붕괴토사량의 총 이동거리를 예측하기 위하여 붕괴토사량과 붕괴사면의 높이 및 붕괴토사의 …
- This study investigated the damage range of the debris flow to predict the amount of collapsed soil in a landslide event. The height of the collapsed slope and the distance traveled by the collapsed soil were used to predict the total trajectory distance using a random walk model. Debris flow trajectory probabilities were calculated through 10,000 Monte Carlo simulations and were used to calculate the damage range as measured from the landslide scar to its toe. Compiled information on debris flows that occurred in the Cheonwangbong area of Mt. Jirisan was used to test the accuracy of the proposed random walk model in estimating the damage range of debris flow. Results of the comparison reveal that the proposed model shows reasonable accuracy in estimating the damage range of debris flow and that using 10 m × 10 m cells allows the damage range to be reproduced with satisfactory precision.
- COLLAPSE
본 연구에서는 산사태 발생시 붕괴토사량을 산정하기 위하여 산사태 발생면적과 붕괴토사량의 상관관계를 활용하고, 붕괴토사량의 총 이동거리를 예측하기 위하여 붕괴토사량과 붕괴사면의 높이 및 붕괴토사의 도달거리를 활용하였다. 그리고 토석류의 이동경로를 예측하기 위하여 붕괴토사량의 유동 및 퇴적특성을 경사도의 인자로 단순화시킨 랜텀워크 모델을 적용하였다. 산사태 발생지점에서 이동경로 및 피해범위를 산정하기 위하여 토석류 이동 확률계산을 몬테카를로 시뮬레이션을 통하여 10,000회 반복적으로 수행하였다. 이때 계산된 다양한 랜텀워크의 궤적을 피해영역으로 제시하였다. 제안된 랜텀워크 모델을 이용한 산사태 피해범위 산정기법의 정확도를 확인하기 위하여 지리산 천왕봉 일대에서 발생된 산사태 발생이력을 적용하였다. 제안된 모델의 적용성을 검토한 결과 비교적 정확하게 피해범위를 산정하는 것으로 나타났으며, 10 m × 10 m 크기의 셀을 활용하는 것이 실제 피해범위에 대한 정확한 재현이 가능한 것으로 확인되었다.
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A Random Walk Model for Estimating Debris Flow Damage Range