The Journal of Engineering Geology ISSN:1226-5268(Print) 2287-7169(Online) 지질공학

위해성 평가란 위험 물질에 대해 인체 건강에 대한 위협을 계산하는 것으로 발암성 평가와 비발암성 평가로 나뉜다. 본 연구는 경남 한 농촌 지역의 비소 오염 지하수를 생활용수, 음용수로 사용할 경우 인체에 미치는 영향을 평가하였다. 연구를 위해 국가지하수정보센터의 지하수 수질 자료를 이용하였다. 자료에 따르면 연구지역인 농촌 지역의 지하수는 평균 비소 농도가 16.27 µg/L로 세계보건기구가 제시한 비소 농도(10 µg/L)보다 높게 나타난다. 이에 따라 건강 위해가 있을 것이라고 판단하여 미국환경청에서 제시한 방법을 이용하여 위해성 평가를 수행하였다. 세 가지 노출 시나리오(생활용으로 이용하는 시나리오 1과 음용으로 이용하지만 사용량이 다른 시나리오 2와 3)를 작성하여 비소 노출에 대한 경우를 통해 위해성을 계산하였다. 시나리오 1에서의 HQ의 중앙값은 0.77, CR의 중앙값은 0.013을 보이며 시나리오 2에서는 HQ의 중앙값은 0.08, CR의 중앙값은 3.69 × 10^-5로 나타났다. 시나리오 3은 HQ의 중앙값은 0.11, CR은 4.82 × 10^-5였다. 인체에 잠재적 위험성이 가장 높게 나타난 것은 시나리오 1로 나타났다. 지하수 내의 비소 기원을 자세히 밝힐 필요가 있으며 지하수 이용 시 정화할 수 있는 대책 마련이 필요하다.

지하공간을 구성하고 있는 지중구조물, 지반, 암반 등 다양한 구성 요소 중에 지질공학적 측면을 포함한 모든 정보에 대한 모델 구축은 현실적으로 어려운 과정이며, 현재 진행형인 분야이다. 본 연구에서는 지질공학적인 정보모델 구축 과정이 비교적 쉬운 상용 소프트웨어를 활용하여 제주도 일부 지역 대상의 3차원 지질정보모델, 동굴형상정보모델, 도로 주변 현황 정보모델까지 한 번에 디지털화하는 과정이 포함되어 있다. 제주도에 존재하는 수많은 자연동굴 중에 도로와 교차하는 위치 중 제주도 한림 재암천굴을 대상으로 CaveBIM 기반의 디지털 트윈 구축에 관한 연구를 수행 중이다. 본 연구에서는 3D 레이저 스캐너를 사용한 동굴 형상 정보모델링, 지질 정보 및 지구물리탐사 자료를 활용한 3D 지질 모델링, 드론을 활용한 재암천굴 상부 도로 주변 현황 정보모델링 등의 개별 데이터 구축과 통합을 통해서 디지털화하는 과정을 포함하고 있다. 본 연구에서는 한림-제주 지역에 대한 전역모델(GSM) 및 재암천굴에 대한 국부모델(LSM)을 구축하였다. 또한 재암천굴에 대한 LSM 구축 시 교차검증을 수행하여 결과를 비교 및 분석하였다.

토양수분은 불포화대의 공극 내에 존재하는 물로 정의되며, 다양한 수문학적 과정과 밀접하게 연관되어 있다. 본 연구에서는 지하수에 대한 의존도가 높은 농촌지역인 연구지역을 덮고 있는 6가지의 토지이용에 따른 토양수분 함량 및 토양 투수성 비교를 통해 토양수분에 영향을 미치는 요인을 파악하여 향후 연구에 유용한 자료를 제공하는 것을 목적으로 한다. 시계열 자료를 이용하여 자기상관분석, 스펙트럼 밀도분석 및 교차상관분석을 수행하였다. 토양수분 함량은 약한 자기상관성 및 기억효과를 가지며, 강수량이 토양수분 함량에 상당한 영향을 미치는 것으로 사료된다. 토지이용 변화에 따라 포화 수리전도도는 크게 변화하지 않으며, 대신 불균질한 토양의 구조에 의하여 영향을 받는 것으로 보인다.

본 연구에서는 ETAG 027에서 제시하는 수직낙하실험법을 이용하여 100 kJ 낙석에너지를 포획할 수 있는 유연성 와이어로 낙석방지울타리에 대한 성능검증을 실시하였다. 유연성 와이어로프는 스프링과 와이어로프로 구성된 탄성력 증진 로프로서 와이어로프보다 탄성늘음이 향상되어 낙석과 와이어로프와의 접촉시간을 인위적으로 증가시켜 낙석 충격력 경감효과를 유발하고 낙석에너지 흡수효과 또한 향상시켰다. 9.8 kN의 콘크리트 공시체를 낙석방지울타리 상단 10.5 m 높이에서 자유낙하시켜 102.9 kJ의 낙석에너지를 낙석방지울타리에 가한 후 지주거동을 분석한 결과, 지주는 소성비틀림이 발생하였으며 탄성회복 후 최종변형량은 1.15 m로 ETAG 027에서 제시하는 기준인 2.0 m 이하의 결과가 제시되어 유연성 와이어로프 낙석방지울타리는 102.9 kJ의 낙석에너지를 성공적으로 흡수 가능한 것으로 확인되었다.

Preloading을 통한 연약지반처리를 할 때 침하관리는 침하량을 구하고 압밀의 진행상황을 확인하여 이를 실측침하량과 비교 ‧ 분석하여 preloading의 방치기간, 철거시기, 여성토의 결정 등을 확인하는 것을 목적으로 한다. 침하관리를 위해서는 침하량을 예측해야 하는데 실측 data를 기반으로 침하량을 예측하는 방법 중 쌍곡선법을 이용하여 단계성토로 인한 creep 거동을 고려한 연약지반 침하거동해석을 실시하였다. 기존의 쌍곡선법은 단계성토를 통한 연약지반처리 시 최종침하구간의 data만을 통해 침하량을 예측하였으나, 본 논문에서는 각 단계성토의 침하거동을 해석하고 단계성토에 따른 creep 거동 및 초기탄성침하를 고려하여 압밀거동계수(k)를 제시 및 최종압밀침하량을 예측하였다. 단계성토의 침하거동을 고려한 최종압밀침하량 예측결과, 기존의 최종침하구간의 data만 고려하여 예측한 최종압밀침하량(Sr = 1.05 cm)보다 각 단계성토별 α, β값을 통하여 예측한 최종압밀침하량(Sr = 0.50 cm)이 더 정확한 값을 예측하였다.

지반 내부에 설치된 시트파일(sheet pile)의 근입 심도 확인을 위해 두 종류의 탐사기법을 활용하여 조사를 수행하였다. 탄성파탐사 원리를 활용하여 지반을 통해 전달되는 P파의 이동 속도 및 3성분 운동방향 분석을 통해 근입 심도를 추정하였다. 또한 시추공내의 전극배열에 따른 겉보기 비저항을 측정하는 전기 검층의 원리를 활용하여 단극-단극(pole-pole) 방법과 단극-쌍극(pole-dipole) 방법으로 각각 분석하여 근입 심도를 추정하였다. 그 결과, P파 검층에서 근입 심도는 9.0 m (±1.5 m), 전기검층에서 근입 심도는 7.5 m로 확인되었다. 다양한 물질들이 지반 내부에 존재하는 현장의 특성 상 전기탐사의 노이즈가 적어 탐사에 적합한 것으로 판단된다.

내진설계에서 지반의 안정성을 향상시키기 위해서는 지진하중을 받는 지반의 동적거동을 이해하는 것이 필수적이다. 따라서 지반의 동적거동을 이해하는데 진동대 시험은 중요한 실험 중 하나이다. 이러한 진동대 시험에서 가장 중요한 인자 중 하나인 경계조건에 대한 영향성을 확인하고자 하였다. 본 연구의 목적은 지진하중에 의한 모형사면의 위치별 경계조건의 영향성을 확인하고자 한다. 연성토조(laminar shear box, LSB)안에 모형사면을 제작하여 위치에 따라 경계조건의 영향을 확인하였다. 토조 벽면으로부터 100, 50, 25 cm 지점에 각각의 모형사면을 조성하여 동일한 크기의 정현파 지진하중을 입력하였다. 그 결과, 모형사면에 대한 진동대 실험 시 25 cm 지점에 위치한 경우는 경계조건의 영향을 크게 받아 가속도가 증폭하는 모습을 확인할 수 있었으며 50~100 cm 지점에 위치한 경우 경계조건의 영향이 감소하여 적합한 위치로 판단되었다.

2020년 8월 집중호우로 인하여 전라남도 곡성지역에 토석류가 발생하여 5명이 사망하는 재난이 발생하였다. 이 지역을 대상으로 하여 사진 측량을 통해 0.03 m의 고해상도 지형정보를 구축하고 토사의 붕괴량을 측정하였다. 또한 Flo-2D를 이용하여 토석류의 유량과 지형정보의 차이에 따라 유동심, 유속, 확산면적에 대하여 민감도 분석을 수행하였다. 유량이 높아질수록 토석류의 유동심, 유속, 확산면적이 높아지며 고해상도 지형정보와 저해상도 지형정보와의 결과 차이도 높아지는 것으로 나타났다. 그리고, 고해상도의 지형정보를 적용하였을 때 실제의 토석류 흐름방향과 유사하게 계산되어 고해상도 지형정보의 적용이 토석류 해석 결과의 정확성을 높이는 결과를 정량적으로 분석하였다. 추가로 항복응력과 점성과 같은 지질정보에 대해 고려하면 전반적으로 실제 토석류의 확산 정보보다 작게 계산된 결과를 보완할 수 있을 것으로 판단된다.

이 연구는 포항시 흥해지역 지하수, 하천수, 저수지의 해수 혼합과 산성화, 그리고 포항지진(2017년 11월 15일)으로 인한 액상화 유출수의 기원에 대해서 알아보았다. 연구지역은 제3기 퇴적암층 지질로 구성된다. 지하수 6점, 저수지 5점, 하천수 4점, 액상화 유출수 2점, 해수 1점의 시료를 채취하여 화학성분과 산소 및 수소 동위원소를 분석하였다. 연구지역 중심을 동서로 관통하는 곡강천은 서쪽에서 동해쪽으로 흐른다. 하천 하부지역의 지하수와 저수지는 pH 4 이하의 산성수로 황산염이 부화된 Ca(Mg)-SO₄의 수질화학적 유형을 보인다. 제 3기 지층에서 확인되는 황철석의 산화에 의해 기원한 것으로 보이는 Al, Mn, Fe 성분이 특징적으로 높은 농도를 보인다. 하천 상부지역은 하천을 따라서 유입된 염수가 혼합되어 지하수는 Ca(Na)-HCO₃(Cl) 유형의 화학적 특성을 보인다. δD와 δ¹⁸O 동위원소 분석 결과 모든 물은 GMWL을 따라서 분포하며, 저수지는 증발작용으로 부화된 특성을 보인다. 화학성분과 동위원소 조성으로 볼 때 액상화 유출수 2점은 충적층으로 확산된 인접한 하천수, 그리고 염수화가 일부 진행된 심부와 천부 지하수가 용출된 것으로 보인다.

본 연구는 충주시 산척면 상산마을 일대 임도 비탈면을 대상으로 지질 및 지형 인자 중 산사태 발생에 영향력이 큰 인자를 선정하기 위하여 수행되었다. 연구지역은 집중호우 기간에 반경 2 km 이내에서 집중적으로 다수의 산사태가 발생했기 때문에 동일 강우조건 및 식생 조건으로 가정할 수 있다. 따라서 이들의 영향을 배제한 상태로 지형적 요인 및 토층의 물리 ‧ 역학적 특성과 관련된 인자들만의 영향도를 파악할 수 있는 지역이다. 산사태 발생지점 37개소와 미발생 지점 45개소를 대상으로 현장조사, 실내시험, 지형 공간분석 등을 통해 토층의 물리 ‧ 역학적 자료 및 비탈면의 지형 자료를 수집하였다. 수집된 자료를 대상으로 이상치 제거, 최소-최대 정규화, 다중공선성 진단의 순으로 전처리를 수행하였고, 9개의 독립변수를 선정한 후 구조방정식 모형분석과 로지스틱 회귀분석을 실시하였다. 통계학적 분석 결과, 토층두께, 공극률 및 포화단위중량이 연구지역의 산사태 발생에 크게 영향을 미친 것으로 파악되며, 상기 3개 인자의 영향도 합계는 구조방정식 모형분석에서 전체의 71%, 로지스틱 회귀분석에서 전체의 83%를 차지하는 것으로 분석되었다.

중간주응력을 고려한 마찰재료의 파괴거동에 대한 확고한 이해는 대심도 보어홀 안정성 및 단층해석 등과 관련된 현장 적용의 고도화를 위한 필수적인 과정이다. 본 연구는 진삼축압축 조건을 물리적으로 구현하는 장비를 설계 ‧ 제작하였으며 마찰재료로 제작된 석고 시료에 대한 진삼축압축시험을 통하여 재료의 파괴거동 특성을 논의하고 삼차원파괴함수의 적용성을 검토하였다. 진삼축압축시험을 위한 석고 재료는 52(w) × 52(l) × 104(h) mm의 직육면체 시료로 성형하였으며 다양한 조합의 σ₃, σ₂의 조건으로 총 24회의 진삼축압축시험이 수행되었다. 또한, 삼차원 파괴기준식의 파라미터로 사용되는 석고의 강도정수 측정을 위하여 전통적인 일축압축시험 및 삼축압축시험이 수행되었다. 석고 재료의 응력-변형 특성은 중간주응력과 최소주응력의 차이가 클수록 취성거동이 더욱 강하게 나타났으며, 시료의 강도 및 변형은 중간주응력의 변화를 반영하는 것으로 평가되었다. 주응력 좌표계에서 시험 데이터에 대한 비선형 다중회귀분석을 수행한 결과 수정 Wiebols-Cook 파괴기준 및 수정 Lade 파괴기준이 석고 시료에 대한 삼차원 파괴기준으로 가장 적합하였다.

지구 자기장의 고영년변화(PSV)를 이용하면 시대 미상의 고고학적 유적에 대한 연대측정이 가능하며, 이를 고고지자기 연대측정 기법이라 한다. 고고지자기 연대측정을 위해서는 비쌍극자기장을 반영하는 그 지역의 PSV 모델이 필요하다. 그동안 국내에서는 자료의 부족으로 시험적 한반도 영년변화 곡선(t-KPSV)을 사용하였으나, 이는 서남 일본의 영년변화(JPSV)로부터 수학적인 계산을 사용한 곡선이므로, 비쌍극자기장의 영향을 고려하지 못하여 신뢰성이 부족하다. 이번 연구는 그동안 한반도에서 수행된 고고지자기학적 연구 결과와 이미 발표되어 신뢰할 수 있는 연구 자료를 바탕으로 한반도 삼국 시대(원삼국 시대 포함)에 해당하는 AD 1~600년 동안의 PSV를 분석하여 곡선을 제시하였다. 제시된 PSV 곡선은 전 지구적 지자기 예측 모델과 비교 분석하였으며, 시험적 한반도 고영년변화(t-KPSV) 곡선과도 비교하였다. 선별된 고고지자기 방향 자료는 시료 수(N) ≥ 6개와 높은 신뢰도를 보이는 통계자료(α95 ≤ 7.8°, k ≥ 57.8)를 보였으며, 전국의 16개 지역에서 총 49개의 자료로 구성된다. 수집한 자료의 고고학적 연대는 방사성 탄소연대측정 결과와 고고학적 편년을 사용하였고, 연대 오차는 ±200년 이하의 기준으로 선별하였다. 선별된 자료들은 편각 341.7~20.1°, 복각 43.5~60.3°의 범위에 분포하며, 이동창문기법(moving window method)을 사용하여 과거 600년간 한반도 PSV 곡선인 KPSV0.6k를 제시하였다. 제시된 모델은 기존의 t-KPSV 곡선과 차이를 보이며, 전 지구적 지자기 모델(ARCH3K.1, CALS3K.4, SED3K.1)에 대비한 결과, 모델들과 방향의 변화 경향이 일치하였으며, 특히 ARCH3K.1 모델이 본 연구에서 제시한 KPSV0.6k와 가장 잘 일치하였다. 이러한 결과는 한국과 일본이 지리적으로는 근접해 있으나 비쌍극자기장 영향이 매우 다르게 나타나며, 따라서 이러한 영향이 고려된 전 지구적 모델이 한반도의 영년변화를 보다 잘 나타낼 수 있는 것으로 해석된다. 따라서 고고지자기 연대측정을 위해서 독자적 영년변화 곡선 구축이 필요하며, 보다 정교한 전 지구적 모델을 위해 보다 많은 신뢰성 높은 한반도의 고고지자기 자료 확보가 필요한 것으로 판단된다. 실제 고고학적 유적지를 대상으로 실시한 고고지자기 연대측정 결과, KPSV0.6k와 ARCH3K.1 모델에선 고고학적 편년과 일치하는 연대를 제시하였다.

최근까지 전 세계 에너지 수요는 화석연료(석유, 석탄, 천연가스)에 의존해왔으며, 이로 인해 지구온난화와 같은 심각한 전 지구적 환경 변화를 유발하고 있다. 에너지 관련 분야의 연구자들은 가장 유망한 에너지 운반체이자 지속 가능한 에너지 개발의 핵심 기술인 수소 에너지에 주목하고 있다. 수소 연료는 생산을 위해 사용되는 연료와 공정처리과정에 따라 그레이수소, 블루수소, 그린수소 등으로 분류된다. 지질학자들은 수소 에너지 개발을 위해 사문암화작용 또는 열수변질작용에 의한 비생물기원 수소 생산메커니즘 규명 연구를 진행하고 있다. 특히, 미국, 호주, 프랑스 등의 국가에서는 실내실험 규모의 물-암석 반응 실험을 통해 다양한 조건에서의 수소 생산성을 연구하였으나, 국내에서는 비생물기원 수소에 대한 연구가 거의 진행된 바 없는 실정이다. 이에 본 리뷰에서는 비생물기원 수소 생산을 위해 물-암석 반응 실험을 진행한 해외 연구 사례의 현황을 파악하고 향후 국내 비생물기원 수소 생산 실험을 위한 발전방향을 제시하였다.

최근 지중저장기술(예, 온실가스 심지층 처분, 인공지열저류층 발전 등)이 활발히 수행됨에 따라, 유체 주입과 저장부지 안정성 사이의 역학적 관계에 관한 정량적 이해의 중요성이 인지되고 있다. 지중 유체 주입은 공극압 및 지중응력 교란과 지층의 역학적 불안정성을 야기할 수 있어, 유체 주입에 대한 다공탄성 수치 모형 구축이 요구된다. 본 연구에서는 순차적인 COMSOL-PyLith-COMSOL 유체 주입-유발지진 다공탄성 수치 모사를 수행한다. 유한요소 상용 소프트웨어인 COMSOL을 이용해 단층에 가해지는 쿨롱 파괴 응력(CFS) 변화를 시간에 따라 추적하였고, CFS 변화량이 임계값(예, 0.1 MPa)을 초과할 경우, 모형의 정보(기하구조, 물성 등)를 유한요소 오픈소스 코드인 PyLith로 이동시키는 알고리즘을 구축했다. PyLith는 단층의 미끄러짐을 모사하고, 미끌림에 의한 변위장을 획득한다. 이후 변위장을 COMSOL로 이동시켜 지진에 의한 응력 및 표면 변위를 계산한다. 수치 모사 결과, 주입 기간 중엔 주입정 근거리에서 큰 변화(공극압, CFS 변화 등)를 보였고, 주입 종류 후에는 잔류 응력이 원거리 영역으로 확산하는 양상이 나타났다. 이는 주입 종료 후 지속적인 모니터링의 필요성을 제안한다. 또한, 단층과 주입층 물성(예, 투수계수, Biot-Willis 계수)에 따른 CFS 변화량 비교는 주입정 위치 선정 시 주입층 및 주변 지층에 대한 물성 파악이 중요함을 의미한다. 단층 미끄러짐 양에 따른 표면 변위 및 이암층에 가해지는 편차응력은 다양한 단층 미끌림 시나리오 설정의 필요성을 지시한다.

기후변화로 인한 극한 강우 및 지구 온난화로 인해 도심지 홍수 및 열성현상 저감을 위한 대책이 필요한 실정이다. 이에 본 연구에서는 보강섬유(아라미드, 탄소섬유)를 이용한 친환경 투수블록을 개발하고자 하였고, 기존의 투수블록과 비교하여 환경문제 및 구조적인 안정성을 확보할 수 있도록 최적의 시멘트 사용량일 줄이고 산업부산물인 고로슬래브 미분말을 사용한 배합비를 개발하고자 하였다. 실험결과, 일축압축시험을 실시한 결과 재령 28일을 기준으로 섬유를 보강하지 않은 경우는 26.1 MPa, 탄소섬유의 경우는 29.4 MPa, 아라미드섬유의 경우는 31.82 MPa인 것을 확인할 수 있었다. 인터로킹 오차시험의 경우 각 구역에서 1.5 cm, 1.6 cm, 2 cm로 적절한 틈이 있는 모습을 확인할 수 있었다. 투수시험의 결과는 섬유가 보강되지 않은 경우 k = 1.12 × 10^-2 cm/sec, 아라미드섬유는 k = 1.13 × 10^-2 cm/sec, 탄소섬유는 k = 1.11 × 10^-2 cm/sec으로 비슷한 것을 확인할 수 있었으며 기준인, 1.0 × 10^-2 cm/sec 보다는 크게 측정된 것을 확인할 수 있었다.

본 연구에서는 고강도 결합 매입말뚝 흙막이 공법의 안정성을 검증하고 그에 따른 현장 적용성을 확인하고자 하였다. 따라서 C.I.P 흙막이 공법과 고강도 결합 매입말뚝 흙막이 공법을 수치해석으로 비교 ‧ 분석하였으며, 고강도 결합 매입말뚝 흙막이 공법이 적용된 현장의 계측 Data와 수치해석 결과를 비교 ‧ 분석하여 지반거동 및 고강도 결합 매입말뚝 흙막이 공법의 안정성 및 현장 적용성을 검증하고자 하였다. 실험결과, 단면력의 경우 고강도 결합 매입말뚝 흙막이벽이 C.I.P 흙막이벽보다 변위는 최소 13.6%~최대 19.7%가 감소하였고, 전단력은 최소 0.7%~최대 4.7% 정도 증가하였다. 또한 휨모멘트의 경우 최소 4.5%~최대 8.8%정도 증가하는 경향을 보였다. 굴착주변 지반의 침하량을 검토한 결과, C.I.P 흙막이벽이 최대 46.89 mm, 고강도 결합 매입말뚝 흙막이벽이 39.37 mm로 산정되었으며, 고강도 결합 매입말뚝이 C.I.P 흙막이벽에 비해 최대 침하량이 약 17% 정도 작게 산정되었다. 현장지반을 대상으로 탄소성보법에 의해 산정된 최대 휨모멘트와 전단력을 적용하여 고강도 결합 매입말뚝 흙막이벽체를 설계한 결과, 모두 탄성영역 내에서 부재력이 발생되어 안전한 것으로 나타났다.

도자기 제작을 위한 점토의 사용은 오랜 역사를 가지고 있지만, 도자기 업계에서 특정 목적으로 흙을 사용하기 위해서는 이 흙이 적정한 물리적 특성을 충족해야 한다. 이 연구의 목적은 다른 유형의 점토에 대하여 도자기 재료로서 점토의 물리적 및 광물성분을 비교 평가하는데 있다. 이 연구를 위하여 도재상에 따라 자신들만의 비법으로 제작하여 널리 판매하고 있는 백자토, 청자토, 산청토, 분청토, 조형토에 대한 물성실험을 수행하였고, XRF와 XRD 분석을 통하여 화학성분과 구성광물을 정량화하였다. 태토의 종류별 흙의 입도분포, 광물성분, 가소성 범위를 제시하였다. 실험결과를 비교하여 각 도재상에서 특정 유형의 도자기를 생산하는 흙들의 물성 및 광물조성의 상관관계를 결정하였다. 국내에서는 토질실험을 활용한 태토의 정량적인 연구가 미흡한 상태이므로 향후 국내 도자기 산업의 발전을 위해서는 이에 대한 적극적인 연구가 필요하다.

본 연구에서는 제주도의 중제주 수역 내에 위치하는 총 12개 지하수 관정에서 미래 30일 기간의 지하수위를 예측할 수 있는 모델을 개발하였다. 예측 모델개발을 위해 시계열 예측에 적합한 딥러닝 기법의 하나인 누적 장단기 메모리(stacked-LSTM) 기법을 이용하였으며, 2001년에서 2022년 동안 관측된 일 단위 강수량, 지하수 이용량 및 지하수위 자료가 예측 모델개발에 활용되었다. 특히, 본 연구에서는 입력자료의 종류 및 과거 자료의 순차 길이에 따라 다양한 모델을 구축하고 성능을 비교함으로써 딥러닝 기반 예측 모델개발에서 고려하여야 할 사항에 대한 검토와 절차를 제시하였다. 예측 모델개발 결과, 강수량, 지하수 이용량 및 과거 지하수위를 모두 입력자료로 활용하는 모델의 예측성능이 가장 뛰어난 것으로 확인되었으며, 입력으로 활용되는 과거 자료의 순차가 길수록 예측의 성능이 향상됨을 확인하였다. 이는 제주도의 깊은 지하수위 심도로 인하여 강수와 지하수 함양 간 지연시간이 길기 때문으로 판단된다. 이뿐만 아니라, 지하수 이용량 자료의 경우, 모든 이용량 자료를 활용하는 것보다 예측하고자 하는 지점의 지하수위에 민감한 영향을 주는 관정을 선별하여 입력자료로 이용하는 것이 예측 모델의 성능 개선에 긍정적 영향을 주는 것을 확인하였다. 본 연구에서 개발된 지하수위 예측 모델은 현재의 강수량 및 지하수 이용량을 기반으로 미래의 지하수위를 예측할 수 있어 미래의 지하수량에 대한 건전성 정보를 제공함에 따라 적정 지하수량 유지를 위한 다양한 관리방안 마련에 도움이 될 것으로 판단된다.

본 연구에서는 기존 패커를 개량한 하이브리드패커를 장착한 수압암반절개시스템을 벤치컷 공법에 적용하였다. 하이브리드패커는 주입압을 이용하여 수압파쇄균열을 생성시키고 고무패커를 팽창시켜 수압파쇄균열을 확장하고 연장시키는 두 가지 기능을 하나의 패커에 접목시킨 패커시스템으로, 무소음 ‧ 무진동 수압암반절개에 효율적으로 적용할 수 있도록 설계되었다. 본 연구에서는 벤치컷 굴착을 위해 사면 최상단에 설치된 실험공과 자유면으로부터의 이격거리와 주입설정 등 실험조건을 조정하면서 현장실험을 수행하여 주입조건에 따른 암반 굴착 효율성을 비교하였다. 5 m의 이격거리를 지닌 조건에서는 굴착이 이루어지지 않은 부분이 발생하였으나 1 m의 이격거리에서는 굴착되지 않은 부분이 발생하지 않았다. 주입압에 의해 생성된 수압파쇄균열은 대체적으로 자유면과 평행하게 발달하여 고무팽창에 의해 확장 및 연장되어 벤치컷 굴착이 용이하게 이루어졌다. 벤치컷 암반 굴착에 수압암반절개공법을 체계적으로 적용하기 위해서는 다양한 암반 상태에 대하여 실험조건을 변화하면서 현장실험 결과를 축적하여야 할 것으로 판단된다.