• Research Article

    Analysis of the Effect of Soil Depth on Landslide Risk Assessment

    산사태 조사를 통한 토층심도가 산사태 발생 위험성에 미치는 영향 분석

    Man-Il Kim, Namgyun Kim, Jaehwan Kwak, Seung-Jae Lee

    김만일, 김남균, 곽재환, 이승재

    This study aims to empirically and statistically predict soil depths across areas affected by landslides. Using soil depth measurements from a landslide …

    산사태 발생지역에서 측정된 토층심도 자료를 토대로 경험적 내지 통계적으로 토층심도를 예측하기 위하여 지형고도 기반의 Z-model과 확률론적 통계모델을 활용하여 산사태 발생구간에 대한 토층심도를 …

    + READ MORE
    This study aims to empirically and statistically predict soil depths across areas affected by landslides. Using soil depth measurements from a landslide area in Korea, two sets of soil depths are calculated using a Z-model based on terrain elevation and a probabilistic statistical model. Both sets of calculation results are applied to derive landslide risk using the saturated infiltration depth ratio of the soil layer. This facilitates analysis of the infiltration of rainfall into soil layers for a rainfall event. In comparison with the probabilistic statistical model, the Z-model yields soil depths that are closer to measured values in the study area. Landslide risk assessment in the study area based on soil depth predictions from the two models shows that the percentage of first-grade landslide risk assessed using soil depths from the probabilistic statistical model is 2.5 times that calculated using soil depths from the Z-model. This shows that soil depths directly affect landslide risk assessment; therefore, the acquisition and application of local soil depth data are crucial to landslide risk analysis.


    산사태 발생지역에서 측정된 토층심도 자료를 토대로 경험적 내지 통계적으로 토층심도를 예측하기 위하여 지형고도 기반의 Z-model과 확률론적 통계모델을 활용하여 산사태 발생구간에 대한 토층심도를 산정하고, 이를 토대로 강우사상에 따라 토층 내로 강우의 침투특성을 반영하여 분석할 수 있는 토층에 대한 포화깊이비 개념을 접목하여 산사태위험도 분석을 수행하였다. 그 결과, Z-model로 예측된 토층심도가 확률론적 통계모델로 산정된 결과보다는 본 연구지역에서 측정된 토층심도와 비교적 유사하게 산정된 것으로 나타났다. 이를 토대로 산사태 발생지역에 대해 확률론적 통계모델로 예측된 토층심도를 적용해 분석한 결과가 Z-model로 산정된 결과보다 산사태위험도 1등급 분포 비율이 2.5배 이상 높게 나타났다. 이는 토층심도가 직접적으로 산사태위험도 평가에 영향을 주는 것을 의미하는 것으로 산사태위험도 분석을 위해서는 대상지역의 토층심도 자료의 획득 및 적용이 중요함을 의미한다.

    - COLLAPSE
    30 September 2022
  • Research Article

    Tafoni Patterns on Tuff Slopes in Gogulsa Temple, Gyeongju and Its Microstructural Properties

    경주 골굴사 응회암 사면의 타포니 분포 특성과 미세구조

    Chang-Oh Choo, Jin-Kook Lee

    추창오, 이진국

    There are a variety of types in tafoni formed in Miocene tuff from Golgulsa, Gyeongju. Tuff bearing tafoni was quite weathered, composed …

    경주시 골굴사 신생대 응회암에서는 다양한 형태의 타포니가 다수 발달한다. 응회암은 풍화변질되어 있는데, 석영, 장석류, 운모, 버미큘라이트, 녹니석, 스멕타이트와 제올라이트 광물인 아날사이트 등으로 …

    + READ MORE
    There are a variety of types in tafoni formed in Miocene tuff from Golgulsa, Gyeongju. Tuff bearing tafoni was quite weathered, composed of quartz, feldspars, micas, vermiculite, chlorite, smectite, and analcite. In the early stage of the tafoni development, tafoni preferentially formed from cavities where volcanic breccias were removed or from microcavities where microcrystals were chemically altered. Small tafoni grew into large one by merging each other. The orientation of tafoni is inversely arranged to slopes, with slight inclination toward the inner cavity. Height, width, and depth of tafoni are closely interrelated: the correlation coefficients are 0.839 (width-height), 0.900 (width-depth), and 0.856 (height-depth), respectively. Removal of walls between tafoni resulted in lenticular or crescent forms, and small tafoni laterally combined to large tafoni. Large tafoni is weak because of high porosity and low strength compared to normal slope. Therefore, systematic monitoring for slope strength, pore proportion and volume, and growth of cavity needs to secure the slope stability where tafoni in Golgulsa is widespread.


    경주시 골굴사 신생대 응회암에서는 다양한 형태의 타포니가 다수 발달한다. 응회암은 풍화변질되어 있는데, 석영, 장석류, 운모, 버미큘라이트, 녹니석, 스멕타이트와 제올라이트 광물인 아날사이트 등으로 구성된다. 타포니는 초기 단계에서는 각력이 제거된 동공이나, 응회암 결정 입자의 풍화변질에 의해 형성된 미세 동공에서부터 시작하여 점차 확대된다. 타포니는 사면의 반대방향으로 약하게 경사지면서 발달한다. 타포니의 상관계수는 폭-높이 0.839, 폭-깊이 0.900, 높이-깊이 0.856인데 서로 밀접한 관련성이 있다. 타포니 벽체가 제거되면 반달형이나 신장된 타포니로 되는데, 작은 동공들이 횡적으로 병합되면서 확대된다. 커다란 타포니 동공들은 암반 사면에 비하여 내부가 비어있기 때문에 암반의 강도가 더 낮다. 따라서 타포니 사면의 강도, 동공의 비율, 체적, 합병 양상에 대한 지속적인 모니터링이 요구된다.

    - COLLAPSE
    30 September 2022
  • Research Article

    Evaluation of the Stability of Ipseok-dae Columnar Joints in Mudeungsan National Park Using 3DEC

    3DEC을 이용한 무등산국립공원 입석대 주상절리대의 안정성 평가

    Jeongdu Noh, Seong Sueng Kang

    노정두, 강성승

    Numerical analysis performed to predict the behavior of Ipseok-dae columnar joints in Mudeungsan National Park to understand their stability and movement. The …

    본 연구에서는 무등산국립공원 입석대 주상절리대의 거동을 예측하고 안정성을 파악하기 위하여 수치해석을 실시하였다. 수치해석은 불연속체 해석이 가능한 개별요소법 기반인 3DEC을 사용하였다. 수치해석 시 …

    + READ MORE
    Numerical analysis performed to predict the behavior of Ipseok-dae columnar joints in Mudeungsan National Park to understand their stability and movement. The numerical analysis technique, 3DEC, is based on the discrete element method that can analysis discontinuities. The analysis used data for material properties derived from laboratory tests, which found that average density was 2.68 kN/m3, average normal stiffness was 3.15 GPa/m, average shear stiffness was 1.00 GPa/m, average cohesion was 0.51 MPa, and the average friction angle was 33°. The Ipseok-dae columnar joints were modeled on the basis of the field survey data for 15 joints located between the observation platform and the hiking trail. The numerical analysis assessed the behavior of each columnar joint by interpreting the displacement of the edges of its upper and lower surfaces. The greatest maximum displacement was found in columnar joint No. 6, and the greatest minimum displacement was found in joint No. 11. Analyzing the movements of five discontinuities in joint No. 11 indicated that the maximum displacement occurred at the 2nd level. The other levels were ordered 5th, 4th, 1st, and 3rd in terms of subsequent greatest displacements. Considering the total displacement in the 15 studied joints, the Ipseok-dae columnar joints are judged to be stable. However, considering the cultural and historical value of Mudeungsan National Park, it is regarded that the currents slope stability should be maintained by monitoring the individual rock blocks of the joints.


    본 연구에서는 무등산국립공원 입석대 주상절리대의 거동을 예측하고 안정성을 파악하기 위하여 수치해석을 실시하였다. 수치해석은 불연속체 해석이 가능한 개별요소법 기반인 3DEC을 사용하였다. 수치해석 시 사용한 지반 물성의 결과 평균 밀도는 2.68 kN/m3 평균 수직강성은 3.15 GPa/m, 평균 전단강성은 1.00 GPa/m, 평균 점착력은 0.51 MPa, 평균 마찰각은 33°으로 나타났다. 입석대 주상절리대 전망대와 등산로 사이 15개의 입석대 주상절리대에 대하여 현장조사 결과를 바탕으로 모델링을 실시하였다. 수치해석 시 주상절리 윗면과 밑면의 모서리의 변위를 분석하여 각 주상절리의 거동을 분석하였고, 최대 변위는 6번 주상절리에서 약 0.67 mm로 가장 크게 나타났고, 최소 변위는 11번 주상절리에서 0.21 mm로 가장 크게 나타났다. 수치해석 결과 최소변위가 가장 크게 발생한 11번 주상절리 내부의 분리면 5개 거동을 분석한 결과 2층에서 가장 큰 변위가 발생하였고, 그 다음으로 5층, 4층, 1층, 그리고 3층 순으로 나타났다. 이를 통해 입석대 주상절리 15개에서 발생한 변위의 총량을 고려하면 안정한 것으로 판단된다. 하지만 무등산국립공원의 문화적, 역사적 가치를 고려해볼 때 사면전체 안정성 뿐만 아니라 입석대 주상절리 개별 블록에 대한 모니터링도 실시하여 현재의 안정성을 유지해야할 것으로 사료된다.

    - COLLAPSE
    30 September 2022
  • Research Article

    Damage Proxy Map over Collapsed Structure in Ansan Using COSMO-SkyMed Data
    Arip Syaripudin Nur, Muhammad Fulki Fadhillah, Young-Hoon Jung, Boo Hyun Nam, Yong Je Kim, Yu-Chul Park, Chang-Wook Lee
    An area under construction for a living facility collapsed around 12:48 KST on 13 January 2021 in Sa-dong, Ansan-si, Gyeonggi-do. There were … + READ MORE
    An area under construction for a living facility collapsed around 12:48 KST on 13 January 2021 in Sa-dong, Ansan-si, Gyeonggi-do. There were no casualties due to the rapid evacuation measure, but part of the temporary retaining facility collapsed, and several cracks occurred in the adjacent road on the south side. This study used the potential of synthetic aperture radar (SAR) satellite for surface property changes that lies in backscattering characteristic to map the collapsed structure. The interferometric SAR technique can make a direct measurement of the decorrelation among different acquisition dates by integrating both amplitude and phase information. The damage proxy map (DPM) technique has been employed using four high-resolution Constellation of Small Satellites for Mediterranean basin Observation (COSMO-SkyMed) data spanning from 2020 to 2021 during ascending observation to analyze the collapse of the construction. DPM relies on the difference of pre- and co-event interferometric coherences to depict anomalous changes that indicate collapsed structure in the study area. The DPMs were displayed in a color scale that indicates an increasingly more significant ground surface change in the area covered by the pixels, depicting the collapsed structure. Therefore, the DPM technique with SAR data can be used for damage assessment with accurate and comprehensive detection after an event. In addition, we classify the amplitude information using support vector machine (SVM) and maximum likelihood classification algorithms. An investigation committee was formed to determine the cause of the collapse of the retaining wall and to suggest technical and institutional measures and alternatives to prevent similar incidents from reoccurring. The report from the committee revealed that the incident was caused by a combination of factors that were not carried out properly. - COLLAPSE
    30 September 2022
  • Research Article

    Application of Dimensional Expansion and Reduction to Earthquake Catalog for Machine Learning Analysis

    기계학습 분석을 위한 차원 확장과 차원 축소가 적용된 지진 카탈로그

    Jinsu Jang, Byung-Dal So

    장진수, 소병달

    Recently, several studies have utilized machine learning to efficiently and accurately analyze seismic data that are exponentially increasing. In this study, we …

    최근, 다수의 연구가 지수적으로 증가하는 지진 자료를 효율적이고 정확하게 처리하기 위해 기계학습을 활용하고 있다. 본 연구는 지진의 발생 시간, 위치, 규모의 정보를 …

    + READ MORE
    Recently, several studies have utilized machine learning to efficiently and accurately analyze seismic data that are exponentially increasing. In this study, we expand earthquake information such as occurrence time, hypocentral location, and magnitude to produce a dataset for applying to machine learning, reducing the dimension of the expended data into dominant features through principal component analysis. The dimensional extended data comprises statistics of the earthquake information from the Global Centroid Moment Tensor catalog containing 36,699 seismic events. We perform data preprocessing using standard and max-min scaling and extract dominant features with principal components analysis from the scaled dataset. The scaling methods significantly reduced the deviation of feature values caused by different units. Among them, the standard scaling method transforms the median of each feature with a smaller deviation than other scaling methods. The six principal components extracted from the non-scaled dataset explain 99% of the original data. The sixteen principal components from the datasets, which are applied with standardization or max-min scaling, reconstruct 98% of the original datasets. These results indicate that more principal components are needed to preserve original data information with even distributed feature values. We propose a data processing method for efficient and accurate machine learning model to analyze the relationship between seismic data and seismic behavior.


    최근, 다수의 연구가 지수적으로 증가하는 지진 자료를 효율적이고 정확하게 처리하기 위해 기계학습을 활용하고 있다. 본 연구는 지진의 발생 시간, 위치, 규모의 정보를 확장하여 기계학습에 적용 가능한 자료를 제작한 후, 주성분 분석을 통해 추출한 자료의 주요 성분으로 자료의 차원을 축소하였다. 차원이 확장된 자료는 36,699개의 지진 사건을 포함하는 Global Centroid Moment Tensor 카탈로그로부터 얻은 지진 정보의 통계량으로 구성되었다. 표준화와 최대-최소화 스케일링을 활용하여 자료 전처리를 수행하였으며, 스케일링이 완료된 자료에 주성분 분석을 적용하여 자료의 주요 특징을 추출하였다. 스케일링은 상이한 단위로 인한 특징 값의 차이를 현저히 감소시켰으며, 그 중 표준화는 다른 전처리에 비해서 각 특징의 중앙값을 더 균등하게 변환하였다. 주성분 분석이 스케일링이 적용되지 않은 자료로부터 추출한 여섯 개의 주성분은 원본 자료의 정보를 99% 설명하였다. 표준화와 최대-최소 스케일링이 적용된 자료로부터 추출한 열여섯 개의 주성분은 원본 자료의 정보의 98%를 재구성하였다. 이는 특징 값의 분포가 균등한 자료의 정보를 보존하기 위해서는 더 많은 주성분이 필요함을 지시한다. 본 연구는 지진 데이터와 지진 거동과의 관계를 분석하는 효율적이고 정확한 기계 학습 모형을 훈련시키기 위한 데이터 처리 방법을 제안하였다.

    - COLLAPSE
    30 September 2022
  • Research Article

    Fluid Infiltration Effect on Breakdown Pressure in Laboratory Hydraulic Fracturing Tests
    Melvin B. Diaz, Sung Gyu Jung, Gyung Won Lee, Kwang Yeom Kim
    Observations on the influence of the fluid infiltration on the breakdown pressure during laboratory hydraulic fracturing tests, along with an analysis of … + READ MORE
    Observations on the influence of the fluid infiltration on the breakdown pressure during laboratory hydraulic fracturing tests, along with an analysis of the applicability of the breakdown pressure prediction for cylindrical samples using Quasi-static and Linear Elastic Fracture Mechanics approaches were carried out. These approaches consider fluid infiltration through the so-called radius of fluid infiltration or crack radius, a parameter that is not a material property. Two sets of tests under pressurization rate controlled and injection rate controlled tests were used to evaluate the applicability of these methods. The difficulty of the estimation of the radius of fluid infiltration was solved by back calculating this parameter from an initial set of tests, and later, the obtained relationships were used to predict breakdown pressures for a second set of tests. The results showed better predictions for the injection rate than for the pressurization rate tests, with average errors of 3.4% and 18.6%, respectively. The larger error was attributed to differences in the testing conditions for the pressurization rate tests, which had different applied vertical pressures. On the other hand, for the tests carried out under constant injection rate, the Linear Elastic Fracture Mechanics solution reported lower errors compared to the Quasi-static solution, with values of 3% and 3.8%, respectively. Moreover, a sensitivity analysis illustrated the influence of the radius of fluid penetration or crack radius and the tensile strength on the breakdown pressure, suggesting a need for a careful estimation of these values. Then, the calculation of breakdown pressure considering fluid infiltration in cylindrical samples under triaxial conditions is possible, although larger data sets are desirable to validate and derive better relations. - COLLAPSE
    30 September 2022
  • Research Article

    Experimental Study of the Weight Increase of the Oven Dried Weathered Granite Soil due to Moisture Absorbed during Air Exposure

    노건조된 화강풍화토의 공기 중 노출시 습윤무게 증가에 관한 실험적 연구

    Suk-Joo Kim

    김석주

    This work reports an oven drying test performed on weathered granite soil from Yecheon, Korea, in order to find an effective method …

    본 연구에서는 순수한 흙입자의 무게를 측정하는 유효한 방법을 찾기 위하여 예천지역의 화강풍화토를 대상으로 노건조 시험을 수행하였다. 노건조 후 데시케이터를 사용하는 한국산업표준(KS F)에 …

    + READ MORE
    This work reports an oven drying test performed on weathered granite soil from Yecheon, Korea, in order to find an effective method for measuring the weight of pure soil particles. After samples were oven dried, weights measured following desiccation using the method specified by the Korean Industrial Standard (KS F) were compared with weights measured without prior desiccation. Soil samples exposed to air for 45 min after oven drying absorbed moisture from the air and gradually increased in weight. When a desiccator was used, results measured 30 s after exposure to air indicated weight increases of 0.103-0.735% (depending on the particle size of the soil) relative to equivalent samples measured without desiccation. Using a desiccator after oven drying leads to overestimation of the pure soil weight. Therefore, measuring the weight of a soil sample immediately after oven drying without using a desiccator can reduce the error of weight measurement.


    본 연구에서는 순수한 흙입자의 무게를 측정하는 유효한 방법을 찾기 위하여 예천지역의 화강풍화토를 대상으로 노건조 시험을 수행하였다. 노건조 후 데시케이터를 사용하는 한국산업표준(KS F)에 규정된 방법과 데시케이터를 사용하지 않는 경우에 대하여 비교하였다. 노건조 후 45분간 공기 중에 노출된 흙시료는 공기 중에서 수분을 흡수하여 무게가 점진적으로 증가하였다. 공기 중에 노출 후 30초에 측정된 결과에서 데시케이터를 사용한 경우는 데시케이터를 사용하지 않은 경우에 비하여 흙의 입경에 따라 0.103~0.735%의 무게가 증가되었다. 노건조 후 데시케이터를 사용하면 순수한 흙무게를 과대평가하는 결과가 나타난다. 그러므로, 데시케이터의 사용 없이 노건조 후 시료의 무게를 곧바로 측정하면 흙무게의 측정오차를 감소시킬 수 있다.

    - COLLAPSE
    30 September 2022
  • Technical Note

    Extraction and Analysis of Ganghwa Tidal Flat Channels Using TanDEM-X DEM

    TanDEM-X DEM을 이용한 강화도 갯벌 조류로 추출과 분석

    Ga-Ram Yun, Lyn Kim, Nam-Yeong Kim, Na-Gyeong Kim, Yun-Yeong Jang, Yeong-Jin Choi, Seung-Kuk Lee

    윤가람, 김 린, 김남영, 김나경, 장윤영, 최영진, 이승국

    Recently, research using remote sensing has been active in various fields such as environment, science, and society. The results of research using …

    최근 환경, 과학, 사회 등 다양한 분야에서 원격 탐사를 활용한 연구가 활발해지고 있다. 원격탐사를 활용한 연구의 결과가 수치적인 결과뿐만 아니라 사회 및 …

    + READ MORE
    Recently, research using remote sensing has been active in various fields such as environment, science, and society. The results of research using remote sensing are not only numerical results, but also play an important role in solving and preventing social and scientific problems. The purpose of this thesis is to tell the correlation between the data provided and each data by using remote sensing technology for the tidal flat environment. The purpose of this study is to obtain high-resolution data using artificial satellites during remote sensing to find out information on tidal flat currents. Tidal flats created by erosion, sedimentation, low tide, and high tide contain information about the tidal flat slope and information about the ecosystem. Therefore, it can be considered as one of the very important studies to analyze the overall tidal flow channel. This paper creates a DEM (Digital Elevation Model) through TanDEM-X, and DEM is used as the most basic data to create a tidal channel. The research area is a tidal flat located in the middle of the west coast of Ganghwado tidal flat. By analyzing the tidal channel created, various information such as the slope direction of Ganghwado tidal flat and the shape of the tidal channel can be grasped. It is expected that the results of this study will increase the importance and necessity of using DEM data for tidal flat research in the future, and that high-quality results can be obtained.


    최근 환경, 과학, 사회 등 다양한 분야에서 원격 탐사를 활용한 연구가 활발해지고 있다. 원격탐사를 활용한 연구의 결과가 수치적인 결과뿐만 아니라 사회 및 과학적 문제 해결과 예방하는데 있어 중요한 역할을 하고 있다. 이 논문은 갯벌 환경을 대상으로 원격탐사 기술을 활용하여 제공되는 데이터와 각 데이터의 연관성을 말하고자 하는데 목적을 두고 있다. 원격 탐사 중 인공위성을 활용한 고해상도 데이터를 얻어 갯벌 조류로에 대한 정보를 알아보고자 한다. 침식과 퇴적, 간조, 만조 등의 원인으로 생성되는 갯벌의 조류로는 갯벌 경사에 대한 정보와 생태계에 대한 정보를 내재하고 있다. 따라서 갯벌의 전체적인 조류로를 분석하는 것은 매우 중요한 연구 중에 하나라고 볼 수 있다. 본 논문은 TanDEM-X를 통해 DEM(Digital Elevation Model, 수치표고모델)을 생성하며, DEM은 조류로를 생성하는데 가장 기본적인 데이터로 활용이 된다. 이번 연구 지역은 강화도 갯벌로 서해안 중부에 위치한 갯벌이다. 연구 결과로 생성된 조류로를 분석해보면 강화도 갯벌의 경사 방향과 조류로의 형태 등 다양한 정보를 파악 할 수 있다. 또한 갯벌의 입도분포, 경사도, 밀도도 등의 데이터와 본 연구에서 추출한 조류로와의 연관성이 높은 점을 고려하여 해당 연구의 결과가 앞으로 갯벌 연구에 DEM 데이터의 활용에 대한 중요성과 필요성이 높아지고 양질의 결과를 얻을 수 있다라는 기대를 가져본다.

    - COLLAPSE
    30 September 2022