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Korean Society of Engineering Geology

  • : 대한지질공학회
  • : 공학분야  >  환경공학
  • : KCI등재
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  • : 연속간행물
  • : 계간
  • : 1226-5268
  • : 2287-7169
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수록정보
수록범위 : 1권1호(1991)~29권4호(2019) |수록논문 수 : 992
지질공학
29권4호(2019년 12월) 수록논문
최근 권호 논문
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1Comparison of Different Permeability Models for Production-induced Compaction in Sandstone Reservoirs

저자 : Thanh To , Chandong Chang

발행기관 : 대한지질공학회 간행물 : 지질공학 29권 4호 발행 연도 : 2019 페이지 : pp. 367-381 (15 pages)

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We investigate pore pressure conditions and reservoir compaction associated with oil and gas production using 3 different permeability models, which are all based on one-dimensional radial flow diffusion model, but differ in considering permeability evolution during production. Model 1 assumes the most simplistic constant and invariable permeability regardless of production; Model 2 considers permeability reduction associated with reservoir compaction only due to pore pressure drawdown during production; Model 3 also considers permeability reduction but due to the effects of both pore pressure drawdown and coupled pore pressure-stress process. We first derive a unified stress­permeability relation that can be used for various sandstones. We then apply this equation to calculate pore pressure and permeability changes in the reservoir due to fluid extraction using the three permeability models. All the three models yield pore pressure profiles in the form of pressure funnel with different amounts of drawdown. Model 1, assuming constant permeability, obviously predicts the least amount of drawdown with pore pressure condition highest among the three models investigated. Model 2 estimates the largest amount of drawdown and lowest pore pressure condition. Model 3 shows slightly higher pore pressure condition than Model 2 because stress-pore pressure coupling process reduces the effective stress increase due to pore pressure depletion. We compare field data of production rate with the results of the three models. While models 1 and 2 respectively overestimates and underestimates the production rate, Model 3 estimates the field data fairly well. Our result affirms that coupling process between stress and pore pressure occurs during production, and that it is important to incorporate the coupling process in the permeability modeling, especially for tight reservoir having low permeability.

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2Mechanical Behaviour of Bio-grouted Coarse-grained Soil: Discrete Element Modelling

저자 : Chuangzhou Wu , Bo-an Jang , Hyun-sic Jang

발행기관 : 대한지질공학회 간행물 : 지질공학 29권 4호 발행 연도 : 2019 페이지 : pp. 383-391 (9 pages)

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Bio-grouting based on microbial-induced calcite precipitation (MICP) is recently emerging as a novel and environmentally friendly technique for improvement of coarse-grained ground. To date, the mechanical behaviour of bio-grouted coarse-grained soil with different calcite contents and grain sizes still remains poorly understood. The primary objective of this study is to investigate the influence of calcite content on the mechanical properties of bio-grouted coarse-grained soil with different grain sizes. This is achieved through an integrated study of uniaxial loading experiments of bio-grouted coarse-grained soil, 3D digitization of the grains in conjunction with discrete element modelling (DEM). In the DEM model, aggregates were represented by clump logic based on the 3D morphology digitization of the typical coarse-grained aggregates while the CaCO3 was represented by small-sized bonded particle model. The computed stress-strain relations and failure patterns of the bio-grouted coarse-grained soil were validated against the measured results. Both experimental and numerical investigation suggest that aggregate sizes and calcite content significantly influence the mechanical behaviour of bio-cemented aggregates. The strength of the bio-grouted coarse-grained soil increases linearly with calcite content, but decreases non-linearly with the increasing particle size for all calcite contents. The experimental-based DEM approach developed in this study also offers an optional avenue for the exploring of micro-mechanisms contributing to the mechanical response of bio-grouted coarse-grained soils.

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3인공함양 원수확보를 위한 돌망태 보의 저류 및 취수성능에 관한 연구

저자 : 한일영 ( Il Yeong Han ) , 김규범 ( Gyoo Bum Kim )

발행기관 : 대한지질공학회 간행물 : 지질공학 29권 4호 발행 연도 : 2019 페이지 : pp. 393-403 (11 pages)

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취수보의 저류성능은 유량과 수심의 관계로 평가될 수 있다. 돌망태 취수보의 유량과 수심의 관계는 채움재의 물리적 특성에 따라 달라진다. 본 연구에서는 인공함양 원수확보를 위한 돌망태 취수보의 저류성능을 평가하는데 활용할 기존의 방류량 산출식들을 검토하였다. 채움재의 물리적 특성을 실험변수들과 관계식으로 표현한 기존의 방류량 산출식은 유량과 수심의 관계를 잘 표현하였다. 또한 채움재의 평균입경은 수심확보와 간접취수에 영향을 미치기 때문에 저류성능 뿐 아니라 취수성능에도 중요한 인자임을 알 수 있었다.


The water-storage performance of an intake weir can be evaluated by stage-discharge ratings. The stage-discharge rating of a gabion weir depends on the physical characteristics of the filling materials. This study reviewed existing discharge formulae for the evaluation of the water-storage performance of gabion weirs. A previously published relationship between the characteristics of filling materials and experimental constants was adapted for stage-discharge rating. The mean size of the filling material is the most influential factor for the water intake and water-storage performance of gabion weirs.

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4유도슬롯과 주입공 배열을 이용한 수압암반절개 현장 실험

저자 : 박종오 ( Jong Oh Park ) , 우익 ( Ik Woo )

발행기관 : 대한지질공학회 간행물 : 지질공학 29권 4호 발행 연도 : 2019 페이지 : pp. 405-415 (11 pages)

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수압암반절개에서 유도된 균열은 자유면에서 지반의 최소주응력에 수직인 방향인 자유면과 평행한 방향으로 형성되거나, 기존에 발달한 미세균열의 영향을 많이 받는다. 본 연구에서는 흑운모화강암 사면에서 시추공 축과 평행한 방향으로 유도슬롯을 생성하여 이중패커의 압력 및 인터벌 구간에 수압을 주입하는 수압암반절개 실험을 수행하고 그 결과를 분석하였다. 실험 결과, 이중패커 압력 및 인터벌 구간 내의 주입으로 형성된 균열은 유도슬롯 방향을 따라 미세하게 나타났으며, 일부 균열은 시추공을 가로질러 연장되었다. 따라서 수압암반절개는 절개할 방향으로 유도슬롯을 생성하여 보다 많은 유량을 주입하면 효율적인 유도균열 조절이 가능할 것으로 판단된다.


The cracks induced by hydraulic rock splitting technique are formed in the direction parallel to the free plane, which is perpendicular to the minimum principal stress of the ground, or is affected by the pre-existing microcracks. In this study, the hydraulic rock splitting experiments were conducted in which the guide slot was engraved in the direction parallel to the borehole axis on the biotite granite slope, and the hydraulic pressure was injected through the double packer pressure and interval section. The test results show that the cracks along with the guide slots were induced either by the double packer pressurization or the injection of hydraulic pressure into interval section, some cracks extended across the boreholes. Therefore, the hydraulic rock splitting test is expected to control efficiently the induced cracks if the guide slots are engraved in the direction of splitting and a big flow rate is applied.

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5농업용(전작 및 답작용) 지하수 이용량 추정을 위한 회귀나무 모형의 적용

저자 : 김규범 ( Gyoo-bum Kim ) , 황찬익 ( Chan-ik Hwang )

발행기관 : 대한지질공학회 간행물 : 지질공학 29권 4호 발행 연도 : 2019 페이지 : pp. 417-425 (9 pages)

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농업용 지하수 이용은 국내 지하수 이용량의 51.8%를 차지하고 있어 정확한 이용량 산정은 지하수의 효율적 정책 추진을 위하여 중요하다. 본 연구에서는 370개 관정의 이용량 실측 자료를 토대로 회귀나무 모형을 적용한 농업용(전작 및 답작용) 관정의 지하수 이용량의 산정 기법을 개발하고자 하였다. 모델의 입력 변수는 우물의 심도, 토출관 구경, 양수능력 등 3개가 유의한 것으로 평가되었으며, 모델에서의 각 변수의 중요도는 우물의 심도가 75%, 토출관 구경이 17%, 양수능력이 8%로 나타났다. 회귀나무 모형에 의한 농업용(전작 및 답작용) 관정의 일 이용량은 실측 이용량과 매우 유사한 것으로 평가되었으며, 기존의 국토교통부에서 제시한 추정식에 비하여 실측 이용량에 보다 근사한 것으로 나타났다. 향후 추가적인 실측 표본 자료를 확보하여 본 방법을 보완, 적용한다면 지하수 이용량 통계의 신뢰도가 크게 향상될 것으로 기대된다.


Agricultural groundwater use accounts for 51.8% of total groundwater use, so accurate estimation of groundwater use is important for efficient groundwater management. The purpose of this study is to develop a method for estimating the groundwater use of agricultural (rice farming and dry-field farming) wells using regression tree model based on the measured data of 370 wells. Three input variables of the model were evaluated as being significant: well depth, pipe diameter, and pump capacity, and the importance of each variable was 75% for well depth, 17% for pipe diameter, and 8% for pumping capacity. The daily usage of agricultural (rice farming and dry-field farming) wells by the regression tree model was estimated to be very similar to the actual usage, compared to the previous estimation method proposed by the Ministry of Construction and Transportation. In the future, it is expected that the reliability of the usage statistics will be improved if additional observed data is secured and this classification method is modified.

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6연약지반 상 노상다짐 방법 개선에 대한 연구

저자 : 최현석 ( Hyeonsuk Choi ) , 장호훈 ( Hohun Jang )

발행기관 : 대한지질공학회 간행물 : 지질공학 29권 4호 발행 연도 : 2019 페이지 : pp. 427-437 (11 pages)

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본 연구의 목적은 대단위 연약지반 조성지역에서 도로를 건설할 때 노체층까지 다짐시공 후 압밀처리기간완료에 따른 여성토를 제거하고 노상층을 시공하므로 공사비용, 시간, 현장관리 등의 문제점을 개선 하고자 하였다. 노상층을 연약지반 개량 전에 선시공하여 여성고에 포함시키고 압밀침하 완료 후 선시공된 노상층의 다짐도 유지유무를 현장시험을 통하여 확인하였다. 실험결과, 제 1노상층을 제외한 모든 노상층은 일정하게 유지되었다. 따라서 제 1노상층을 제외하고 시공한다면 도로건설에서 경제적 시공성을 확보하는 것이 유리한 것으로 판단된다.


The purpose of this study is to improve construction cost, time, and field management when constructing a road on soft soil foundation by eliminating extra-banking of subgrade layer after completion of the consolidation process. The subgrade layer was pre-constructed before the soft ground improvement. And then it was confirmed by the field test that the compaction effect was maintained or not after consolidation settlement. As a result of the experiment, all subgrade layers were kept constant except for the top subgrade layer. So it would be advantageous to secure economical and practical in road construction if subgrade layers were constructed exclusive of the top subgrade layer.

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7해석적 모형을 이용한 지하수 양수 및 하천수위 변화에 따른 하천수 감소 특성 분석

저자 : 이정우 ( Jeongwoo Lee )

발행기관 : 대한지질공학회 간행물 : 지질공학 29권 4호 발행 연도 : 2019 페이지 : pp. 439-449 (11 pages)

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하천 건천화 예방 및 하천수와 지하수의 효율적 연계 이용을 위해서는 지하수 이용이 하천의 수량에 미치는 영향 평가가 수반되어야 한다. 이를 위해서는 대수층과 하천의 다양한 수리특성 조건에 대해 지하수 양수에 따른 하천수량의 변화 분석이 필요하다. 본 연구에서는 하천수위 변동을 반영할 수 있고 지하수 양수에 따른 하천수 감소량을 산정할 수 있는 Baalousha 해석해를 이용하여 하천수위가 지수함수적으로 감소하는 경우와, 감소 후 다시 회복되는 경우에 대해 지하수 양수로 인한 하천수 감소량의 변화 특성을 분석하였다. 대수층의 수리특성으로 투수량계수 10~100 m2/d 및 저류계수 0.05~0.3, 하천의 수리특성으로 하상수리전도성 0.01~20m/d, 하천수위 감수상수 0.1~1.0 1/d, 그리고 하천과 관정의 이격거리 100~500 m 조건에 대해 지하수 양수량 대비 하천수 감소량인 하천수 기여도를 산정하고 그 거동 특성을 하천수위 변동 유무에 따라 종합적으로 분석, 제시하였다. 하천수위 감소 영향을 고려하였을 경우 하천수 기여도가 크게 감소하고 하천-관정 이격거리와 수리확산도의 함수인 하천고갈인자 값에 영향을 작게 받는 것으로 나타났으며, 반면에 하천수위 감소 후 회복되는 조건에서의 하천수 기여도는 하천수위 변동이 없는 경우와 큰 차이가 없는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 하천수위 조절을 통해 지하수 양수시 하천수 및 대수층 저류량에 미치는 상대적 영향의 통제가 가능함을 의미한다.


To prevent the drying-out of streams and to make effective use of stream water and groundwater, it is necessary to evaluate the impact of groundwater pumping on nearby streams. To this end, stream depletion due to groundwater pumping should be investigated in terms of various hydraulic characteristics of the aquifer and stream. This study used the Baalousha analytical solution, which accounts for stream-stage variation over time, to analyze stream depletion due to groundwater pumping for cases where the stream level decreases exponentially and recovers after the decrease. For conditions such as an aquifer transmissivity of 10~100 m2 d-1, storage coefficient 0.05~0.3, streambed hydraulic conductance 0.1~1.0 m d-1, stream-well distance 100~500 m, and stage recession coefficient 0.1~1.0 d-1, the contribution of stream water (the dimensionless ratio of stream water reduction rate to groundwater pumping rate) was analyzed in cases where stream level change was considered. Considering the effect of stream-stage recession, the contribution of stream water is greatly reduced and is less affected by the stream-depletion factor, which is a function of the stream-to-well distance and hydraulic diffusivity. However, there is no significant difference in stream depletion under constant- and variable-stage recovery after recession. These results indicate that stream level control can distribute the relative impacts on stream water and aquifer storage during groundwater pumping.

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8유한요소해석을 이용한 복합거동 연결체의 하중지지 특성

저자 : 신희수 ( Hee-soo Shin ) , 김기성 ( Ki-sung Kim ) , 홍승서 ( Seung Seo Hong ) , 김영석 ( Youngseok Kim ) , 안준혁 ( Jun-hyuk Ahn )

발행기관 : 대한지질공학회 간행물 : 지질공학 29권 4호 발행 연도 : 2019 페이지 : pp. 451-460 (10 pages)

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본 논문에서는 고상식(Piloti) 기초가 사용되는 오일샌드 플랜트의 하부기초에 소형강관 말뚝이나 마이크로 파일 등을 마찰 말뚝개념으로 사용할 경우 발생할 수 있는 문제점을 극복하고자 복합거동 연결체를 제안하였다. 말뚝의 개별 침하나 융기(Heaving)를 1개의 군으로 연결하여 복합거동이 가능하도록 하였으며, 하중 지지특성을 분석하였다. 기존 무리말뚝과 말뚝전면(Piled raft) 기초의 장점을 오일샌드 플랜트에 적용 할 수 있도록 복합거동 연결체의 형상을 결정하였다. 또한, 축소모형을 제작하여 하중에 대한 거동을 계측하고, 이를 통해 장치의 안정성 및 취약부위를 검토하여 연결체의 형태를 평가하였다.


In this study, a complex behavior connector is proposed to overcome the problems that may occur when small pile pipe and micro pile is used as a friction pile concept in the lower foundation of an oil sand plant where a piloti foundation is used. The individual settlement and heaving of piles were connected in one group to allow the composite behavior. This study performed to analyze the load carrying capacity to identify a complex behavior. In addition, the shape of the composite behavior connector was examined to apply the advantages of pile-group and piled raft foundations to oil sand plants. A scale model was constructed to measure the behavior of the load. The stability and weakness of the device were selected to determine the shape of the connector using the scale model testing.

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9감마선분광분석기를 이용한 괴산 옥천하부천매암대 일대의 감마선량 평가

저자 : 윤욱 ( Uk Yun ) , 조병욱 ( Byong-wook Cho )

발행기관 : 대한지질공학회 간행물 : 지질공학 29권 4호 발행 연도 : 2019 페이지 : pp. 461-468 (8 pages)

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휴대용 감마선분광분석기를 이용하여 괴산지역 옥천하부천매암대(og2) 주변 일대 77개 지점에서 감마선량을 측정하였다. 전체 시료의 40K 함량은 1.8-8.8% 범위(평균 4.6%)로 Kgr에서 함량이 가장 높았으며, eU의 함량 범위는 0.2-217.9 ppm (평균 16.7 ppm)인데 og2에서 가장 높았으며(중앙값 29.6 ppm)다. eTh의 함량 범위는 11.9-76.5 ppm (평균 29.5 ppm) 이었는데 Kgr의 평균 함량은 45.4 ppm으로 og1, og2, og3의 함량(26.6-30.6 ppm)보다 높았다. og2에 속하는 일부 고 우라늄 지점을 제외한 연구지역의 감마선량에 기여하는 방사성물질은 40K가 절대적이다. 연구지역의 옥외 유효선량률은 0.08-1.71 mSv/y(평균 0.28 mSv/y)의 범위로 나타났다. 유효선량률이 1 mSv를 넘는 지점은 함 우라늄 층이 협재된 og2의 덕평리지역 3지점이며 이를 제외한 나머지 대부분 지역은 정상적인 자연방사선지역에 해당한다.


Gamma-radiation dose rates were measured at 77 points around the Ogcheon lower phyllite zone (og2) in Goesan County, Korea, using gamma-ray spectrometry. Sample K contents were in the range 1.8-8.8% (average 4.6%), highest in Kgr. The eU contents were 0.2-217.9 ppm (average 16.7 ppm), highest in og2 (median 29.6 ppm). The eTh contents were 11.9-76.5 ppm (average 29.5 ppm) and the average eTh content of Kgr was 45.4 ppm, higher than those of Ogcheon meta-sedimentary rocks (og1, og2, and og3) (26.6-30.6 ppm). Except for some high-uranium sites in og2, 40K is the main radioactive material contributing to the gamma-radiation dose in the study area. Our results indicate that the outdoor effective dose rate of the area is 0.08-1.71 mSv y-1 (average 0.28 mSv y-1), with most areas apart from three points in og2 displaying dose rates <1 mSv y-1, which is the normal natural radiation background level.

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10소규모수도시설의 공급량-수요량 모니터링 체계 구축 및 가뭄 대응 방안 연구

저자 : 최정렬 ( Jung-ryel Choi ) , 정일문 ( Il-moon Chung ) , 조현재 ( Hyun-jae Jo )

발행기관 : 대한지질공학회 간행물 : 지질공학 29권 4호 발행 연도 : 2019 페이지 : pp. 469-481 (13 pages)

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가뭄으로 인한 제한급수나 단수로 인해 발생할 수 있는 물 복지 소외지역의 불편과 경제적 피해를 예방하기 위해서는 Sand Dam 건설과 같은 구조적 안정화 방안과 더불어 합리적 수요/공급량 관리 등을 통한 비구조적 관리 대책이 필요하다. 본 연구에서는 소규모수도시설이 생활용수의 주 공급원인 춘천시 서상리 유역의 가뭄대응을 위해 공급량-수요량 모니터링 체계를 구축하였다. 공급량 모니터링을 위해 상류부 하천의 유량을 측정하였으며, 이를 SWAT (Soil and Water Assessment Tool)의 매개변수 보정에 사용하여 일별 유출량을 산정하였다. 수요량 모니터링을 위하여 하천-저수조-가정으로 이어지는 용수 공급 네트워크를 작성하였으며, 저수조의 수위 변화를 측정하여 일별 사용량을 산정하였다. 최종적으로 산정된 일별 공급량과 수요량 간의 관계분석을 통해 용수 부족 여부를 파악할 수 있었으며, 가뭄 대응을 위한 효과적인 지표로 사용될 수 있을 것으로 판단된다.


In addition to structural stabilization measures such as the construction of Sand Dam, non-structural management measures such as reasonable water demand and supply volume management are needed to prevent limited water supply damage due to drought. In this study, water supply-demand monitoring system was established for drought response in Seosang-ri basin in Chuncheon, the main source of domestic water for small water facilities. The flow rate of the stream was measured for monitoring the supply volume, and the daily flow rate was calculated by using it to calibrate the parameters of the SWAT (Soil and Water Assessment Tool). To monitor demand, the daily usage was calculated by measuring the change in the water level of the water tank. The relationship between the finally calculated daily supply and demand amount was analyzed to identify the shortage of water.

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1연안해역에서 석유오염물질의 세균학적 분해에 관한 연구

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