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Korean Society of Engineering Geology

  • : 대한지질공학회
  • : 공학분야  >  환경공학
  • : KCI등재
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  • : 연속간행물
  • : 계간
  • : 1226-5268
  • : 2287-7169
  • :

수록정보
수록범위 : 1권1호(1991)~32권2호(2022) |수록논문 수 : 1,105
지질공학
32권2호(2022년 06월) 수록논문
최근 권호 논문
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KCI등재

저자 : 송영석 ( Young-suk Song ) , 박준영 ( Joon-young Park ) , 김경수 ( Kyeong-su Kim )

발행기관 : 대한지질공학회 간행물 : 지질공학 32권 2호 발행 연도 : 2022 페이지 : pp. 209-219 (11 pages)

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본 연구에서는 강우에 따른 사면 내 지반특성 변화와 사면붕괴 형상을 실험적으로 규명하기 위하여 인공 강우장치와 모형토조를 이용한 실내모형실험을 수행하였다. 이를 위하여 균질한 모래를 대상으로 모형 실험을 수행하였으며, 계측장치를 이용하여 강우침투에 의한 사면 내 포화양상을 조사하였다. 모형사면은 30°의 경사면에 35°의 사면경사로 조성하였고 강우강도는 50 mm/hr를 적용하였다. 토층의 깊이는 모형토조의 크기를 고려하여 35 cm로 선정하고 TDR센서는 깊이별로 설치하여 시간에 따른 지반특성 변화를 고찰하였다. 실험결과 강우 시 모형사면은 강우침투로 인하여 지표에서 지중으로, 선단부에서 정상부로 포화가 진행됨을 알 수 있다. 즉, 강우의 침투로 인하여 사면의 선단부가 먼저 포화되고 이후 지속적인 강우로 인하여 포화의 영역이 사면의 선단부로부터 정상부로 확대됨을 알 수 있다. 모형사면의 붕괴는 사면의 선단부에서부터 붕괴가 시작되어 이후 사면의 정상부로 확장되는 진행성 사면붕괴가 발생되었으며, 최종 사면붕괴시점에서 붕괴면적이 급격하게 증가하였다. 또한 활동면은 원호활동의 형태로 발생되었다. 한편, 사면 내 모관흡수력이 흙-함수특성곡선(SWCC)에서 산정된 공기함입치(AEV)에 이르게 되면 사면붕괴가 발생되는 것으로 나타났다.


To experimentally investigate the variation of soil characteristics in slope during rainfall and the shape of slope failure, the model test was performed using soil box and artificial rainfall simulator. The model test of slope formed by the homogenous sand was performed, and the saturation pattern in the model slope due to rainfall infiltration was observed. The slope model with the inclination of 35° was set up on the slope of 30°, and the rainfall intensity of 50 mm/hr was applied in the test. The soil depth of 35 cm was selected by considering the size of soil box, and the TDR (time domain reflectometry) sensors were installed at various depths to investigate the change of soil characteristics with time. As the result of model test, the slope model during rainfall was saturated from the soil surface to the subsurface, and from the toe part to the crest part due to rainfall infiltration. That is, the toe part of slope was firstly saturated by rainfall infiltration, and then due to continuous rainfall the saturation range was enlarged from the toe part to the crest part in the slope model. The failure of slope model was started at the toe part of slope and then enlarged to the crest part, which is called as the retrogressive failure. At the end of slope failure, the collapsed area increased rapidly. Also, the mode of slope failure was rotational. Meanwhile, the slope failure was occurred when the matric suction in the slope was reached to the air entry value (AEV) estimated in soil-water characteristic curve (SWCC).

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저자 : 김광명 ( Kwang Myung Kim ) , 박형준 ( Hyoung June Park ) , 이재범 ( Jae Beom Lee ) , 박찬진 ( Chan Jin Park )

발행기관 : 대한지질공학회 간행물 : 지질공학 32권 2호 발행 연도 : 2022 페이지 : pp. 221-239 (19 pages)

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플랜트, 토목 및 건축 사업에서 말뚝 설계 시 어려움을 겪는 주된 요인은 지반 특성의 불확실성이다. 특히 표준관입시험을 통해 구한 N치가 설계 시 주요 입력값이나 짧은 입찰기간과 광범위한 구역에서 다수의 현장시험을 실시하는 것은 실제적으로 어려운 상황이다. 본 연구에서는 인공지능(AI)을 가지고 회귀분석을 적용하여 N치를 예측하는 연구를 수행하였으며, 최소한의 시추자료를 학습시킨 후 표준관입시험을 실시하지 못한 곳에서 N치를 예측하는데 그 목적이 있다. AI의 학습 성능을 높이기 위해서는 빅 데이터가 중요하며, 금회 연구 시 부족한 시추자료를 빅 데이터화 하는데 '원형증강법'을 적용하여 시추반경 2 m까지 가상 N치를 생성시키는 작업을 선행하였다. AI 모델 중 인공신경망, 의사결정 나무, 오토 머신러닝을 각각 적용하였으며 이 중 최적의 모델을 선택하였다. 최적의 모델을 선택하는 방법은 세 가지의 예측된 AI 모델 중 최소 오차값을 가지는 것이다. 이를 위해 폴란드, 인도네시아, 말레이시아에서 수행한 6개 프로젝트를 대상으로 표준관입시험의 실측N치와 AI의 예측N치를 비교하여 타당성 여부를 연구하였고, 연구 결과 AI 예측값에 대한 신뢰도가 높은 것으로 분석되었다. AI 예측값을 가지고 미시추 구간에서 지반특성을 파악 할 수 있었으며 3차원 N치 분포도를 사용하면 최적의 구조물 배치가 가능함을 확인하였다.


Unknown geotechnical characteristics are key challenges in the design of piles for the plant, civil and building works. Although the N-values which were read through the standard penetration test are important, those N-values of the whole area are not likely acquired in common practice. In this study, the N-value is predicted by means of regression analysis with artificial intelligence (AI). Big data is important to improve learning performance of AI, so circular augmentation method is applied to build up the big data at the current study. The optimal model was chosen among applied AI algorithms, such as artificial neural network, decision tree and auto machine learning. To select optimal model among the above three AI algorithms is to minimize the margin of error. To evaluate the method, actual data and predicted data of six performed projects in Poland, Indonesia and Malaysia were compared. As a result of this study, the AI prediction of this method is proven to be reliable. Therefore, it is realized that the geotechnical characteristics of non-boring points were predictable and the optimal arrangement of structure could be achieved utilizing three dimensional N-value distribution map.

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저자 : 김석주 ( Suk-joo Kim )

발행기관 : 대한지질공학회 간행물 : 지질공학 32권 2호 발행 연도 : 2022 페이지 : pp. 241-255 (15 pages)

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본 연구에서는 예천지역의 화강풍화토에 대하여 KS F 2302의 체 분석 방법과 규정에 준하여 체분석 시험을 수행하고, 물 세척시 발생되는 흙의 입자분리와 입도분포 변화의 특성을 비교 분석하였다. 광학현미경에 의한 영상이미지 분석결과 흙입자가 물에 의해 더 작은 입자로 분리됨을 확인하였고 입도분포곡선의 변화를 5가지 지표값으로 산출한 결과 세립분(0.075 mm)의 증가량은 13.67%, 임의 입경(0.25 mm)의 증가량은 19.44%, 입도분포곡선의 최대통과율폭(BM)은 #30 체에서 21.08%가 증가되었고 입도분포곡선의 이동면적(A)은 69.28%ㆍmm로 분석되었으며 평균입경(D50)은 0.663 mm가 감소되었다. 이러한 결과는 물 세척을 수행하는 것이 세립토의 함량이 실제보다 과소평가 되는 것을 막을 수 있는 효과적인 방법임을 의미한다.


In this study, sieve analysis testing was performed on weathered granite soil from Yecheon (eastern South Korea) before and after water washing in accordance with the sieve analysis regulations of KS F 2302. The changes in particle separation and particle size distribution after washing with water were analyzed. Image analysis using an optical microscope revealed that soil particles were separated into smaller particles by water washing. The change in the particle size distribution curve was assessed using five index values. The increase in the fine particle fraction (<0.075 mm) was 13.67%, the increase in the 0.075-0.25 mm fraction was 19.44%, and the mean particle diameter (D50) decreased by 0.663 mm. In addition, the maximum passage width (BM) of the particle size distribution curve increased by 21.08% for the #30 sieve, and the moving area (A) of the particle size distribution curve was 69.28%ㆍmm. These results suggest that washing with water is an effective way to prevent underestimation of the fine particle content in soil.

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저자 : 정지호 ( Jiho Jeong ) , 박재성 ( Jaesung Park ) , 고은희 ( Eun-hee Koh ) , 박원배 ( Won-bae Park ) , 정진아 ( Jina Jeong )

발행기관 : 대한지질공학회 간행물 : 지질공학 32권 2호 발행 연도 : 2022 페이지 : pp. 257-270 (14 pages)

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본 연구에서는 제주도 전역에 대해 발생하고 있는 지하수위 저하 현상의 원인을 평가하기 위한 분석이 실시되었다. 이를 위해 지하수위, 강수, 지하수 이용량 시계열 자료 및 토지 이용에 대한 정보를 취득하고 이들 간의 상관성을 분석하여 지하수위 저하 원인을 파악하고자 하였다. 반응표면 분석법 및 민감도 분석법을 이용하여 지역별 강수 및 지하수 이용량 변화가 지하수위 변동에 미치는 영향력을 정량화하였으며, 획득된 영향력 지도 및 다양한 공간통계 자료를 비교 분석함으로써 지하수위 하강 원인을 분석하고, 이를 통해 지역별 지하수량 관리를 위한 방안을 고찰하였다. 분석 결과, 서부지역의 지하수위 하강률이 동부지역에 비하여 큰 것으로 나타났으며, 특히, 서부지역은 지하수 이용량이 지하수위 변동에 큰 영향력을 가지는 것으로 나타났다. 반면, 동부지역의 경우, 지하수위 변동에 대한 강수의 영향력이 크게 나타났으며, 지하수위 저하율은 상대적으로 작게 나타나고 있다. 하지만, 강수량 대비 지하수 이용량의 증가율이 서부지역에 비하여 빠르게 발생하고 있고, 동부지역의 넓은 기저 지하수대 형성 양상 및 해수 침투가 지속적으로 보고 되고 있는 점에서 미루어 보았을 때, 지하수 이용량이 증가함에 따라 지하수의 절대량은 줄어들었음에도 염수압으로 인하여 지하수위 저하가 크지 않은 것처럼 나타났을 가능성이 있는 것으로 평가되었다. 이를 종합하였을 때, 서부지역에 대한 지하수량 관리를 위해서는 강수 및 지하수 이용량에 대한 정보가 필수적으로 고려되어야 할 것으로 판단되며, 동부지역은 이 외 광역적인 수리학적 스트레스를 가할 수 있는 요소(해수면 변동, 염수-담수 경계 위치, 등)에 대한 면밀한 연구가 필요할 것으로 판단된다. 또한, 동부 및 서부지역의 지하수위의 변동 특징이 비교적 뚜렷하게 구분됨에 따라 보다 효율적 지하수량 관리를 위해 각 지역에 최적화된 관리 방안이 제시 및 적용되어야 할 것으로 판단된다.


This study evaluated the hydraulic factors contributing to the decreasing groundwater levels across Jeju island. Time-series data for groundwater level, precipitation, and groundwater usage and information on land use were acquired, and the correlations among them were analyzed to evaluate the causes of the decreasing groundwater. The effects of precipitation and groundwater usage on the fluctuations of groundwater level were quantified using response surface analysis and sensitivity analysis, and methods for groundwater quantity management by region were proposed. The results showed that the rate of groundwater decrease in the western region was larger than that in the eastern region. For the eastern region, the influence of precipitation was large and the rate of decrease in the groundwater level was relatively small. The geological formation of this part of the island and continuous seawater intrusion suggest that although the absolute amount of groundwater extracted for use was large, the decrease in the groundwater level was not seen to be great due to an increase in pressure by seawater intrusion. Overall, precipitation and groundwater usage had the greatest effect on the amount of groundwater in the western region, and thus their data would be most useful for informing groundwater management, whereas other factors (e.g., sea level and the location of the freshwater-seawater transition zone) must be considered when understanding Jeju's eastern region. As the characteristics of groundwater level fluctuations in the eastern and western regions are distinct, an optimal management plan for each region should be proposed to ensure the efficient management of groundwater quantity.

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저자 : 김승희 ( Seung Hee Kim ) , 한향선 ( Hyangsun Han )

발행기관 : 대한지질공학회 간행물 : 지질공학 32권 2호 발행 연도 : 2022 페이지 : pp. 271-280 (10 pages)

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정착해빙은 극지역 해안에 형성되는 고착된 해빙으로, 해양 생태계와 해안에 위치한 과학기지들의 운용에 큰 영향을 끼치는 중요한 인자이기 때문에 지속적인 관측이 중요하다. 본 연구에서는 6, 12, 18일의 시간 기선을 가지는 Sentinel-1 영상레이더(synthetic aperture radar, SAR) 간섭 긴밀도 영상들을 레이어 병합하여 동남극 장보고 과학기지 주변의 정착해빙을 탐지하였다. 2017년 7월부터 2018년 6월까지 총 50장의 간섭 긴밀도 영상을 제작하였으며, 이로부터 1년간의 정착해빙 면적 변화를 도출하였다. Campbell 빙하설을 기준으로 동쪽과 서쪽에서 정착해빙의 면적이 최대가 되는 시기가 상이함을 확인하였다. 이 연구를 통하여 SAR 간섭 긴밀도를 활용한 정착해빙 탐지 가능성을 확인하였으나, 생성 시간이 짧거나 부드러운 표면을 가져 작은 레이더 후방산란을 보이는 정착해빙과 Campbell 빙하설의 흐름 및 붕괴로 인해 급작스러운 움직임을 보이는 빙하설 인접 지역에서의 정착해빙이 미탐지 되는 한계점은 개선이 필요할 것으로 보인다.


Landfast sea ice forms near coastlines in polar regions. Continuous monitoring of this sea ice is important, as it plays a key role in the marine ecosystem and affects the operation of nearby research stations. This study detected landfast sea ice around Jang Bogo research station in East Antarctica by stacking interferometric coherence images of Sentinel-1 synthetic aperture radar (SAR) data with 6-, 12- and 18-day temporal baselines. A total of 50 landfast sea ice maps were generated covering July 2017 to June 2018. The time series revealed regional differences in the timing of the maximum extent as well as growth rate of landfast sea ice. Overall, detecting landfast sea ice using interferometric SAR coherence seems promisingly feasible; however, limitations remain owing to low backscattering coefficients from new and smooth sea ice surfaces and subtle movements of sea ice in contact with the Campbell Glacier Tongue.

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저자 : 목종구 ( Jong-koo Mok ) , 장범주 ( Bum-ju Jang ) , 박유철 ( Yu-chul Park ) , 신혜수 ( Hye-soo Shin ) , 김진호 ( Jin-ho Kim ) , 송세정 ( Se-jeong Song ) , 황가영 ( Ga-young Hawng )

발행기관 : 대한지질공학회 간행물 : 지질공학 32권 2호 발행 연도 : 2022 페이지 : pp. 281-293 (13 pages)

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본 연구는 강원도 춘천에 설치ㆍ운영 중인 지하수관측망의 지하수위 변동특성을 이해하기 위해 2009년에서 2018년까지 장기 관측된 관측망 지하수위 자료에 대하여 시계열분석은 실시하였다. 해당 관측망은 5개소로 모두 암반대수층에 설치되어 있으며, 해당 운영기관에서 주기적인 점검과 관리가 이루어지는 것으로 파악된다. 시계열분석은 자기상관함수, 스펙트럼밀도함수 그리고 교차상관함수 분석을 수행하였다.


Time series analysis was performed on data from 2009 to 2018 from the Chuncheon groundwater observation network to understand the characteristics of groundwater level fluctuations in the network. There are five observatories, all of which are installed in rock aquifers, and periodic inspections and management are performed by the relevant operating organization. Auto-correlation, spectral density, and cross-correlation analysis was performed.

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저자 : 황정 ( Jeong Hwang )

발행기관 : 대한지질공학회 간행물 : 지질공학 32권 2호 발행 연도 : 2022 페이지 : pp. 295-310 (16 pages)

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월악산-속리산 화강암은 SiO2와 알카리(Na2O+K2O) 함량이 높고 CaO와 P2O5는 결핍된 원소 특성을 보인다. 또한 화강암의 알루미나 포화지수는 1.3 이상으로 과알루미나질 특성을 보인다. U과 Th의 평균 함량은 각각 8.3과 39.3 ppm으로서 국내 중생대 화강암 중에서 가장 높은 방사성 원소 함량을 보이며, 화강암의 세계 평균보다 약 2배 정도로 높다. 이러한 높은 방사성 원소 함량 특성은 화강암의 고분화 특성과 대륙지각 기원의 암석 성인에 기인한다. U 또는 Th을 함유하는 방사성 광물은 저어콘, 토라이트, 모나자이트, 제노타임, 퍼구소나이트, 우라니나이트 등이다. 화강암의 Th/U 비 평균값이 5.4로서 지각 평균값과 유사하다는 것은 방사성 원소의 화강암 내 분포가 지각 기원 물질의 마그마 작용에 조절되었음을 의미한다. U과 Th에 대한 Zr, Y, HREE 간의 상관관계로 보아, 방사성 원소는 저어콘이나 모나자이트보다는 주로 제노타임에 포함되어 산출되는 것으로 해석된다.


The Weolaksan and Sokrisan granites yield high SiO2 and alkali (Na2O+K2O) contents and low CaO and P2O5 contents. The Al saturation index is ≥1.3, which indicates that the granites are peraluminous. The mean U and Th contents are 8.3 and 39.3 ppm, respectively, higher than typical Mesozoic granites in South Korea and about twice the global mean for granitic rocks. The causes of such high radioelement contents are related to high degrees of fractionation and the crustal origin of the granites. U- and Thbearing radioactive minerals occur in the granites include zircon, thorite, monazite, xenotime, fergusonite and uraninite. The fact that the mean Th/U ratio of the granites (5.4) is similar to the global average crustal value suggests that the radioelement contents of granite were controlled by the crustal source material. Given the correlation of Zr, Y, and heavy rare earth elements for U and Th, radioelements are more likely hosted by xenotime than zircon and monazite.

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