전기가열로 인한 심층 점성토의 온도 및 강도 변화

임은상(Eunsang Im),박민철(Mincheol Park),한돈희(Donhee Han),한희수(Heuisoo Han) 한국지반환경공학회 2013 한국지반환경공학회 학술발표회논문집 Vol.2013 No.9

취약대를 가진 모형제방의 침투거동에 관한 연구

박민철(Mincheol Park),임은상(Eunsang Im),이석영(Seokyoung Lee),한희수(Heuisoo Han) 한국지반환경공학회 2016 한국지반환경공학회논문집 Vol.17 No.7

본 연구는 투수계수가 큰 취약대가 제방에 존재할 경우의 침투거동에 관한 것이다. 침하계, 간극수압계, 수직 토압계 및 FDR 센서로 구성된 지점형 센서와 분포형 TDR 센서를 이용하여 제방의 침투특성 및 제방거동을 계측하였다. 계측결과들은 2차원 및 3차원 수치해석결과들과 비교・분석되었다. 모형제방은 길이 7m, 폭 5m, 높이 1.5m의 크기이며 제외지 수위는 1.3m인 세립질 모래로 조성된 제방이다. 계측 및 수치해석의 침투거동이 거의 유사하여 적절한 계측시스템으로 제방의 안정성을 실시간 모니터링 할 수 있음을 알 수 있었다. 수치해석의 경우 정상단면에서는 2차원 및 3차원 해석결과가 거의 동일하나, 취약단면을 고려할 경우 2차원 해석의 침윤선이 3차원 결과보다 빠르게 진행된 후 두 결과가 수렴되었다. This research is focused on the seepage behavior of embankment which had the weak zone with big permeability. The distributed TDR (Time Domain Reflectometer) and point sensors such as settlement gauge, pore water pressuremeter, vertical total stressmeter, and FDR (Frequency Domain Reflectometer) sensor were used to measure the seepage characteristics and embankment behavior. Also, the measured data were compared to the data of 2-D and 3-D numerical analysis. The dimension of model embankment was 7 m length, 5 m width and 1.5 m height, which is composed of fine-grained sands and the water level of embankment was 1.3 m height. The seepage behavior of measuring and numerical analysis were very similar, it means that the proper sensing system can monitor the real-time safety of embankment. The result by 2-D and 3-D numerical analysis showed similar saturation processing, however in case of weak zone, the phreatic lines of 2-D showed faster movement than that of 3-D analysis, and finally they converged.

전기가열장치를 이용한 연약지반개량

한희수(Heuisoo Han),임은상(Eunsang Im),이금성(Kumsung Lee),장동훈(Donghun Chang) 한국지반환경공학회 2014 한국지반환경공학회논문집 Vol.15 No.1

본 논문은 심층연약지반 개량용 전기가열장치를 개발하여 경기도 화성시 인근 연약지반에 적용한 것이다. m당 1 kW의 전기를 소비하는 니켈-크롬선으로 구성된 길이 4.0 m의 전기가열장치를 지표하 3.5~6.5 m 사이에 설치하여 48시간의 지반가열을 2회, 총 96시간 실시하였으며, 온도계와 압력계를 지표하 5.0 m 지점에 매설하여 지반가열에 의한 온도 및 증기압 변화를 측정하였다. 실험결과 가열원으로부터 횡방향 거리의 온도분포 및 선단지지력의 변화는 이차함수를 나타내었으며, 둘 다 R2값은 1로 산정되었다. 또한, 전기가열로 인해 수증기가 배출됨에 따라, 함수비 및 간극수압이 감소함을 관찰할 수 있었다. In this study, we developed the electric heating equipment and applied for soft ground improvement. The developed heat pipe is 4 m-length and consumes 1 kW/m, which is consisted of Ni-Cr wire. It was installed in 3.5~4.5 m below ground surface and heated for 96 hours (48 hours, 2 times). The temperature variation and vapor pressure caused by electric heating was measured by the thermometer and pressure gauge which were installed in the ground (5.0 m), and the tip resistances were measured by static electronic piezo-cone penetration test (CPT). As the results of experiments, 2-order polynomial curve was shown to adjust the variation of tip resistance and the temperature distribution with the horizontal distance from electric heater, whose R2 value is close to 1. In addition, in-situ pore-water pressure and water content was decreased.

계측시스템을 이용한 현장 제방의 안전율 평가

박민철(Mincheol Park),임은상(Eunsang Im),김석주(Seokju Kim),한희수(Heuisoo Han) 한국지반환경공학회 2013 한국지반환경공학회 학술발표회논문집 Vol.2013 No.9

Soil-Bentonite 혼합토의 강도 및 투수 특성

김광일(Jin Guangri),임은상(Im Eunsang),김기영(Kim Kiyoung),신동훈(Sin Donghoon) 한국지반환경공학회 2010 한국지반환경공학회논문집 Vol.11 No.4

차수재로서 벤토나이트를 혼화재로 사용한 혼합토가 매립장, 제방, 댐 등의 다양한 구조물의 차수재로서 많이 이용되고 있다. 그러나 시공 시 외부하중, 성토하중 등에 의한 차수층의 전단파괴가 발생하여 침투수의 침투 등이 예상 되지만 일반적으로 혼합토의 투수계수만 고려할 뿐 혼화재양에 따른 강도변화는 고려하지 않고 있는 실정이다. 이에 본 연구에서는 벤토나이트 함량의 변화가 혼합토의 투수 및 강도에 미치는 영향에 대하여 고찰하고자 B댐 축조현장 부근 하상시료에 벤토나이트를 0~4%로 변화하면서 일련의 투수시험 및 강도시험을 실시하였다. 시험결과 투수계수는 벤토나이트 함량 4%에서 2.085E-07㎝/sec의 값을 가지는 것으로 나타났다. 일축압축강도 및 인장강도는 벤토나이트 함량이 증가함에 따라 증가하는 것으로 나타났으나, 삼축압축(CD)시험에 의한 벤토나이트 혼합토의 전단강도는 벤토나이트 함량 변화의 영향을 거의 받지 않는 것으로 나타났다. Soil mixture using bentonite as a cutoff material is used a lot for various structures such as landfills, banks and dams as cutoff materials. But seepage water is expected to seep since shear failure of filter layer occurs due to external load, embankment load when constructed. Generally, only coefficient of permeability of Soil Mixture is considered irrespective of the changes of intensity on amount of additives. This research is to study on how the changes of amount of bentonite affects permeability and strength of soil mixture. So successive experiments for measuring permeability and strength were conducted as the amount of bentonite changes from 0 to 4%, mixing with the bed material and then making specimens. Around construction site of B dam. As a result, 2.085E-07 ㎝/sec was shown when the amount of Soil Mixture was 4%. It is proved that unconfined compressive strength and tensile strength increase as the amount of bentonite increases, but saturation shear strength of bentonite soil mixture from the CD experiment is hardly influenced by the amount of bentonite.

FDR 센서를 활용한 제체 누수특성의 실내 모형 실험 연구

김규범 ( Gyoo-bum Kim ),임은상 ( Eunsang Im ),류호철 ( Ho-cheol Ryu ),황찬익 ( Chan-ik Hwang ),김형종 ( Hyeong-jong Kim ) 대한지질공학회 2018 지질공학 Vol.28 No.4

제체의 누수를 탐지하는 방법으로서 물리탐사, 온도 계측, 광섬유 등 다양한 방법이 개발되어 왔다. 본 연구에서는 FDR 센서의 유전율상수를 이용한 누수 탐지의 가능성을 파악하기 위하여 취약부와 미취약부로 구성된 물리모형을 제작하였으며 유전율상수, 온도 및 간극수압 센서를 설치하였다. 누수가 형성됨에 따라 유전율상수는 미취약부보다 취약부에서 빠르게 변화되었다. 또한, 취약부에서 간극수압, 온도 및 유전율 상수를 비교하면 유전율 상수의 반응이 가장 빠르고 하류 계측 지점에서도 쉽게 인지되는 특성을 보였다. 이와 같은 특성을 고려할 때, 제체 하류 구간에서 분포형으로 유전율을 측정한다면 누수 탐지에 빠르고 효율적으로 대처할 수 있을 것으로 파악되었다. Various methods, such as geophysical exploration, temperature measurement, and fiber optics, have been developed for detecting the seepage at a dam. In this study, in order to investigate the possibility of leakage detection using dielectric constant of FDR sensor, a physical model consisting of weak and no-weak zones is fabricated and the sensors for dielectric constant, temperature and pore water pressure measurements are installed. As a leakage happens, the dielectric constant changes more rapidly through a weak zone than no-weak zone. In addition, comparing three factors (dielectric constant, temperature, and pore water pressure), the response of dielectric constant to seepage is fast and it is easily recognized even at the end measurement point. Considering these features, it is concluded that it could be possible to cope with the leakage detection quickly and efficiently if the dielectric constant is measured at the downstream slope of a dam.

연약지반 평가를 위한 MASW탐사와 CPTu 자료의 지구통계학적 복합 분석

지윤수 ( Yoonsoo Ji ),오석훈 ( Seokhoon Oh ),임은상 ( Eunsang Im ) 한국지구물리·물리탐사학회 2016 지구물리와 물리탐사 Vol.19 No.4

연약지반의 층서 파악을 위해 대상 지역 전체에서 취득되는 다중채널 표면파 탐사(Multichannel Analysis of Surface Wave; MASW)와 지반에 대한 직접적인 정보를 제공하는 피에조콘 관입시험(Piezo Cone Penetration Test; CPTu)자료를 지구통계학적으로 복합 분석하였다. MASW 자료는 지반 강성도와 밀접한 관계를 갖는 것으로 알려져 있는데, 2개의 측선에 대해 자료를 취득하고 연구 지역 시료의 실내시험을 통해 이를 확인하였다. CPTu는 대상지역 내 6개 지점에서 취득하였고 선단저항(q_c) 및 간극수압(u) 자료에 지구통계학적 복합 분석을 적용하여 3차원 물성 분포를 확보하였다. 복합 분석은 MASW 자료와 선단저항 및 간극수압의 공간적 상관성에 따라 시뮬레이션 할 수 있는 순차 가우시안 공동위치 시뮬레이션(Sequential Gaussian Co-Simulation; COSGSIM) 기술을 적용하였다. 분석 결과의 검증을 위해 CPTu 자료 취득 위치와 다른 2개 지점에서 시추가 이루어졌으며, 이 지점에서 SPT N 값과 시추 주상도를 확보할 수 있었고 이 자료를 복합 분석 결과의 지반 공학적 정확도 분석을 위해 사용하였다. 복합 분석을 통해 확보한 3차원 선단저항 및 간극수압 분포도의 신뢰성 검증을 위해 2개의 시추 지역에서 획득한 지반 조사 자료와 비교한 결과, 매우 상관성이 좋은 결과를 확인할 수 있었다. In order to delineate the soft ground distribution, an integrated geostatistical analysis was performed using the MASW (Multichannel Analysis of Surface Wave) which has the information of overall region and CPTu (Piezo Cone Penetration Test) which provides the direct information of the measuring point of the ground. MASW results were known to have close relationship with the ground stiffness. This correlation was confirmed through the comparison of MASW data obtained from two survey lines to the laboratory test with extracted soil samples. 3D physical property distribution in the study area was acquired by geostatistical integrated analysis with the data of tip resistance (q_c) and pore pressure (u) from the CPTu obtained at 6 points within the study area. The integrated analysis was conducted by applying the COSGSIM (Sequential Gaussian Co-Simulation) technology which can carry out the simulation in accordance with the spatial correlation between the MASW results and both tip resistance and pore pressure. Besides the locations of CPTu, borehole investigations were also conducted at two different positions. As a result, the N value of SPT and borehole log could be secured, so these data were used for the analysis of the geotechnical engineering accuracy of the integrated analysis result. For the verification of reliability of the 3D distribution of tip resistance and pore pressure secured through integrated analysis, the geotechnical information gained from the two drilling areas was compared, and the result showed extremely high correlation.

콘크리트 수변구조물의 누수 탐지를 위한 변형된 전기비저항 탐사 연구

이보미 ( Bomi Lee ),오석훈 ( Seokhoon Oh ),임은상 ( Eunsang Im ) 한국지구물리·물리탐사학회 2015 지구물리와 물리탐사 Vol.18 No.3

수변 콘크리트 구조물의 누수 탐지를 위해 변형된 배열을 이용하여 전기비저항 탐사를 실시하였다. 전극을 수면에 설치하여 콘크리트 구조물에 대한 새로운 전기비저항 탐사 방식을 제안하였으며, 해석의 단순화를 위해 선형 전류 송신원을 전류전극으로 사용하였다. 마지막으로 전위차를 얻는 방법에 따라 변형된 3가지 전극 배열을 제안하였고, 동일열전위 배열(direct potential array), 평행열 전위 배열(parallel potential array), 횡단 전위 배열(cross potential array)로 명명하였다. 변형된 전기비저항 탐사법을 수치해석, 실내 모형실험, 현장탐사에 적용한 후 그 결과를 비교 분석하여 수변 콘크리트 구조물의 누수 탐지 기술로서의 적합성을 알아보았다. 비교 분석 결과 동일열 전위 배열, 평행열 전위 배열, 횡단전위 배열 모두 누수가 일어날 때, 누수지점에서 뚜렷한 전위차의 변화 양상을 보여 수변 콘크리트 구조물의 누수 탐지에 유용한 방법임을 확인하였다. A modified electrical resistivity survey has been suggested and applied to a leakage detection problem of concrete barrage. We suggest the modified electrical resistivity methods using electrodes floating on the water and apply line current sources instead of conventional point current sources in order to facilitate simple analysis. In addition, the study introduced the following three variations of modified electrode array: Direct potential array, Parallel potential array and Cross potential array. These arrays were tested and investigated through numerical experiment, physical model experiment and geophysical field exploration in order to verify their applicability to the water leakage detection of a concrete barrage. When water leakage occurred, all kind of array operations demonstrated distinct changes of aspects of potential difference in graphs obtained by not only the numerical and physical model experiments but also geophysical field exploration. Therefore, this modified electrode arrays of electrical resistivity survey, which has been adapted to the concrete barrage, has been found to be a useful method to detect water leakage.

Rockfill 재료의 입자크기가 전단강도에 미치는 영향

김범주(Kim Bumjoo),조성은(Cho Sungeun),임은상(Im Eunsang),김기영(Kim Kiyoung) 대한토목학회 2006 대한토목학회 학술대회 Vol.2006 No.10