흡착재와 Electrokinetic 기법을 이용한 납 오염토의 고정화

한상재,김병일,이군택,김수삼,Han Sang-Jae,Kim Byung-Il,Lee Goon-Taek,Kim Soo-Sam 한국지하수토양환경학회 2005 지하수토양환경 Vol.10 No.2

This study applied EK method to remediate contaminated soil by lead (Pb), tried increasing efficiency of remediation using adsorbent (apatite and zeolite) as enhanced EK remediation method to overcome the limit of traditional EK remediation method. Adsorption tests on Pb were practiced to extract EK, making different concentration of contaminated soil, voltage condition, operating time etc., transferring Pb-ion into the position of adsorbent, then tried immobilization. On this results, the efficiency of remediation is different on its test conditions. In addition, the efficiency of remediation was not only improved by adding electrode revεrsal and install position of adsorbent but also satisfied TCLP regulation of EPA in USA through the whole sample range. Finally, absorption and immobilization capacity of apatite and zeolite proved on its excellence and confirmed the possibility of application of apatite and zeolite as enhanced EK remediation method. 본 논문은 납 오염토에 대한 정회를 목적으로 EK 기법을 적용할때 기존의 EK 기법의 한계성을 극복하고자 향상기법으로써 흡착재(Apatite, Zeolite)를 이용하여 중금속의 고정화를 시도하였다. EK 추출을 위해서 우선 납에 대한 흡착능 실험을 실시하였고 오염농도, 전압조건, 가동시간 등을 달리하여 납이온을 흡착재 설치 위치로 이동시켜 고정화를 유도하였다. 그 결과 설험 조건에 따라 오염물의 이동 특성이 달라 정화 효율에 차이가 있었으며 전극교환과 흡착재의 설치 위치의 추가로 고정화 효율을 증진시켜 시료의 전 구간에서 미국 EPA의 TCLP 용출기준을 만족시킬 수 있었다. 특히 인회석의 흡착 고정화 능력은 탁월한 것으로 판명되어 EK 향상기법으로써 흡착재의 적용 기능성을 확인하였다.

동전기 지반개량 공법의 현장 시험시공 적용

한상재(Han Sang Jae),김수삼(Kim Soo Sam),김종윤(Kim Jong Yun),강병윤(Kang Byung Yoon) 대한토목학회 2007 대한토목학회논문집 C Vol.27 No.5

본 연구에서는 동전기 현상을 이용하여 인위적으로 특정 그라우트재를 주입하거나 전극을 분해시키는 새로운 공법인 동전기 고결화 기술의 현장 적용성을 평가하기 위해 현장 규모의 파일릿 실험을 수행하였다. 효과적인 현장 적용성 파악을 위해 동전기 고결화 기술의 실내실험에서 도출된 여러 영향인지를 직접 현장 설계요인에 적용시켰으며, 전극의 전기분해와 전기주입 및 복합기법을 적용한 3가지 조건을 설정하여 지속적인 직류전기장을 적용시켰다. 현장 파일럿 실험 도중에는 개량된 현장지반의 강도증진량을 정량적으로 파악하기 위해 콘 관입시험을 실시하였으며, 전단강도증가 원인을 분석하기 위해 콘 관입지점과 동일한 조건의 지점에 대해 샘플링을 실시하여 삼축압축실험과 압밀실험 및 지반환경공학실험을 수행하였다. 또한 전기비저항 탐사를 실시하여 주입된 그라우트재의 고결작용에 기인된 전기 비저항치의 변화를 분석하였다. 그 결과, 현장지반의 콘 저항치는 시험시공 조건별로 초기값의 약 6~7배 증가하였으며, 유효내부마찰각(φ')보다는 유효점착력(c')이 크게 증가하였다. 또한 전기비저항 탐사 결과, 통일 측선의 3m 이하 개량지반 대한 전기 비저항치는 고결화에 기인한 전기저항의 증가로 인해 원지반의 초기값보다 높게 형성되어 개량범위를 간접적으로 추정할 수 있었다. This study carried out a series of field scale test for estimating field application of electrokinetic cementation techniques which was a new method to improve shear strength in the low permeable ground using electrokinetic phenomenon. For configuring field application effectively, various factors affecting the electrokinetic cementation method in bench scale test were used to design the field scale test. The test was conducted under the conditions of three types such as electrode decomposition, electrokinetic injection and hybrid method. Cone penetration test was conducted to obtain the change of cone penetration resistance values of improved field ground during field test. After the sampling process which in the same point, the various geotechnical test, three axial compression test and standard consolidation test, and geoenvironmental test were conducted to analyze the cause of strength increase. In addition, the variation of electrical resistivity due to cementation effect between soil particles and grout materials was recorded using the electrical resistivity method. After the field scale test, cone resistance value was increased about 6~7 times compared to initial value, and effective cohesion (c') was increased considerably compared to effective internal friction angle. In the results of electrical resistivity method, the recorded electrical resistivity values in all point under 3m depth were measured highly.

고강성 흙막이 벽체의 적용 사례에 관한 연구

한상재(Han, Sang-Jae),김병일(Kim, Byung-Il),홍강한(Hong, Kang-Han),임대성(Lim, Dae-Sung),유충식(Yoo, Chung-Sik) 한국지반신소재학회 2017 한국지반신소재학회 학술발표회 Vol.2017 No.10

관중혼합처리공법 개발을 위한 혼합토 특성 및 최적배합비 산정에 관한 연구

한상재(Sang-Jae Han),김병일(Byung-Il Kim),홍강한(Kang-Han Hong),강병윤(Byung-Yoon Kang) 한국지반신소재학회 2015 한국지반신소재학회 논문집 Vol.14 No.1

본 연구에서는 관중혼합처리공법 개발을 위해 혼합토의 공학적 특성 평가에 관한 실내실험(유동성, 단위중량, 일축압축강도 및 블리딩 시험)을 수행하였다. 실험 결과 흐름 및 블리딩 특성은 함수비에 비례하여 증가하는 것으로 나타났다. 단위중량과 일축압축강도는 함수비 증가에 따라 감소하는 것으로 나타났다. 각 주행 장비별 접지압과 혼합토의 지지력을 비교한 결과 벨트 컨베이어, 백호우, 도저 등의 장비가 즉시 진입 가능한 것으로 검토되었다. 결과적으로 고화재를 사용한 관중혼합처리공법에서 적용 가능한 함수비 영역은 80~200%로 평가되었다. 또한, 본 연구 결과로부터 설계 차트를 개발하여 제시하였다. In this study, laboratory tests (flow, unit weight, unconfined compressive strength and bleeding tests) were performed to evaluate engineering properties of treated soil to improve pipe mixing method. As result, flow and bleeding properties are proportional to the water contents. The unit weight and unconfined compressive strength is decreased as the water contents increased. Comparing equipments contact pressure with bearing capacity of the mixed soil for dozer, backhoe and belt conveyor are immediately appliable. The applicable water content range is estimated from 80% to 200% by pipe mixing method using cement. Also, The design chart is developed from the results.

토공노반 침하·다짐품질 DB 관리 프로그램 개발

한상재(Sang Jae Han),정재현(Jae Hyun Jung),최원일(Won Il Choi),이광재(Kwang Jae Lee) 한국철도학회 2012 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.2012 No.5

노반은 건설시부터 침하 측정 및 품질관리 시험이 이루어진다. 이러한 시험 및 측정자료는 시공사 및 계측사에서 엑셀과 보고서 같은 형태로 관리가 이루어진다. 그러나 차후 자료를 분석하고 활용하기 위해서는 자료 취합과정에서 공구간 양식 통일절차가 필요하고, 분석과정에서는 노반의 재료 특성 및 물성치, 원지반 조사 및 물성시험 결과, 주변구조물 정보, 관련 도면, 관련 설계서, 해석결과등을 참조 하여야 과다침하원인, 잔류침하예측등의 평가가 적절하게 이루어 질 수 있다. 또한 열차 운용후에도 노반재료의 공학적 특성과 열차하중에 의하여 지속적으로 노반 침하가 발생하기 때문에, 침하와 품질이력 및 관련문서를 시공시부터 DB 프로그램등을 이용하여 체계적이고 통합적으로 관리하여야, 차후 분석 및 평가에 용이하고 궁극적으로는 철도설계기준등에 지속적이고 실용적으로 활용할 수 있을 것이다. From the time of the construction of roadbed subsidence measurement of and quality control. Data of measurementand quality managed Microsoft Excel and the report is made in the form of management. However, subsequent data analysis and data collected in order to take advantage form in the process of unification procedures are needed, and analysis of the roadbed material properties and physical properties, Foundation for Research and Characterization test results, information surrounding structures, and related drawings, related to level design, analysis cause excessive settlement, and shall see the results, the residual settlement evaluation and forecasting can be done appropriately. In addition, after the train operations properties of subgrade materials by train cycling loading settlement occurs continuously, settlement. Therefore Quality history and related documents from the time of construction by DB programs should be organized and integrated management, ultimately analysis is utilize to evaluate and feedback to design criteria sustainingly and practically.

[미발표] 토공노반 연약지반 잔류침하 관리 프로그램 개발

한상재(Sang Jae Han),정재현(Jae Hyun Jung),최원일(Won Il Choi) 한국철도학회 2012 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.2012 No.10

콘크리트 궤도형식을 채택한 고속철도 흙쌓기 노반은 공용후 허용 잔류침하기준을 25mm이하로 엄격하게 관리하고 있다. 현재(‘12년 8월) 노반 성토 중인 호남고속철도와 같은 경우 원지반이 이탄질, 유기질 점성토층으로 구성된 구간에서는 침하 추세가 압밀거동 특성을 보이고 있기 때문에 공용 후 허용잔류침하기준 만족여부를 판단하기 위해서는 쌍곡선법, 아사오카법, 호시노법, Terzaghi(Curve fitting)방법등의 장기침하 예측방법을 사용하게 된다. 그러나 콘크리트궤도를 채택한 고속철도와 같은 경우 요구되는 허용 침하량이 일반적인 연약지반 침하량과 비교하여 매우 작기 때문에 침하 분석자의 관점에 따라 분석결과가 달라질 수 있다는 점을 감안하면 분석과 실측자료와의 상관도를 정량화 할 필요가 있다. 따라서 본 논문에서는 실측과 분석의 상관도가 가장 높은 잔류 침하량을 자동 계산 및 관리 할 수 있도록 프로그램을 개발하였으며, 실측 침하 데이터 입력 및 시험분석을 수행하였다. Trackbed of high-speed railway adopted concrete slab strictly restrict allowable residual settlement criterion( < 25mm). Honam high-speed railway under construction of roadbed, because foundation consisted of organic clayey soils show a trend of consolidation settlement, must be determine satisfaction whether allowable residual settlement using the hyperbolic method, Asaoka method, Hoshino method, Terzaghi Curve fitting method of settlement estimation methods. Compared to a typical soft ground settlement, because allowed settlement of high-speed railway demands are very small, estimated residual settlement may vary depending on the analyst"s perspective. In this paper, introduce to program automatically calculate the highest correlation of measurement and analysis data, and estimated residual settlement managed automatically. Also, results were compared using the measured settlement data.

휴믹산 함유량에 따른 유동화 처리토의 공학적 특성

한상재(Han Sang-Jae),안동욱(Ahn Dong-Wook),박재만(Park Jea-Man),김수삼(Kim Soo-Sam) 대한토목학회 2009 대한토목학회논문집 C Vol.29 No.5

전통적인 되메우기 방법은 모래 또는 현장발생토를 다짐하는 공법이 주로 사용되어 왔으나 이는 시간과 비용이 많이 든다. 특히 관의 하부 및 작은 틈새와 같은 부분은 전통적인 다짐 공법으로는 다지기가 난해하기 때문에, 이러한 문제점을 보완하기 위해 현장토를 재활용함으로써 모래 수급 문제를 해결하고 배합설계를 통해 유동성 및 강도를 임의로 조절할 수 있는 유동화 처리토 공법이 제안되었다. 본 연구에서는 현장토의 유기물 함유량에 따른 유동화 처리토의 배합 특성을 파악하고자, 휴믹산 함유량에 따른 재료분리특성, 유동성, 강도특성, 투수특성을 실내실험을 통해 측정하여, 비교ㆍ분석하였다. 그 결과, 휴믹산 함유량이 증가할수록 재료분리 특성과 유동성은 크게 나타났고, 강도는 유기물 함유량과 반비례하는 것으로 나타났다. 또한 유기물 함유량은 유동화 처리토의 투수특성에는 영향을 미치지 않는다는 것을 알 수 있었다. A conventional way of backfilling has used sand or in-situ soil. It not only requires substantial amount of time and cost but also makes it particularly difficult to fill the bottom part and small cracks of a pipe. To address the problem with the conventional method of compaction, liquefied stabilized soil was proposed as an alternative because it reuses in-situ soil which can ensure sand supply while adjusting flowability and strength of the soil with design of mix proportion. With an aim to identify the mixing properties of liquefied stabilized soil depending on the organic content of in-situ soil, this study conducted indoor tests of material segregation, flowability, strength, and permeability by changing humic acid content of the soil. The results revealed that material segregation and flowability increased proportionally while strength decreased with the increased amount of humic acid. In the mean time, permeability of liquefied stabilized soil wasn't affected by organic content.

고속철도 토공노반궤도 잔류침하량 정확도 개선을 위한 연구

한상재(Sang Jae Han),김병일(Byung Il Kim),정재현(Jae Hyun Jung),최찬용(Chan Yong Choi),홍강한(Kang Han Hong),김영선(Young Seon Kim) 한국철도학회 2017 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.2017 No.05

노반의 침하는 선로의 변형을 유발하고 열차 주행 안전성 및 궤도 구조안전성에 악영향을 끼치므로, 정확한 잔류침하량의 산정이 중요하다. 이에 본 논문에서는 ○○고속철도 테스트베드 구간에 대하여 설계 잔류침하량과 실측 잔류침하량을 비교하고, 지하수위, 연경도, 치환재, 성토고를 잔류침하량 오차요인으로 도출하였다. 지하수위 저하 및 성토고 증가시 잔류침하량은 증가하는 경향을 나타내었으며, 연경도 및 치환재는 관련이 없는 것으로 나타났다. 따라서, 잔류침하량 산정시 정확도를 개선하기 위해서는 고정인자인 성토고를 제외하고, 지하수위 저하, 지반조건(연경도, 치환재)에 따른 영향을 고려할 필요가 있다. The roadbed settlements cause a deformation of the railway and affect the vehicle running and track structure stability. So, The accurate calculation of the residual settlement is important. In this paper, The calculated residual settlement compared to measured residual settlement for testbed section. And the goundwater level, consistency, replacement materials and height of embankment are selected as factors to residual settlement. The groundwater level lowering or height of embankment increment show a tendency to occur differential between calculated and mesurement residual settlement. But the settlement have little to do with consistency and replacement materials. In conclusion, it is necessary to consider the influences of groundwater level lowering and soil property(consistency, replacement materials), excluding embankment height(fixed factor) to improve the accuracy in the residual settlement of track for high-speed railway.

계측결과를 활용한 고속철도 토공노반의 성능평가 사례

한상재(Choi, Won Il),최원일(Choi, Chan Yong),최찬용,김병일(Kim, Byung Il),홍강한(Han Sang Jae) 대한토목학회 2012 대한토목학회 학술대회 Vol.2012 No.10

동전기 고결 기법에 의한 점성토의 공학적 인자 변화 분석

한상재(Han Sang-Jae),김종윤(Kim Jong-Yun),김수삼(Kim Soo-Sam) 대한토목학회 2007 대한토목학회논문집 C Vol.27 No.6

본 연구는 EK-Cementation 공법 적용 시 규산나트륨의 전기주입기법에 기인한 고결화와 알루미늄 전극의 전기분해기법에 따른 산화알루미늄 생성에 기인한 고결화 정도를 정량화하고 토립자간 고결화를 유발하는 고결제의 종류와 고결기간에 따른 토질의 공학적 특성변화를 분석하고자 수행되었다. 이를 위해 일정 농도의 고결제가 각각 혼합된 EPK-Kaolinite를 선행압밀시험기를 이용하여 선행압밀 시킨 후 0일, 60일, 120일 간의 고결화 기간을 설정하고 표준압밀시험과 삼축압축시험을 이용하여 고결화된 점토의 토질정수의 공학적인 변화양상을 파악하였다. 그 결과, 사용된 고결물질의 종류와 고결기간에 따라 고결화된 토질의 공학적인 특성은 차이를 보였다. 대상 토질의 탄성 파라미터는 대부분 고결화가 진행됨에 따라 증가하는 경향을 나타냈고, 강도정수는 내부마찰각의 변화보다는 유효점착력의 변화가 크게 발생하였다. 압밀정수를 산정한 결과, 고결화는 선행압밀압력의 급격한 증대효과를 유발하여 유시선행압밀효과가 나타났고, 압축지수, 팽창지수, 압밀계수는 고결화 정도에 따라 점차 감소하는 경향이 나타났다. This study was conducted to make a fixed quantity upon both a cementation degree of sodium silicate attributed to electro-injection method and another cementation degree attributed to the generation of aluminum oxides caused by electro-decomposition of aluminum electrode, as well as investigate diversities of engineering properties of soil depending on the period of cementation and types of cementation agents, which lead to cementation between soil particles. In order to implement above the process, after each EPK-Kaolinite mixed with cementation agent of the fixed concentration had been pre-consolidated using pre-consolidation apparatus, the periods of cementation were set as 0 day, 60 day, 120 day using one-dimensional consolidation laboratory test, as well as triaxial test, and then soil parameters of the cemented clays were considered with mechanical phases of variation. As a result of these processes, the engineering properties of cemented soil were dependent on the types of cementation agents and periods of cementation. As the cementation in soil were progressed, elastic parameters of the soil were mostly apt to being increased, and a change of effective cohesion occurred highly rather than that of friction of angle for strength parameter. In the results of estimating consolidation parameter, the cementation induces dramatically increased effect of pre-consolidation stress and this phenomenon drives quasi-preconsolidation effect. In addition, the further the degrees of cementation were progressed, the compression index, the swelling index, and the coefficient of consolidation were decreased.