최근 아이슬란드 남부의 화산폭발은 유럽지역에 항공대란을 야기하였으며, 또한, 일본의 가고시마 화산 폭발은 대량의 화산재를 분출하여 도로 및 농작물에 많은 피해를 발생시켰다. 국내에서도 2002년 백두산 지역을 중심으로 강진에 의한 지표면 팽창현상이 관찰되면서 백두산의 화산폭발 위험성이 점증하고 있다. 백두산 화산폭발이 발생하는 경우 화산재의 처리에 따른 막대한 국가적 손실이 유발되므로, 화산재 처리 및 활용방안의 개발이 절실히 요구되고 있는 실정이고 이를 위해서는 다양한 공학적 특성 분석 시험이 선행되어야 한다.본 연구에서는 SEM, XRD등의 미세구조 분석을 통해 화학성분 및 화산재의 내부구조를 고찰하고. 비중, 함수비, 입도 등의 시험을 실시하여 백두산 및 한라산 화산재를 친환경 건설재료로 활용하기 위한 공학적 자료를 제시하였다.

우리나라 저수지의 과반수 이상은 축조된지 60년 이상이 경과된 노후 저수지로, 경시적 열화에 의한 내구성 감소 및 붕괴 위험 증가, 퇴적토사 축적에 따른 유효저수량 감소 등 안전 및 기능상의 문제점을 내포하고 있다. 이와 같은 상황에서, 범지구적 이상기후 현상에 의한 집중호우의 빈도가 증가하고 있어 노후 저수지의 재개발이 시급한 실정이다. 저수지의 증고는 이와 같이 재해에 취약한 노후 저수지를 보수하는 유효한 방법이며, 저수량을 제고하여 수자원 확보 및 풍수해 대비능력 강화효과를 기대할 수 있다. 본 연구는 현장응력상태 및 월류를 재현한 원심모형실험을 통하여 증고 및 비증고 제체의 안정성을 평가하였다. 그 결과, 비증고 제체의 월류 발생시 하류측에 대규모의 파괴가 발생하는 반면, 동일 수위에서 증고 제체는 안정성을 확보함을 알 수 있었다. 따라서, 기후변화 대처 및 저수량 증대를 도모하기 위해 증고를 통한 노후 저수지의 재개발이 필요한 것으로 판단된다.

본 연구에서는 화산재를 건설재료로 활용하기 위하여 백두산, 한라산의 화산재 및 다공성의 제올라이트에 시멘트 및 메타카올린을 첨가한 공시체에 대한 재령 0일, 7일, 28일 배합비별 압축강도 특성 데이터를 바탕으로 인공신경망 모델에 적용하여 학습, 예측함으로써 강도예측을 위한 인공신경망의 적용 가능성을 평가하였다. 인공신경망 모델에는 역전파 학습알고리즘(back-propagation learning algorithm)이 적용되었으며, 다양한 입력변수를 달리한 최적의 인공신경망 조건에서 학습을 시행하였다. 또한, 다양한 배합조건이 일축압축강도에 미치는 영향에 대한 민감도 분석을 실시하였다. 이러한 연구를 통해 얻어진 결과물은 화산재를 활용한 블록의 일축압축강도 특성을 파악하는데 좋은 툴이 될 것으로 기대된다.

2011년 일본 큐슈 키리시마 지역의 신모에타케 화산 분화 및 2010년 아이슬란드 남부의 화산폭발은 각 지역에 큰 피해를 야기하였으며, 우리나라에서도 2002년 백두산 지역의 강진에 의한 지표면 팽창이 관찰되어 근시일내 백두산의 분화가능성이 지적되고 있다. 이에 따라, 국내에서도 화산폭발에 대한 대응책이 정부 및 학계를 중심으로 논의되기 시작하였다. 화산폭발이 발생하면 화산재가 각종 기반시설을 덮음으로 인해 물류 및 교통에 다대한 영향을 미치게 되어 화산재의 조속한 처리 및 처분이 필요하며, 이 과정에서 화산재의 유효 활용방안 개발이 요구된다. 본 연구에서는 화산재를 친환경 건설재료로서 수질정화 등의 목적으로 활용하기 위해 백두산 및 한라산의 화산재, 다공성의 제올라이트 및 일반 자갈에 시멘트 및 메타카올린을 첨가한 블럭에 대한 유용미생물(EM)의 시간경과(0일, 7일)에 따른 생장 특성을 분석하였다. 실험 결과, 일반 자갈 블럭에 비해 화산재 블럭의 유용미생물 개체수 증가가 탁월한 것으로 나타나, 화산재의 수질정화용 블럭에의 적용성이 높은 것으로 나타났다.

최근들어 백두산 지역의 지표면 팽창현상이 관찰되면서, 백두산의 분화 위험성이 증대되고 있다. 화산이 분화하는 경우, 무수한 화산재의 비산으로 항공, 교통, 물류, 정밀기계 산업 등이 큰 타격을 입게 될 뿐만 아니라, 화산재의 처리 및 처분에도 막대한 국가적 손실이 발생하므로 화산재 처리 및 활용방안의 개발이 절실히 요구된다. 본 연구에서는 화산재를 건설재료로 활용하기 위하여 백두산, 한라산의 화산재 및 다공성의 제올라이트에 시멘트 및 메타카올린을 첨가한 공시체에 대한 재령 0일 및 7일의 배합비별 압축강도 특성을 분석하였다. 실험 결과, 재령 7일에 대하여 혼합재(화산재 및 제오라이트), 시멘트 및 메타카올린의 비율을 3.5：1：0.1로 배합한 경우 최대의 압축강도를 나타내었으며, 재령 및 단위시멘트량의 증가, 메타카올린의 첨가가 압축강도 특성에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다.

2010년 아이슬란드 남부의 화산폭발은 유럽지역에 항공대란을 야기하였으며, 국내에서도 2002년 백두산 지역을 중심으로 강진에 의한 지표면 팽창현상이 관찰되면서 백두산의 화산폭발 위험성이 점증하고 있다. 화산폭발이 발생하는 경우, 화산재의 처리 및 처분에 따른 막대한 국가적 손실이 유발되므로, 화산재 처리 및 활용방안의 개발이 절실히 요구되고 있는 실정이다. 본 연구에서는 화산재를 건설재료로 활용하기 위하여 백두산, 한라산의 화산재 및 다공성의 제올라이트에 시멘트 및 메타카올린을 첨가한 블럭에 대한 재령 0일 및 7일의 배합비별 휨강도 특성을 분석하였다. 실험 결과, 재령 7일에 대하여 혼합재(화산재 및 제오라이트), 시멘트 및 메타카올린의 비율을 3.5：1：0.1로 배합한 경우 최대의 휨강도를 나타내었으며, 재령 및 단위시멘트량의 증가, 메타카올린의 첨가가 휨강도 특성에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다.

2002년에 백두산 지역을 중심으로 강진에 의한 지표면 팽창현상이 관찰되면서, 백두산의 화산폭발 가능성이 높아지고 있다. 이에 따라, 그동안 국내에서 재난유형으로 별도의 분류가 없던 화산폭발에 대한 대책이 정부차원에서 논의되기 시작하였다. 화산폭발이 발생하면 무수한 화산재가 각종 사회기반시설을 덮게 되며, 비산에 의해 항공, 물류, 정밀기계산업 등에 타격이 발생하게 된다. 본 연구에서는 화산재를 건설재료로 활용하기 위하여 백두산, 한라산의 화산재 및 다공성의 제올라이트에 시멘트 및 메타카올린을 첨가한 재령 7일의 공시체에 대한 배합비별 동결융해 저항성을 분석하였다. 실험 결과, 재령 7일에 대하여 혼합재(화산재 및 제오라이트), 시멘트 및 메타카올린의 비율을 3.5：1：0.1로 배합한 경우 동결융해 저항성이 가장 우수한 것으로 나타나, 재령 및 단위시멘트량의 증가, 메타카올린의 첨가가 동결융해 저항성에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다.

본 연구에서는 원심모형시험기를 이용하여 강원도 강릉시 소재 장현 저수지의 축소 모형에 대하여 월류 시 제체의 붕괴 거동 특성을 파악하고, 제체보호공법을 고찰하였다. 원심모형시험 시 모형 단면은 1/50로 축소하여 축조하였고 LVDT, 간극수압계를 설치한 후 월류시험을 수행하였다. 월류시험은 차수매트 보강방법에 따라 미설치 시, 상류사면 및 제정부근 설치 시, 상하류 사면 전체 설치 시 등으로 나누어 수행되었다. 원심모형시험 결과 차수매트 설치 시 제체의 세굴과 토사의 유출을 방지할 수 있다는 것을 확인하였으며, 특히 차수매트의 보강을 최소한으로 한 상류사면 및 제정부근 설치 시에 하류사면의 유실은 불가피하게 발생하지만 상·하류방향으로 발생되는 제체의 절단은 막을 수 있는 것으로 나타났다. 앞으로 자치단체 소관 소규모 저수지에서 집중호우로 인한 월류 상황 발생을 사전에 예측하여 제체보호공법을 적용한다면 우기 시 빈번하게 발생하던 저수지 붕괴 사고는 막을 수 있을 것이라 사료된다.