This study aimed to provide better understanding of the bedrock aquifer bacterial communities and their functions in deep geological repository (DGR) environment. Two study sites of uranium deposits in the Ogcheon Metamorphic Belt were selected: Boeun and Guemsan. From two study sites, six groundwater samples were obtained with different boreholes and depths: OB1 (Boeun, 25 m), OB3 (Boeun, 80 m), GS1 (Guemsan, 25 m), GS2 (Guemsan, 85-90 m), GS3-I (Guemsan, 32- 38 m), GS3-II (Guemsan, 70-74 m). The physicochemical properties of groundwater were analyzed by multi-parameter sensors, ion chromatography (IC), and inductively coupled plasma optical emission spectroscopy (ICP-OES). Illumina Miseq sequencing was performed to investigate bacterial community in six groundwater samples. In addition, the number of sulfate-reducing bacteria (SRB) was quantified by a quantitative PCR (qPCR). Bacterial community composition varied in response to boreholes and depths. A total of 14 different phyla and 36 classes were detected from six groundwater samples. Overall, Proteobacteria, Actinomycetota, and Bacteroidota were dominant in the phylum level. SRB and iron-reducing bacteria (IRB) were detected in all groundwater samples even though organic carbon sources were not abundant (0.7-3.3 mg-total organic carbon/L). This result shows a potential to immobilize uranium in DGR environment. In particular, SRB, Desulfosporosinus fructosivorans and Humidesulfovibrio mexicanus were mainly detected in GS1 and GS2 groundwater samples, which attributed to higher dissimilatory sulfite reductase functional gene copy number in GS1 and GS2 groundwater samples. Statistical analysis was performed to understand the correlation between environmental factors and core bacterial species. Dissolved oxygen (DO), Fe, and Mn concentrations were positively correlated with Curvibacter fontanus while Undibacterium rivi had a negative correlation with pH. These results indicate that bacterial community could be changed in response to environmental variation. Further study with a greater number of samples is necessary to obtain statistically reliable and meaningful results for a safe DGR system.

지하의 단층들이 지표면까지 도달하지 못하면 단층의 유무를 인지 못하는 경우가 있다. HVSR 분석법으로 지표 면 아래 단층의 존재를 판별할 수 있는지 살펴보기 위해 포항분지 흥해지역 동편의 곡강단층을 통과하는 지역을 선정 하여 연구를 진행하였다. 교차하는 두개의 측선에서 조밀하게 관측한 배경잡음으로 HVSR 분석을 통해 공명주파수를 산정하였다. 연구지역 내 시추 자료의 기반암 깊이 정보와 시추 지역의 공명주파수를 이용해 상관식을 도출한 후 두 측선에서의 공명주파수를 상관식에 적용해 기반암 심도를 산출하였다. HVSR 분석 결과 두 측선에서 기반암 심도가 급 격히 변하는 곳이 있다. 특히 곡강단층 인근에서 공명주파수가 급격히 변화하였고, 기존에 알려진 단층이 없는 지역에 서도 공명주파수와 기반암 심도가 급격히 변화하는 곳이 있음을 알 수 있었다. 이 형상은 이전에 알려지지 않은 blind fault와 관련이 있을 것으로 사료된다. 본 연구는 지표면에서 인식하지 못하는 단층을 식별하기 위한 HVSR 방법의 적 용 가능성을 확인하였다.

해안지역에서 지하수 순환 특성 규명은 지하수 자원의 효율적 관리 측면에서 매우 중요하다. 본 연구에서는 물수지 분석법 을 이용하여 지하수 침누수량을 산정하였다. 증발산량은 Thornthwaite 방법으로 계산하였으며, 지표 직접유출량은 SCS-CN 방법으로 산정하였다. 지하수 저류량 변화는 229 mm/년로 30년 평균 강수량 1286 mm/년의 17.8%에 해당하며, 증발산량 은 693 mm/년 (53.9%), 지표 직접유출량은 124 mm/년 (9.6%)로 산정되었다. 강우량과 지하수 저류량 변화 사이에는 강우 량과 증발산량, 강우량과 지표 직접유출량에 비해 상관성이 높게 나타난다. 이는 증발산량 및 지표 직접유출량 보다 지하수 저류량 변화가 강우량에 대해서 더 민감하게 반응한다는 것을 반영한다.

본 연구에서는 결정질 기반암에 위치하는 12개 시추공의 지하수 수질을 분석하여, 다변량 통계 분석법을 활용하여 지하수 수질 진화 특성 및 성분 기원을 평가하였다. 지하수 수질 유형은 Na(Ca)-HCO3형과 Ca-HCO3형이 가장 우세하여, 물-암석 반 응에 의한 직접적인 양이온 교환 반응(Ca2+ → Na+)을 지시하며, 현장 지하수 특성과 실내 지하수 분석 결과에 기초한 연구 지역의 지하수 수질 진화는 초기 내지 중간 정도의 단계를 지시하는 것으로 사료된다. 다변량 분석 결과, 인위적인 기원인 NO3 -와 다른 성분들 간의 상관성을 살펴보면, Na+, Cl-와 양의 상관성을 나타난다. 염무의 기원인 Cl-와는 Na+, SO4 2-, Mg2+, K+ 와 양의 상관성을 나타낸다. 그러나 다른 성분들(Ca2+, Fe2+, HCO3 -, F-, SiO2)과는 상관성이 나타나지 않는다. Cl- 농도가 일반 적인 지하수 수질 범위에 포함되고 NO3 - 농도는 먹는물 수질기준치 이하로서 농도가 매우 낮으며, 대부분의 광물에 대해서 지하수 화학성분들은 불포화상태를 지시한다. 따라서, 연구지역의 수질 성분들은 대부분 물-암석 반응을 통한 자연적인 기 원을 지시하고 부분적으로는 자연적인 염무와 농업과 관련된 인위적인 오염으로부터 기인된다.

Spatial variations of a seismic wave are mainly wave passage and wave scattering. Wave passage effect is produced by changed characteristics of exciting seismic input motions applied to the bedrock. Modified input motions travel horizontally with time differences determined by apparent shear wave velocity of the bedrock. In this study, wave passage effect on the seismic response of a structure-soil system is investigated by modifying the finite element software of P3DASS (Pseudo 3-Dimensional Dynamic Analysis of a Structure-soil System) to apply inconsistent (time-delayed) seismic input motions along the soft soil–bedrock interface. Study results show that foundation size affected on the seismic response of a structure excited with inconsistent input motions in the lower period range below 0.5 seconds, and seismic responses of a structure were decreased considerably in the lower period range around 0.05 seconds due to the wave passage. Also, shear wave velocity of the bedrock affected on the seismic response of a structure in the lower period range below 0.3 seconds, with significant reduction of the seismic response for smaller shear wave velocity of the bedrock reaching approximately 20% for an apparent shear wave velocity of 1000m/s at a period of 0.05 seconds. Finally, it is concluded that wave passage effect reduces the seismic response of a structure in the lower period range when the bedrock under a soft soil is soft or the bedrock is located very deeply, and wave passage is beneficial for the seismic design of a short period structure like a nuclear container building or a stiff low-rise building.

암반지반에 주어진 등재해도 스펙트럼에 상응하는 원전부지 토사지반에서의 등재해도 스펙트럼을 도출하기 위한 확률론적 방법론을 제시하였다. 이를 위해 지진 운동 및 지반의 불확실성을 고려한 지반응답 해석을 통해 토사지반 지표에서의 지진동 증폭계수를 산정하였다. 증폭계수는 가장 상관관계가 높은 지반운동의 스펙트럴 가속도 규모와의 회귀분석을 통해 계산되었다. 이 방법론을 적용하여 국내 KNGR (Korean Next Generation Reactor) 및 APR1400 (Advanced Power Reactor 1400) 원전의 포괄부지 지반 중 B1,B4, C1 및 C3 지반을 대상으로 등재해도 스펙트럼을 도출하였다. 등재해도 스펙트럼을 통해 지진동 발생 빈도 별 위험 주파수 대역을평가하고 분석하였다. 이 결과는 원전의 종합적 지진리스크 평가 결과를 보다 합리적으로 개선하는 데에 활용될 수 있으며, 향후 다양한종류의 토사지반에 대한 등재해도 스펙트럼을 평가하는 데에 적용할 수 있을 것으로 기대된다.

최근까지도 많은 시간이력 지진해석이 연약지반의 증폭영향을 고려하지 않고 연약지반 위 지표면에서 기록된 지진거동으로 수행되었다. 그러나 합리적인 구조물의 지진해석을 위해서는 지반조건을 고려하고 암반지진기록을 이용하는 것이 중요하다. 이 연구에서는 연구를 위해 태평양지진연구센터(PEER)에서 제공하는 공개된 1557개의 지진기록 중에서 26개 암반지진기록을 선정하고 암반지진 기록의 특성을 분석하였다. 연구결과에 의하면, 지반조건을 고려하지 않고 지진규모로부터 지진가속도를 추정하는 것은 합리적이지 못하며, PEER 데이터베이스 암반지진기록으로는 지진가속도, 지진규모, 진앙거리 사이의 일반적인 상관관계를 추정하는 것도 어려운 것으로 평가되었다. 그러나 이 연구에서 선정한 26개 암반지진기록은 구조물-지반체계의 시간이력 지진해석을 위해 암반지진기록으로 사용할 수는 있지만, 이 지진기록을 사용할 때에도 지진가속도, 지진규모, 진앙거리 및 지반조건이 유사한 지진기록을 사용하는 것이 필요하다는 것을 확인할 수 있었다.

지반조건은 구조물의 지진거동에 매우 큰 영향을 미치고 성능에 기준한 내진설계에 중요한 요소이다. 이 논문에서는 지진에 의한 지반의 비선형성을 포함한 지반의 비선형성이 구조물의 탄성지진거동에 미치는 영향을 지반 구조물 일괄해석 유한요소법과 지반의 비선형성을 구현하기 위해 Ramberg-Osgood 토질모델에 대한 근사선형 반복해석법으로 연구하였다. 연구는 말뚝기초의 유무를 고려한 주기가 변하는 선형 단자유도계에 지표에서 기록된 1940년 EI Centre지진을 적용하여 수행하였다. 연구결과에 의하면 연약지반의 비선형 특성 영향이 구조물의 탄성 지진거동에 매우 중요하곡 성능에 기준한 지반의 비선형성을 고려한 구조물의 내진설계가 필요하다는 것을 잘 보여주고 있다.

황사 구성 광물의 지질학적 근원을 추적하기 위해, 발원지인 몽골 남부 고비사막 기반암의 광물학적 특성을 분석하였다. 황사 발원지 기반암은 고생대 화산암 및 화산쇄설성 퇴적암, 고생대 화강암류, 중생대 퇴 적암으로 구성되어 있다. 고생대 화산암 및 퇴적암은 매우 치밀하게 고화 및 변형되어 산지를 형성하며, 중 생대 백악기 퇴적암은 고생대 화산암 및 퇴적암으로 이루어진 산맥 사이의 분지를 충전한다. 고생대층 암석은 녹니석과 사장석 함량이 높고, 녹색편암상의 변성작용을 받았다. 중생대 퇴적암층은 녹니석이 드물고, 스멕타 이트, 일라이트-스멕타이트 혼합층, 카올리나이트 등의 점토광물이 풍부하다. 고생대 화강암류에는 각섬석과 흑운모가 특징적으로 함유되어 있다. 발원지 기반암의 광물학적 특성과 비교하면, 황사는 고생대층과 중생대 층 기원 쇄설물의 혼합물이나, 중생대 퇴적암에 더 가깝다. 점토 함량이 높고, 덜 고화된 중생대 퇴적암류는 잘 부스러져 침식되기 쉬운 실트질 표토가 되어 황사 광물 구성에 기여한다.

Traditional demolition methods for maritime bedrock may not adequate specially for urban areas and historical places due to hazard of explosive and noise. Therefore, an use of soundless chemical demolition agent (SCDA) increased to reduce the noise and avoid from explosive methods. However, there is no guideline or design code for using SCDA. In this study, crack control for maritime bedrock demolition using SCDA is performed.

Traditional methods for demolition of rocks may not adequate specially for urban areas and historical places. Accordingly, an use of soundless demolition chemical agent (SCDA) increases in those areas. In this study, required expansive pressure of SCDA for initiating cracks in maritime bedrock was study. It was found that shape of hole and distance between holes reduced required expansive pressure up to 59%.