과학 독후감다가올 인류의 미래- 테오 콜본, 를 읽고약간의 과장을 보태 말해서 오늘 배운 과학지식이 내일이면 이미 과거의 키워드로 생각될 정도로, 과학적 발전은 모든 분야에서 그 속도가 점점 가속화되고 있다. 그러는 사이 그만큼의 환경/생물학적 문제가 수면 위로 대두되었고, 각 분야의 전문가들은 원인에 대한 연구를 기반으로 다양한 해결책들을 제시해왔다. 그리고 여기, 다소 오래 되었지만 상당히 공포스러운 내용을 담고 있는 한 권의 책이 있다. 바로, 테오 콜본이 저술한 이다.에서는 환경호르몬의 위해성을 기반으로 다양한 예시를 제시하며, 환경호르몬에 대한 인류의 무관심과 대책 없는 소비로 인해 다가올 미래를 조명한다. 지난 십여 년간 환경 호르몬에 대한 논의와 문제 제기는 끊임없이 이어져 왔지만, 이러한 제기들이 우리의 실제 생활에 큰 영향을 미치지 못한 것은 아무래도 자본주의적 질서의 팽배가 그 이유로 작용한 것일 것이다. 환경호르몬을 유발하는 대부분의 화학품은 일회용 제품들이 그 상당수를 차지하는데, 현실적으로 이러한 일회용 제품들은 갑작스럽게 사용을 중지하거나 사용량을 줄이기가 쉽지 않다. 물건을 소비한 후 쉽게 사용하고 쉽게 버리는 현대인들의 생활 습관에 적합한 일회용품의 사용이 자본주의적 질서에 너무 깊게 길들어 버렸기 때문이다.테오 콜본의 에서는 이러한 환경호르몬의 노출로 인한 다양한 생태계적 문제들, 예를 들어 부화하지 못하고 그대로 말라버린 악어 알과 호르몬 교란으로 동성연애를 하는 갈매기, 그리고 마찬가지의 이유로 암수의 생식기를 모두 가진 물고기들을 제시함으로써 그 위험성이 인류에게도 도래할 것임을 역설하고 있다. 인류 역시 생태계의 일부라는 사실을 우리는 모두 알고 있기에, 이러한 생태계적 교란이 곧 인류의 미래일 것이라는 예측이다. 이미 십수년 전부터 진행되어 온 환경호르몬으로 인한 생태계 교란은 우리가 미처 깨닫지도 못하는 사이에 인간의 몸 안에 천천히 축적되어 다양한 증상들로 표출되고 있는데, 남성의 정자 수가 반으로 줄어드는 등의 직접적인 위해성은 이러한 문제가 상당한 재앙으로 다가올 수 있음을 말해주고 있는 방증이라 하겠다.인간의 터전, 넓게는 우리의 후손의 터전이 될 지구와 환경에의 교란은 전 지구적인 재앙을 불러일으킬 것이라는 관측은 오래전부터 계속됐지만, 이것을 해결할 뚜렷할 성과는 아직 우리의 힘으로 일구어내지 못한 것이 사실이다. 환경호르몬의 충격적인 반격과 동시에 메탄, 온실가스의 축적은 결국 우리에게 지구온난화라는 참사를 운명처럼 맞이하게 만들었다.인류의 과학화와 우리 생활의 편리함을 가져다주었던 산업혁명은 엄청난 화석 연료의 사용을 불러일으켰다. 과학의 발전이 주는 편리함에 인류가 취해있는동안 막대한 양의 석탄, 석유, 천연가스들이 사용되었다. 이러한 화석 연료들은 모두 이산화탄소나 메탄, 그리고 아산화질소 등 온실가스의 농도를 증가시켜 기후 변화를 가속화했다. 우리가 끝없는 발전에만 몰두하는 사이 우리나라의 수도 서울, 그 중심에 자리하고 있는 한강의 동결일은 점점 줄어들고 있다고 한다. 우리가 가장 쉽게 우리의 눈으로 확인할 수 있는 기후 변화 결과이자 인간의 욕심을 표면적으로 보여주는 좋은 예이다. 60년대까지만 해도 겨울에는 한강에 얼음이 꽁꽁 얼어서 그 얼음을 떼어다가 파는 사람도 있었고, 어린아이들은 썰매나 스케이트를 즐기면서 즐거운 겨울을 보내곤 했지만, 현재 그런 모습은 전혀 찾아볼 수 없다. 더욱 두려운 것은, 바로 지구 온난화로 인하여 생태계가 파괴되면 정상적인 지구의 수분 순환이 가동될 수 없으므로 국지성 호우가 잦아지게 된다는 점이었다. 지금의 시설로는 국지성 호우와 기후변화로 발생하는 큰 충격을 피할 수 없게 되며, 기후변화의 영향과 강물의 흐름은 떼려야 뗄 수 없는 불가분의 관계이기 때문에 우리가 앞으로 할 수 있는 일은 우리의 편리함을 조금 줄이는 대신 우리가 환경과 과학의 바른길을 찾기 위해 최선을 다하는 것뿐이겠다.
2001년5월 24일 A 사와 B 교육청은 1차공사계약을 2,466,049,000원에 채결하였고, 5월 30일 착공하여 12월31일 준공하기로 하였다.5월 30일 공사착공일인 5월 30일 공사설계도면상 지반고는 33m 였으나 공사용지의 지반고는 35m인 상태였다.이에 A사는 6월 15일까지 사전 현장조사, 경계측량, 현장사무실설치 등 사전 준비를 시작했다.6월 21일 지반고가 계속 33m를 만족하지 못하여 A 사는 B 교육청에 지반고 33m 공사용지 완료를 요청하였다.8월 8일 공사 책임관리원이 B 교육청에 이 문제를 통지하였고, 문제가 공정하게 처리될 것이니 우선 지하실 공사부터 착공할 것을 요청하였고, A 사는 지하실 터파기 공사를 진행하였다.2001년10월 25일 A 사와 B 교육청은 4층,5층 외부마감 등의 공사에 관하여 2차 공사 계약을 892,000,000원에 채결하면서 11월5일 공사를 착공하여 2002년 5월 24일 준공하기로 하였다.11월 5일 2차 공사 착공을 하였다.
직접전단 시험(KS F 2343)직접전단 시험 (direct shear test KS F 2343)◎개요직접전단시험은 상하로 분리된 전단상자 속에 시료를 넣고 수직하중을 갛나 상태로 수평력을 가하여 전단상자 상하단부의 분리면을 따라 강제로 파괴를 일으켜서 지반의 강도정수를 결정할 수 있는 간편한 시험이다. 그 결과는 토압, 사면의 안정, 구조물 기초의 지지력 등의 계산에 이용하며 한국산업규격 KS F 2343에 규정되어 있다. 직접전단시험에서는 수직응력이 전체 전단면에서 등분포 된다고 가정한다. 공시체가 너무 두꺼우면 수직응력의 분포가 부등할 수 있으며 전단중에 시료가 휘어지기 때문에 전단상자벽과 공시체가 밀착하지 않을 수 있다. 라서 큰 단면의 특수 전단시험에서도 공시체의 두께는 수cm 정도로 작아야 한다. 공시체의 단면은 원형 또는 정사각형이며 대개 원형단면을 많이 사용한다. 이번 시험에서 사용한 공시체는 직경 6cm 높이 4cm의 원형 공시체 이다.직접전단 시험에는 전단면에 응력분포가 불균일하며 최대전단면이 아닌 임의 면에서 강제로 전단되는 단점과 주응력의 방향이 시험 시작시에는 수직과 수평이지만 전단 시에는 이 방향이 틀어지며 간극수압의 측정이 관란하기 때문에 유효응력으로의 변환이 어렵다는 점 그리고 삼축압축시험에서처럼 배수조건을 철저하게 조절할 수 없다는 단점이 있다. 장점으로는 조작이 간단하며 경제적이라는 점이 있다.◎시험장비1.직접전단 시험기직접전단 시험기는 전단상자와 재하장치로 구성된다. 전단상자는 상하로 분리되어 있고, 아랫부분은 수침함에 고정되어 있다. 수직하중은 가압판의 중심에 있는 볼을 통해 전달되며, 윗부분은 검력계(Proving Ring)와 수평으로 연결되어 있어 흙이 전단될 때의 힘을 읽을 수 있다. 전단 상자 속에 들어 있는 공시체는 대개 아랫상자가 이동하여 전단된다. 전단상자의 크기는 사질토에서 시료의 입경에 라 토질정수의 결정에 상당한 영향을 끼친다.2.재하장치재하장치는 수직력을 작용시키기 위한 것과 수평력을 작용시키는 것의 두가지가 있다. 일반적으로 수직방향은 응력제어, 수평방향은 변형율제어 방식으로 힘을 가한다.기타:검력계, 변위계, 저울, 시료압출기, 줄톱 등..◎계산 및 결과의 정리1. 수직응력 (σ) 수직하중(P)을 시료의 단면적 (A)으로 나누어 구하고 전단응력(r) 은 수평력(S)을 시료의 단면적 (A)으로 나누어 계산한다.σ (kgf/㎠) = {P} over {A}r (kgf/㎠) = {S} over {A}2. 전단응력과 수직변위를 수평변위에 대하여 플롯하여 수평변위-전단응력 곡선 및 수평변위-수직변위 곡선을 작도한다3. 수평변위- 전단응력 곡선에서 전단응력 최대점 또는 수평변위가 시료 직경의 15%의 변위에 대응하는 전단응력을 전단강도로 한다.4. 다음에 횡축에 수직응력,종축에 전단강도를 취해 그 관계를 직선으로 구하여 수직응력-전단강도 직선을 작도한다.직경 6cm 이므로 단면적 A는 0.002827m ^{2}시료 직경의 15%는 9mm◎시험결과◎고찰실험 시료로는 주문진표준사를 이용하였으며 수직응력 30kPa, 60kPa, 90kPa을 가한후 수평방향에서 전단력을 가하여 시료를 전단파괴 시켰다.
흙의 일축압축시험(KS F 2314)흙의 일축압축시험(KS F 2314)◎개요일축압축시험은 점착력이 있는 시료를 원추형 공시체로 만들어 측압을 받지 않는 상태에서 축하중을 가하여 전단파괴시켜서 시료의 전단강도를 결정하는 방법이며 한국산업규격 KS F 2314에 규정되어 있다. 점착력이 없는 흙은 성형이 되지 않으므로 일축압축시험을 수행할 수 없다. 물체가 전단파괴될 때에는 파괴면은 주응력면과 45+ {EMPTYSET } over {2}각도를 이루므로 일축압축시험을 하여 주응력면과 파괴면 각도를 측정하면 전단저항각을 결정할 수 있다. 흙의 점착력은 파괴면의 형태에 영향을 미치지 않으므로 파괴면의 각도를 측정하여 흙의 전단저항각을 결정할 수 있다. 시험에 사용한 공시체는 직경 3.56cm 높이 7.0cm이다.그러나 비교적 단단한 점토를 제외하고는 파괴면이 명확히 나타나지 않으므로 전단저항각의 측정이 어렵다. 전단저항각이 영이어서 Mohr Coulomb의 파괴포락선은 가로축과 나란한 수평선을 이루고 점착력은 c _{u=q _{u} /2}로 나타낼 수 있다. 이때 q _{u}를 일축압도강도라 한다.◎시험장비1.일축압축 시험기일축압축 시험기는 압축장치, 검력계 및 다이얼 게이지로 구성된다.압축장지: 공시체 높이의 15%이상 계속 압축변형을 가할 수 있는 것이어야 한다.검력계: 공시체의 강도에 따라 30~100kgf의 용량의 것이어야 한다.다이얼 게이지: 공시체 높이의 20%까지 잴 수 있는 것이어야 한다.2.마이터 박스 (Miter Box)박스를 분리할 수 있고 그 안지름이 공시체의 지름보다 0.4mm 정도 크며 양끝이 축방향에 직각이어야 한다.3.공시체 제작용구트리머, 줄톱, 버니어 캘리퍼스, 스패츌라4.함수비 측정기구캔, 저울 ,데시케이터, 건조로◎시험결과전체시험 결과는 양이 많아 하중(kgf)의 크기가 바뀌는 점만 결과로 나타내었습니다.공시체: 직경 3.56cm/ 높이 7.0cm압축시험기의 속도: 60sec 당 10mm → 1초당 0.016667cm시간(sec)하중(kgf)하중(N)변위 (cm)응력(kPa)변형률(%)000000100.54.9050.1666674.9296482.3809521419.810.2333339.8592963.333333191.514.7150.31666714.788944.5238124219.620.419.718595.714286272.524.5250.4524.648246.42857129329.430.48333329.577896.904762323.534.3350.53333334.507547.61904834439.240.56666739.437198.095238364.544.1450.644.366838.57142938549.050.63333349.296489.047619405.553.9550.66666754.226139.5238142658.860.759.1557810446.563.7650.73333364.0854310.4761946768.670.76666769.0150810.95238477.573.5750.78333373.9447211.1904849878.480.81666778.8743711.66667508.583.3850.83333383.8040211.9047652988.290.86666788.7336712.38095549.593.1950.993.6633212.85714551098.10.91666798.5929613.095245710.5103.0050.95103.522613.571435911107.910.983333108.452314.047626111.5112.8151.016667113.381914.523816312117.721.05118.3116156512.5122.6251.083333123.241215.476197012117.721.166667118.311616.666677211.5112.8151.2113.381917.142867311107.911.216667108.452317.380957410.5103.0051.233333103.522617.61905761098.11.26666798.5929618.09524779.593.1951.28333393.6633218.3333380988.291.33333388.7336719.04762828.583.3851.36666783.8040219.5238183878.481.38333378.8743719.7619857.573.5751.41666773.9447220.2381866.563.7651.43333364.0854320.4761993658.861.5559.1557822.14286◎고찰일축압축 시험에서 비교적 단단한 점토를 제외하고는 파괴면이 명확히 나타나지 않으며 Mohr원도 제대로 그려지지 않는다. 소성지수 I _{p}
흙의 비중 시험(KS F 2308)흙의 비중(Specific Gravity) 시험◎개요비중(specific gravity)이란 어떤 물질의 질량과, 이것과 같은 부피를 가진 표준물질의 질량과의 비율이다. 비중은 온도 및 압력에 따라 달라지며 무차원수이다.흙입자의 비중은 흙지반의 구조골격을 이루고 있고 크기와 구성광물이 다양한 흙입자의 평균비중을 말한다. 흙입자의 비중은 흙의 기본적인 성질인 간극비와 포화도를 구하는 데 필요할 뿐만 아니라, 흙의 구성광물이나 견고한 정도를 구하는 데 이용된다.흙입자의 비중은 흙입자의 무게를 흙입자와 같은 부피의 물(증류수)의 무게를 나눈값이 되며 한국산업규격 KS F 2308에서 규정하고 있다.◎시험장비⑴피크노미터(비중병)용량 100ml 이상의 부피측정용 플라스크 또는 스토퍼(stopper)가 있는 용량 50ml 이상의 병이여야한다. 스토퍼는 중앙에 작은 구멍이 있어서 공기와 여분의 물을 뿜어낼 수 있는 것이어야 한다. 비중시험에는 부피 팽창이 적은 유리로 된 피크노미터가 3개 이상 필요하다.⑵건조시료(주문진표준사)비중시험에는 가능한 한 노건조시료를 사용하며 특별한 경우에만 습윤시료를 사용한다.이때는 유리판이나 유발안에서 입자를 빻아서 입자를 날알 형태로 만든뒤 시험하며 습윤상태의 무게를 먼저 측정한 후 노건조하여 건조무게를 측정하는 과정이 필요하다.⑶온도계⑷가열장치 (전열기나 알코올램프)⑸증류수⑹시료취급용 팬⑺저울 (용량 200 gf, 감도 0.001 gf 의 저울)⑻기타: #10체, 깔때기, 철망, 수건(탈지면), 삼발이◎시험결과시료번호5조 (A)5조 (B)5조 (C)①비중병 무게 (g) W _{f}46.549.949.0②병+시료 무게(g) (공기중) W _{k}104.595.993.9③끓인 후 식힌 무게(g) (수중)W _{b}182.8177.6176.5④온도 CENTIGRADE T_{ b}232324⑤gamma _{w} _{(T _{b} )} (g/cm ^{ 3})0.9975680.9975680.997327⑥비중병 + 물 무게(g) W _{a} ^{```} '147.34149.2148.71⑦온도 CENTIGRADE T_{ a}141414⑧gamma _{w} _{(T _{a} )} (g/cm ^{ 3})0.9992730.9992730.999273병+물 무게(g)⑨ 물(T_{ a}) W _{wa}100.8499.399.71⑩ 물 (T_{ b}) W _{wb}100.6799.1399.52⑪ 병+물 (T_{ b}) W _{a}147.17149.03148.52흙 시료 (g)⑫ 공기중 W _{s}584644.9⑬ 수중 W _{s} `'35.6328.5727.98⑭ 부력 (F _{b} ')V _{s```} gamma _{w(T _{b} )}22.3717.4316.92비중(G_{ s})⑮ T_{ b}에서 G _{s} `'2.5932.6392.654표준 (15CENTIGRADE) 온도G _{s}2.5892.6352.649평균2.624◎계산 및 결과정리W _{wa}=W _{a} ^{```} '-W _{f} : 비중병에 들어있는 물의 무게를 구하기 위해 W _{a} ^{```} '에서 W _{f}를 뺀다.(T_{ a})W _{wb}=W _{wa} * gamma _{w} _{(T _{b} )} ÷ gamma _{w} _{(T _{a} )} : T_{ b}일때의 물의 무게를 구하기 위해 W _{wa}를 gamma _{w} _{(T _{a} )}로 나눠 물의 체적을 구한 뒤 gamma _{w} _{(T _{b} )}을 곱해 T_{ b}에서의 물의 무게를 구한다.W _{a}=W _{wb}+W _{f}: W _{wb}에 W _{f}를 더해 T_{ b}에서의 물로 가득찬비중병 무게를 구한다.W _{s}=W _{k} -W _{f} : 비중병에 얼마만큼의 시료를 넣었는지 구한다(무게).W _{s} `'=W _{b} - W _{a} : 비중병에 물만 있을때와 물+시료가 있을때의 무게 차이로수중 시료의 무게를 구한다.F _{b} '=V _{s```} gamma _{w(T _{b} )}=W _{s}-W _{s} `' = W _{s}+W _{a} -W _{b} : 공기 중 흙시료의 무게에 병+물무게를더한 뒤 병+시료+물무게를 빼서 부력을 구한다.(※간단한 방법으로는 공기 중 흙 시료의 무게에서 수중 무게를 빼면 된다.)G _{s} `'= {W _{s}} over {V _{s} gamma _{w(Tb)}} : W _{s}는 rho _{soil} *V`*g이고 부력은 F _{b} '=γV=rho _{water} *V`*g이므로 W _{s}를 부력으로 나눠 T_{ b}에서의 시료비중을 구한다.G _{s}={gamma _{w(Tb)}} over {gamma _{w(15)}} G _{s} ' : 15CENTIGRADE에서의 시료비중을 구하기위해 gamma _{w} _{(T _{b} )}/gamma _{w _{(15)}}를 G _{s} `'에 곱한다.(※특별히 지정하지 않은 한 흙의 비중은 15CENTIGRADE의 물에 대한 값 G _{s,15}으로 표시하며, 온도 T _{s}에 대한 비중 G _{s,Ts}와 보정계수 K를 다음의 식에 적용하여 계산한다.G _{s,15}=K*G _{s,Ts})◎고찰이 시험의 목적은 시료를 공기 중 무게와 수중 무게를 측정한 결과를 부력을 이용해 비중을 구하기 위함이다. 시료는 주문진 표준사를 이용하였다.KS F 2308에는 시료 25g을 미리 재서 비중 병에 담도록 규정되어 있으나 시료를 미리 재서 담으면, 담을 때에 손실될 위험이 높고 시료가 손실될 경우 오차의 원인이 되기 때문에 본 실험에서는 ⑫ 공기중 시료의 무게 W _{s}를 병 무게를 먼저 잰 다음 병+시료의 무게를 재서 측정하였다.KS F 2308을 참조하면 흙의 비중 시험은 #10체(9.5mm)를 통과한 시료를 사용하게 되어있는데 주문진 표준사의 경우 원사에 토분등의 불순물이 거의 없으며 아래의 입도 분포 곡선으로부터 #10체를 모두 통과하며 상당히 균등한 입도 분포를 보이고 있음을 알 수 있다.즉 주문진 표준사는 흙의 비중시험의 시료로서 적당하다.시험결과를 보면 세 비중병의 평균 G _{s}값은 2.624로 안병호,“삼축압축시험에 의한 주문진 표준사의 특성연구”,창원대학교 학위논문,19~20p 에 나와있는 비중값 2.63과 큰 차이가 없다. 즉 주문진 표준사의 품질이 일정하다고 보았을 때 본 실험은 큰 오차가 없이 행해졌다고 생각할 수 있다.하지만 B비중병과 C비중병의 비중 차이는 0.014로 비교적 작으나 A비중병과 B 그리고 C 비중병과의 비중차이는 각각 0.46, 0.6으로 비교적 컸다.실험의 유의사항을 보면 2개의 비중차이가 0.03이상이면 재시험 하게 되어 있으므로 A비중병의 비중값은 어느정도 신뢰도가 떨어진다고 볼 수 있다.오차의 원인 및 실험의 문제점에 대해 생각해보면 시료 가열 시 물이 끓는다고 해도 흙 시료에서 간극공기가 다 빠져 나갔는지 알 수는 없기 때문에 흙 시료에 약간의 공기가 남아 있을 수 있다.