• Proceedings of the Korean Society for Rock Mechanics Conference
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• 2001.03a
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• pp.118-131
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• 2001

우리 나라의 양수발전소는 지금까지 단일공동을 굴착하였다. 그러나 양양 양수발전소는 두 개의 대공동 즉, 발전소와 주 변전소로 구성된다. 이 경우 공동 구조물의 안정성, 특히 두 공동사이에 형성되는 암주를 영구적으로 안전하게 유지 할 수 있도록 보장되어야 한다. 본 연구에서는 개별요소법을 이용하여 두 공동과 암주의 구조적 안정성을 평가하였으며, 구성모델로 Barton-Bandis의 절리모델을 이용하였다. 현지 암반의 초기응력, 자연절리면의 거칠기계수 불연속면의 공간적 분포 특성과 같은 중요한 요인들은 현지 조사를 통하여 구하였다. 이외에 두 가지 경우 즉, 무보강과 보강의 경우 지보시스템의 최적화를 분석하였으며, 또한 보강효과를 검토하였다. 연구결과 보강의 경우 수평변위와 절리의 전단변위가 감소되었으며 암주내 이완영역 역시 감소됨을 확인하였다. 두 공동사이에 있는 약 36m 두께의 암주에 적절한 보강조치를 취하여 안정성을 확보할 수 있었다.

• Journal of the Korean GEO-environmental Society
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• v.6 no.1
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• pp.63-72
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• 2005

From the geological and engineering point of view, the limestone is so rigid that it is able to act as a bedrock but if there are some unstable elements which are solubility cavity and cracking zone in the ground, the settlement and bearing capacity of a structure will be required to long-term stability investigations and countermeasures about those problems. When comparing the allowable bearing capacity, the results of Bell's method and the Bowles' method are similar but the results of Hoek-Brown's method are very larger than the others. For weathered limestone, stability is changed by size and depth of the cavity of limestone, but soft and hard rock are stable regardless of size and depth of the cavity.

• Proceedings of the Korean Geotechical Society Conference
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• 2009.09a
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• pp.622-640
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• 2009

원유 비축기지 저장공동과 같이 상하로 긴 형상의 대규모 공동에서 횡방향의 지압이 과도하게 작용하면 천정부의 응력집중과 측벽의 암반 변위가 과도하게 발생하여 저장공동의 불안정 요인이 된다. 특히 지압의 절대 크기가 암반 강도의 일정 비율 이상이 되면 응력 집중에 의한 암반의 취성 파괴를 유발하고, 이러한 현상은 터널 굴착 시 발생하는 파괴음(popping)과, 굴착면에 평행한 형태로 암편이 탈락하는 취성파괴(spalling) 현상을 동반한다. 이 글에서는 대규모 지하저장공동 굴착시 실제 발생한 과지압으로 인한 문제 사례에 대해 소개한다. 저장공동 굴착시 관찰된 암편 및 숏크리트 탈락과 균열 발생 현상을 관찰하고 암반 계측결과 분석을 통해 과지압의 현상을 진단하였다. 과지압 구간의 현재 상태 및 원안 설계안에 대해 연속체 및 불연속체 안정성 해석을 실시하여 문제의 심각성을 평가하였다. 이를 통해 굴착 형상 변경 및 특수 보강 방안을 제안하였으며 제안된 안의 보강효과에 대한 수치해석 평가 결과를 재검토 하였다. 이들 결과를 종합하여 과지압구간 보강안을 도출하였으며 상시 안정성 감시 대책으로 현장 암반의 미소파괴음 계측 방안을 제시하였다.

• Proceeding of EDISON Challenge
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• 2016.03a
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• pp.604-609
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• 2016

슬롯판을 이용한 경사충격파와 경계층 간섭유동 제어에서, 슬롯판 아래에 있는 공동부의 형상을 바꾸어 가며 제어 성능을 비교하는 수치적 연구가 수행되었다. 공동형상 직사각형 5개, 사다리꼴 3개를 선정하여 shock 뒤에서 경계층 안정성, 전압손실을 기준으로 제어 성능을 평가하였다. 수치해석 결과 모든 형상에 대해 제어하지 않은 상태보다 좋은 성능을 얻었다. 그 중 경계층 안정성 측면에서는 형상 L과 R, 전압손실 감소 측면에서는 형상 M과 A가 효과적임을 확인하였고, 종합적으로 슬롯의 끝 면과 공동의 길이방향 끝 면이 일치하는 형상에서 상대적으로 좋은 결과를 얻음을 확인했다. 또한 슬롯과 공동 내부유동을 분석하면서 경계층 안정성과 전압손실 감소에 영향을 미치는 것은 separation 영역을 얼마 원활히 흡입하는지의 여부임을 알 수 있었고, 상류 슬롯에서 발생하는 shock에 대한 추후 해결 연구도 필요함을 알 수 있었다.

• Tunnel and Underground Space
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• v.28 no.4
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• pp.358-371
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• 2018

The stability of openings in the underground mine is major concern in the operation of mines that must ensure productivity and safety. Among many rock conditions affecting cavities stability, the width and height of the opening is an important design factor. In this paper, we consider to determine the maximum unsupported span of a opening in a limestone mine by using the Q system among several rock classification schemes. In order to determine the span of the unsupported opening in the limestone mine, rock mass classifications were carried out at over 200 sites in the underground limestone mines. The relationships by using the Q system and the stability graph proposed by Mathews to determine the maximum span of the unsupported opening were derived and compared. We propose a new classification method that combines GSI and RMR rock classification systems to make it easy to use in a field.

• Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association
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• v.19 no.2
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• pp.231-248
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• 2017

Government plans to construct a double-deck tunnel under a portion of Gyeongbu Expressway that will solve traffic problems and could also be used as a flood storage facility. Divergence tunnels connect the main tunnel to the urban areas and their construction effects on adjacent structures at shallow depth need to be analyzed. This study primarily includes the numerical analysis of construction effects of divergence tunnels on utility tunnels. The utility tunnel was analyzed for three cases of volume loss applied to the divergence tunnel and two cases of the angle between main tunnel and divergence tunnel ($36^{\circ}$ and $45^{\circ}$). The results show that the more the volume loss was applied and the shorter the distance was between utility tunnel and divergence tunnel, the more the utility tunnel was affected in terms of induced displacements, angular displacement and stability. The worst scenario was found out to be the one where the angle between main tunnel and divergence tunnel was $36^{\circ}$ and the distance between divergence tunnel and utility tunnel was 10 m, resulting in the largest displacement and differential settlement at the bottom of the utility tunnel. A relationship between the angular displacement and the distance to diameter ratio was also established.

• Journal of the Korean Geosynthetics Society
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• v.21 no.1
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• pp.49-56
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• 2022

In this study, finite element numerical analysis was performed considering various influence factors(cavity shape and size, pavement thickness and size of traffic load) in order to analyze the impact factors in the underground of the road where the cavity occurred and to evaluate the stability of the ground. In order to verify the reliability of the numerical analysis method applied in this study and the results it was compared and analyzed with the results of previous studies and field measurements. The correlation between the influence factors was analyzed through the distribution of vertical displacement obtained from the numerical analysis results, the distribution of surface settlement and surface settlement, the distribution of the stress ratio, and the distribution of the safety factor. As a result, it was confirmed that as the size of the cavity and traffic load increased and the thickness of the pavement decreased, the vertical displacement and surface settlement at the top of the cavity increased. Also, the shape of the cavity was square, the stability of the ground was significantly reduced compared to the case of a circular cavity. Through these results, it was possible to confirm the overall stability of the lower ground of the road where the cavity was generated.

• Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association
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• v.21 no.5
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• pp.621-640
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• 2019

Quantitative stability assessment of underground cavities can be presented as a factor of safety based on the Shear Strength Reduction Method (SSRM). Also, SSRM is one of the stability evaluation methods commonly used in slope stability analysis. However, there is a lack of research that considers the relationship between the probability of occurrence of cavities in the ground and the potential failure surface of the slope at the same time. In this study, the effect of small underground cavities on the failure behavior of the slope was analyzed by using SSRM. Considering some of the glaciology studies, there is a case that suggests that there is a cavity effect inside the glacier in the condition that the glacier slides. In this study, the stability evaluation of underground cavities and slope stability analysis, where SSRM is used in geotechnical engineering field, was carried out considering simultaneous conditions. The slope stability analysis according to the shape and position change of underground cavities which are likely to occur in the lower part of a mountain road was analyzed by using SSRM in FLAC3D software and the influence of underground cavities on the slope factor of safety was confirmed. If there are underground cavities near slope potential failure surface, it will affect the calculation of a factor of safety. The results of this study are expected to be basic data on slope stability analysis with small underground cavities.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2012.05a
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• pp.538-538
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• 2012

최근 기후변화에 따른 이상홍수의 발생으로 인하여 댐의 수문학적 안정성 확보가 필요하다. 이에 따라 댐의 비상여수로를 건설하여 이상홍수에 대비한 대책을 마련하고 있다. 여수로의 운영상 고유속의 흐름이 방류되는데 이때 공동현상이 발생하며, 공동현상으로 인해 발생된 공동이 파괴되면서 구조물에 큰 피해를 주고 있다. 이러한 피해예방을 위해 현재까지 개발된 가장 경제적이고 효과적인 대책은 공기혼입장치이며, 국내에는 최근에 적용되고 있으나, 세부적인 설계기준과 설계기법, 절차등이 부족한 현실이다. 본 연구에서는 여수로 구조물을 대상으로 발생하는 공동현상에 대해서 이론적, 실험적인 분석을 실시하고자 한다. 공동현상에 대한 이론적인 배경과 최근의 연구동향을 분석하고, 국내 기존댐에 적용한 공기혼입장치 설치에 대해서 사례연구를 실시하여 적정성을 검토하였다. 또한 여수로의 대표단면인 개착식 여수로의 구형단면에 대해서는 주암조절지댐을 선정하고 터널식 여수로의 원형단면에 대해서는 임하댐 비상여수로를 대상구조물로 선정하여 각각 1차원 수치해석을 실시한 결과를 토대로 공기혼입장치의 위치 및 최적규모를 산정하고자 한다. 1차원 수치해석을 통해 분석된 공동현상 및 공기혼입장치에 대해서 3차원 수치해석을 실시하여 압력변화 및 공기혼입량등 공기혼입장치의 설치전과 설치후에 대한 효과를 검증하고 마지막으로 수리모형실험을 실시하여 1차원, 3차원 수치해석 결과에 대한 검증과 구조물의 안정성 증대를 확인하고, 추후 기타 여수로 구조물의 설계시 참고할 수 있는 기초자료가 될 수 있도록 하고자 한다.

• Tunnel and Underground Space
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• v.29 no.1
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• pp.64-74
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• 2019

Behavior of a rock block consisting of rock joints during excavation of an underground opening is an important factor for the mechanical stability of the opening. In this study, the behavior of a rock block under different geostatic stress and joint property conditions was analyzed quantitatively. The behavior of the rock block analyzed by 3DEC numerical analysis was compared with that of the theoretical calculation, and the error between the theoretical value and the numerical analysis result was analyzed under various geostatic stress and joint property conditions. The result of the stability analysis of a rock block showed less than 5% of error with numerical simulation result, which verified the applicability of the purposed analytic solution.