• 화약ㆍ발파
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• 제26권2호
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• pp.11-19
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• 2008

지하구조물의 굴착을 위한 발파 충격과 굴착후 응력의 재분포에 의해 발생하는 암반 손상대(Excavation Damaged Zone, EDZ)의 발생은 구조물의 장기적 안정성 경제성 안전성에 영향을 미친다. 본 연구에서는 조절발파기법으로 굴착된 한국원자력연구원 내 지하처분연구시설에서 굴착 후 발생하는 손상대 규모 및 특성을 측정, 분석하였으며 이를 모델링에 적용하여 손상대가 터널의 역학적, 수리적 거동에 미치는 영향을 평가하고자 하였다. KURT에서의 손상대 현장시험을 통해 1.5m의 손상구간을 확인할 수 있었으며 Goodman jack 시험과 실험실 암석실험을 통해 암반의 물성은 발파전 물성에 비해 대체적으로 50% 정도 변화함을 알 수 있었다. 이러한 암반 손상대 크기와 물성변화를 모델링에 적용하여 수리-역학적 연동해석을 실시하였다. 손상받지 않은 구간에 비해 손상대의 변형계수는 50%감소하며 수리전도도는 1 order증가하는 것으로 가정하였다. 해석 결과 손싱대를 고려하는 경우 변위는 증가하고 응력은 감소하며 지하수 유입량은 약 20% 정도 증가하는 것으로 나타났다.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2006년도 공동학술대회 논문집
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• pp.239-244
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• 2006

현재 건설중인 한국원자력 연구소 내의 지하 처분 연구시설에서 발파에 의한 터널 굴착 중 발생하는 손상대를 모니터링 하기 위해 시추공 레이다 반사법 탐사를 수행하였다. 60m 길이의 진입 터널이 완성되고 끝단에 쉘터가 만들어진 뒤 쉘터로부터 길이 35 m의 수평 시추공을 뚫어 터널 굴착에 따른 손상대 모니터링을 위한 관측공으로 사용하였다. 시추공은 굴착터널로부터 5.5 m 떨어져 있으며, $2{\sim}4$일 간격으로 5회 실험을 실시하였다. 터널의 굴착에 따른 터널면에서의 반사가 가장 강력한 반사면으로 작용하였으며, 서로 다른 날짜의 자료의 비교를 통해 터널 굴착면에 인접한 반사면의 변화를 감지 하였으며 이는 균열대의 생성과 암반 강도의 저하에 의한 것으로 여겨 졌으며 손상대로 평가되었다.

• 화약ㆍ발파
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• 제41권3호
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• pp.38-61
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• 2023

발파의 영향으로 생기는 굴착손상대(Excavation Damaged Zone, EDZ) 영역은 응력재분배 등으로 응력이 변화하며 처분장이 위치하는 깊은 심도에서는 그 영향이 두드러진다. 특히 균열생성으로 인한 투수특성 증가는 지하수 유입량 증가 및 방사성 핵종의 유출 가능성을 증가시키므로 반드시 고려되어야 하는 영역이다. 본 연구에서는 FLAC2D Version 7.0을 이용하여 EDZ가 없는 경우(No EDZ), EDZ가 있으며 거리에 따라 일정한 물성을 갖는 경우(Uniform EDZ), EDZ가 있으며 거리와 위치에 따라 무작위 물성을 갖는 경우(Random EDZ) 3가지로 나누어 비교하여 손상대 유무에 따른 수리-역학적 복합거동 분석을 통해 안정성 해석을 진행하였다. 그 결과 터널 변위의 경우 Random EDZ에서 No EDZ에 비해 평균 423 %, Uniform EDZ에 비해 16 % 크게 나타났다. 지하수 유입량은 Random EDZ에서 No EDZ에 비해 최대 17.3 %, Uniform EDZ에 비해 10.8 % 증가하였다. 굴착 후 응력재분배에 의해 터널 주변의 투수계수는 터널 벽면 모서리 부분과 터널 천정 부근에서 최대 10배 이상 증가하는 것으로 나타났다. 측압계수가 증가함에 따라 터널 벽면 주변의 투수계수는 부분적으로 증가하지만 터널 전면에서의 지하수 유입량은 감소하는 경향을 보였다. FLAC3D를 이용한 역학적 해석에서도 FLAC2D와 유사한 결과를 보였으며 터널 굴착 진행에 따른 소성대의 발생으로 인한 약간의 차이를 확인할 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제21권10호
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• pp.99-112
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• 2005

도심지에서의 지반굴착은 배면지반의 변위와 그에 따르는 건물의 손상을 유발시킨다. 굴착에 의한 지반변위의 예측과 굴착면 주변에 위치한 건물의 손상 위험도 평가는 설계단계에서 필수적인 요소이다. 본 논문에서는 기존의 굴착에 의한 지반변위 예측기법인 Peck의 방법과 Bowles의 방법을 조합하여 지보굴착에 따르는 배면지반 변위예측방법을 제안하였다. 또한, 배면지반의 Green-field 뒤틈각과 수평변형률을 이용한 인접건물 손상위험도 평가기법을 제안하였다. 이 기법은 싱가폴에서 시공중인 대규모 지반굴착공사의 설계에 성공적으로 적용되었다.

• 화약ㆍ발파
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• 제27권1호
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• pp.21-31
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• 2009

터널의 굴착이나 응력 재분포에 의해 터널 주변에는 암반 손상대(EDZ) 구간이 발생하게 되며, 이는 암반의 역학적 수리적 물성변화를 초래하여 추가적인 균열발생 및 지하수의 주요 공급로 역할을 하게 된다. 본 연구에서는 방사성폐기물 처분연구시설(KURT)을 대상으로 현장실험을 통해 암반변형계수를 측정하였고, 이를 바탕으로 손상대 영역을 세분화하여 FLAC2D를 이용한 전산해석을 실시하였다. 실험결과 KURT 주변에는 측정지점에 따라 0.6~1.8m의 손상영역이 발생하였으며, 손상대 구간의 변형계수 값은 주변 암반 변형계수의 약 40%에 해당하였다. 암반손상대로 인해 KURT 내 터널변위는 약 65%의 추가변위가 발생하였고, 최대 주응력은 58% 감소되었음을 확인하였다. 또한 손상대 영역의 고려로 인해 터널의 좌 우측 하단부에 발생되었던 소성 영역이 터널의 천정 및 바닥부근으로 확대되는 경향을 보였다.

• 터널과지하공간
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• 제24권3호
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• pp.187-200
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• 2014

굴착 또는 발파 후 암반손상대 내 암반 물성은 응력재분배나 발파충격에 의해 영구히 약화된다. 본 논문에서는 이러한 암반손상대를 사면에 적용하였다. 손상대 유 무에 따라 2차원 모델링을 통해 암반사면의 역학적 정성을 비교하고 안전율에 영향을 미치는 인자를 분석하는 것이 본 연구의 목적이다. 모델링 결과 사면의 역학적 안정성은 손상대 유 무에 따라 현저하게 차이가 있었다. 특히 손상대를 고려한 안전율은 고려하지 않을 때 보다 약 49.4%가 감소하였다. 부분요인설계법을 이용하여 안전율에 관한 인자 분석을 실시한 결과 안전율에 영향을 미치는 주요 인자는 사면 경사, 점착력, 내부마찰각, 높이였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2006년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.20-27
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• 2006

중국 Three Gorges Project의 대수로사면 안정성은 설계와 시공측면에 있어 주요 관심사가 되었다. 사면 굴착으로 인한 제하과정에서 암반은 역학적으로 불안정한 상태에 놓인다. 본 논문은 FEM(2D-3D)를 이용하여 단층 암반 굴착으로 인한 암반사면의 안정성을 평가하였다. 해석결과 굴착 후 수로사면의 양측 수직벽과 분리울타리의 중간 상부에서 인장응력과 전단손상영역이 주로 발생하였다. 해석결과를 토대로 대규모 사면활동에 대한 안정성을 확인하였으나 시공단계에서 국부적 사면활동을 방지하기 위한 록볼트와 록앵커 등의 보강이 필요한 것으로 검토되었다.

• 화약ㆍ발파
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• 제33권4호
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• pp.7-13
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• 2015

최근에 지하공간의 개발과 활용 기술에 대한 수요가 전 세계적으로 급증함에 따라 역학적 안정성과 활용 효율의 측면에서 발파굴착 시 발생하는 손상대 평가는 주요 관심사가 되고 있다. 본 연구에서는 지하공동주변 발파손상대(blast-damaged zone; BDZ)에 대한 폭원모델링을 검증하기 위하여 모멘텀 트랩(momentum trap; MT) 개념을 이용한 일련의 소규모 시험발파를 실시하고, 시험 결과에 따라 LS-DYNA 수치모델의 입력변수들을 수정하였다. 연구 결과, 본 연구에서 제안한 MT 개념을 이용한 모형발파 실험 및 수치모델링 기법은 주어진 조건 하에서 MT의 비산속도를 잘 모사하는 것으로 나타났다.

• 문화기술의 융합
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• 제10권1호
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• pp.565-570
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• 2024

최근 도시철도 주변으로 집중되는 신축건물 및 공동구 확장 등과 같은 인접굴착공사로 인해 지하에 건설된 도시철도 지하박스 및 터널구조물의 변형이 발생되고 이로인한 보수, 보강공사가 빈번하게 시행되고 있다. 또한 지하철은 대규모 수송을 담당하고 있어 지하구조물의 안전성 및 주행성에 대한 확보가 매우 중요하다. 이에 자동화계측 시스템을 도입하여 지하박스구조물에 대한 안전성을 관리하고 있다. 그러나 지하박스구조물의 침하 또는 융기 등에 의한 구조물 손상취약부에 대한 분석은 전무한 실정이다. 본 연구에서는 지하박스구조물의 안전성 모니터링을 위한 손상취약부를 분석하고자 한다. 또한 수치해석을 통해 지하박스구조물을 모델링하여 핵심 모니터링 위치를 분석하고자 한다. 따라서 향후 지하박스구조물의 안전성 모니터링을 위한 센서 설치 위치 및 손상 취약부를 제시하고자 한다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제13권2호
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• pp.257-270
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• 2000

본 연구는 결함을 지닌 구조체의 거시적인 역학적 거동을 손상역학이론에 근거하여 해석할 수 있는 손상모델을 개발하고 이를 손상을 입은 구조체에 적용하여 손상된 구조체의 전체거동을 해석적으로 규명하는데 그 목적이 있다. 이를 위하여 수정된 2차손상텐서를 이용하였으며, 유효응력을 통해서 산정된 손상응력을 절점에 작용하는 추가의 하중 항으로 고려할 수 있고 균열면의 성질을 반영할 수 있는 유한요소해석 알고리즘을 개발하였다. 개발된 알고리즘은 실험치 및 횡등방성 이론에 의한 이론치와의 비교·검증을 통하여 그 신뢰성을 검토하였다. 선형탄성 가정 하에서 균열을 지닌 구조체에 개발된 알고리즘을 적용하여 해석한 결과, 균열의 방향과 균열군에 따른 손상된 구조체의 거동을 정량적으로 추정할 수 있었다. 개발된 모델을 균열이 존재하는 암반의 굴착문제와 파쇄대를 지니고 있는 지하구조체 문제에 적용해 본 결과, 손상으로 인해 야기되는 구조체의 전체 거동상의 차이를 규명할 수 있었다.