• 한국암반공학회:학술대회논문집
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• 한국암반공학회 2001년도 춘계학술발표회 논문집
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• pp.132-138
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• 2001

홍콩 HMRT(Hongkong Mass Railway Tunnel) 지하철 공사현장에서는 터널굴착시 나타난 고경사절리로 인해 상당한 여굴이 발생하였다. 이에 대한 원인을 규명하기 위하여 각 터널별로 발생한 여굴의 양과 위치 등을 조사하고 이를 입찰설계단계에서 이루어진 시추공조사와 굴착단계에서의 막장검측에 의한 지질조건과 서로 비교, 분석하였다. 터널굴착에서 발생하는 여굴은 막장의 고경사 절리의 분포와 방향에 의해 영향을 받았으며, 암반조건 RQD, Q'와도 밀접한 관계를 가지는 것으로 나타났다. 본 현장의 분석에 따르면 터널설계시 고경사절리의 존재여부 및 분포, 방향성 등을 면밀히 조사하고 해석하여 사전에 여굴의 발생 가능성을 확인하는 것이 필요하다.

• 한국암반공학회:학술대회논문집
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• 한국암반공학회 1995년도 정기총회 및 학술발표회
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• pp.109-120
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• 1995

절리가 발달된 경암질 암반내에서 터널을 굴착할 때에 발생하는 심각한 문제중의 하나는 암반내에 존재하는 불연속면과 굴착에 의하여 형성되는 자유면에 의하여 생성된 블록의 낙반 사고이다. R.E. Goodman, Gen-hua shi$^{3)}$ 등에 의하여 제안된 블록이론은 암반사면이나 지하공동에 존재하는 절리들의 방향성을 조사하여 우세한 방향의 절리들에 의하여 발생하는 블록들의 안정, 불안정 및 낙반의 가능성 여부를 판정할 수 있도록 하였다. (중략)

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2005년도 총회 및 춘계학술발표회
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• pp.292-295
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• 2005

본 연구는 지하유류저장공동 굴착 시 비교적 정밀하게 해석된 단열체계 및 수리인자를 토대로 투수성구조영역과 수리암반영역으로 세분화하여 연구지역의 불규칙하고 복잡한 지하수유동체계를 해석해 보고자 하였다. FZ-2 구조대와 인접한 수리암반영역 Domain-A와 B는 Domain-C와 D에 비해 수평수벽공의 초기압이 최대 약 $15kg/cm^2$정도 높으며, 상 하부의 수리적 연결성이 양호하여 지하공동굴착 시 상 하부의 수위차가 크지 않고 지하수 함양량은 약 $35{\sim}50mm/year$의 범위를 보인다. 또한 공동굴착 시 투수성 단열과의 교차에 의한 수위강하에 민감한 반응을 보이며 상 하부의 수위강하양상이 유사한 특성을 나타낸다. 반면, FZ-1 구조대와 인접한 Domain-C와 D는 지하공동 부근의 수리전도도가 각각 $7{\times}10^{-10},\;2{\times}10^{-9}m/sec$로 Domain-A와 B에 비해 최대 약 6배정도 낮고, 상 하부의 수리적 연결성이 양호하지 않기 때문에 공동굴착 전 이중수위측정시설 설치 시 계측된 상 하부의 수위차는 최대 약 120 m로 매우 크다. 그리고 상부의 지하수는 하부의 낮은 수리전도도로 인하여 수직방향보다 수평방향으로의 유동이 우세하며 공동굴착 시 수위변화는 크지 않고 함양량은 $10{\sim}15mm/year$의 범위를 나타낸다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제17권5호
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• pp.17-27
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• 2001

지하 굴착공동의 천장면에 형성되는 잠재적 키블록의 존재성과 운동학적 거동 양상 및 안정성을 해석적으로 분석할 수 있는 시스템을 개발하였다. 천장에서 측정된 절리들의 상대적인 위치와 방향성 자료를 이용하여 데이타베이스를 구축하였으며, 굴착설계도와 연계된 전산절리도를 작성하였다. 잠재적 키블록의 존재성과 거동양상은 사면체로 가정된 블록 옆면의 3차원 공간에서의 평면식을 절리의 방향성에 의거하여 구성하며 대수학적으로 분석되었다. 블록의 안정성 분석은 자중에 의해 미끄러짐이 발생되는 블록면의 공간 기하학적 특성을 고려하여 수행하였다. 개발된 분석시스템의 현장활용성을 검증하기 위하여 언양 자수정동굴에서 키블록 형성 및 거동양상을 조사하여 분석결과와 비교하였다.

• 문화기술의 융합
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• 제6권2호
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• pp.503-508
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• 2020

본 연구는 운행선 지하철 노선에 인접하여 신축되는 구조물 건설을 위한 굴착공사가 계획됨에 따라 실제 시공 시 운행선 지하철 구조물의 구조적 안정을 평가하고자 도시철도 터널 및 궤도모델을 적용한 3차원 정밀수치해석을 수행하였다. 철거되는 기존 구조물 및 운용중인 지하철에 대한 초기 조건을 구현하고 굴착에 대한 입체적인 영향 평가를 수행하였다. 본 연구에서는 과업구간의 굴착 길이(약 110m)보다 더 넓은 영역(170m)을 수치해석 모델로 설정하여 횡방향 뿐만 아니라 종방향에 대한 구조물의 안정성을 평가하였다. 연구결과, 비교적 굴착 심도와 면적이 넓은 대형굴착공사인 대상 현장의 경우 시공단계별 지하철 터널구조물의 변형수준은 관련기준을 만족하는 것으로 나타났으며 굴착공사 중심부를 기준으로 지하철 구조물의 변형도 크게 발생되었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제7권3호
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• pp.197-207
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• 2005

지하공간의 설계는 막장파괴와 관련한 안정성에 대한 평가를 필요로 한다. 막장파괴모드는 전통적인 안정성 평가법에서 중요하게 다루어져 왔다. 본 연구에서는 점착력이 없는 토사지반에 대한 모형실험을 실시하여 토피고와 지반경사의 변화에 따른 터널막장의 종방향 파괴모드를 파악하고자 하였다. 모형실험은, 대형지하공간의 폭원이 충분히 크다는 가정 하에 평면변형조건의 터널 축방향 굴착면 모델에 대하여 실시되었다. 실험결과 토피고와 지반경사는 파괴모드에 중요한 영형을 미치는 것으로 나타났다. 토피고가 증가할수록 지반의 파괴영역이 감소하여 국부 전단 파괴의 형태를 보였다. 또, 지반경사가 증가할수록 굴착면과 사면방향으로 확대되는 유형의 파괴모드를 확인할 수 있었다. 실험모델을 수치해석 모델로 재현하는 해석을 실시하였고, 이로부터 수치해석법을 통해서도 굴착면의 파괴모드의 추정이 가능함을 보였다.

• 지질공학
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• 제23권1호
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• pp.47-55
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• 2013

대구 지하철 굴착공사 중 노출된 굴착벽의 수평변위분석을 위해 서로 인접한 3개소의 경사계 계측자료를 이용하여 굴착지반의 변위특성 및 원인을 지질공학적 관점에서 고찰하였다. 연구지역은 경상누층군 하양층군 반야월층 지반에 해당하며 안산암질화산암, 석회질셰일, 사암, 호온펠스, 규장암맥 등으로 구성된 하부의 암반층과 이를 부정합으로 피복하고 있는 상부의 토사층으로 구성된다. 경사계 계측공 중 D4 지반의 암반층은 RMR V 등급이며, 층리면과 단층면을 따라 심도 12 m 지점에서 N34W 방향으로 최대수평변위량이 101.39 mm로 분석 되었고, D5 지반의 암반층은 RMR IV 등급이며, 셰일의 층리면, 셰일과 규장암의 접촉면을 따라 심도 9 m와 14 m에서 거의 남쪽 방향으로 최대수평변위량이 53.01 mm ~ 55.17 mm로 측정 되었다. Y6 지반의 암반층은 RMR III 등급이며, 상부 토사층과 하부 암반층의 경계면인 부정합면을 따라 심도 7 m 지점에서 S52W 방향으로 12.65 mm의 최대수평변위량을 나타낸다. 굴착벽에서 측정한 암반 내 불연속면들을 평사투영하여 예상되는 변위방향과 각 경사계 계측분석 결과 얻어진 수평변위방향이 거의 일치하는 결과를 보였으며, 굴착벽의 지중수평변위는 암반 내 불연속면의 발달정도와 종류, 배향 및 암석의 종류에 좌우되며, 굴착벽에 수직방향과 수평평행방향의 벡터 합성 방향으로 많이 발생한다. 또한 토사층 내 지중수평변위의 양상이 심도에 따라 비교적 곡선이며 연속적 궤적을 보이는데 반해 암반층 내 지중수평변위의 양상은 직선적이고 불규칙적 궤적을 나타낸다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제32권4호
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• pp.29-39
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• 2016

본 연구에서는 경사지층에 설치된 앵커지지 흙막이 벽체의 거동분석에 있어서 2차원 및 3차원 유한요소해석을 이용하여 굴착심도(H), 굴착폭(L) 및 지반조건의 영향에 따른 수치해석방법의 정확성 및 적용성에 대하여 비교분석하였다. 폐합단면이 아닌 선형방향으로 설치된 흙막이 벽체의 굴착면을 따라서 지층의 변화가 급격한 구간에서 2개의 단면을 선정하여 2차원 유한요소해석을 수행하였으며, 이 2개의 단면을 포함하는 전체 구간의 3차원 유한요소해석을 수행하여 그 결과를 현장계측결과 및 탄소성해석결과와 비교분석하였다. 또한, 3차원 유한요소해석시 굴착심도(H)와 굴착폭(L)의 변화가 흙막이 벽체의 거동에 미치는 영향을 평가하기 위하여 굴착심도와 굴착폭을 변화시켜 해석을 수행하였다. 경사지층에 설치된 앵커지지 흙막이 벽체의 거동분석을 위한 2차원 및 3차원 유한요소 해석 결과, 굴착면을 따라서 길이방향 지반조건 변화의 영향을 3차원 수치해석을 통하여 확인할 수 있었으며, 2차원 해석과 3차원 해석은 지반조건 및 굴착심도에 따라 차이가 있음을 알 수 있었다. 해석대상 지반이 암반이 지배적인 조건인 경우 2차원 및 3차원 수치해석 결과는 모두 실측값과 유사한 결과를 나타냈다. 그러나 암반에 비해 강성이 낮은 토사지반이 지배적인 조건에 있어서 일정심도(20m) 이상의 고심도 지반굴착에 따른 흙막이 벽체의 거동분석 시 2차원 해석결과와 3차원 해석결과는 큰 차이를 나타내고 있었다. 또한 굴착폭(L)의 변화에 따른 거동분석 결과, 보다 정확한 3차원 수치 해석을 위해서 굴착폭(L)의 해석영역을 일정범위(굴착심도의 2배) 이상으로 설정하는 것이 적합할 것으로 판단된다. 이와 같이 흙막이 벽체의 거동분석 및 안정성 검토시에는 지반의 기하학적인 비대칭성과 3차원 구조로 설치되는 흙막이 벽체 및 지보재의 특성을 고려한 3차원 수치해석 기법의 적용이 적절함을 알 수 있었다.

• 한국해양공학회지
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• 제26권2호
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• pp.20-25
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• 2012

During drilling, the precipitation velocity of cuttings within an annulus depends on the density and configuration of the cuttings, and on the density, viscosity, and rheological characteristics of the drilling fluid. In directional drilling in particular, it is difficult to adjust and control the cuttings. In contrast to vertical drilling, it is very important to evaluate the flow characteristics of a drilling flow field. However, research on the transfer features of cuttings is inadequate. In this study, in order to identify transfer features of cuttings, an experiment was performed under wide-ranging conditions by constructing a slim hole annulus ($44mm{\times}30mm$) device. In this experiment, the particle volume fraction were influenced by particle size, particle concentration within the flow, pipe rotation, flow volume, and inclination of the annulus. In addition, a mathematical formula for volumetric concentration was deduced and compared to the test results and behavior of cuttings under the other drilling condition was made to be predicted. Therefore, this study can provide meaningful data for vertical and horizontal drilling, and for directional drilling.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2009년도 세계 도시지반공학 심포지엄
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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.