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불연속면 조사

  • 김경수
    • 대한지질공학회:학술대회논문집
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    • 대한지질공학회 2004년도 암반의 조사와 적용(단행본)
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    • pp.11001-11050
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    • 2004
  • 불연속면 또는 단열은 암반 내의 역학적 분리면을 통칭하는 것으로서 암반 내의 작은 흠집이나 물리적으로 불균질한 곳이나 불연속면 주위에 응력이 집중되어 초래되는 변형의 결과이다. 불연속면은 정압, 지체구조적, 그리고 열적 응력 및 높은 수압에 반응하여 형성되며, 아주 미세한 것부터 대륙 규모에 걸쳐 다양한 크기로 발달한다. 불연속면은 연속체로서의 암반을 물리적으로 분리시키기 때문에 그 자체로서 역학적인 약대에 해당되고, 지하수의 유동 통로의 기능도 하기 때문에 지질공학, 지반공학 및 수리지질학 실무에서 매우 중요한 요소로 작용한다. 경제적으로 중요한 석유, 지열 및 수자원 저류체 역시 단열 암반 내에 형성된다. 불연속면은 오염물질의 이동과 분산을 제어할 뿐만 아니라 암반을 기초로 하거나 대상으로 하는 공학적 구조물과 굴착의 안정성에도 역시 영향을 미친다. (중략)

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안동지역의 암종별 선구조선과 불연속면의 방위특성 (Orientations of Tecto-lineaments and Discontinuities for Different Rock Types in Andong Area)

  • 김교원;임명혁
    • 지질공학
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    • 제16권1호
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    • pp.23-30
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    • 2006
  • 현장 지표지질조사 수행 전에 지질구조를 사전 파악하기 위해 일반적으로 항공사진과 위성영상자료가 이용되는데, 이는 사전 및 시 공 중 현장 조사의 효율을 극대화하기 위한 방안이다. 화성암, 퇴적암 및 변성암이 인접하여 노출되는 안동지역의 항공사진에서 추출한 847개 선구조선의 방향성과 현장 지표지질조사에서 측정한 1,940개 불연속면의 방향성을 분석한 결과, 방위는 어느 정도 상관성을 보이나, 선구조선의 방향성은 암반의 종류와 불연속면의 종류에 따라 다른 양상을 나타낸다. 즉, 지표지질조사에서의 불연속면은 항공사진에서 선구조선으로 판독되지 않는 것들도 존재하기 때문에 암반의 종류와 불연속면의 종류별 선구조선의 방향 분석이 요구된다. 따라서 불연속면의 영향을 크게 받는 터널, 사면 등 지반구조물의 합리적인 건설을 위하여서는 항공사진 분석과 동시에 현장 지표지질조사에서 암반의 종류 및 불연속면의 종류에 따른 불연속면의 방향성 측정이 필요하다.

DFN 모델과 스미어드 균열 모델을 이용한 불연속 암반의 3차원 수리해석 (Hydraulic Analysis of a Discontinuous Rock Mass Using Smeared Fracture Model and DFN Model)

  • 박정찬;김진섭;이창수;권상기
    • 터널과지하공간
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    • 제29권5호
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    • pp.318-331
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    • 2019
  • 본 연구에서는 3차원 불연속균열망을 이용하여 불연속 암반을 모사하여 스미어드 균열 모델을 적용한 불연속 암반의 등가연속체 해석기법에 대해 연구를 실시했다. 연속체 해석 코드인 FLAC3D를 이용하여 모델링을 수행하였고, 해당 적용 모델의 신뢰성을 검증하기 위해 불연속체 해석에 널리 사용되는 3DEC 코드를 통해 모델의 메쉬 사이즈, 불연속면의 밀도 및 불연속면의 간극에 대한 민감도 분석을 함께 실시하여 제안 모델의 신뢰성을 검증할 수 있었다. 본 논문에서 제안된 등가연속체 해석기법을 이용한 불연속 암반의 수리해석에 대한 연구결과는 교통 터널, 석유비축기지, 방사성폐기물 처분장 등의 지하 구조물 설계 및 건설 분야에 기초자료로 활용될 것이라고 판단된다.

디지털 3차원 점군데이터 기반 암반 불연속면 거칠기 이방성 평가 (Evaluation of Rock Discontinuity Roughness Anisotropy based on Digital 3D Point Cloud Data)

  • 김태현;김광염
    • 터널과지하공간
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    • 제33권6호
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    • pp.495-507
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    • 2023
  • 불연속면 거칠기는 암반의 기계적 특성에 큰 영향을 주며 열·수리 역학적 거동에도 많은 영향을 미치는 요소이다. 본 연구에서는 입체사진측량기법을 이용하여 불연속면에 대한 3차원 점군 데이터를 생성시키고 이를 이용하여 불연속면의 거칠기 특성화를 수행하였다. 3차원 점군 데이터로 재생성된 불연속면 프로파일과 프로파일 게이지를 이용하여 수동으로 측정한 프로파일을 비교하여 취득한 점군 데이터가 암반면의 실제 형상을 정확하게 재현하였는지 평가하였다. 또한, 측정 프로파일수가 거칠기 평가에 미치는 영향에 대해 분석하였고, 거칠기의 이방성 평가방법을 제안하고 실제 암반 불연속면에 대한 거칠기 이방성 평가를 수행하였다.

불연속면의 방향성과 지하수 유동과의 상관성 연구

  • 김병우;정상용;강동환;김성욱
    • 대한지질공학회:학술대회논문집
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    • 대한지질공학회 2005년도 정기총회 및 학술발표회
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    • pp.157-164
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    • 2005
  • BIPS와 Televiewer를 이용하여 10개의 지하수 관측공에서 획득된 1,591개 불연속면을 분석하여 지하수 유동과의 관계를 비교${\cdot}$분석하였다. 연구지역 내의 지형은 산계가 잘 발달된 계곡형 지형이며, 수계의 발달은 매우 미약하다. 연구지역 주변에는 북북동-남남서 방향의 양산단층과 동래단층이 발달되어 있으며, 연구지역 내에는 EW방향의 선구조도 발달되어 있다. 지하수공내에서 조사된 불연속면의 주 방향은 위성사진에서 판독된 선구조의 방향과 대부분 일치한다. 지구통계기법을 이용하여 작성된 지하수위 등고선도에서 추정된 지하수 유동방향과 유향${\cdot}$유속기에서 측정된 지하수 유향은 거의 일치하지만, 단열암반에 발달된 불연속면의 방향과 지하수 유동방향은 2가지로 해석되었다. 첫째는 단열암반에 발달된 불연속면의 방향과 지하수 유동방향이 잘 일치하는 경우(BH-01, 03, 04, 12공), 둘째는 불연속면의 방향과 지하수 유동방향이 잘 일치하지 않는 경우(BH-02, 05, 07, 11) 이다. 지하수 유동방향이 불연속면의 방향과 일치하지 않는 경우는 지형의 변화에 더 영향을 받는 것으로 나타났다. 따라서 단열암반 내에서 지하수의 유동은 단열의 방향성에 영향을 받지만, 지형의 특성에도 큰 영향을 받는다.

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GIS와 확률론적 해석 기법을 기반으로 한 평면파괴의 운동학적 안정성 해석 (Kinematic Analysis of Plane Failure for Rock Slope Using GIS and Probabilistic Analysis Method)

  • 이석환;박혁진
    • 자원환경지질
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    • 제47권2호
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    • pp.121-131
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    • 2014
  • 암반으로 구성된 사면의 안정성은 암반 내에 포함되어 있는 불연속면의 방향과 강도 특성에 의해 좌우된다. 특히 암반사면의 안정성에 영향을 미치는 중요한 요인은 암반 내 불연속면의 방향과 사면 방향의 상대적 위치로 운동학적 분석에서는 이러한 사면의 방향성과 불연속면의 방향의 상대적 위치를 고려하여 사면 붕괴의 발생 여부를 판단한다. 기존의 운동학적 분석은 사면의 대표적인 방향을 먼저 결정하고 사면내에 분포하는 대표적인 불연속면의 방향성과의 비교를 통해 사면에서의 파괴 발생 여부를 평가하는 방식으로 수행되어왔다. 그러나 사면의 대표적인 방향성만을 이용하여 운동학적 분석을 수행하는 경우 사면 내에서 발생하는 사면 방향의 변화를 분석에 고려하지 못하는 문제점을 가지고 있다. 또한 불연속면 방향의 경우 불확실성에 의해 동일한 불연속면군에 속한 불연속면이라도 분산이 커지는 문제점을 가지고 있다. 따라서 본 연구에서는 이를 보완하기 위하여 수치지형도를 이용하여 사면을 여러 개의 cell로 구분하고 각 cell에서 사면의 경사방향과 경사를 획득하였다. 그리고 각 cell의 사면 방향을 불연속면의 방향성과 비교하여 각 cell에서의 평면파괴에 대한 운동학적 분석을 수행하였다. 또한 불연속면 방향성에 개입된 불확실성을 고려하기 위하여 불연속면의 경사와 경사방향을 확률변수로 선정하고 몬테카를로 시뮬레이션을 활용하여 확률론적 해석을 수행하였다. 본 연구에서는 제안된 해석기법의 적정성을 파악하기 위하여 급경사지의 사면이 분포하고 있는 강원도 춘천시 관내 배후령길을 대상으로 분석을 수행하였다.

계단형 불연속 지형에 대한 불연속 갤러킨 음해법의 적용 (Application of Implicit Discontinuous Galerkin Method to Step-Type Discontinuous Bathymetry)

  • 이해균;이남주
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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    • pp.253-253
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    • 2021
  • 천수방정식에 대한 불연속 갤러킨 기법 (DG) 모형은 주로 양해법 기반으로 개발되어 적용되어 왔으나, 바닥마찰항의 처리, 과도한 CFL 조건 등의 불리한 점이 지적되어 왔으며, 이로 인하여 실제 적용에서 FDM, FEM 등 다른 고전적인 수치기법과 비교하여 경쟁력을 갖기 어려웠다. 이에 대한 대안으로써, 최근, 불연속 갤러킨 기법에 대한 음해법 기반의 모형이 연구되고 있으며, 다소 복잡한 알고리즘에도 불구하고 적용이 확대되고 있다. 또한, 널리 알려진 바와 같이, 천수방정식의 실제 하도에 대한 적용에 있어 문제점 중 하나는 나비에-스토크스 방정식으로부터 유도할 때 사용된 정수압 가정으로 인하여, 하도의 계단과 같은 불연속 지형에 적용이 용이하지 않다는 것이다. 본 연구에서는 기존에 개발된 불연속 갤러킨 음해법에 불연속 지형의 해석을 위한 표면경사법(surface gradient method)을 결합하여 이러한 문제에 효과적으로 대응할 수 있는 기법을 제시하였다. 개발된 모형의 검증을 위하여, 제방 등 하도 구조물 위의 장주기 조석흐름, 홍수파, 계단 등을 포함하는 댐 붕괴류 모의에 적용하고 실용적인 기능성을 검증하였다. 향후 구조물이 많은 국내 하천에 적용이 가능할 것으로 사료된다.

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심도에 따른 불연속면의 형태 변화에 대한 고찰 -호남탄전과 수원인근 지역을 예로 하여- (Consideration of Changed Attitude of Discontinuity through the Depth -Example at Honam Coal Field and Around Suwon Area-)

  • 이병주;선우춘
    • 지질공학
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    • 제18권2호
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    • pp.159-166
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    • 2008
  • 지각 천부인 취성변형의 조건 하에서도 지표에서 발달하는 절리들의 방향성 분포가 지하 심부로 가면서 지하 몇 미터에서부터 불연속면의 변화를 보이는지에 대해 의문이 생긴다. 이에 대한 의문의 해결을 위해 본 연구에서는 지표지질조사를 통해 측정한 불연속면의 자료와 BIPS 및 Televiewer에 의해 측정된 불연속면의 자료들을 두 개 지역에 대해 비교 분석하였다. 호남탄전지역은 지하 심부로 가면서 지표에서 30 m와 40 m 지점에서 불연속면의 방향성이 변하며 수원지역의 경우는 20 m에서 불연속면의 방향들이 변화하였다. 이와 같은 변화가 등방성의 암석에서 변화를 관찰함이 심도별 변화를 대비 할 수 있으나 호남탄전의 경우는 퇴적암으로 측정된 암반이 세립질의 사암과 세일이 교호하는 이방성의 암반이며 스르스트단층이 통과하고 있다. 그러나 수원지역의 경우는 대개 운모편암들로 호남탄전 지역보다는 암질의 변화가 적다. 그러나 두 지역 공히 지하 20 m와 30 m 이하에서 이미 지표와는 달리 불연속면의 분포특성이 바뀜을 시사하고 있다.

비휘발성이며 불연성인 새로운 납땜 Flux의 개발 (Development of a New Nonvolatile and Nonflammable Soldering Flux)

  • 배재흠;장용운;이통영;조기수
    • 청정기술
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    • 제6권2호
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    • pp.101-106
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    • 2000
  • 비휘발성이고 불연성의 새로운 납땜 플럭스를 개발하였다. 이 플럭스는 기존의 플럭스에서 사용하는 VOC 물질인 이소프로판올/메타놀과 같은 용제를 사용하지 않고 VOC 규제물질이 아닌 디클로로프로판 용제를 사용하여 제조하였다. 이 플럭스는 기존의 이소프로판올/메타놀 용제로 제조한 플럭스에 비하여 전기절연성, 작업성, 신뢰성면에서 우수하였고 작업장의 환경 안정성 면에서 우수하며 경제적임을 확인할 수 있었다.

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암반의 3차원 불연속균열망(DFN)에 관한 연구 및 민감도분석 (Sensitivity Analyses of Three-Dimensional Discrete Fracture Network Modeling of Rock Mass)

  • 박정찬;박승훈;김하영;김건영;권상기
    • 터널과지하공간
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    • 제25권4호
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    • pp.341-358
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    • 2015
  • 본 연구에서는 불연속암반의 모사기법인 3차원 불연속균열망(Discrete Fracture Network, DFN)모델의 구성 및 해석 코드인 FracMan을 이용하여, DFN모델에서의 불연속면의 밀도(fracture intensity), 불연속면의 방향성(fracture orientation), 불연속면의 크기(fracture size), 불연속면의 모양(fracture shape) 등의 불연속면의 특성인자간의 관계를 분석하고자 하였다. $100m{\times}100m{\times}100m$ 모델영역에서 균열의 선형밀도($P_{10}$)와 불연속면을 구성하는 인자 간의 상관관계 분석을 위해 민감도 분석을 수행하였다. 본 연구 결과, 불연속면의 밀도에 가장 큰 영향을 미치는 인자로는 불연속면의 방향성 인자인 선주향(Trend)과 선경사(Plunge)로 나타났다. 불연속면의 체적밀도($P_{32}$)의 계산을 위해서 불연속면의 선주향이 $10^{\circ}$, $30^{\circ}$, $60^{\circ}$, $90^{\circ}$, $120^{\circ}$, $150^{\circ}$, $180^{\circ}$인 7가지 경우와 선경사가 $5^{\circ}$, $15^{\circ}$, $30^{\circ}$, $45^{\circ}$, $60^{\circ}$, $75^{\circ}$, $85^{\circ}$인 7가지 경우에서의 수직, 수평시추일 경우에 관한 $P_{10}$의 환산인자($C_{13}$)를 도출하였다. 본 연구의 결과가 불연속균열망 모델을 구성하고 이해하는 데 효과적으로 사용될 수 있을 것이다.