• 지질공학
• /
• 제27권3호
• /
• pp.267-274
• /
• 2017

암반은 암석재료 자체의 역학적 성질과 암반내에 분포하는 불연속면의 기하학적 특징에 의해 그 역학적 특성이 좌우된다. 암반사면의 경우에는 불연속면에 의해 특히 파괴면의 위치와 파괴후의 거동 등이 달라진다. 본 논문에서는 불연속면의 규모에 따라 암반사면의 파괴형태가 달라지는 점을 고려하여, 원호파괴와 평면파괴 안정해석을 위한 2개의 3D 해석방법을 개발하고 실제 사면에 적용하여 그 적용성을 검토하였다. 결과, 원호파괴의 경우, 자연건조상태에서는 안정하지만 강우에 의해 표층 함수비가 증가하면 불안정해지는 해석 결과를 얻었다. 평면파괴의 경우도 강우에 의해 불연속면 자체의 마찰각이 감소하는 영향에 의해 건조상태보다 불안정해지는 결과가 나타났다. 이상의 해석 결과로부터 실제 사면에서의 현상을 잘 반영하는 것으로 보아, 개발된 해석방법이 사면안정성 검토 또는 유지관리의 목적으로 적용가능하다고 판단된다.

• 자원환경지질
• /
• 제33권4호
• /
• pp.295-307
• /
• 2000

확률론적 해석방법 (probabilistic analysis)은 현장으로부터 획득한 자료들에서 일반적으로 발생하는 가변성과 불확실성을 효과적으로 정량화하여 해석에 이용할 수 있는 방법 중의 하나로 제안되었다. 특히 암반사면공학에서는 이러한 가변성과 불확실성이 불연속면의 방향 및 기하학적 특성, 그리고 실내실험 결과의 분산으로 나타난다. 확률론적 해석방법은 불연속면의 기하학적 특성과 강도 특성을 확률변수 (random variable)로 취급하여 신뢰성이론 (reliability theory)과 확률이론 (probability theory)을 근거로 분석하였으며 이를 기초로 하여 Monte Carlo Simulation과 같은 해석법을 이용, 구조물의 붕괴가능성을 확률로 표현하였다. 확률론적 해석 방법은 기존의 안전율을 대체하여 구조물의 안정성을 붕괴확률 (probability of failure)로 제안하였으며 이 붕괴확률은 안전율의 확률분포함수 (probability density function)에서 안전율이 1보다 작을 가능성을 확률로 나타낸 수치이다. 이 방법은 안전율의 개념을 기초로 하여 자료의 분산을 고려하지 않은 채 단일 대표 값만을 이용하여 구조물의 안정성을 판단하는 전통적인 결정론적 해석방법 (deterministic analysis)과 비교되어진다. 본 논문에서는 확률론적 해석방법을 이용하여 불연속면 특성들의 확률특성을 고찰하였으며 이를 기초로 하여 암반사면의 안정성 해석에 응용했다. 또한 확률론적 해석과 결정론적인 해석의 결과를 비교, 그 차이점을 설명하고자 하였다.

• 터널과지하공간
• /
• 제19권2호
• /
• pp.123-131
• /
• 2009

불연속성 암반에 2-Arch 터널을 건설할 경우, 필러에 작용하는 응력분포 특성을 파악하기 위하여 대형 모형실험과 수치해석을 수행하였다. 분석결과, 불연속면이 존재하는 경우에는 필러에 작용하는 하중이 매우 불규칙적으로 발생하였으며, 불연속면 경사의 영향이 큰 것을 확인하였다. 수치해석 결과 필러부에는 굴착단계에 따라 위치별로 큰 응력 차이가 확인되었다. 주목할 점은 터널 굴착시 벽체뿐만 아니라 필러 기초부에도 큰 응력 차이가 발생하였다. 필러 설계시 이러한 응력편차 현상을 신중하게 고려할 필요가 있다.

• 자원환경지질
• /
• 제42권4호
• /
• pp.357-366
• /
• 2009

풍화작용은 암석의 물리적 및 화학적 특성을 변화시킬 뿐만 아니라 공학적 특성에도 영향을 미친다. 대개 풍화는 암석의 밀도 및 강도, 내부마찰각과 점착력 등을 감소시키며 이로 인해 암석으로 구성된 사면의 안정성에 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 따라서 본 연구에서는 풍화등급에 따른 암반 사면의 안정성을 분석하여 풍화가 사면의 안정성에 미치는 영향을 분석해 보았다. 이를 위하여 암반사면의 안정성에 가장 주요한 영향을 미치는 불연속면 시료를 풍화등급별로 채취하여 공학적인 특성의 변화를 분석하였다. 이러한 결과를 활용하여 신선한 암반으로 구성된 사면과 풍화된 암반으로 구성된 사면의 안전율을 산정하였다. 신선한 암반의 경우 안전율이 1.25로 안전한 것으로 분석되었으며 풍화된 암반의 경우 안전율이 1.0으로 계산되었다. 그러나 이렇게 산정된 안전율은 값의 분산이 심한 불연속면 거칠기 계수(JRC)와 잔류마찰각에 따라 심하게 변동되고 있어 안전율로 사면의 안정성을 정확하게 파악하기 힘든 실정이다. 따라서 본 연구에서는 불연속면 거칠기 계수(JRC)와 잔류마찰각이 일정한 범위 내에 분포한다는 점에 착안하여 확률변수로 고려하였으며 확률론적 해석을 수행하였다. 확률론적 해석 결과 신선한 암반에서의 파괴확률은 25.6%로 계산되어 매우 불안정한 것으로 파악되었으며 풍화된 암반의 경우는 45.9%의 파괴확률이 획득되었다. 현장으로부터 획득된 자료들의 분산으로 인해 결정론적 해석기법은 사면의 안정성을 평가하는 데 부적절한 것으로 판단된다.

• 지질공학
• /
• 제15권3호
• /
• pp.257-268
• /
• 2005

일반적으로 현지 암반은 강도의 변화가 심 한 다양한 불연속면들을 포함하여 불균질하고 불연속성 을 나타낸다. 절리, 단층, 균열, 층리와 같은 불연속면들은 암반의 강도와 변형특성을 좌우하는 중요한 요인이다. 결과적으로, 지하공동의 안정성은 무결암의 역학적 특성뿐만 아니 라, 공동의 기하학적 형상과 관련하여 불연속면들의 공간적 분포와 역학적 특성에 크게 영 향을 받는다. 따라서 지하심부의 응력 조건에서의 공동설계를 위해서는 불연속 암반의 거동에 대한 정확한 이해가 필수적이다. 암반역 학 분야의 발전에 의하여 등방성 암반에서 의지 하공동 설계를 위한 기준이 제시되고 있으나, 불연속성 암반의 변형 거동은 불명확성 이 여전히 존재한다. 본 연구에서는 연속체절 리모델을 적용하여 불연속성 암반내의 지하공동 주변의 소성영역의 크기, 응력분포 및 변형거동에 대하여 매개변수의 변화에 따른 영향을 고찰하였다. Mohr-Coulomb 파괴 이론에 의한 탄소성 유한차분법을 적용하였으며, 비조합 유동법칙과 완전소성 물질거 동을 가정하였다.

• 지질공학
• /
• 제23권2호
• /
• pp.149-160
• /
• 2013

화산활동은 용암의 분출과 화산재의 퇴적 작용이 복합적으로 발생함에 따라 지질학적으로 매우 복잡한 화산암복합체를 형성하는 경우가 많다. 화산암류 암석들로 구성된 송곡 지구는 단층을 중심으로 한 여러 불연속면의 조합으로 비탈면 하단부에서 붕괴가 발생하였다. 붕괴부를 중심으로 한 평사투영 해석 결과 모든 형태의 붕괴 가능성이 인지되었으며, 개별요소법(DEM)을 이용한 불연속면 거동 특성 분석 결과, 전체변위 207 mm, 절리 최대전단 변위 114 mm로 나타났으며, 소성 영역 발생 구간은 붕괴부의 단층면에서 확인되었다. 화산암류 비탈면은 암종간의 차별 풍화, 암석의 높은 투수성에 기인한 지하수 영향, 냉각 수축에 의한 체계적 절리 발달로 인해 공학적으로 취약한 특성을 보인다. 화산암류 비탈면의 안정화 대책 고려시, 상세 지질조사를 통한 구성암석의 지질학적 특성, 불연속면과 이완암블록의 변화량 분포 등의 자료가 활용되어야 할 것이다.

• 지질공학
• /
• 제14권2호
• /
• pp.147-168
• /
• 2004

이 연구는 지하수유동에 영향을 주는 조ㆍ중ㆍ세립질 화강암 불연속면 거칠기의 특성을 비교한 것이다. 공초점 레이저 현미경으로 관찰된 거칠기 데이터는 스펙트럼 분석과 고속푸리에 변환에 의해 해석되었다. 또한 노이지가 제거된 거칠기 데이터에 대하여 거칠기 특성을 정량화하기 위하여 프랙탈 해석에 적용해 보았다. 이를 위해 조ㆍ중ㆍ세립질 화강암 코어를 대상으로 브라질리안 시험으로 인공 단열을 발생시켰다. 측정은 전체 12개의 공시체에서 36개의 조사선에서 실시되었다. 공초점 레이저 현미경을 사용하여 연속적인 거칠기를 이산 데이터로 표현할 수 있으며, 이렇게 하여 얻어진 이산데이터를 바탕으로 고속 푸리에 변환을 실시한 결과 제2 고조파 성분이 가장 큰 값을 보이고 있다. 또한 스펙트럼 에너지 분포는 조립질 공시체에서 0.9853, 중립질 공시체에서 1.0792, 세립질 공시체에서 0.6794의 평균값을 보이고 있으며, 이는 프랙탈 해석에서와 마찬가지로 거칠기가 클수록 저주파수 영역대에서 고조파의 에너지 분포가 높게 나타남을 알 수 있다.

• 한국광학회:학술대회논문집
• /
• 한국광학회 1990년도 제5회 파동 및 레이저 학술발표회 5th Conference on Waves and lasers 논문집 - 한국광학회
• /
• pp.29-33
• /
• 1990

Efficient numerical method is developed for treating electromagnetic problems of scattering and radiation from surfaces. Special consideration is given to the treatment of edges so that rather arbitrary geometrical configurations may be handled. For the conducting body problems considered, an electric field integral formulation is used, and the method of moments is applied using pulse expantions to present currents. Numerial results indicate that the approach is free os anomalies in the behavior of current for body of revoution.

• 지질공학
• /
• 제21권1호
• /
• pp.1-13
• /
• 2011

불연속면의 거칠기는 암반사변의 안정성 해석에서 고려되어야 하는 중요한 인자 중 하나로 특히 암반사변에 대한 확률론적 안정성 해석에서는 파괴확률의 결정에 지대한 영향을 미치는 확률변수이다. 확률변수로서의 거칠기의 특성을 파악하기 위해서는 다수의 거칠기 자료가 요구되나 기존의 육안조사는 조사위치나 시간적인 제약으로 인해 충분한 자료의 획득이 어려운 경우가 많다. 따라서 본 연구에서는 기존 육안조사가 가지는 조사위치 및 조사수량의 한계점을 극복하기 위하여 지상라이다를 활용하여 거칠기의 자료를 획득하고 분석을 수행하였다. 또한 절리면거칠기의 정량적인 산정을 위하여 지상라이다로부터 얻어진 수치자료에 대해 통계파라미터를 이용한 변환과정을 거쳐 절리면거칠기를 얻었다. 불연속면의 거칠기에 대한 확률특성인 평균, 표준편차, 분포함수에 대한 정보를 획득하였으며, 기존 육안검사방법에 비해 정량적인 많은 자료를 얻는데 있어 지상라이다가 유용한 것으로 판단되었다.

• 화약ㆍ발파
• /
• 제28권2호
• /
• pp.1-16
• /
• 2010

본 연구에서는 암반사면형성 작업시 최종벽면에 적용된 프리스플리팅(pre-splitting) 발파공법의 발파효과와 관련하여 발파 후 벽면의 암반손상이 장약된 폭약의 폭력 보다는 암반 내에 발달된 불연속면의 발달 형태에 따라 더 큰 영향을 보일 수 있음을 규명하였다. 이를 위하여 불연속면을 대표할 수 있는 절리에 대한 조사를 통해 발파 후 벽면 암반의 절리군 분포양상을 4가지 Case로 분류하고, 파쇄도 분석 영상처리시스템을 통해 벽면에 나타나는 암반블록의 크기 빈도를 비교 분석함으로써 벽면의 암반손상도를 파악하였다. 절리군이 1개 이하로 발달하는 경우, 분석된 블록의 크기 중 2,000mm 이상 되는 부분이 42%를 차지하여 프리스플리팅 발파공법의 효과를 뚜렷이 확인할 수 있었으며, 2~3개의 절리군이 일방향으로 발달하는 경우와 교차되면서 발달하는 경우, 블록의 크기는 1,000~2,000mm 사이에 각각 43.6% 및 35.8%의 빈도로 분포하는 것으로 나타나 프리스플리팅 발파공법에 의한 발파효율이 다소 떨어지는 양상을 보였다. 그러나 3개 이상의 절리군이 불규칙하게 발달하는 경우에는 블록의 크기가 250~500mm 사이에 35%의 빈도로 분포하고 1,000mm 이상의 크기에 대해서는 거의 나타나지 않는 양상을 보였다. 따라서 이러한 경우 프리스플리팅 발파공법에 의한 발파 효과는 거의 없이 일반적인 발파가 이루어졌다고 볼 수 있었다. 또한 PFC2D에 의한 발파수치해석결과, 암반 내부로의 손상영역 발생은 본 발파보다는 프리스플리팅 발파공법에 의해 직접적인 영향을 받을 수 있음을 확인하였으며, 따라서 향후 사면 형성을 위한 프리스플리팅 발파공법을 적용할 경우에는 사전 지표지질조사를 시행하여 절리를 비롯한 불연속면과 관련된 사항을 충분히 파악할 필요가 있으며, 시공진행에 따라 예상보다 많은 절리군이 나타날 경우에는 프리스플리팅 발파공법의 설계 조정이 필요할 것으로 판단된다.