• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제4권2호
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• pp.15-25
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• 2003

TDR기술은 원격감지식 전기적 측정기술로서 여러 가지 물리적 변화량에 대하여 그 변화위치와 상태를 결정하는데 이용되어 왔으며, 미국과 호주 등지의 광산에서 주로 적용되던 TDR기술은 90년대 초반부터 토목공학에 응용되기 시작하였으며 산사태나 암반사면의 변형 파악, 지반의 함수비 변화 모니터링, 지반 오염물질의 종류 및 이동경로의 추정, 지하수위의 변동측정등에 사용되고 있다. 국내에서는 1996년부터 강원도 통리지역, 고사리 일대 등에 산재한 채굴적의 붕락으로 인한 지반침하의 가능성을 판단하기 위해 TDR을 설치/운용한 것이 우리나라 토목분야에서의 최초 적용사례이다. 본 논문에서는 강원도 태백시 추전지역 일대에서 기 개발된 석탄채굴적에 의한 철도선로, 터널 및 도로 등의 변형 안정성을 분석키 위해 TDR기술을 적용한 결과로부터 지반변형 계측기법으로서의 TDR기술의 활용성을 고찰하였다.

• 터널과지하공간
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• 제19권5호
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• pp.463-472
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• 2009

국내 광산에서 많이 적용되어 왔던 주방식 채굴법 및 위경사 중단붕락법은 그 특성상 지표, 특히 천부에서의 침하 발생 가능성을 많이 내포하고 있다. 특히 이들 광산에 대한 갱내도 및 채굴작업에 대한 기록이 완전하지 않고, 또한 국부적인 지질학적 정보가 충분치 않아 지반침하, 특히 싱크홀 형태의 침하를 예측할 수 있는 기법을 표준화하기가 매우 힘들다. 본 연구에서는 폐광산 지역에서의 지반침하 가능성을 예측하기 위해 퍼지추론기법을 적용하였다. 이 기법은 지반침하의 발생가능성을 예측함에 있어서 그 과정의 단순함은 물론, 지반 및 광산에 대한 정밀한 자료가 부족하더라도 비교적 신뢰도 있는 예측결과를 만들어 낼 수 있다는 장점을 지니고 있다. 본 프로그램은 이미 지반침하가 발생한 경북 봉화지역의 금호광산 및 충주 이류지역의 충주본산광산에 대해 적용됨으로써, 퍼지추론기법을 바탕으로 하는 지반침하 발생가능성 예측 프로그램의 적합성을 도출하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제20권3호
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• pp.543-560
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• 2018

도심지 지하공간의 개발과 운행선 하부를 저토피로 입체 교차화하는 시설 증가에 따라 비개착식 공법의 수요는 점차 증가추세에 있으나 대다수의 공법은 중대구경 강관을 압입하여 루프를 형성하고 내부를 굴착하는 파이프루프(Pipe roof) 계열의 공법이 주로 적용되고 있다. 강관 압입 시 발생되는 이완영역 및 하중은 여러 인자의 영향을 받게 되나 가장 큰 요소는 압입하는 강관의 크기에 좌우되며 이는 강관 루프 내 지중구조물에 작용하는 하중의 크기로 볼 수 있다. 지반의 교란 및 이완하중 발생을 최소화시키기 위해 개발된 SEM공법(Super Equilibrium Method)은 기존의 중대구경 강관 대신 ${\Phi}114mm$ 내외의 소구경 강관을 사용한다. 이 소구경 강관을 SEM파일로 명명하였으며 강관의 선 압입 및 그라우팅 보강을 실시한 후 지반의 침하나 융기 없이 지반 내 횡단구조물을 유압잭을 이용하여 압입하게 된다. 이와 같이 SEM공법의 구성 중 지보역할을 하는 SEM파일은 선단부 굴착 시 지반의 붕락을 방지하고 상재하중을 지지하기 위한 길이 5 m 내외의 Fore poling 파일이며 이 파일의 배치간격, 시공연장, 부재의 강성 등을 산정하기 위해서는 이완영역의 적절한 산정이 필수적이다. 본 논문은 SEM공법의 최적설계를 위하여 SEM파일 압입 시 발생되는 이완하중 산정 값을 비교분석하였다. 이완영역 산정에 근거한 주요 이론식 및 경험식들의 영향인자를 고려하여 분석하고 FEM analysis (유한요소 해석)를 수행하여 SEM파일에 적합한 이완하중 산정을 검토하였다. 또한 실제 SEM파일 압입 및 굴착 시 발생되는 지반이완을 확인하기 위해 강관압입 축소모형실험을 수행하였으며 토피고/강관(H/D)에 따른 지표침하 및 지반이완을 정량적으로 검토하였다.

• 터널과지하공간
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• 제22권6호
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• pp.383-392
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• 2012

본 연구에서는 안전하고 친환경적인 광산관리를 위해 스마트 광산재난관리체계인 $M_{(i,j,k)}BCP$(Mining Business Continuity Planning)를 제안하였다. 여기서 'i'는 광산의 종류, 'j'는 광산의 업무공정, 그리고 'k'는 공정별 리스크 이다. 특히, 본 연구는 'i=1=석회석 광산'으로 규정하고 석회석광산의 재난관리체계를 $M_{(i,j,k)}BCP$로 제안하였다. 본 논문에 사용된 광산 리스크들은 문헌자료와 전문가 의견 분석을 통하여 얻었으며, 이러한 리스크들을 석회석 광산의 5대 공정에 맞도록 분류하여 그 수를 약 60개에서 26개로 줄였다. 줄여진 리스크들은 $M_{(i,j,k)}BCP$에 할당되고 평가되었다. 본 연구에서 리스크 평가에 사용한 척도는 1회 이상 발생빈도, 인명피해, 시설물피해, 업무중단시간 등 4가지이다. 리스크 평가 결과에 의하면, 리스크들은 4개의 특화된 군으로 분리될 수 있었다. 또한, 석회석 광산에서는 '채광 중 갱내 낙반 또는 붕락 발생 리스크'의 발생가능성과 위험도가 가장 높은 것으로 나타났다. 이 리스크에 대한 재난관리체계는 '$M_{(1,2,1)}BCP$'이다. 이는 석회석광산 개발시 $M_{(1,2,1)}BCP$가 최우선적으로 수립되어야 함을 의미한다.

• 터널과지하공간
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• 제19권4호
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• pp.287-303
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• 2009

한라산 정상부의 백록담 암체는 백록담조면현무암이 분포하는 동측구역과 한라산조면암이 분포하는 서측구역으로 구분된다. 백록담에서 진행되는 풍화, 암벽붕괴, 낙반은 전반적으로 백록담 서측구역에 분포하는 한라산 조면암의 풍화작용과 밀접한 연관성을 가지며, 동측구역에서는 개별 암석 블록들의 국지적 붕락현상이 발생한다. 본 연구에서는 한라산조면암 분포지역의 지질학적 특성을 조사하였으며, 풍화단계별로 조면암 시료를 채취하여 편광현미경분석, X-선 회절분석, 지화학적 분석, 공학적 특성시험을 수행하였다. SEM, XRD, XRF 분석을 통하여 2차 변질광물의 종류와 함량 및 광물조성 변화를 관찰한 결과 점토광물이 확인될 정도의 심한 화학적풍화작용은 발생하지 않았지만 풍화에 따른 화학적풍화지수와 주요원소의 함량 변화에 대한 분석 결과에 의거할때 화학성분의 용탈에 의한 미약한 화학적풍화작용이 발생한 것으로 판단된다. 풍화에 기인된 암석의 공학적특성변화를 고찰하기 위하여 밀도, 비중, 흡수율, 공극률, 탄성파속도, 일축압축강도, 슬레이크내구성지수, 동결-융해시험을 수행하였다. 인공풍화시험을 통한 균열발현 양상과 물리적 특성 측정 결과 기계적풍화작용은 미세균열 및 공극을 발달시켜 암반의 역학적 강도 저하를 야기하고 있으며, 기계적풍화 진행에 의한 추가적인 공극률 저하 양상을 고려할 때 $D_B$ = 1.5 또는 공극률 = $20{\sim}21%$ 범위에서 한라산조면암의 공학적 강도 특성이 소멸될 것으로 분석되었다.

• 터널과지하공간
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• 제33권5호
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• pp.388-398
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• 2023

광산개발에 따른 지하수 유동의 변화는 지반의 소성 변화 및 강도 저하, 붕락과 같은 주요 문제의 발생 원인으로 작용한다. 지속적인 채광 작업이 유지되기 위해서는 계절적인 갱내수 유입량의 변화와 단전이나 펌프의 파손 및 돌발적인 유입량의 증대에 대처할 수 있도록 갱내수 유입에 대한 대책을 마련해야 한다. 본 연구는 연구 대상지와 인근에 있는 석회석 광산과의 수리적 연결성 확인을 통한 갱내 누수의 원인 규명을 목적으로 지하 매질의 연결성 확인을 위한 추적자 시험을 수행하였다. 염료계, 이온계 등 다양한 추적자를 적용한 실내실험을 통해 추적자 물질을 선정하였고, 현장 시험을 통해 대상지역의 수리지질 모델을 구현하였다. 이를 통해 광산 외부 계곡과 갱내수에 대한 수리적 연결성과 갱내 누수의 원인을 규명하였다.