• 터널과지하공간
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• 제12권4호
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• pp.304-311
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• 2002

절리의 기하학적 특성이 절리의 수직변형 및 투수성에 미치는 영향에 대해 수치해석적 방법을 통해 연구하였다. 실험적 계측 결과에 의하면, 절리의 간극은 통계적 방법에 의해 묘사되며 이에 근거하여 수치해석에 사용할 수 있는 절리를 모사할 수 있었다. 이를 위해. 자동 상관관계 함수를 이용하여 다양한 공간 상관길이의 인공 절리를 발생하였으며, 이를 토대로 수직변천 모델 및 수리해석 모델을 개발하였다. 수직변형 모델은 수직응력에 의한 절리면의 압축과 변형을 고려하여 절리의 변형거동을 해석하려 시도하였으며, cubic law에 근거한 유한차분법을 이용하여 수리해석을 수행하였다. 여러 가지 공간 상관길이의 인공 절리에 대한 수직변형 거동 및 이에 따른 수리해석의 결과, 간극의 공간 상관길이가 증가함에 따라 절리의 수직변형 및 투수성 감소가 분명하였다. 절리의 수직강성 역시 간극의 상관길이에 영향을 받는 것으로 나타났으며, 이로 인해 절리의 투수성이 수직강성과 내재적 관계가 있음을 유추할 수 있겠다. 본 연구 결과는 공학적 프로젝트로 인한 절리 암반의 수리-역학적 거동을 이해하는데 공헌할 것으로 사료된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제6권4호
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• pp.303-314
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• 2004

본 연구에서는 터널을 굴착할 때 절리가 있는 암반의 역학적 거동특성을 실험적으로 규명하고자 하였다. 절리와 터널의 이격거리, 측압계수를 변화시키며 실험을 수행하였다. 터널주변에 수직절리가 있는 경우 천단부와 수직절리 반대편의 어깨부에서 가장 큰 영향이 발생되며 측압이 작을 경우에는 천단부 보다 절리 반대편 측벽부에서 접선 방향의 응력이 크게 증가된다. 반면 $45^{\circ}$의 경사절리가 있는 경우 발생하는 압축응력은 절리면 방향의 터널 좌측부가 무절리 상태의 3배정도로 터널의 안정성에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다.

• 터널과지하공간
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• 제17권3호
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• pp.186-196
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• 2007

본 연구에서는 거칠기와 수직응력이 절리면의 전단거동에 미치는 영향을 검토하기 위하여 30개의 자연암반 절리 시료를 대상으로 실험을 실시하였다. 3차원 레이저 거칠기 측정장치를 이용하여 절리면의 거칠기 정보를 측정하였으며, 시료들의 거칠기에 따라 10개씩 세 가지 그룹으로 분류하였다. 다음으로 수직응력을 다섯 단계로 변화시켜가며 전단실험을 실시함으로써 최대전단강도, 잔류전단강도, 전단강성, 팽창특성 등을 조사하였다. 절리면의 거칠기가 증가함에 따라 최대전단강도는 증가하였으며, 거칠기가 최대전단강도에 미치는 영향은 수직응력이 작은 경우에 더욱 크게 나타났다. 또한 절리면의 거칠기가 증가할수록 잔류전단강도도 점차 증가하였다. 전단강성은 거칠기 및 수직응력이 커짐에 따라 증가하는 것으로 나타났으나, 팽창각은 수직응력이 증가할수록 감소하였고, 동일한 수직응력하에서는 절리면의 거칠기가 커질수록 증가하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제16권6호
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• pp.161-172
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• 2000

자연암석절리 및 인공 절리에 대하여 일정수직응력제어, 일정 수직하중제어 그리고 무한 강성제어가 가능한 암석 절리면 전단기 시험기를 개발하였다. 이 시험기는 전단변위에 의한 첩촉면적의 변화량을 계산하여 하중변화량을 조절하여 일정수직응력상태를 유지한다. 수직하중에 따른 시험기 강성에 의한 변화향이 제어 프로그램 내에서 제어되어 순수한 시편의 변위량을 출력하도록 하였다. 전단하중에 따른 시험기 강성에 의한 변위량은 상, 하부 전단상자의 상대변위 측정으로 최소화하였다. 전단거동 중의 자유도는 전당방향에 대하여 수평이도, 연직이동, 피칭, 롤링이 가능하도록 하였다. 자연절리면을 모사한 석고시편에 대하여 일정 수직응력 제어, 일정수직하중제어 그리고 무한 강성제어 조건으로 시험하여 제어상태 검증 및 비교를 하였다. 또한 경사각이 16.7˚와 22.6˚인 톱니형 시편에 대하여 시험한 결과 경사각 16.7˚와 22.6˚는 JRC로 10과 15를 나타내었으며, 첨두팽창각이 첨두전단강도에서 발생되며, Barton의 모델과 잘 일치함을 보였다.

• 지질공학
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• 제19권2호
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• pp.145-152
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• 2009

절리는 전파할 때 상대적인 이동이 절리 벽에 수직으로 일어난 평탄한 신장 열림 모드 단열이다. 층상 퇴적암에 발달하는 절리는 일반적으로 층리면에 수직이고 인접한 절리와 평행한 배향과 규칙적인 간격을 가지며 절리 조를 이룬다. 본문은 층상 퇴적암의 절리에 대한 최근 연구 결과들을 토대로 절리 전파의 역학적 규제, 층두께-절리간격의 관계, 절리 간격의 빈도 분포, 절리 포화, 절리 밀도, 교차 절리, 절리 발달 기구 등을 고찰 한다.

• 터널과지하공간
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• 제13권3호
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• pp.169-179
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• 2003

암석의 절리면 전단강도의 이방성을 연구하기 위하여 인공절리면을 형성한 시편에 대한 실험을 실시하고 그 결과를 분석하였다. 즉 낮은 수직응력 상태에서 전단 방향에 따른 전단강도, 전단강성 및 마찰각을 구하기 위한 실험을 실시하였다 그 결과 낮은 수직응력하에서 전단 강도 및 강성은 전단 방향에 따라 이방성을 보이며, 특히 수직응력 2.45 MPa미만에서 뚜렷하였다. 그리고 수직응력이 증가할수록 절리면의 이방성 효과는 감소하였다. 따라서 낮은 수직응력 하에서 전단강도 및 강성값을 보다 정확히 구하기 위해서 Barton의 식에 전단방향을 고려한 보정함수 F(a)를 반영하여 새로이 수정식을 제안한다.

• 암석학회지
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• 제18권3호
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• pp.195-209
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• 2009

주왕산 지역은 산세가 웅장하고 4계절의 경관이 아름다워 1976년에 12번째 국립공원($107.4km^2$)으로 지정되었으며, 특히 주왕 계곡은 암돔, 단애, 동굴, 폭포와 폭호 등에 의해 지형경관이 수려하여 2003년 명승 11호($9,177.5m^2$)로 지정되었다. 주왕산응회암의 두꺼운 치밀용결대가 지형적 경관면에서 가장 멋진 절경을 드러내며 주왕산 국립공원으로 지정하게 만든 주체이다. 이 치밀용결대에는 급수대, 학소대, 신선대, 망월대, 기암과 병풍바위 등의 많은 암석단애들을 가지고 그 단애에 주왕굴, 무장굴, 연화굴 등의 동굴들을 형성하고 있으며, 그 능선에 여러 암돔을 이루고 그 계곡에 여러 폭포와 폭호를 형성하고 있다. 이러한 암석단애들은 치밀용결대가 수직절리에 의해 이루어진 절벽이고, 동굴들도 치밀용결대의 단애에서 수직절리를 따라 좁게 형성된 것이며, 암돔과 폭호들은 수직절리에 의한 절벽이 침식된 지형경관이다. 이들 수직절리는 주왕산응회암이 냉각되는 직후에 생성되는 주상절리에 해당되는 냉각절리이다. 이러한 지형적 특징은 주왕산응회암의 치밀용결대에 여러 방향으로 교차되면서 수직으로 발달하는 주상절리에 그 원인이 있다고 하겠다.

• 한국지구과학회지
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• 제37권6호
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• pp.332-345
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• 2016

전라남도 고흥지역에는 도화면 유주산 지역, 팔영산 지역 그리고 용바위 지역의 세 지역에서 주상절리가 발달한다. 유주산 지역에는 폭 최대 100 m, 높이 최대 50 m 규모로 수직방향과 부채꼴 모양의 주상절리가 발달한다. 유주산 근처의 도로변과 지죽도 해안에도 주상절리가 발달한다. 팔영산 지역에서는 기둥면의 폭이 최대 1 m에 달하는 굵은 주상절리가 발달한다. 용바위 지역은 암맥 내에서 지표면과 수평한 최대 폭 50 cm의 주상절리가 발달한다. 이 지역 주상절리의 4각형과 5각형이 높은 빈도를 차지한다. 기둥면의 폭은 10-100 cm 범위이지만, 20 cm가 최대 빈도율을 보인다. 유주산과 팔영산 지역에서 주상절리는 냉각면인 지표와 수직으로 발달한다. 용바위지역에서 주상절리는 관입한 주변암과의 접촉부와 수직으로 발달한다. 결과적으로 이지역의 주상절리는 주변암의 경계부로부터 냉각이 시작되어 접촉면과 수직한 주상절리가 발달한다. 본 주상절리를 구성하는 암석은 유주산과 팔영산 지역에서 유문암질 용결응회암이고, 용바위의 암맥을 이루는 암석은 데사이트이다. 산성화산암에는 유상구조가 잘 발달되어 있으며, 육안상 2 mm 정도의 백색 반정광물은 대부분 장석이고, 일부 석영을 포함한다. 주상절리를 구성하는 암석의 $SiO_2$ 함량은 모두 70wt.% 이상이며, 칼크알칼리계열의 분화 마지막 단계이다. 유주산지역 주상절리는 채석장에서 동쪽으로 약 1 km 이상 분포하는 것으로 예상된다.

• 터널과지하공간
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• 제17권3호
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• pp.203-215
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• 2007

암반의 역학적 변형거동과 안정성은 불연속면의 역학적 특성에 크게 좌우되기 때문에 터널이나 암반구조물의 안정성 해석 및 설계를 위해서는 반드시 암반 불연속면의 역학적 성질을 규명할 필요가 있다. 지하암반 절리면의 실제 거동을 실내에서 정확히 모사하기 위해 본 연구에서는 일련의 일정 수직강성 조건하 직접 전단시험을 수행하여 초기 수직응력, 전단속도 그리고 절리면의 거칠기가 거친 화강암 절리면의 전단거동특성에 미치는 영향을 살펴보았다. 일정 수직강성 조건에서 거친 암석절리에 대한 시험 결과 전단거동은 일반적으로 1차 정점 전단응력에서의 전단응력 감소 정도에 따라 크게 두 가지 형태의 전단거동을 보이는 것으로 구분되었다. 초기 수직응력이 증가함에 따라 정점 전단변위와 1차 정점 전단응력은 증가하지만 마찰각과 정점 마찰계수의 경우 감소하는 것으로 나타났으며, 전단강성과 평균마찰계수의 경우는 초기 수직응력에 영향을 받지 않는 것으로 나타났다. 거친 절리에 대한 전단속도의 영향은 초기 수직응력이 낮은 경우 일부 전단변수들에서 약간 관찰되었으나 수직응력이 증가함에 따라 대부분의 전단시험 결과변수들에서 전단속도의 영향은 미미하였다. 거칠기에 따른 전단거동의 변화를 분석하였으나 명확한 관련성이 나타나는 경우보다 시료간의 편차가 심한 경우가 많았다.

• 터널과지하공간
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• 제10권2호
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• pp.173-179
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• 2000

절리면의 전단거동에서 나타나는 응력 및 변위의 비선형 특성을 탄소성해석에 의해 모사하는 경우 소성유동법칙이 해석결과에 미치는 영향을 검토하였다. Plesha의 절리구성모델을 적용하여 일정수직응력조건과 일정수직변위조건에서 수치직접전단시험을 실시하였다. 연상유동법칙을 적용하면 과도한 수직팽창이 예측되는 반면에 비연상유동법칙을 적용한 해석은 실제 절리거동을 잘 모사하고 있음을 보였다. 비연상유동법칙의 적용으로 강성행렬이 비대칭이 피는 단점을 보완하기 위해 비연상유동법칙을 적용하는 경우라도 요소의 접선강성행렬을 대칭화시키는 수치해석 기법이 제안되었다. 본래의 절리면과 동일한 소성변형을 일으키지만 연상유동법칙을 따르는 등가의 절리면을 가정함으로써 대칭인 탄소성행렬을 유도하였다. 일정수직음력조건에서 수티 직접전단시험을 실시하여 제안된 강성행렬 대칭화 기법의 유효성을 검증하였다.