• 터널과지하공간
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• 제11권3호
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• pp.225-236
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• 2001

암반 절리면의 거칠기는 전단강도 및 변형거동에 가장 중요한 영향을 미치는 요소 중의 하나이다. 절리면은 전단변형이 발생하는 동안 손상을 받게 되고 이에 따라 거칠기각은 연속적으로 낮아진다. 절리면의 수직팽창성과 강도 경화 및 연화현상도 거칠기의 변화와 관련이 있는 것으로 이해되고 있다. 따라서 절리면의 거칠기의 변화를 효율적으로 반영시킬 수 있는 수치해석 모델의 개발이 중요하다. 이 연구에서는 탄소성이론을 바탕으로 거칠기 변화를 고려할 수 있는 탄소성 응력-변형 증분식을 유도하여 절리면 거질기 변화가 절리면 전단거동에 미치는 영향을 정량적으로 평가하는데 이용하였다. 유도된 탄소성 증분식을 검증하기 위하여 수치 주기전단시험을 실시하였다. 수치시험결과 개발된 탄소성 증분식은 거친 절리면의 주기전단시험에 나타나는 일반적인 현상들을 모사하는데 효과적임을 알 수 있었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제7권3호
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• pp.31-41
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• 2006

화강암 시료에서 절리면 시편의 크기효과를 연구하기 위해 6가지 크기의 인공절리 시편을 제작하여 직접전단시험을 수행하였다. 각기 다른 수직응력 0.29~2.65MPa과 절리면의 거칠기 파라미터에 대하여 최대전단응력, 잔류전단응력, 전단강성 및 팽창각이 이 연구를 위해 평가되었다. 거칠기 파라미터중 절리거�s계수(JRC)와 절리면의 압축강도(JCS)는 시편의 크기가 증가할수록 감소하였다. 시편의 절리면적이 $12.25cm^2$에서 $361cm^2$으로 증가할 경우 최대전단응력은 약 56~67%, 잔류전단응력은 18~44%까지 감소하였다. 또한 팽창각은 수직응력이 0.29 MPa일 때 $27^{\circ}$, 2.65 MPa일 때 $6^{\circ}$의 변화를 보였다. JRC 크기효과를 고려한 전단강도 관계식이 Barton의 경험식과 비교되었다.

• 지질공학
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• 제19권3호
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• pp.351-363
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• 2009

경상분지 내 구미노두와 다사노두 지역에서 신동층군의 사암층을 대상으로 절리 연구가 집중적으로 이루어졌다. 사암-이암 시퀀스의 양 지역 노두에서 똑같이 두 조의 직교 절리가 사암층에 전형적으로 발달하고 있다. 여러 가지 절리 자료들을 양 지역의 동일한 두께의 층에서 비교하여보면 상당히 유사한데 이는 절리 조들이 동일한 응력장에서 신장 변형 작용으로 균질하게 생성되었음을 이야기 한다. 대부분의 절리들은 퇴적물이 매몰되어 고화되는 과정에서 수압단열작용에 의해 생성된 것으로 생각되며, 사암층의 층 경계에 수직이고 층 경계에 이르러 중지한다. 두 조의 직교하는 절리들은 단열 격자차단 양상으로 해석되는 상호 접경하는 관계로 볼 때 ${\sigma}_1$은 수직으로 고정된 상태에서 ${\sigma}_2$ 와 ${\sigma}_3$의 빠른 교환에 의해 거의 동시에 생성된 것으로 판단된다. 사암층에서의 절리조들은 인접한 절리 간에 평행한 배향을 가지며 규칙적인 간격을 가지고 절리면은 평탄하다. 절리간격은 층 두께에 비례하고 간격분포는 대부분의 층에서 대수-정규분포 내지 정규 분포를 나타낸다. 그러나 다중층에서는 간격의 분포범위가 크고 불규칙한 형태를 보여준다. 연구지역에서 두 조의 절리들은 최빈값/평균값의 비가 1 내외로 포화상태를, 또 다른 척도인 변동계수(Cv)도 1이하의 낮은 값으로 포화를 지시한다. 절리의 개구는 모든 사암충의 절리에서 균질하기보다는 절리의 길이가 증가함에 따라 증가하는 경향을 갖는다.

• 암석학회지
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• 제26권3호
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• pp.167-181
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• 2017

청량산 지역은 산세가 웅장하고 4계절의 경관이 아름다워 1982년에 도립공원($49.51km^2$)으로 지정되었으며, 청량사 주변은 암석단애, 암봉, 동굴 등에 의해 지형경관이 수려하여 2007년 명승 제23호($4.09km^2$)로 지정되었다. 특히 청량산역암층과 오십봉현무암층은 지형적 경관면에서 가장 멋진 절경을 드러내며 청량산 도립공원을 지정하게 만든 주체이다. 이 암층에는 능선부에 12개 암봉을 이루고 있으며, 청량 계곡, 한티 및 천애 계곡에 어풍대, 풍월대, 밀성대, 병풍바위, 금강대 등의 많은 암석단애들을 가지고, 그 단애에 김생굴, 금강굴, 원효굴, 한생굴 등의 동굴들을 형성하고 있다. 이 계곡들은 WNW-ESE 방향의 단층에 의한 단층곡에 해당된다. 암석단애들은 청량산역암층과 오십봉현무암층에서 WNW-ESE 방향의 단층에 평행한 수직절리에 의해 이루어진 암벽이고, 동굴들은 단애에서 풍화에 약한 셰일 및 사암의 층리에 따른 차별적 풍화침식에 의해 형성된 것이다. 암봉들은 교차하는 두 방향 수직절리에 의해 능선부가 차별침식되어 형성된 지형경관이다. 이수직절리는 WNW-ESE 방향의 남애단층 및 한티 계곡단층, NNE-SSW 방향의 태곡단층에 거의 평행한 절리들이다. 그러므로 이러한 지형적 특징은 청량산역암층과 오십봉현무암층에서 단층의 존재, 암질차이와 이에 따른 차별적 풍화침식에 그 원인이 있다고 하겠다.

• 터널과지하공간
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• 제12권4호
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• pp.312-320
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• 2002

암반 내 존재하는 절리는 전단응력에 의해 미끄러지는 전단변형 거동을 하며, 역학적 경계조건 및 절리면의 거칠기에 영향을 받는다. 이러한 경우, 절리의 전단변형과 거칠기에 의해 발생된 팽창으로 인해 간극분포가 변화한다. 또한, 절리는 유체 흐름의 경로가 되며, 간극분포 특성에 영향을 받는 것으로 알려져 있다. 따라서 본 연구에서는 절리의 전단변형 거동에 미치는 거 칠기의 영향 및 간극분포의 변화를 정량적으로 분석하여 절리의 수리학적 거동을 해석하고자 시도하였다. 이러한 절리의 수리-역학적 거동에 대한 이해를 향상시키기 위하여 절리면의 거칠기 변화가 절리의 전단변형 및 수리 지동에 미치는 영향을 분석하고자 하였다. 이를 위하여, 통계적 방법을 이용하여 절리를 발생하고, 이를 전단변형 거동과 수리학적 모델에 적용한 수치해석을 실시하였다 본 연구의 주요 결과로는, 절리의 거칠기가 감소하고 수직응력이 증가할수록 전단응력이 연성 거동으로 변하는 것으로 나타났다. 또한, 전단변형 후 절리의 간극분포는 절리면의 거칠기에 큰 영향을 받아 절리의 투수성 변화에 거칠기가 중요한 역할을 하는 것으로 나타났다. 마지막으로, 절리면의 거칠기가 증가할수록 전단변형에 의한 채널 현상의 붕괴가 조기에 발생하는 것으로 나타났다.

• 터널과지하공간
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• 제24권1호
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• pp.89-96
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• 2014

절리면의 전단강도를 결정하는 중요한 인자로 알려진 암반 절리면의 거칠기는 여러 가지 방법에 의해 연구되어 왔다. 하지만, 거칠기를 구성하는 요소인 1차 거칠기와 2차 거칠기를 분리하여 거칠기를 평가하려는 시도는 매우 제한적으로 수행되고 있다. 본 연구에서는 인장절리 시험편을 이용하여 직접전단시험을 통해 2차 거칠기 요소를 파괴하고 이를 거칠기 파라미터를 이용하여 정량화 하였다. 거칠기 파라미터는 수직응력과 측정 간격이 증가할수록 감소하였으나, 1.5 MPa 이상의 수직응력에서는 일정한 경향을 나타내지 않았다. 또한 전단 반대방향의 거칠기 면적 감소율은 거칠기 파라미터가 증가할수록 감소하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제17권4호
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• pp.301-315
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• 2001

본 연구에서는 최근 5년간 국내 각 지역에서 채취한 802개의 절리면 시료에 대하여 전단시험을 실시하여 얻은 결과를 이용하여, 절리면의 여러 공학적 성질들을 조사, 연구하였다. 절리면 전단시험에서 얻어진 최대마찰각 및 잔류마찰각을 지체구조별, 암종별로 분류하고 통계적으로 구하였으며, Barton의 전단강도식의 입력변수인 JRC, JCS를 측정하고 Barton식의 적용성에 대해서도 검토하였다. 그 결과 설계의 기초자료로 활용할 수 있는 지역별, 주요 암종별 최대마찰각, 잔류마찰각을 제시하였다. 또한, JRC, JCS, 수직응력에 따른 마찰각과 전단강성 및 팽창각의 변화를 분석하였다. 마지막으로, Barton의 식에서 구한 이론적 전단강도와 이 실험에서 얻어진 전단강도를 비교한 결과, Barton의 경험식은 높은 상관도로 암석 절리면 전단강도를 예측할 수 있음을 확인하였다.

• 화약ㆍ발파
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• 제35권4호
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• pp.1-9
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• 2017

본 연구는 인공절리를 이용한 발파효과 검토를 위해 인공절리 수, 인공절리 간격, 인공절리 경사에 따른 발파속도의 영향 및 기여도를 평가 분석한 연구이다. 인공절리 상태 변화에 따른 발파속도는 동적해석 프로그램인 AUTODYN을 이용하여 획득하였다. 수치해석 결과에 대해 정규화 분석을 수행하였고, 각 인자의 기여도 분석을 위해 강건설계 실험계획법을 이용하여 설계 인자를 분석하였다. 각 인자는 3수준으로 설정하였고, 분석에 직교 배열표 $L_9(3^4)$를 사용하였다. 정규화 분석을 통해 수치해석 결과를 분석한 결과 인공절리 경사가 증가함에 따라 발파속도는 감소하는 경향을 보였다. 또한, 인공절리 간격과 인공절리 경사에 대해 발파속도를 분석한 결과 발파속도는 경사가 수직일 때 인공절리 간격이 증가함에 따라 감소는 경향을 보였다. 강건설계를 이용한 기여율 분석결과 발파속도에 가장 큰 영향을 미치는 것은 인공절리 경사이며, 이어서 인공절리 수, 인공절리 간격 순으로 기여율이 평가되었다.

• 터널과지하공간
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• 제8권4호
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• pp.287-295
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• 1998

흙 사면의 안정성 해석에는 한계평형법이 널리 사용되고 있다. 그러나 절 리가 발달한 암반사면의 파괴는 절리의 거동에 지배를 받으므로 절리의 방향성과 파괴특성이 동시에 고려되어야 한다. 본 논문에서는 이러한 암반사면의 안정성해석을 위하여 임의방향으로 발달한 두 조의 절리군을 고려할 수 있는 편재절리모델을 사용하여 사면과 절리의 상대적인 방향성이 사면의 안전율에 어떠한 영향을 주는지 살펴보았다. 이를 위하여 이미 개발된 바 있는 비등방 탄소성 모델을 사면안정 해석에 적용할 수 있도록 수정하였으며, 안전율 계산 routine을 상용프로그램인 FLAC인 FISH macro 언어를 사용하여 작성하였다. 개발된 모델의 검증을 위하여 1요소에 대한 직접전단시험을 수치해석적으로 수행하였고, 안전율이 1인 흙사면을 선택하여 서로 수직인 2조의 절리군이 발달한 암반의 안정성 해석을 수행하여 Culmann의 평면파괴해와 비교하였다. 또한 UDEC에 의한 해석을 수행하여 사면파괴양상을 비교하였다. 절리의 간격이 충분히 작을 경우 편재절리모델은 정확한 결과를 나타내어 절리암반사면의 설계 및 안정성 해석에 활용될 수 있을 것으로 생각된다.

• 화약ㆍ발파
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• 제36권4호
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• pp.16-25
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• 2018

터널 굴착시 지반진동을 감소시키기 위해 굴착면에 부분적인 자유면을 형성하고 제어발파를 수행하는 자유면 발파공법이 적용되어 왔다. 본 연구에서는 다이어몬드 와이어 쏘를 이용하여 인공절리를 심발부에 형성하고, 심발부 발파 시 발생되는 지반진동을 비교함으로써 인공절리에 의한 지반진동 감소를 평가하였다. 해석 결과, 일반 심발발파보다 인공절리 심발발파에서 지반진동이 감소하였으며, 수직 인공절리 심발발파보다 수평 인공절리 심발발파에서의 지반진동 감소 효과가 더 크게 평가되었다.