• 터널과지하공간
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• 제31권6호
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• pp.623-646
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• 2021

국내외적으로 전기화의 가속으로 인해 전력수요가 급증됨에 따라, 석탄화력발전소의 수요가 늘어나고 있다. 석탄화력발전소는 경제적으로 많은 이점이 있지만, 대기오염물질 증가, 발전회의 매립 처분에 의한 오염 유발 가능성 등의 환경적인 문제를 수반하고 있다. 특히, 발전부산물인 발전회의 경우에는 재활용률이 70%에 그치고 있으며, 나머지는 전량 매립되고 있다. 본 연구에서는 발전회의 재활용률을 증대시키고 지하에 위치하는 폐광산의 지반 안정성을 확보하기 위하여, 발전회를 폐광산 채움재로 이용하여 지하 폐광산의 채굴 공동을 충전하는 방안에 대한 기초연구를 수행하였다. 암반과 폐광산 채움재의 접합부에서 상호작용에 의한 충전 및 지반보강 효과를 분석하기 위하여, 다양한 거칠기를 갖는 절리면 모사 시료를 제작하여 접합강도 시험과 직접 전단시험을 수행하고 이에 대한 통계분석을 수행하여 절리면의 거칠기와 재령일에 따른 접합 및 전단거동 특성을 규명하였다. 또한 접합부 거동특성이 전산해석 기법을 이용한 지반안정성 분석에 미치는 영향을 검토하기 위하여 지하광산을 모델링하고 접합부 유무에 따른 거동특성을 비교하였다.

• 지질공학
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• 제33권3호
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• pp.427-438
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• 2023

본 연구에서는 다양한 암종이 분포하는 단양 지질공원 내에서 발생한 산사태를 대상으로 야외지질조사를 통해 유형을 분류하고, 샘플링 및 실내 시험을 통해 산사태 구성 물질의 역학적‧수리학적 특성을 분석하였다. 토석류 산사태 유형은 석회암 및 대리암, 셰일, 반상변정질 편마암 지역에서 발생하였으며, 석회암 및 대리암 지역에서는 카렌지형의 영향을 받아 암반과 암반 사이의 토사가 붕괴되는 형태로 다른 두 지역의 산사태와 구분된다. 토질시험 결과에서는 조립질 함량이 많은 편마암 풍화토가 다른 두 지역의 풍화토에 비해 내부마찰각이 높고 점착력이 작으며 투수계수가 큰 특징을 보인다. 암반 산사태 유형은 천매암, 사암, 역암 지역에서 발생하였으며, 천매암 지역에서는 평면파괴 형태가, 사암 지역에서는 부석형 낙석 형태가, 역암 지역에서는 전석형 낙석 형태가 발달하고 있다. 천매암의 전단강도는 동일한 암질의 타 암종에 비해 훨씬 낮게 나타나며, 역암의 슬레이크 내구성 지수는 타 암종과 유사하나 시험 전‧후 시료의 상태를 비교하면 기질부의 차별풍화 및 이로 인한 역의 탈락 형태가 뚜렷이 관찰된다. 본 연구의 결과는 지질특성별 산사태 유형에 따른 적절한 보강방안 및 방재대책을 수립하는데 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제11권1호
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• pp.1-9
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• 2009

절리암반에시 기존 터널에 근접하여 사면굴착시 터널의 거동은 절기와 굴착사면상태의 영향을 받는다. 본 논문에서는 기존터널에 근접하여 지반을 굴착시, 절리각도와 굴착사면 경사의 영향을 파악하기 위하여 2축 실대형 모형시험장치(3.1 m*3.1 m*0.50 m(폭*높이*길이))를 이용한 시험을 수행하였다. 절리암반은 콘크리트 블록을 사용하여 모사하였으며 터널은 1/10축척(직경 0.6 m)으로 제작하였다. 절리각도는 $0^{\circ}$부터 $90^{\circ}$까지 변경이 가능하며, 굴착사면 경사는 $30^{\circ}$에서부처 $90^{\circ}$까지 가능하도록 되어 있다. 실대형 시험을 통하여 절리각도와 사면경사에 따른 터널거동과 수평지중변위를 계측, 분석하였다. 분석결과 절기각도와 사면경사가 크면 클수록, 터널 내공변위와 터널 라이닝 모멘트가 커지는 경향이 있었으며 수평지중변위 또한 절리각도와 사면경사에 많은 영향을 받고 있어 향후 사면보강에 있어 효율적 방안제시를 위한 기초자료로 활용이 가능할 것이다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제26권5호
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• pp.385-401
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• 2024

록볼트는 암반사면을 보강하는데 중요한 역할을 한다. 하지만, 그라우트 충전 상태가 불량한 록볼트가 발견되는 사례가 종종 발생하고 있으며, 이는 암반사면의 안정성에 악영향을 줄 수 있다. 본 연구는 음파를 이용하여 록볼트의 견전도를 평가하기 위해 수행되었다. 본 연구에서는 총 다섯 개의 록볼트 시험체를 준비하였으며, 이 중 하나는 그라우트로 완전히 충전된 록볼트이며, 네 개는 그라우트 충전 상태가 불량한 록볼트로 준비하였다. 그라우트 충전이 불량한 부분은 록볼트의 두부에 모사하였으며, 그라우트 충전비율은 80%, 70%, 60%, 50%로 준비하였다. 제작한 록볼트 시험체는 콘크리트 블록 내에 설치하여 암반에 근입되어 있는 환경과 유사하게 조성하였다. 록볼트의 두부를 해머로 타격하여 음파를 발생시켰으며, 스마트폰에 내장되어 있는 마이크로 음파를 측정하였다. 측정한 음파는 푸리에 변환을 통해 주파수 영역에서 분석하였다. 그 결과, 록볼트의 그라우트 충전비율이 낮을수록 측정된 음파의 우세주파수가 감소하였다. 본 연구는 스마트폰의 내장 마이크를 이용하여 측정한 음파의 주파수 특성이 록볼트의 건전도를 평가하는 데 있어 유용한 지표가 될 수 있음을 보여준다.

• 지질공학
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• 제25권1호
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• pp.115-129
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• 2015

대단면 터널 입구부의 대절토 사면은 불안정한 응력분포 및 소성변형 가능성으로 인해 잠재적 취약부로 인식되고 있다. 본 사례연구에는 대단면 터널 갱구부 대절토 사면의 강우 후 유실사고 및 원인규명, 복구공법을 분석하여 제시하였다. 대상 현장은 46 mm의 강우 후 암반의 불연속면을 따라 대규모 평면파괴가 발생하였으며, 상부 절토사면의 불안정을 야기하였다. 지질조사 및 매핑 자료 분석 결과, 붕괴 원인은 풍화된 암반의 불연속면에 협재된 충전물과 지반 포화로 인한 절리면 연화(softening)로 판단되었다. 알칼리 장석이 풍부한 화강편마암은 풍화에 취약한 것으로 나타났다. 침하량 계측자료 분석 결과, 붕괴 직전에 급격한 변위량 증가를 관찰하였으며, 향후 사면 계측관리에 활용할 수 있을 것으로 판단된다. 응급복구 대책으로 콘크리트 공동충전 및 외부로부터 압성토 채움을 성공적으로 시행하였다. 항구복구 대책으로 사면부에는 격자블럭 및 지중 앵커 시스템을, 터널 측벽부에는 추가 락볼트 보강 및 그라우팅 공법을 성공적으로 적용하였다. 한계평형해석과 평사투영해석을 통해 원 사면의 불안정성과 보강방법의 유효성을 확인하였다. 본 사례연구는 향후 유사한 대절토 사면에 귀중한 참고자료로 활용될 것으로 기대된다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제16권4호
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• pp.139-149
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• 2017

석굴암이 발견된 이후 수행된 그간의 정비 및 보수 보강 사업과 구조안정성 평가는 주로 석굴암의 석재와 콘크리트 돔 구조체의 상태 점검을 위주로 진행되어 왔다. 그러나, 석굴암 배면에는 높이 12m의 암반비탈면이 위치하여 비탈면 붕괴나 낙석 등의 발생이 우려되고, 이는 석굴암의 안정을 저해하는 요인이 될 수 있다. 또한 석굴암 측면 및 전면부의 토사비탈면과 석축의 경우도 최근 빈번해지고 있는 국지성 호우와 지진의 영향으로 장기적으로 안정성을 확보하고 있는지 의문시된다. 이에 본 연구에서는 석굴암 주변 지반과 비탈면에 대한 상세 현장조사를 통해 지형 및 지질학적 위험요인들을 파악하고, 안정성 해석을 통해 석굴암 배면의 노출암반 및 전면부 비탈면과 석축 등의 구조적 안전성을 검토하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제17권11호
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• pp.45-53
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• 2016

패널식 옹벽은 지보재를 통한 선지보 개념으로 프리캐스트 패널과 체결하여 원지반 강도를 최대한 보호하며 보강하는 공법이다. 최근 건설공사에서 대규모 깎기비탈면의 형성에 따른 토공량 증가와 환경 훼손을 최소화하고 용지제한에 따른 토지의 효율적인 이용을 위해 패널식 옹벽의 적용이 증가하고 있는 추세이다. 원지반 부착식 패널옹벽은 자연암반 질감을 갖는 프리캐스트 콘크리트 패널을 사용하여 경관성을 향상시키고 완전한 Top-Down 시공법을 구현하도록 개발된 공법으로 수직절취와 패널의 원지반 직접부착이 가능해 비탈면 이완을 최소화하고 터파기 및 되메우기 공종을 배제하여 시공성을 개선하였다. 본 연구는 현장시험시공을 수행하여 수직절취 및 Top-Down에 대한 시공성을 확인하고, 대형재하시험과 하중단계별 계측결과를 분석하여 원지반 부착식 패널옹벽의 거동특성을 분석하였다.

• 지질공학
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• 제19권1호
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• pp.89-98
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• 2009

암반내의 핵석의 존재는 불안전한 요소로 작용하고 있으며 특히, 절개사면의 경우 노출이 되지 않더라도 핵석이 풍화정도의 차이에 따라 사면의 불연속면 증가 또는 강도 감소가 되며 사면의 낙석이나 붕괴등 사면 거동의 중요한 요소로 작용한다. 연구대상 사면은 20여년전 절개가 완료되어 일부분 사면보강을 완료하였으나 적은 강우에도 잦은 낙석이 발생하여 항구적인 안정대책이 시급한 실정이었다 탄성파탐사와 사면지질조사 견과를 비교 분석하여 핵석의 분포특성 및 규모를 파악할 수 있었다. 또한 주변 암반사면에서 DIPS 프로그램을 이용한 평시투영을 실시하여 주변 풍화토 사면에서의 핵석 분포특성 및 규모 파악에 대하여 검토하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제36권4호
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• pp.659-665
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• 2016

풋월 비탈면 설계 시 해석시간이 짧고, 간편하여 한계평형법을 주로 이용하였으나, 쟁기형태파괴를 모사하기에는 어려움이 따른다. 따라서, 본 연구에서는 2차원 DEM (Distinct Element Method) 해석프로그램인 UDEC을 이용해 수치해석을 수행하여 풋월 비탈면에서 발생되는 쟁기형태파괴에 미치는 영향인자를 분석하였다. 매개변수분석은 암반절리(층면절리, 공액절리, 비탈면의 하단에 위치한 절리)의 구조 및 암반절리상태 등을 변경하여 수행하였으며, 비탈면의 안전율은 강도감소법(Strength Reduction Method)을 이용하여 산정하였다. 수치해석 결과를 통해 쟁기형태파괴는 공액절리(conjugate joint)의 경사각에 주로 의존하고 있음을 확인할 수 있었으며, 층리의 한계간격 및 슬래브의 한계길이가 공액절리의 경사각에 영향을 받는 것으로 나타났다. 본 연구결과는 비탈면 보강을 포함한 풋월 비탈면의 최적설계 및 시공에 적용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제5권3호
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• pp.241-250
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• 2003

암반은 그 특성상 매우 불균질하며, 조사 및 시험을 통하여 얻을 수 있는 자료는 아주 한정적이다. 이러한 이유 때문에 암반 중에 구조물을 구축하는 작업은 많은 불확실성 (uncertainties)을 내포하게 된다. 터널 설계에 있어서 주요 설계 파라미터인 지보패턴, 굴진장 및 굴착방법 등은 최적의 값으로 결정되어야 하나 그 결정이 쉽지 않으며, 결정을 잘못할 경우 원하지 않는 risk, 즉 터널 안정성의 저하 혹은 지보재의 지나친 보강으로 인한 경제적 손실을 발생시킨다. 본 연구에서는 터널설계 시 주요한 설계 파라미터인 지보패턴 및 굴진장을 위험도 분석 기법에 근거하여 결정하는 방법을 소개하였다. 지보량이 증가할수록 신뢰지수가 증가하여 터널의 안정성이 증가함을 정량적으로 확인할 수 있었으며, 터널의 붕괴 등으로 말미암아 발생할 수 있는 손실비용 및 공사비를 고려하여 위험도 분석을 실시함으로서 최적의 지보패턴 및 굴진장을 정량적으로 결정할 수 있었다.