• 한국지반공학회논문집
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• 제25권10호
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• pp.5-15
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• 2009

본 논문에서는 옥천 및 창녕지역에서 총 24회 수행한 암반앵커 현장인발시험의 결과를 나타내었다. 시험앵커의 정착깊이는 1~6m로 서로다른 암반내에 설치하였다. 앵커의 대부분은 고강도 이형철근인 SD40-D51mm를 사용함으로써 다른 파괴가 일어나기 전에 암반파괴가 먼저 일어나도록 유도하여 암반의 인발저항력을 파악하고자 하였으며, 일부에서는 SD40-D32mm앵커를 설치하여 앵커의 파괴도 아울러 살펴보았다. 많은 시험에서 파괴는 항복에 이르는 극한하중까지 관찰할 수 있었으며, 암반파괴형상은 암반이 들어올려지면서 방사상으로 균열이 발달하는 형태를 나타내었다. 또한 시멘트그라우트와 텐던사이의 부착강도를 평가하고자 방식쉬이스가 설치된 앵커에 대해 실내실험을 실시하였다. 실험결과 텐던-그라우트 사이의 부착강도는 그라우트 일축압축강도의 18~25%로 나타났으며, 방식쉬이스에 의한 부착력 감소는 무시할 수 있을 정도로 작게 나타났다.

• 지질공학
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• 제3권3호
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• pp.215-230
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• 1993

암반은 지질학적 속성에 따라 다양한 형태의 구조적 특징을 나타내며, 특히 암반 내부에 발달되어 있는 절리계의 공간적, 역학적 특성은 외부응력 변화에 대한 전체 암반의 거동 및 파괴 강도 등에 중대한 영향을 끼치고 있다. 본 연구에서는 절리가 발달되어 있는 암반의 점소성 거동(viscoplastic behavior)을 연속체적 개념으로 분석할 수 있는 능력을 또한 암반구조물 보강에 일반적으로 사용되는 록볼트의 점소성 거동을 분석할 수 있는 능력을 추가시켜, 록볼트 지보효과가 고려된 절리암반의 점소성 거동에 대한 수치해석 모델을 완성하였다. 절리암반 및 록볼트의 점소성 거동에 대한 연속체 모델의 정확도 및 신뢰도는 예제적 모델분석을 수행하여 입증하였다. 실제적 암반구조물 거동분석에 대한 활용성을 고찰하기 위하여 현재 굴착이 진행되고 있는 지하 원유비축공동의 시간적 거동을 분석하여 현장 계측결과와 비교하였으며, 록볼트 설치비율에 따른 지보효과를 산출하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권2호
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• pp.147-157
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• 2003

사면이나 터널과 같은 암반 구조물의 안정성에 영향을 미치는 절리면은 크게 절리면의 상태(돌기 강도, 충전재, 돌기 경사)와 주위 암반에 의해 구속되는 경계조건에 따라 지배된다. 본 연구에서는 암반 구조물에 작용하는 경계조건 과 절리상태에 따른 전단특성을 규명하기 위하여 PID 알고리즘에 의해 서보제어가 되는 절리면 전단시험 장비를 개발하였다. 그리고 돌기 경사가 일정한 톱니형 형상의 절리면에 대하여 일련의 실험을 수행하여 시험장비의 제어성능을 확인하고 사면이나 터널과 같이 경계조건이 다른 암반구조물에서는 전단강도 평가기법을 달리하여야 함을 알 수 있었다.

• 지질공학
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• 제11권1호
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• pp.1-11
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• 2001

우리나라 지질의 특성은 토층의 두께가 얇아서 보통 10m이상만 굴착해도 암반층이 나타나므로 대규모 지하굴착 공사시 암반층에서의 토압분포 산정방법이 절실하게 요구되고 있는 실정이다. 그러나, 암반층 암압산정시 기존의 경험식인 Terzaghi-Peck, Tschebotarioff식 등을 그대로 적용하는 것은 암반층의 점착력을 대부분 무시하게 되므로 실제 강도를 과소 평가하게 된다. 따라서 암반에서의 절리경사각, 절리면 전단강도, 지반 상재하중등을 고려한 쐐기형 블럭(Wedge Block)의 수평활동력을 산정하는것이 실제 암반층 토류구조물에 작용하는 암압과 근접할 것으로 판단된다. 본 연구에서는 뒷채움 흙이 점착력을 갖는 흙인 경우 쐐기형상으로 파괴가 일어난다고 가정하여 Coulomb 토압이론을 확장하여 힘의 평형 조건을 이용해 Prakash-Saran(1963)이론과 절리면의 전단강도 결정공식 $\tau$=c+$\sigma$tan $\Phi$를 적용해서 암반층에 작용하는 암압을 산정하였다. 산정된 이론식을 이용하여 절리면 충전물의 상태 변화에 따른 절리면 전단 강도와 절리경사각을 바꿔가면서 해석해 본 결과, 암반층은 자체의 점착력과 내부마찰각이 크므로 절리방향과 경사각이 굴착면을 향해 어떻게 정해지느냐에 따라서 토압이 작용하기도 하고 작용하지 않을 수도 있다. 본 연구에서 산정된 이론식은 향후 절리면 전단강도 산정시 필요한 강도정수, 절리면의 방위와 상태, 과잉측압, 동적하중, 지진을 비롯한 많은 지반정수(Parameter)들을 보다 엄밀히 산정하고, 특히 암반층에 작용하는 지하수위 효과등을 고려하여, 실제 현장에서 계측된 많은 자료와의 분석을 통해 그 적용성이 검토되어야 할 것으로 판단된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제4권2호
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• pp.77-91
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• 2003

연속체 해석을 위한 암반거동 모델로서 널리 이용되고 있는 Hoek-Brown 파괴기준은 1980년도에 발표된 이후 수차례의 수정 보완을 거쳐 1994년에 발표된 Generalized Hoek-Brown 파괴기준식을 토대로 현재 암반을 대상으로 한 지반구조물 해석에 많이 적용되고 있다. 그러나 지반구조물 수치해석시 Hoek-Brown 파괴기준의 적용은 일반적으로 등가의 Mohr-Coulomb 전단강도정수를 산정하여 간접적으로 이용하게 되는데, 이때 등가의 암반 전단강도정수를 암반내 주응력 분포와 상관없이 일정 상수로 적용함으로서 Hoek-Brown 파괴기준의 비선형성을 고려하지 못하는 단점이 있다. 따라서 본 연구에서는 암반사면의 안정성 평가를 위한 연속체 해석시 Hoek-Brown 파괴기준의 비선형성을 고려할 수 있는 해석기법을 검토하고, 수치해석기법에 의한 사면안정검토에 주로 이용되고 있는 강도감소법을 이용하여 암반사면의 안정성을 정량적으로 평가하고자 하였다. 특히 최근에 발표된 수정 Hoek-Brown 파괴기준을 토대로 수정된 등가 Mohr-Coulomb 강도정수 산정법과 사면굴착시 발파 및 응력이완에 의한 암반 교란/손상을 고려한 암반교란상수(Disturbance Factor) D을 이용하여 안정해석을 수행하였다.

• 터널과지하공간
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• 제10권2호
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• pp.165-172
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• 2000

이방성 암반의 역학적 거동은 해당 암반의 이방성 각도에 따라 다양한 거동을 하게 되므로 터널이나 지하구조물들이 이방성 암반 내에 위치하는 경우, 이러한 특성을 고려한 설계 및 시공이 이루어져야 할 것이다. 따라서 본 연구에서는 먼저, 실내시험을 통하여 편마구조에 대한 역학적 특성을 규명하고 실내시험으로부터 구한 강도특성들을 이용하여 시험편 모델에 대한 유한차분해석을 수행하였으며, 시험편의 파괴메커니즘에 대한 수치해석적 분석을 수행하였다. 본 연구의 결과를 요약하면, 1)비교적 경암에 속하는 화강편마암임에도 불구하고, 퇴적층리나 불연속면을 가진 이방성 모델의 시험결과와 동일하게 편마구조의 각도변화에 따라 파괴강도의 경향을 뚜렷하게 구분할 수 있었으며, 전단강도시험을 제외하고 일반적으로 $\beta$:60$^{\circ}$에서 가장 적은 강도치를 나타내었다. 2) 횡등방성 모델을 이용하여 시험편에 대한 유한차분해석을 수행한 결과, 편마구조의 각도에 따라 응력분포 및 변형특성이 변화함을 알 수 있었다.

• 터널과지하공간
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• 제21권1호
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• pp.41-49
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• 2011

본 연구는 침관입시험을 이용하여 연약암반에 대한 일축압축강도를 추정하기 위한 연구결과를 나타낸 것이다. 침관입시험을 위한 인공암반의 배합비는 시멘트(C):벤토나이트(B):물(W) = 1.3:0.7:2.3 또는 1.5:0.5:2.0이 적절한 것으로 나타났다. 침관입시험에 의해 측정된 침관입저항력(NPR)과 이로부터 추정된 일축압축강도(UCS) 관계에서 NPR과 UCS는 양생기간이 길어짐에 따라 증가하는 경향을 보였다. 또한 침관입시험에 의해 측정된 NPR과 실제 시험에서 얻어진 UCS 관계에서는 NPR-UCS가 배합비와 상관없이 양생기간이 3일~14일까지는 선형적으로 증가하다가 14일~28일에서는 NPR-UCS가 작은 차이를 보이지만 거의 일정한 관계로 나타났다. 결론적으로 전체적인 NPR-UCS의 관계는 대체적으로 선형적인 관계를 보이며, 이것은 연약암반의 경우 침관입 시험에 의한 NPR로부터 일축압축강도를 추정하는 것이 가능함을 의미한다.

• 터널과지하공간
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• 제17권2호
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• pp.102-108
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• 2007

일반적으로 암판정을 수행하기 인해 가장 널리 사용되는 방법은 암석의 강도와 절리의 발달빈도를 고려하는 것이다. 하지만 미세균열과 연장성이 긴 절리들이 암반에 존재하고 있는 경우에는 이러한 방법이 합리적이지 않다. 그러므로 복잡한 지질조건을 가지고 있는 암반에서의 굴착난이도 결정은 절리빈도와 실내시험(일축압축강도, 점하중강도, 실내탄성파속도 등)과 현장탄성파속도와의 상관관계를 종합하여 암판정을 수행하는 것이 더욱 더 합리적이라고 판단된다.

• 터널과지하공간
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• 제28권1호
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• pp.72-96
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• 2018

암반에서 공사를 수행하는 경우에는 공사의 안정성 확보를 위하여 대상 암반의 일축압축강도를 정확히 평가해야 한다. 그러나 일축압축강도를 산정하기 위해서는 많은 비용과 시간이 필요하다. 또한 현장에서는 암석의 일축압축강도시험을 수행할 수 없다는 문제점이 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 점하중강도 시험을 이용하여 암석의 일축압축강도를 산정하는 방법이 외국의 많은 연구자들에 의하여 조사되었다. 그러나 외국의 암석에서 얻어진 연구결과를 그대로 국내에서 적용하는 것은 신뢰성에 문제가 있을 수 있다. 본 연구에서는 국내 암석에 대한 점하중강도지수와 일축압축강도의 상관관계를 광범위한 국내 외 문헌조사와 실내시험 결과를 통하여 도표로 제시하였다. 본 연구결과는 국내 암석의 일축압축강도를 간편하고 신속하게 추정하는데 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 자원환경지질
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• 제42권4호
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• pp.357-366
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• 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.