• 터널과지하공간
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• 제16권3호
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• pp.218-231
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• 2006

이방성/비균질 암반은 터널 굴착에 의해 매우 다양한 변형거동을 나타내며, 이는 암반 내 존재하는 단층 및 절리 그리고 파쇄대 등과 같은 지질학적 요소들의 공간적인 특성에 의해 크게 좌우된다. 본 논문에서는 파쇄대가 존재할 경우 2차원 수치해석을 통해 여러 가지 영향인자들에 대한 매개변수 분석을 수행하였다. 그 결과 파쇄대 폭 및 위치 그리고 지보 등에 따라 터널 변위는 분석 위치마다 매우 상이하게 나타났다. 그러나 불연속면 및 파쇄대는 3차원적 기하구조를 나타내므로 3차원 지반 구조적 특성을 고려할 수 있는 3차원 해석이 필수적이라고 판단된다. 또한 기술적으로 안전하고 경제적인 터널 건설을 위하여 불확실한 지반조건 및 환경여건에 매우 유연하게 대처할 수 있는 설계/시공 기술이 필요하다고 판단된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제11권1호
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• pp.13-18
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• 2010

암반구조물의 안정해석을 위해서는 암반의 특성을 연구하여 설계에 요구되는 매개변수를 합리적으로 결정해야한다. 본 논문에서는 여수, 광주, 양산, 부산, 대전 등의 안산암, 응회암지역을 대상으로 공내재하시험과 일축 및 삼축압축시험을 수행하고 기존에 제안된 추정식을 비교분석하였다. Nicholson & Bieniawski가 제안한 감쇠계수를 이용하여 변형계수를 추정한 결과 RMR이 60미만인 경우에는 감쇠계수를 고려한 공내재하시험결과를 이용하는 것을 제안하며, RMR값이 60 이상인 경우에 대해서는 김교원에 의해 제안된 식이 가장 근접하는 것으로 나타났다. 그리고 RMR과 점착력, 그리고 내부마찰각을 비교한 결과, 점착력과 내부마찰각 모두 Tsuchiya의 제안식이 가장 일치하는 것으로 나타났다. 본 연구에서 암반 변형계수와 RMR의 관계를 비교분석하고 RMR값을 이용한 전단강도정수 산정식을 제안하였는 바 변형계수와 전단강도정수는 RMR지수 산정요소에 포함되지 않아 여러 인자들에 의해 결과가 달라질 수 있으므로 국내 현장에 맞는 실용적인 추정식들이 제안되어져야 할 것으로 사료된다.

• 터널과지하공간
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• 제17권5호
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• pp.350-359
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• 2007

노천광산이나 도로 철도의 대절토사면 등은 급경사를 형성하며 대부분이 토양층을 포함하지 않는 암반층으로 구성되어 있다. 그러나 암반 비탈면은 풍화와 파쇄가 발달해 있으며 경사가 심하여 표면침식에 의한 탈락과 붕괴가 빈번히 발생되고 있다. 이러한 암반 비탈면의 붕괴억제 등 토압의 지지를 위해 가장 널리 쓰이는 토류 구조물로는 현장 타설식 콘크리트 옹벽이나 석축 등이 있으며, 기존의 옹벽이 가지고 있는 문제점을 극복하기 위해 개발되고 있는 구조물로 기성 부재를 결합하여 시공하는 조립식 격자옹벽이 사용되고 있다. 본 연구에서는 조립식격자옹벽의 변형거동을 평가하기 위해 배면 strecher의 형상과 벽체의 높이와 경사에 따른 실내모형 실험을 수행하였다. 모형실험을 통해 옹벽경사의 변화에 따른 상대적인 변위를 측정하고 위치별 변위 특성을 분석하였다. 또한 옹벽을 구성하는 header와 strecher 중 상부하중 전달의 역할을 수행하는 rear strecher의 유 무와 rear strecher의 형태에 따른 옹벽의 거동특성, 옹벽 배면채움재의 변위 특성 및 작용점의 위치를 측정하고 조립식 격자 옹벽의 하중-변위 특성을 관찰하였다. 실험결과 조립식 격자 옹벽의 파괴는 옹벽의 높이가 감소함에 따라 파괴하중이 급격히 증가하고 최대변형률의 크기가 크게 감소하였다. 또한 동일한 경사와 높이에서 rear strecher의 형태는 최대수평변위 발생위치와 변형의 크기에 크게 영향을 주지 않으며 벽체의 경사에 더 큰 영향을 받고 있는 것으로 나타났다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제16권4호
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• pp.369-376
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• 2003

본 논문에서는 가압경수로(PWR) 고준위폐기물을 깊은 지하 500m에 처분 시 사용되는 처분용기 및 이를 보호하기 위하여 50㎝ 두께로 처분용기 주위를 감싸고 있는 벤토나이트 버퍼의 복합구조물에 지진 등의 지각 변동에 의하여 갑작스럽게 10㎝의 수평한 암반 전단력이 대칭적으로 가해졌을 때, 처분용기의 안전성(붕괴)을 예측하기 위하여 「처분용기+벤토나이트 버퍼」 복합 구조물에 대한 비선형 구조해석을 수행하였다. 복합구조물을 구성하고 있는 물질들은 탄소성체로 가정하였으며, 대변형 발생 시 항복을 예측하는 항복조건식으로는 처분용기를 구성하고 있는 금속물질(구리, 주철)에 대하여 von-Mises 항복조건식을, 벤토나이트 버퍼물질에 대하여는 Drocker-Prager 항복조건식을 적용하였다. 해석 결과들을 분석하면 비록 10㎝의 수평한 대칭 암반 전단력에 대하여 벤토나이트 버퍼에는 항복점을 훨씬 상회하는 대변형이 발생하였지만, 내부의 처분용기를 구성하고있는 주철 및 구리에는 여전히 매우 작은 탄성변형 및 항복응력보다 작은 응력이 발생하고 있음을 알 수 있었다. 따라서 갑작스런 10㎝의 수평한 암반 전단력에 대하여 50㎝ 두께의 벤토나이트 버퍼는 안전하게 내부의 처분용기를 보호하고 있음을 알 수가 있다. 해석결과는 또한 벤토나이트 버퍼의 전단변형에 의하여 처분용기에 휨변형이 발생함을 보여주고 있다.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권1호
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• pp.229-239
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• 2013

암반에서의 탄성계수는 암반의 변형특성을 나타내는 매우 중요한 인자로서 암반에서의 터널굴착 또는 다른 활동 등으로 인해 발생되는 변위를 파악하는데 자주 이용된다. 그럼에도 불구하고 현재까지는 암석종류 및 절리특성을 반영하여 탄성계수를 산정하는 연구는 미흡한 것으로 판단된다. 따라서, 본 연구는 다양한 암석 및 절리상태에서 암반의 탄성계수를 추정하고자 한다. 이를 위해서 암석상태 및 절리특성을 고려한 수치해석 매개변수 연구를 수행하고, 조사된 변위결과를 통해 암반에서의 원형터널에 대한 탄성이론을 역이용하여 암석종류 및 절리특성이 반영된 탄성계수를 추정하는데 사용될 것이다. 본 연구를 통해 얻어진 결과는 절리가 형성된 암반에서 터널굴착 또는 다른 활동 등으로 인해 발생되는 변위를 파악함에 있어서 그 활용도가 매우 클 것으로 기대된다.

• 터널과지하공간
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• 제21권3호
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• pp.205-215
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• 2011

본 논문은 국내 여러 지역에서 수행된 도로, 철도 및 기타 토목공사를 위한 설계과정에서 이루어진 현지조사 및 시추공을 이용한 현장시험과 실내시험 및 암반평가가 이루어진 화강암의 자료들을 대상으로 물성 및 암반분류방법간의 상관관계에 대해 분석을 실시하였다. 실험실과 현지에서 측정된 화강암의 물성 중에 단위중량, 압축강도, 인장강도, 탄성파속도, 점착력 및 마찰각 그리고 탄성계수 및 변형계수에 대해 분석을 실시하였다. 이들 물성 중에서 압축강도와 각 요소들 사이의 상관관계에 대해서도 검토하였다. 국내 화강암을 대상으로 조사된 RQD, RMR 과 Q 시스템의 암반분류법간의 상관관계에 대해서도 분석을 실시하였고, 기존의 암반분류법간의 상관관계를 보다 간편화하여 상관관계식을 유도하였다. 그리고 현장에서 시추코어를 대상으로 측정된 RQD와 압축강도 값으로부터 RMR 값을 유도하였으며 또한 RMR값을 이용하여 현지암반 탄성계수를 유추하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제10권2호
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• pp.91-102
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• 1990

본 연구는 다양한 지반조건에 따른 동적거동해석의 안정성 및 경제성을 분석하기 위하여 토사지반을 포함하는 시험부지를 선택하여 토사지반에서는 미소변형율의 crosshole test 및 downhole test와 대변형율의 반복삼축시험, 암반에서는 미소변형율에서 현장시험인 crosshole test, downhole test와 실내시험인 sonic test를 실시해 변형율에 따른 지반의 동적전단계수, 감쇠비와 포아슨비 등을 측정하였다. 시험으로 구한 동적지반특성과 기초특성과의 상관관계를 회귀분석을 통하여 분석하였고, 지반의 설계대표치는 시험결과를 토대로 지반별 분포특성 및 영향요인을 고려하여 토사지반에서는 비선형 응력-변형모델로, 암반에서는 미소변형율에서의 동적지반특성을 산정하였다. 상기의 지반구성방정식과 대표치 산정과정은 실제 시험결과 분석, 지반입력 data 산정에 활용 가능하도록 체계화하였다.

• 한국암반공학회:학술대회논문집
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• 한국암반공학회 2001년도 춘계학술발표회 논문집
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• pp.118-131
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• 2001

우리 나라의 양수발전소는 지금까지 단일공동을 굴착하였다. 그러나 양양 양수발전소는 두 개의 대공동 즉, 발전소와 주 변전소로 구성된다. 이 경우 공동 구조물의 안정성, 특히 두 공동사이에 형성되는 암주를 영구적으로 안전하게 유지 할 수 있도록 보장되어야 한다. 본 연구에서는 개별요소법을 이용하여 두 공동과 암주의 구조적 안정성을 평가하였으며, 구성모델로 Barton-Bandis의 절리모델을 이용하였다. 현지 암반의 초기응력, 자연절리면의 거칠기계수 불연속면의 공간적 분포 특성과 같은 중요한 요인들은 현지 조사를 통하여 구하였다. 이외에 두 가지 경우 즉, 무보강과 보강의 경우 지보시스템의 최적화를 분석하였으며, 또한 보강효과를 검토하였다. 연구결과 보강의 경우 수평변위와 절리의 전단변위가 감소되었으며 암주내 이완영역 역시 감소됨을 확인하였다. 두 공동사이에 있는 약 36m 두께의 암주에 적절한 보강조치를 취하여 안정성을 확보할 수 있었다.

• 지질공학
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• 제13권4호
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• pp.491-496
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• 2003

본 기술은 암반사면 보강공법에서 철근보강재인 네일(Nail)에 원추형콘(철근 규격에 따라 기울기 $19~23^{\circ}$, 높이 40~45mm, 아랫변 65~70mm)을 일정한 간격으로 다수 장착하여 그라우트재와 원 지반까지 방사입체형으로 힘을 미치게 하는 암반사면 보강공법이다. 본 신기술 공법은 네일링 공사 시 원추형 콘을 장착, 삽입함으로서 부착력과 인발력을 증가시켜 비탈면 보강공사 시에 안전성을 높인 공법이다. 따라서 네일링공법을 사면붕괴 방지공사에 적극 활용할 수 있으므로 네일링 공법의 사용을 활성화 하며, 지진이나 지반변형 등 외력에 의한 사면붕괴를 사전에 방지할 수 있어 사면재해를 미연에 방지하는 효과가 있다. 또한 현재가지 네일링공법은 인발톤수가 적고 네일에 대한 신빙성 결여로 아주 적은 인발톤수를 필요로 하는 현장이외에는 사용을 기피하는 일이 많았다. 그러나 본 원추형 콘네일 공법은 어스앙카, 록앵커, 보강토공법, 지지말뚝공법, 옹벽 등에 대한 대체공법으로 이용할 수 있는 여건이 충족됨으로 사면보강재로서의 사용 확산이 기대된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제35권1호
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• pp.5-15
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• 2019

본 연구에서는 제주도 북동부 육 해상 및 북서부 육상에 위치한 현무암반에 대한 공내재하시험으로부터 계측된 변형계수와 RQD 및 RMR의 관계를 각각 살펴보았으며, 기존의 경험식들로부터 추정된 변형계수 값과 비교 분석하였다. 뿐만 아니라, 속도검층시험을 통하여 산정된 탄성파 속도비 및 동적 포아송 비와 변형계수의 관계에 대해서도 각각 살펴보았다. 그 결과, 다공성 구조 및 층상 구조가 특징인 제주도 현무암반의 경우, RQD 값만을 이용한 암반등급의 결정, 변형계수 계측방법의 선정 및 변형계수의 추정은 부적절하며, 최소한 RMR을 통하여 암반등급을 결정하고, 변형계수를 추정하는 것이 바람직하다는 것을 알 수 있었다. RMR을 이용한 기존의 변형계수 추정식은 제주도 현무암반의 변형계수에 비해 큰 값을 예측하는 경향을 보였으며, 탄성파 속도비 및 동적 포아송 비와 변형계수는 서로 정성적인 특성이 일치하는 관계에 있었다. 그리고, 적절한 제주도 현무암반의 변형계수를 추정하기 위한 RMR과 탄성파 속도비를 이용한 변형계수 추정식을 각각 제시하였다.