• 한국지반공학회논문집
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• 제21권3호
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• pp.19-25
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• 2005

숏크리트와 록볼트를 지보재로 사용한다고 해서 NATM을 채택한 것은 아니므로 RMR과 Q-system에 의해 설계된 터널은 현대식 터널로 명명하였다. 강지보재로 지보되는 재래식 터널과 숏크리트와 록볼트로 지보되는 현대식 터널은 근본적으로 차이가 있는 것으로 알려져 있다. 현대식 터널은 암반의 하중지지력을 유지하기 위하여 숏크리트 지보를 사용하여 암반의 이완과 과도한 변형을 최소화시킨다고 하나 이에 대한 증명은 명확히 이루어지지 못하고 있다. 재래식 터널과 현대식 터널의 차이점을 살펴보기 위하여 사용되는 암반분류의 지보계 특성과 암반하중을 상호비교 하였다. 재래식 터널은 Terzaghi의 암반하중분류를 대표 암반분류로 채택하고, 현대식 터널은 RMR과 Q-system을 대표 암반분류로 채택하였다. 연구결과 현대식 터널의 주지보재인 숏크리트는 재래식 터널의 주지보재인 강지보 보다 지지력이 우수하였으며 암반분류에서 제시하는 암반하중은 재래식 터널과 현대식 터널의 차이는 없는 것으로 확인되었다. 따라서, 암반분류법에 의하면 숏크리트를 사용하는 현대식 터널의 암반의 하중지지력이 재래식 터널 암반의 하중지지력 보다 크다고 볼 수는 없다.

• 화약ㆍ발파
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• 제25권1호
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• pp.15-29
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• 2007

고준위폐기물 처분연구를 위해 원자력연구원 내에 건설된 지하처분연구시설(KURT)에서 발파에 의해 발생하는 암반 손상대의 규모를 평가하기 위한 실험실 시험과 현장시험이 실시되었다. 실험실 시험결과 및 현장 시험결과 터널 벽면에서의 손상대는 1m 이상까지 발생하는 것으로 나타났다. 발파의 영향을 받은 구간($0{\sim}2(m)$)에서 회수된 암석 코아의 RQD 값은 발파영향을 받지 않은 구간에 비해 17% 낮게 나타났으며, 발파 후 암반 변형계수는 발파 전에 비해 약 40% 감소되는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제20권9호
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• pp.115-124
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• 2004

사공과 백(2003)에 의하면 암반에 근입된 현장타설말뚝의 단위주면마찰력은 암반의 상태, 종류, 일축압축강도, 구속압 등으로부터 영향을 받는 것으로 알려졌다. 또한 그들이 제안한 Hoek-Brown 공식을 변형한 암반근입부의 단위주면 마찰력 산정공식은 적절한 단위주면마찰력 값을 산정하는 것으로 밝혀졌다. 본 연구에서는 기존의 암반에 근입된 현장타설말뚝의 단위주면마찰력 산정에 있어 말뚝의 크기효과를 고려하는 방법을 제안하였으며, 말뚝의 크기효과로 인한 단위주면마찰력의 영향을 조사하였다. 본 논문에서 제안하는 방법은 기존의 Hoek-Brown 공식을 변형한 식에 경험적인 암석의 일축압축강도에 대한 크기효과를 나타내는 식을 대입하여 결정되었다. 또한, 기존 논문에 보고된 말뚝재하실험 결과 중 12개의 실측치와 말뚝의 크기효과를 고려한 식을 통하여 계산된 단위주면마찰력의 예측치를 비교하였다. 비록 충분치 않은 지반조건이 기술되어 있는 상황이지만, 본 연구에서 제안하는 크기효과를 고려한 단위주면마찰력의 산정공식은 실측치와 근사한 결과를 보였다. 또한, 지반의 지질강도정수(GSI), 구속압, 일축압축강도, 말뚝의 직경에 대한 매개변수실험 결과 일축압축강도가 주면마찰력에 가장 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 말뚝의 크기는 상대적으로 그에 비해 적은 것으로 나타났으나 말뚝의 크기효과는 암반의 상태가 양호할수록 더욱 큰 것으로 관측되었다.

• 터널과지하공간
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• 제22권5호
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• pp.339-345
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• 2012

동적하중 하에서 암석의 변형거동 및 파괴강도는 발파, 지진 또는 암반돌출의 지진동에 의한 지하구조물의 안정해석에 중요하다. 본 연구에서는 스플릿 홉킨슨 압력봉(SHPB) 충격실험시스템을 석회암시료의 일축압축시험과 압열인장시험에 적용하여 고변형률과 동적강도 평가를 수행하였다. 충격봉의 발사속도를 제어하여 파괴강도 이하 동적응력 상태에서의 석회암시료의 동적응력-변형거동을 분석하였다. 시료 내 파괴여부 및 파괴양상을 파악하기 위하여 Micro-focus X-ray 단층촬영을 수행하였다. 동적 압축강도 실험결과, 석회암시료의 동적압축강도는 변형율속도 의존성을 보였으며, 동적 압축파괴강도는 140 MPa 이상으로 평가되었다. 동적 압열 인장 실험결과, 석회암시료의 동적 압열인장강도는 21 MPa 이상으로 정적 압열인장강도보다 3배 이상 높은 것으로 평가되었다.

• 터널과지하공간
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• 제18권4호
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• pp.300-311
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• 2008

삼병렬 터널은 3개의 터널이 서로 나란히 배열되는 형태의 터널이다. 본 연구에서는 터널간 이격거리, 터널단면 형상, 지보조건, 지반조건 등이 서로 다른 7가지 삼병렬 터널 모형들에 대한 축소모형실험을 통하여 모형별 균열개시압력과 터널 주변지반의 변형거동을 조사하였다. 터널간 이격거리가 작은 모형일수록 낮은 압력 수준에서 필러의 파괴가 일어나고 터널의 내공변형량도 증가하여 터널의 안정성은 감소하였다. 터널단면의 형상이 아치형, 편평아치형, 사각형인 모형들 중에서 사각형 단면을 가진 터널의 안정성이 가장 작았으며, 천반곡률반경이 작은 아치형 터널이 편평아치형 터널보다 안정성이 우수하였다. 터널의 천장부에 모형 록볼트를 설치한 모형은 무지보 터널 모형에 비하여 균열개시압력이 클 뿐만 아니라 천단침하량도 적게 나타나 지보의 효과를 확인할 수 있었다. 이방성 암반내 터널 모형은 등방성 모형과 매우 다른 변형거동을 나타내었으며, FLAC을 사용한 수치해석 결과는 모형실험의 결과와 정성적으로 부합하였다.

• 터널과지하공간
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• 제9권4호
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• pp.288-295
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• 1999

지하 터널굴착으로 인하여 발생한 집중응력은 터널 주변의 암반에 변형이나 파괴를 쉽게 발생시킨다. 따라서 터널을 지하에 굴착할 경우에는 이러한 문제점들을 사전에 예측하는 것이 좋은데, 그 예측방법으로는 계측자료를 이용하는 방법과 컴퓨터 수치해석을 통한 방법이 있다. 본 논문은 후자의 방법을 이용하여 터널 굴착 후 터널 주변 암반에 나타나는 시간 경과에 따른 암반의 진행적 파괴 거동을 해석하였으며, 본 해석을 위해 반복(Iteration)기법을 Hoek-Brown이론과 접목하여 사용하였다. 또한, 터널 형상이 서로 다른 3가지 모델을 이용하여, 터널간 이격거리와 내공변위 그리고 집중 응력의 변화 양상 등을 검토하였으며, 본 연구의 결과를 국내에서 많이 사용하고 있는 Mohr-Coulomb 이론을 적용하였을 때 얻어지는 결과와 비교 분석하였다.

• 터널과지하공간
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• 제26권5호
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• pp.431-440
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• 2016

본 연구에서는 암반비탈면의 성능기반 평가기법을 제시하기 위해 이전 연구에서 도출된 평가 항목의 항목별 특성과 유사성 등을 검토하여 최종 평가항목을 도출하였다. 또한, 평가항목별로 상대적 중요도를 산출하여 평가항목의 가중치를 도출하였으며 암반비탈면에 대한 성능별 평가표를 제시하였다. 제시된 평가기준은 상관 분석을 이용해 검증을 실시하였다. 주요 연구결과는 다음과 같다. 각 성능별로 제시된 평가표를 활용하여 실제 조사 자료를 적용한 상관분석 결과, 모든 평가항목에서 유의 확률이 0.05 이하로 나타나 통계적으로 유의미한 결과가 도출되었고, 전체적으로 높은 상관성을 보였다. 특히, '낙석', '지반변형', '불연속면 특성', '불안정 지질' 등의 항목에서 상대적 상관계수(R)가 가장 높게 나타나 본 논문에 제시된 평가표는 암반비탈면의 특성을 적절히 반영하고 있다고 판단된다.

• 화약ㆍ발파
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• 제38권3호
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• pp.15-29
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• 2020

본 논문에서는 Hoek-Brown (HB) 파괴기준을 Holmquist-Johnson-Cook (HJC) 콘크리트 재료모델에 접목시킴으로써 LS-DYNA 상에서 암반발파를 모델링할 때 현장암반의 고유한 특성이 잘 반영될 수 있도록 도모하였다. 이것은 많은 지질학적 불연속면을 포함하고 있는 현장암반이 지니고 있는 독특한 특징을 강조하기 위함이다. 두 모델의 접목은 HB 파괴기준으로 HJC 재료모델의 정적 강도 부분을 교체함으로써 이루어지며, 교체과정은 통계학적 곡선적합 기법에 의해 수행된다. 본 논문에서는 접목의 과정이 상세하게 소개되며, 획득된 HJC 재료모델의 사용에 대한 실례도 제시된다. 제시된 수치계산은 현장의 석회암 암반의 단일공 발파에 대한 평면변형률 모델링으로서 LS-DYNA가 제공하는 유체-구조물 상호작용(FSI) 기법과 다중재료 라그랑주-오일러(MMALE) 정식화 기법을 조합하여 수행된다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제21권3호
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• pp.71-78
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• 2022

본 연구에서는 사면 붕괴 위험을 사전에 신속히 감지하고 정확한 판단으로 예·경보를 발령할 수 있는 비교적 저렴하고 효율적인 사면 붕괴 예측 시스템을 개발하기 위하여 암반 발파시험을 통한 지중변위센서의 적용성을 고찰하였다. 발파실험에서 발파원과 가까운 곳에 위치한 센서가 발파에 따른 암반 내부 파쇄로 인해 큰 변위값을 나타내고 발파원과 떨어진 곳에 위치한 센서는 비교적 작은 변형량을 나타냈으나 계측기의 위치보다는 암반 불연속면의 분포 양상과 발파로 인한 사면 내부의 암반의 거동이 보다 더 지중변위센서에서 계측되는 변위값에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 본 연구를 통해 유선 및 무선 type의 지중변위센서 시스템은 암반사면 거동 계측에 활용 가능한 시스템임을 확인하였으며, 사면 붕괴 예측용 조기경보 시스템 구축에 필요한 기초 자료로서 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권6호
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• pp.39-47
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• 2003

암반파열 현상은 암반 내에 축적된 변형에너지의 급작스러운 방출로 인해 발생한다. 심부 광산에서는 이런 현상이 자주 발생하여 주요한 재해 중 하나로 다루어졌으나, 터널에서는 극히 드물게 나타나는 현상이었다. 따라서 터널 내암반파열 현상에 대한 국내역사는 짧은 편이며, 정보도 제한적이어서 그와 관련된 연구는 거의 없는 실정이었다. 그러나 최근에는 터널의 심도가 깊어짐에 따라 터널내 암반파열 현상이 종종 보고되고 있어 터널의 안정성 문제뿐만 아니라 시공 중 재해 측면에서 볼 때 이에 대한 연구가 절실히 필요할 것으로 사료된다. 본 연구에서는 TBM 터널에서 취득한 암반파열현상 관련 자료의 분석을 통하여 그 현상을 포괄적으로 이해하는 방법을 제시하고자 하였다. 암반파열이 발생한 본 연구 터널의 현장자료 분석결과에 의하면, 대부분의 암반파열은 터널의 막장과 운전석 내에서 주로 발생하였으며, 일부 구간에서는 파열현상이 20일 이상 지속되기도 하였다. 또한 본 터널에서의 암반파열은 터널막장, 터널측벽 및 터널천장 등 터널의 모든 주변에서 발생하였고, 그 파열 깊이는 대부분 100cm 이하인 것으로 조사되었다. 본 연구에서는 이러한 암반파열 자료를 이용하여 암반파열 가능성을 취성도와 일축압축강도를 이용해 평가할 수 있도록 새로운 규준을 제시하였으며, RMR, 굴착공법, 굴착속도 및 터널심도 등이 서로 연관되어 암반파열 현상에 큰 영향을 준다고 판단된다.