• 터널과지하공간
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• 제14권1호
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• pp.69-77
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• 2004

암석의 시간 의존 변형거동은 암석의 가장 근본적인 역학적 성질 중의 하나이며, 크립거동의 특성과 메커니즘에 대한 연구는 지하 암반 구조물의 장기적 안정성을 평가하는데 필수적이라 할 수 있다. 이에 본 연구에서는 국내 화강암을 대상으로 단축압축하중 하에서 크립시험을 실시하였고, 수분과 응력 수준을 달리하여 각각의 조건에 따른 크립 특성을 비교, 분석하였다. 크립시험 결과 화강암은 1차, 2차 및 3차로 확연히 구분된 크립거동을 보였다. 1차 크립거동은 대체로 24시간 내에 종결되었으며, 2차 크립 변형률은 단축압축강도에 대한 재하응력의 비율이 증가함에 따라 증가하였다. 일정 응력하에서 화강암의 최대강도는 시간에 따라 감소하는 경향을 보였다. 완전 포화된 시료는 자연 건조된 시료보다 훨씬 큰 크립 변형량 및 변형률을 보였으며, 포화시료의 파괴강도 및 파괴시간은 급격히 감소하였다. 본 연구의 크립시험 결과를 버거모델(Burger's model) 및 이전 연구자들에 의해 제안된 두 개의 경험적 모델에 적용하여 크립의 유동상수를 구하였다. 세 개의 모델 모두 화강암의 크립거동을 잘 나타내었으나, 그 중 버거모델이 실험결과와 가장 잘 일치하였다. 각각의 모델에서 결정된 유동상수들은 함수량과 응력 수준에 영향을 받았다. 또한 본 실험결과에 기초하여 자연건조 및 완전 포화된 화강암 시료에 대하여 응력 수준과 시간의존변형의 경험적 관계식을 유도하였다.

• 터널과지하공간
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• 제21권3호
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• pp.216-224
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• 2011

본 연구에서는 Class II 거동에 대해 입자결합모델을 이용하여 수치해석적인 방법으로 살펴보았으며, 횡방향 변형률 제어 압축시험을 수치해석적으로 모사할 수 있는 방법을 제시하였다. 수치해석에서 사용된 미시변수는 스웨덴 Aspo Hard Rock Laboratory에서 수행한 일축압축시험을 이용하여 결정하였다. 제시된 수치해석 기법을 이용해 Aspo 암석의 Class II 거동을 효과적으로 모사할 수 있었으며, 수치해석의 결과는 실험실 시험 결과와 잘 일치하였다.

• 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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• 제11권1호
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• pp.30-35
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• 2001

본 연구에서는 전단면굴착에 가까운 작업 사이클(cycle)로 굴진을 하면서 분할효과를 거두기 위해 적절한 벤치길이를 결정하는 것이 중요한 요소로 판단하여 전단면, 미니벤치, 숏벤치로 풍화암 구간에 굴착한 터널을 모델링하여 이에 대해 3차원 탄소성해석을 수행하였다. 그리고 터널내 암반과 지보재의 거동에 영향을 미치는 주요 요소로 무지보 굴착구간의 길이, 측압계수, 숏크리트 두께 등의 설계변수를 변화시켜가며 암반의 변형거동을 분석하였다. 해석결과 내공변위는 숏벤치보다 미니벤치일때 벤치길이에 민감하게 반응하는 것으로 나타났으며 무지보길이가 길 때 하반굴착이 상반변위에 미치는 영향이 더 크게 나타나며 상반과하반측벽에서의 변위타이가증가하였다 K값의 증가에 따라 천정, 바닥보다 상하반 측벽부에서 변위와 선행변위비의 증가가 훨씬 크게 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제38권2호
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• pp.15-27
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• 2022

암반 그라우팅은 시설물 지반의 안정성을 향상시키는 보강 및 재해방지 대책으로서의 적용성이 날로 증가하고 있으나, 현장에서의 그라우팅은 대부분 경험에 의존하는 바 가이드라인으로 사용할 수 있는 주요 계획인자에 대한 최소 기준값이 필요한 실정이다. 본 연구에서는 암반 그라우팅 계획에 있어 중요한 인자인 주입조건(물-시멘트비, 주입압, 단위 시멘트 주입량)과 그라우팅 효과(변형계수와 투수성)에 대한 기준값을 제시하였다. 제시된 기준값들은 국내외 수압파쇄시험 및 암반 투수시험 자료, 국내외 17개 현장의 그라우팅 시험시공 자료, 그리고 국내외 기준 및 연구를 분석한 결과이다. 또한 그라우팅 효과를 제고하기 위한 안정한 주입재의 조건에 부합하도록 국내의 높은 물-시멘트비는 조정되어야 하며, 조정된 물-시멘트비 적용에 따른 기준값 조정방안도 살펴보았다. 본 연구의 결과 역시 경험의존적인 측면이 있지만, 현재 기준 보다 합리적인 그라우팅 계획의 기준을 제시를 위한 향후 세부연구의 기초자료로 활용할 수 있을 것이다.

• 터널과지하공간
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• 제28권3호
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• pp.277-291
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• 2018

이 논문에서는 재료의 단축하중 하에서의 응력-변형률 곡선을 예측하기 위하여 순환 신경망의 일종인 LSTM(Long Short-Term Memory) 알고리즘을 사용하였다. 석고와 규사를 혼합해 만든 재료에 일축압축시험을 수행하여 얻은 응력-변형률 데이터를 이용하였으며, 낮은 응력 구간의 초반 데이터를 활용해서 파괴 전까지의 거동을 예측하였다. 앞부분의 데이터를 활용하여 단계적으로 뒤쪽 구간의 값을 예측하는 LSTM 순환 신경망의 구조상 큰 응력에 대응하는 변형률을 예측할 경우에는 앞쪽 구간의 오차가 누적되어 실측값과 차이가 늘어났으나 전반적으로 높은 정확도로 응력-변형률 곡선을 예측하였다. 예측에 사용한 초기 데이터의 길이가 늘어나는 경우 정확도는 조금 증가했다. 그러나 접선을 이용한 단순 예측과의 성능 차이는 초기 데이터의 길이가 작은 경우에 두드러졌으며, 적은양의 데이터로도 응력-변형률 곡선 전체 구간의 예측을 가능하게 한다는 점으로부터 신경망 모델의 필요성을 확인하였다.

• 터널과지하공간
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• 제13권2호
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• pp.100-107
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• 2003

본 암석에 외력을 가하면 내부 응력이 발생하고, 이로 인해 변형이 발생하게 된다. 암석재료에서 크리프 변형이 장기간 지속되어 어느 한계에 도달하면 급작스런 파괴로 이어진다. 따라서 구조물의 장기적 안정성 검토 시에 지반의 크리프 특성 파악이 필수적이라 할 수 있다. 본 논문에서는 일축압축강도의 40% 50%, 60%, 70%에 해당하는 하중을 가하여 변형률을 측정하였다. 크리프 특성을 비교 . 분석한 결과로써 변형률 속도의 경우 하중 이 증가함에 따라 변형률 속도 상수$\alpha$ , ${\gamma}$ 도 증가하는 경향이 나타났다. 크리프 곡선에서 Griggs가 제안한 식이 Li와Xia, Singh식 보다 적합하였으며, Burger's model을 적용하여 구한상수 G$_2$는 응력수준의 증가에 파라 감소하며, η$_1$,η$_2$, G$_1$의 경우 불규칙하게 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권9호
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• pp.17-28
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• 2007

도심지 지하 터널은 주변 구조물의 존재 하에서 미고결성 저토피고 지반에 건설되는 경우가 많기 때문에 일반 산악 터널이나 대심도 암반층에 건설되는 지하공동과는 달리 터널 주변의 지반 변위, 지표면 침하와 기울기가 터널 설계의 주요인자가 된다. 본 논문은 도심지 NATM 터널의 변형거동에 대한 합리적 해석 방법의 확립을 위한 연구로서 변형률 연화 모델을 이용한 수치해석적인 방법을 통하여 굴착에 따른 지반 평가와 거동 예측을 수행하였다. 적용되어진 변형률 연화모델은 지반이 항복후 전단변형률의 증가에 따른 전단강성와 강도정수의 저하를 고려한 것이다. 현장 계측 결과는 시공중 설계물성치의 재설정에 이용되어졌다. 연화모델의 결과와 현장 계측값과의 비교에서 적용되어진 모델이 지표 침하, 기울기, 지중 침하 및 지중 수평변위의 변형 양상을 어느 정도 재현될 수 있음을 알 수 있었다. 본 논문에서 제안된 모델을 토대로 시공조건이 엄밀한 도심지 터널의 변형거동에 정량적인 평가 및 예측이 가능할 것으로 기대된다.

• 터널과지하공간
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• 제5권3호
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• pp.223-229
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• 1995

During excavation works for underground facilities, temporary tieback wall with earth anchor system was investigated for safety's sake. An excavation 9.7 meter deep was monitored by slope inclinometer in twelve measuring points. Instrumented lateral displacements of the wall during 177 days are represented. Especially, lateral displacements of the two positions under completely different condition are compared to investigate the effect of backfilling between soldier pile and the soil behind wall. The deformation behaviors of the wall according to both depth and elasped time are discussed. Finally, a numerical analysis by the program FLAC was performed, and calculated displacements are compared to measured ones.

• 전산구조공학
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• 제4권1호
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• pp.42-43
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• 1991

균열성암반의 모형화 기술은 계속적으로 보완발전되어 UDEC이 개발되었으며, 현재 UDEC의 최신판은 블록 내부를 다시 유한차분요소로 분할하여 블록의 소성거동(Mohr-Coulomb Model) 및 쪼개짐을 고려할 수 있고, 절리면에서의 유체흐름 및 유압의 발생, 그리고 열응력 해석 등 평면변형 문제의 정적해석과 지진 및 폭발하중을 고려한 동적해석이 가능하다. UDEC은 전처리 기능이 뛰어나 최소한의 입력데이타로써 전체 모형의 데이타를 자동생성시키며 절리면의 통계학적 자동생성 및 터널형상의 자동생성도 가능하다. UDEC은 실용적인 보강요소를 구비하여 Rock Bolt 뿐만 아니라 그라우트를 고려한 Cable Bolt를 모형화할 수 있으며 국부적인(Key Block)보강으로써 불연속체 전체의 안정을 검토할 수 있다.