• 터널과지하공간
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• 제10권4호
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• pp.533-543
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• 2000

본 연구에서는 지하공간의 굴착에 따른 수직파이프 구조물의 변형거동 및 안정성을 수치해석적으로 검토하였다. 지반의 수직거동은 파이프의 압축변형 및 압축응력을 발생시키며, 수평거동은 파이프의 굴곡변형 및 쉽응력을 발생시킨다. 또한, 지반의 수평응력은 파이프를 압착시켜 접선응력을 발생시킨다. 본 연구의 해석대상 구조물은 지하 천연가스의 생산정으로 서, 인접 지반의 굴착이 파이프에 미치는 영향과 최대 영향 요소를 고찰하였다. 이를 위해 보안탄주의 폭과 가스생산정의 위치가 서로 다른 세 가지 사례를 해석하고 비교하였다. 두께 2.5m인 탄층이 심도 237.5m에 위치할 때 45.8m 폭의 보안탄주는 외경 10$\frac{3}{4}$ in., 두께 0.4 in.인 API-55 강철 파이프 구조물을 안전하게 보호할 수 있다. 또한, 실제로 파괴가 발생한 가스생산정을 검토한 결과, 발생된 전단음력이 강철 재료의 허용음력을 초과하였다.

• 터널과지하공간
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• 제27권5호
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• pp.253-262
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• 2017

본 연구는 암석 및 콘크리트 시편의 압축실험을 통해 균열 특성을 분석하고자 한다. 길이의 변화를 측정하는 변형률센서와 균열에 의해 발생한 탄성파를 측정하는 AE 센서를 시편에 부착하여 동시 측정함으로써 실험을 수행하였다. 측정된 시편의 변형률로부터 계산된 균열체적변형률은 암석과 콘크리트 시편에서 다른 형상을 보여주고 있다. 이것은 재료의 취성정도에 따른 것으로 추측된다. 하지만, 파괴 및 손상도와 관계되어 있는 균열체적변형률은 두 개의 시편결과가 유사함을 관찰 할 수 있었다. 또한 AE 센서를 통해 측정한 시편의 누적 균열 신호에너지가 변형률센서로 예측한 균열체적변형률과 매우 유사한 것을 관찰할 수 있었다. 이것은 AE 센서로도 구조물의 손상없이 실시간으로 손상도를 예측할 수 있음을 의미한다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제12권1호
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• pp.5-12
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• 2011

본 연구에서는 10개 현장에서 실시한 공내재하시험을 통하여 얻은 변형계수와 RMR과의 상관관계를 분석하여 기존에 사용하고 있는 제안식의 적용성을 평가하였다. RMR이 40보다 작은 경우에는 변형계수와 RMR과의 상관관계가 김교원, Aydan, Serafim과 Pereira의 식과 잘 일치하였지만 RMR이 40보다 큰 경우에는 상관관계가 낮았다. 이것은 RMR 분류 시 일축압축강도나 RQD보다 절리의 상태와 절리의 틈새가 상대적으로 가중치가 크기 때문이며 공학자의 개인적 차이뿐만 아니라 암반의 종류와 다른 풍화도 때문에 정성적으로 평가되는 경향이 있기 때문이다. 퇴적암 중 사암은 제안식과 비교적 잘 일치하지만 다른 사암은 분산이 커서 상관관계가 낮다. 본 연구에서는 현장시험결과를 근거로 새로운 지수함수 형태의 식을 제안하였다.

• 터널과지하공간
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• 제32권3호
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• pp.219-230
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• 2022

GREAT 셀은 실험실에서 심부지층의 열-수리-역학적 조건을 구현하기 위해 설계된 시험장비로서, 시료 길이방향 축을 중심으로 회전하는 측면의 가압장치를 이용하여 다축 응력장을 생성할 수 있고 균열이 포함된 시료에 대해 유체유동 실험이 가능하다. 본 연구에서는 GREAT 셀을 이용한 삼축압축시험을 수치 해석적으로 모사하고 시료 측면에 작용하는 구속압 조건에 따른 역학적 거동을 분석하였다. 균열이 없는 고분자 재질의 시료에 대한 삼축압축시험 사례를 수치모사하여 실험결과와 비교하였다. 수평 구속압의 균등 및 불균등 조건에서 시료 표면의 변형률(원주변형률)을 분석하였으며, 실험결과와 유사한 경향을 보이는 것으로 검토되었다. 추가로 균열이 포함된 가상의 시료모델을 구성하여 균열면의 마찰 특성 및 형상이 시료 변형에 미치는 영향을 조사하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제23권8호
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• pp.23-28
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• 2022

우리나라 지형조건은 산악이 70%를 차지하고 있어 철도 및 도로공사 시 구조물이 차지하는 비중이 높다. 특히, 최근 들어 고속주행을 위한 고속철도와 고속도로 건설이 급증하고 있고 이와 더불어 터널 건설도 증가하고 있고 터널 굴착 완료 후 장기변형이 발생하는 터널 시공사례가 증가하는 추세이다. 이러한 터널 구조물의 안정성은 터널 굴착 주변 암반특성에 전적으로 좌우된다. 본 연구에서 대상인 화산쇄설암의 경우, 전반적으로 풍화에 취약하고 장기간에 걸쳐 강도가 저하되는 특성이 있어서 이를 고려한 터널 설계 및 시공계획 수립이 반드시 필요하다. 본 연구는 화산쇄설암 구간에 터널 현장에서 발생 된 과다변형 사례를 분석하여 향후 화산쇄설암 구간에서는 인버트 설치 및 하부보강을 고려한 방안을 제시하였다.

• 지질공학
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• 제26권2호
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• pp.177-185
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• 2016

고분해능 시추공 변형률계로부터 측정된 변형 신호를 이용하여 지진에 의한 응력 변화 해석의 가능성에 대해 고찰하였다. 응력 변화 분석을 위해 2010년 4월 4일 발생한 El Mayor-Cucapah 지진(M_w=7.2)에 의한 변형 신호가 기록된 자료를 이용하여 주압축응력 방향과 크기를 산정하였다. 분석 결과는 지진 전후의 응력 변화 양상에 대한 차이점과 지진 발생과 동시에 특징적인 응력 변화 양상을 보였다. 지진 발생 전후 응력 방향 변화는 지진 해로 규명되는 최대주응력 방향에서의 응력 증가와 연관성이 있는 것으로 해석된다. 지진 발생 시 응력 크기 변화는 주방향에서 10⁻³-10⁻² MPa 수준의 응력 급상승, 하강으로 나타났다. 산정된 응력 크기 변화량에 대한 검증을 위해 지진과 관련된 매개변수를 이용하여 응력 전파를 모사할 수 있는 쿨롱 응력 전파 모델링을 실시하였다. 시추공 측정 결과로부터 계산된 전단응력 변화량은 (0.3-0.8) × 10⁻²MPa의 증가가 있었으며 이는 쿨롱 응력 전파 모델을 통해 얻어진 전단응력 증가량 (0.1-0.6) × 10⁻²MPa과 상당히 유사함을 확인하였다. 따라서 시추공 변형률계 자료가 설치 지역에서 작용하는 주응력의 영향과 지진에 의해 변화하는 응력 변화를 충분히 반영하고 있음을 시사하며 시추공 변형률계 자료로부터 얻어지는 유의미한 응력 정보는 지진 관련 연구에서 활용될 수 있을 것으로 기대한다.

• 터널과지하공간
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• 제11권4호
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• pp.328-338
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• 2001

Fiber Glass Tube(FGT) 또는 steel pipe를 이용한 터널막장의 수평보강공법 그리고 강관다단공법 등은 터널 굴착시 터널막장의 안정성이 확보되지 못할 경우에 흔히 사용된다. 그러나 이러한 공법이 사용된 터널의 역학적 거동은 아직 충분히 알려진 바가 없으며, 따라서 설계와 전산해석 과정에서 경험에 의존하는 경우가 많고 공법의 합리적인 적용이 어려운 실정이다. 본 연구에서는 복합체 역학을 이용한 보강공법의 전산해석 단순화 방법의 적용성을 검증하였고, 강화지반의 등가탄성계수는 평균장 이론과 변형률 에너지 이론을 사용하여 도출하였다. 다양한 보강패턴에 따른 터널막장의 거동에 관한 매개변수 연구를 수행하였다.

• 터널과지하공간
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• 제9권1호
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• pp.56-63
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• 1999

암석은 불연속면들에 의해 다양한 방식의 거동을 보인다. 이러한 암석의 복잡한 파괴와 변형거동을 해석하기 위한이전의 많은 연구들은 균열모델의 개발에 중점을 두었다. 본 연구에서는 석탄과 같은 파쇄 암석에 대해 활주균열모형과 전단균열모형의 타당성을 검토하였고 모델을 수치해석에 적용하였다. 수치해석을 수행하기 위해 여러 방식으로 유한 요소 프로그램을 수정하였다. 2차원 해석에서 횡등방성을 설명하기 위하여 대칭축의 방향에 대해 응력-변형률 관계를 수정하였고, 균열성장에 따른 유효탄성계수의 변화를 계산하였다. 2차원 실내 단축압축시험의 가단한 예를 해석하였으며 해석결과는 실내시험에서 구한 결과와 일치하였다.

• 터널과지하공간
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• 제18권5호
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• pp.338-342
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• 2008

기존의 연구에서 터널 종단변형도는 대부분 수치해석적 방법으로 구해졌으나, 본 논문에서는 실제 계측치를 이용하여 종단변형도를 구성하고 굴착에 따른 터널의 종단변위 발생 경향을 검토하였다. 막장전방의 변위는 수평경사계 계측치의 최대변위에 대한 지점 변위를 비교 분석하여 가장 적합한 결과를 나타내는 지점의 변위를 채택하였고, 막장 후방은 천단변위계에 의한 계측치를 회귀분석하여 구하였다. 연구 대상 터널의 계측치로 천단변위를 분석한 결과, 막장 3D 이전부터 변위가 발생하였고, 막장에서는 수치해석적으로 구한 내공 변위에 비해 10%, 정도 높은 약 40%의 변위가 발생하였으며, 막장 후방 4D 이후 최종변위에 수렴하는 것으로 나타났다.

• 터널과지하공간
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• 제28권1호
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• pp.25-37
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• 2018

미고결 암석에 대한 Creep 특성을 분석하고자 Burger 모델을 이용하였다. Burger 모델은 자료쌍 D(u,t)으로부터 4개의 역학적 매개변수를 결정 하여야 한다. 본 연구에서는 수학적 개념 해를 적용하여 매개변수를 결정 하였다. 미고결 암석에 대한 Burger 모델의 결정된 매개변수를 이용하여 Creep을 3년간 가속시켰다. 그 결과 Creep 거동은 수렴이 되지 않고 지속적인 변형거동을 보였다. 따라서 본 광산에서는 Roofbolt 보다 U-Beam 적용이 안정성 측면에서 더 적합 할 것으로 분석 되었다.