• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 1998년도 지반조사위원회 봄 학술세미나
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• pp.47-60
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• 1998

본 고에서는 지반 조건의 불균질성 및 이방성에 기인하는 사전 지반 조사의 한계성, 혹은 충분치 못한 사전 지반 조사에 의해 터널 시공 중 발생되었던 터널 사고 사례들을 검토, 분석하고 지반 조사의 터럴 설계 및 시공에서의 활용에 대하여 고찰하였다. 본문에서는 암석(intact rock) 자체는 양호할지라도 암반 내에 존재하는 불연속 면들의 발달 상태 등 지질공학적 요인에 의하여 암반이 취약해지는 경우, 지반 내에 발달하는 불연속면의 사전 인지와 이에 대한 대책 공법 수립의 필요성, 충분하지 못한 사전 지반 조사에 의해 터널 상부에 존재하는 충적층을 사전에 예측하지 못하여 발생된 사고 사례들과 시공 중 지반 조사(막장 관찰, 갱내 선진시추 조사 등) 결과가 터널의 시공에 적용된 예와 특수한 지반조건에서의 터널 변형 사례등을 검토하였다. 결론적으로 터널 시공에 있어서 대상 지반의 지질공학적 특성을 충분히 파악할 수 있는 적절한 지반 조사를 충실히 이행하면 지반 관련 사고를 미연에 방지할 수 있고 경제적인 시공이 될 수 있을 것으로 판단하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권6C호
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• pp.359-366
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• 2008

말뚝의 하중전이거동 및 변형특성 해석을 위해 하중전이함수법이 널리 사용된다. 본 연구에서는 말뚝-지반의 상효작용 즉, 지반의 연속성을 고려한 하중전이해석에 고찰하였으며, Mindlin 해를 이용하여 이를 고려함으로써 말뚝의 실제 거동에 보다 부합되도록 수정된 하중전이 해석방법을 제안하였다. 이를 통해 말뚝-지반 상호작용의 영향인자인 말뚝직경-지반계수의 비$(D/E_s)$과 주면마찰력-재하하중의 비$(R_s/Q)$를 고려할 수 있었다. 제안된 하중전이함수법의 타당성을 검증하기 위하여 현장재하시험 사례와의 비교분석 결과, 제안된 해석방법은 암반 근입 현장타설말뚝의 하중-침하 거동 및 하중전이특성을 적절히 예측함을 알 수 있었다.

• 지질공학
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• 제19권1호
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• pp.63-70
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• 2009

한국원자력연구원 내에 위치하는 지하연구시설의 안정적인 운영을 위하여 터널 내 벽면과 주변 사면의 지반변위 및 온도 변화를 실시간 감시할 수 있는 시스템을 구축하였다. 이 시스템은 광섬유센서케이블의 센서 기능을 활용하여 케이블 전체가 하나의 센서 기능을 하는 분포개념의 온도 및 변형을 측정기법을 이용한 것으로서 기존의 특정지점 계측방법과는 확연하게 차별된다. 이 기법은 구조물의 특성에 따라 선택적으로 탄력적 적용이 가능하여, 최대 매 1 m 간격으로 총연장 30 km까지 하나의 운영체계로 감시할 수 있는 기능을 가지고 있다. 변형특성의 계측 범위는 1 m 당 1 mm 변위 크기까지 계측이 가능하며, 변위 발생 위치와 변위가 진행하는 방향까지 계측 가능하다. 온도는 $0.01^{\circ}C$ 해상도를 가지며 케이블 종류에 따라 $-160{\sim}600^{\circ}C$까지 계측이 가능하다. 지하연구시설에서 1년 간의 모니터링 결과, 터널 벽면 및 주변 사면에서 뚜렷한 변위 혹은 거동은 확인할 수 없었으나, 지하수 누출에 의해 점진적으로 영향이 미칠 것으로 예상되는 징후를 확인하였다. 이로서 숏크리트로 처리한 터널 벽면의 균열변형 및 붕괴/낙반사고를 사전에 감지하고, 암반 내 지하수위의 등락과 함께 연구 터널내 환기상태를 감시, 관리할 수 있는 시스템을 구축하게 되었다. 이 외에도 이 시스템은 복잡한 구조를 갖는 플랜트의 변형은 물론 장대 구조물과 고층빌딩, 대형선박, 장대 교량, 댐과 송수관로 및 지하철 등의 안전 유지상태 및 누수 등의 감시에도 적용 가능하다. 특히 온도 변화 감시 기능은 목재 건조물에도 효과적으로 이용할 수 있다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제20권9호
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• pp.57-64
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• 2004

절개사면에 설치된 앵커지지 흙막이벽의 설계법을 확립하기 위해서는 흙막이벽체 및 배면지반의 변형거동을 규명할 필요가 있다 따라서, 본 연구에서는 아파트 신축부지 절개사면의 보강을 위해 앵커지지 흙막이벽과 억지말뚝이 설치된 사면을 대상으로 계측을 수행하였다. 굴착단계별 앵커설치시 흙막이벽의 수평변위는 감소하고 상대적으로 배면지반의 변형은 증가하는 경향이 있다. 앵커력 도입시 흙막이벽의 수평변위는 전반적으로 감소하며, 앵커의 인장력은 흙막이벽의 변형에는 큰 영향을 미치지만 배면지반의 변형에 미치는 영향은 크지 않았다. 흙막이벽의 최대수평 변위는 굴착깊이의 $1~4\%$사이에 발생하며, 암반굴착면을 갖는 배면수평면인 앵커지지 흙막이벽의 최대수평변위보다 $2\~8$배정도 크게 발생된다. 한편, SLOPILE(Ver 3.0)프로그램을 이용하여 앵커지지 흙막이벽의 사면안정효과를 검토하였으며, 사면안정해석시 앵커지지 흙막이말뚝에 작용하는 측방토압은 배면수평면인 앵커지지 흙막이벽에 적용하는 경험토압의 평균값이 적용가능하다.

• 터널과지하공간
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• 제34권2호
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• pp.169-184
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• 2024

본 연구에서는 심부 지하공간의 안정성을 평가하고자 심부 응력조건을 반영한 암석블록의 이축압축실험을 통하여 지하공동에서 손상 발생시 발생하는 음향방출 및 미소변형의 특성을 분석하였다. 음향방출 특성 분석 결과 지하공동에서 손상 발생 직전에 음향방출 신호의 주파수, 카운트, 에너지, 진폭 특성이 급격히 증가하였다. 특히 주파수와 카운트는 손상 전후에서 특성 차이가 크게 나타나 원형 공동의 손상 특성 분석에 적합한 음향방출 인자인 것으로 나타났다. 이미지상관기법 적용결과 실험 중 공동 주변에 변형이 집중되었음을 변형률의 공간적 분포를 통해 알 수 있었으며, 실험 종료 지점에서는 스폴링 현상이 발생하였음을 확인할 수 있었다. 본 연구에서 제시된 원형 공동 손상시 음향방출 및 미소변형 특성은 심지층 활용을 위한 지하공동 안정성 평가의 기초자료로 활용될 것으로 기대된다.

• 터널과지하공간
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• 제10권2호
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• pp.180-195
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• 2000

본 연구에서는 주입에 의한 암석절리면의 수직압축특성과 전단특성의 변화를 규명하기 위하여 신선한 인공절리에 대하여 시멘트현탁액을 주입한 후, 절리 압축시험과 직접전단시험을 실시하였다. 시멘트현탁액을 주입한 맞물린 단일암석 절리의 수직압축시험결과, 주입전 비선형적이었던 절리의 수직응력-수직변형곡선은 선형적으로 바뀌었으며 2 MPa까지의 수직변형은 주입전의 1/10정도로 감소하였다. 시멘트현탁액 주입후 신선한 단일암석절리에 대한 직접전단시험결과, 파괴포락선은 1 MPa내외의 점착력과주입전보다 낮은 마찰각을 가지는 것으로 나타났으며, 주입두께가 커질수록 마찰각은 더 낮아지는 것으로 나타났다. 잔류전단강도는 주입두에와의 상관성을 확인할 수 없었으나, 전단강성과 최대팽창각은 주입두께가 증가할수록 감소하는 경향을 나타내었다. 이러한 주입두께에 대한 전단특성들의 감소현상들은 주입재에 의한 절리면 유효거칠기의 감소효과로부터 발생한 것으로 판단되며 직접전단시험에서 얻어진 최대전단강도를 주입두께대 거칠기평균진폭비를 포함한 경험식으로 나타내었다.

• 터널과지하공간
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• 제28권4호
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• pp.325-342
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• 2018

${\bigcirc}{\bigcirc}$광산은 연약한 암반특성에서 2차, 3차 채광을 하기 위한 다양한 방법이 시도되었다. 이러한 채광을 위해서는 패널형태로 채광구획을 나누고 패널채광을 하는 동안 패널이 유지되어야 한다. 본 과업에서는 패널 사이의 채광갱도를 강지보에 의하여 유지하고 확률론적으로 패널의 유지기간을 평가하였다. 패널 유지기간 평가를 위하여 Taylor 식을 이용하고, Pert 분포를 개념적으로 변형하여 적용하였다. 주요 입력자료는 Pert 분포에 의하여 결정하고 Monte Carlo 시뮬레이션을 실시하여 확률분포에 대한 패널의 유지기간을 평가하였다. 그 결과 패널폭 18-25 m일 경우 최소 6.5일에서 최대 20.6일 까지 패널의 자립이 가능한 것으로 분석되었다. 신뢰수준 90%에서 무지보 유지기간은 8.2-15.6일 정도로 분석되었다. 이러한 짧은 패널의 유지기간은 패널채광이 불가능하기 때문에 패널의 유지를 위하여 강지보를 계획하였다. 그 결과 광산별 3년 이내의 채광계획으로 패널유지를 위한 강지보를 적용하면, 90% 신뢰수준 내에서 패널의 유지가 가능한 것으로 분석되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제16권1호
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• pp.145-155
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• 2000

불연속면의 방향성은 암반의 과도변형이나 안정성에 영향을 미치는 특성 때문에 암반사면의 안정성 평가에 있어서 매우 중요한 역할을 한다. 불연속면의 방향측정에는 시추공(borehole)을 이용한 측정법이나 노두에서의 scanline을 이용하는 측정법과 같은 선형 측정법이 보편적으로 이용되나 이러한 측정 기법을 이용하여 획득한 자료들은 측선의 방향에 따라 쉽게 왜곡된다. 이러한 왜곡을 수정하기 위한 가중치 (weighting factor)가 적용되어도 특정 방향의 측선을 따라 자료를 획득할 경우 그 왜곡은 쉽게 보정되어지지 않는다. 즉, 불연속면의 방향자료 수집을 위해 이용된 선형 측선이 불연속면의 방향과 평행할 경우 대부분의 측선과 평행한 불연속면들은 조사 결과에 포함되지 않으며 이러한 현상은 불연속면들의 방향성 파악에 심각한 오류를 발생시킬 수 있다. 본 연구에서는 수직 측선 (borehole)에 의해 수집되어진 방향자료들과 수평 측선 (scanline)에 의해 수집되어진 방향자료들을 비교하였다. 서로 다른 두 방법에 의해 수집되어진 방향자료들은 큰 차이를 보이며, 이로 인해 불연속면들의 대표적인 방향성 결정에 장애가 되어진다. 불연속면의 경사각 분포와 수평과 수직 측선에 의해 수집되어진 자료들의 비교를 위해 등면적 극 평사투영망(polar stereo net)을 이용하였다.

• 터널과지하공간
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• 제21권5호
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• pp.394-405
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• 2011

본 연구에서는 복공식 지하 압축공기에너지 저장공동의 역학적 변형 및 누출 거동의 복합거동을 파악할 목적으로 비등온 다상다성분 유체유동 및 역학적 거동의 연계해석이 가능한 TOUGH-FLAC 해석을 실시하였다. 지하압축공기에너지 저장 공동의 초기 및 장기 운영 과정에서 고압 압축공기 인입 입출에 따른 콘크리트 라이닝 내부에 발생하는 응력 양상을 살펴보고 저장공동 내부 압력 및 온도 변화를 파악함으로써 기밀성능을 평가하였다. 최대 저장공동 운영압력 8 MPa 조건에서 콘크리트 라이닝 내부에서는 공기침투압에 의한 유효응력의 감소와 접선방향의 인장응력의 증가에 따라 인장균열이 발생할 수 있음을 확인하였다. 콘크리트 라이닝 내부의 인장균열 발생에 따른 투과특성 증가 모델을 이용한 해석 결과, 저장공동 천정부 및 측벽부 일부에서 인장파괴가 발생하여 이들 영역에서의 투과계수는 초기 $10{\times}10^{-20}m^2$에서 $5.0{\times}10^{-13}m^2$까지 증가하였다. 한편, 콘크리트 라이닝 내부 인장균열 발생 및 투과특성 증가에도 불구하고 저장공동 내부 압축공기 압력은 주변 암반의 기밀성능으로 인해 일정하게 유지되고 공기누출량은 일일주입량의 0.02%에도 못 미쳐 복공식 지하 압축공기에너지 저장공동의 유효성을 확인할 수 있었다.

• 터널과지하공간
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• 제32권6호
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• pp.373-385
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• 2022

굴착기의 어태치먼트 형태로 사용하는 드럼커터는 현장에서 다양한 작업이 가능한 굴착기와 연계하여 사용하는 점에서 그 효용이 크다. 본 연구에서는 굴착기에 설치된 드럼커터 어태치먼트를 이용하여 노출된 암반사면을 대상으로 굴착 시 나타나는 유압과 변형률을 측정하여 드럼커터에 작용하는 하중과 토크를 추정하였다. 굴착기의 붐과 암의 작업각도와 sumping, lowering작업에 따라 8가지 작업모드로 구분하고 작업모드에 따른 유압과 작용력 변화를 분석한 결과, 유압과 유량은 드럼커터 어태치먼트의 제작사양에서 고려된 범위 내에서 문제없이 구동될 수 있음을 확인하였다. 드럼커터 어태치먼트에 작용하는 평균 하중과 토크는 제작사양의 범위 안에 있었지만, 최대하중은 제작사양의 4배까지 나타났다. 높은 지반강도의 영향으로 sumping이 적정하게 이루어지지 못한 점과 일부 위치에서 불연속면의 포함 등으로 인하여 굴착기의 붐과 암의 각도에 따른 하중과 토크의 경향을 발견하지 못하였다. 그러나 해당 결과는 높은 강도의 지반을 굴착할 경우에 드럼커터 어태치먼트에 나타나는 하중과 토크의 범위를 파악하는데 사용될 수 있을 것으로 판단된다.