• 지질공학
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• 제31권3호
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• pp.295-306
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• 2021

본 연구는 광산활동에 따른 철도지반 안정성 평가를 위해 채굴적의 심도, 규모 및 암반상태를 다양하게 설정하고, 표준열차하중 조건 중 여객, 화물 혼용 구간과 여객전용선 용도에 따른 지반안정성 평가를 전산해석을 통해 실시하였다. 안정성 평가는 철도설계기준 노반편에 따른 허용잔류 침하량과 선로유지관리지침 뒤틀림 보수조건을 기준으로 실시되었다. 그 결과, 채굴적의 규모 및 위치가 심도 5 m 이하일 경우 침하의 발생이 암반상태에 따라 노반 침하허용 기준을 넘어서며, 뒤틀림 보수기준에는 심도 15 m 이하의 공동일 경우 암반상태를 고려하여 지반보강 설계가 이루어져야 할 것으로 보인다. 노반의 침하허용 범위만 고려할 경우 심도 5 m 이하의 공동에서 암반상태가 고려되어야 한다. 이는 공동의 규모와 암반조건에 따른 침하량이 체계적으로 변화함을 지시하며, 이러한 연구결과는 기존에 제시된 바가 없는 자료이다. 본 연구는 추후 철도건설이 광산지역에서 이루어질 경우 중요한 참고자료로 활용될 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제10권2호
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• pp.193-205
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• 2008

현재 국내에서는 유류 지하 비축 공동, 식품 저장 공동 등과 같은 지하구조물의 건설이 증가하고 있다. 이러한 지하공동의 안정성은 형상 및 크기에 영향을 많이 받는다. 따라서 본 연구는 지하공동의 형상이 안정성에 미치는 영향을 안전율을 중심으로 비교 분석하였다. 이를 위해 5가지의 공동 형상비를 가정하고 암반등급, 토피고 및 측압계수를 달리하여 민감도분석을 실시하였다. 공동의 지보재는 각각의 공동 형상, 크기 및 암반등급을 고려하여 적절한 양의 록볼트와 숏크리트로 보강하였다. 공동의 안정성은 강도감소기법을 이용하여 수치해석에 의해 얻은 안전율을 사용하여 평가되었다. 본 논문은 향후 지하공동 설계 및 안정성 평가에 도움이 될 수 있을 것으로 기대된다.

• 터널과지하공간
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• 제10권2호
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• pp.249-256
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• 2000

1980년대 말 이후 산업구조의 개편에 따라 국내 대부분의 광산은 폐·휴업 상태이며, 기존 채굴공동은 방치되고 있어 부분적으로 환경 저해요인으로 인식되고 있는 실정이다. 따라서,이들 폐공동의 활용방안을 검토하기 위하여 1차적으로 외국의 활용 사례를 검토하였다. 그 결과 농·수·축산물의 지하저장, 압축공기의 저장시설, 산업 폐기물의 처리장으로의 활용 예를 예시하였다. 그러나 국내에서 비교적 쉽게 활용할 수 있는 분야는 산업 폐기물의 처리장이라 할 수 있다. 이를 위해서는 채굴공동에 대한 보강 및 안전 대책의 수립은 물론 각 이용 목적에 따른 암반공학적 연구가 선행되어야 한다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제2권3호
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• pp.13-24
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• 2000

본 논문에서는 고속도로터널의 붕락형태와 원인분석, 보강방법에 대하여 다루었다. 고속도로터널의 붕락형태를 분석해 보면 3가지 유형으로 분류된다. 지반풍화로 인해 터널붕락이 지표면까지 함몰된 경우 35%, 불리한 암반절리로 인한 터널내 국부적인 쐐기형 암반블럭 붕락의 경우 50%, 터널굴진방향과 미끄럼면의 교차로 인해 터널내 침하가 발생한 경우 15%의 비율로 조사되었고 터널붕락이 발생된 위치는 입출구 40m 이내와 입출구와 인접한 계곡부에서 85%, 비상주차대과 본선접속부에서 15% 발생되었다. 고속도로터널에서 발생한 붕락을 파괴개념으로 분석하면 활동파괴가 83%이상을 차지하는 것으로 분석되었다.

• 지질공학
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• 제10권1호
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• pp.79-93
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• 2000

일반적으로 공동 주변에 분포하고 있는 지질구조는 지하 암반 공동 굴착시 지수, 보강, 지하수 유동 등에 상당한 영향을 주게 되므로 지질구조의 분포 및 특성을 아는 것이 매우 중요하다. 본 연구에서는 거제 지역에 기 시행된 지하 비축시설의 조사, 설계 및 시공자료를 토대로 지질구조와 공동 누수량 상호 관계를 분석한 결과, 본역에 발달하고 있는 주 함수구조대의 방향은 N50∼60W, 경사는 거의 수직이며 인장 단열로서 추정된다. 이 구조대는 양수 시험시 타원형의 장축 방향과 일치하고 N10∼30E 방향의 단열들과 교차하고 있으며, 화강섬록암에서 나타나는 전형적인 장방형 단열계를 나타낸다.

• 터널과지하공간
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• 제5권2호
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• pp.104-113
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• 1995

Shear strength of the discontinuity on which the pre-failure of rock slope was occurred during surface excavation was measured through the direct shear test using core samples obtained in-situ. Internal friction angle was increased as the roughness of discontinuity surface(JRC) was increased. Results of the tilt test using core samples of higher JRC also showed very similar trend as those of the direct shear test. When the samples replicated from natural cores were used int he tilt test, results of friction angles showed almost perfect continuation of the residual friction angles from the direct shear test. However, when the gouge material existed in the discontinuity the internal friction angle strongly depended upon the rate of filling thickness to the height of asperity irrespective of the JRC. Based on the results of both direct shear test and tilt test internal friction angle and cohesion of discontinuity, which reflect the in-situ conditions fo pre-sliding failure and also can be used for the optimum design of support system, were assessed. Two kinds of support measures which were expected to increase the stability of rock slope were considered; lowering of slope face angle and installation of rock cable. But, it was found that the first method might lead to more unstable conditions of rock slope when the cohesion of discontinuity plane was negligibly low and in that case the support systems of any kind which could exert actual resisting force were needed to ensure the permanent stability of rock slope.

• 지질공학
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• 제26권1호
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• pp.51-61
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• 2016

최근 들어 도심지 재개발과 산업단지 조성 등이 활발하게 진행되면서 깎기 비탈면의 효율적 활용과 민원방지 그리고 환경훼손을 최소화할 수 있는 공법의 필요성이 점차 커지고 있다. 판넬식 옹벽은 지보재 보강을 통해 원지반의 전단강도를 증가시키고 전면판인 프리캐스트 판넬과 지보재를 체결하여 개별적 벽체를 형성시킴으로써 수평토압에 저항하는 공법이다. 프리캐스트 판넬의 적용으로 기존 옹벽에서 발생하던 콘크리트 현장타설에 의한 공기지연과 콘크리트 품질저하 등의 문제는 다소 해결되었지만 비탈면 과다절취에 의한 사토처리 및 토취장 확보, 및 옹벽 전면 콘크리트 노출로 인한 경관성 저하문제는 여전히 미결과제로 남아있는 실정이다. 본 연구에서는 기존 판넬식옹벽의 단점을 보완하기 위하여 판넬 전면을 자연암반형으로 연출하고 수직의 원지반에도 부착이 가능하도록 공정을 개선하였으며 실내 및 현장시험을 통하여 개발된 옹벽의 현장 적용성 평가를 수행하였다. 판넬에 대한 실내시험을 수행하여 자연암반형 판넬의 자체강도 및 거동특성에 대한 검증을 수행하였으며 현장 시험시공을 통하여 수직절취 및 원지반 부착에 대한 현장 적용성을 평가하였다. 또한 시험시공 시 보강재 및 비탈면에 대한 계측 을 수행하였으며 이를 3차원 수치해석 결과와 비교·분석하였다. 실내시험 결과 사보강에 의한 판넬의 펀칭강도 증가를 확인하였으며 현장 시험시공을 통하여 원지반 부착식 옹벽의 시공성 및 현장 적용성을 확인하였다. 또한, 장기계측 및 수치해석적 검증을 통하여 원지반 부착식 옹벽 시스템이 시공중 및 장기적으로 안정성이 확보됨을 확인하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2008년도 추계 학술발표회
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• pp.296-296
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• 2008

국내 절토비탈면은 이상 기후 및 건설공사의 증대로 인해 증가하고 있는 추세이며 장마철 및 태풍으로 인해 비탈면의 붕괴로 많은 인명 및 재산피해가 발생되고 있는 실정이다. 국내에서 사용되고 있는 기존의 비탈면의 설계기준은 암반의 불연속면에 대한 조사를 실시하고는 있지만 주로 암반의 굴착난이도를 토층, 리핑암, 발파암으로 구분하여 각각의 비탈면 절취경사를 결정하여 사용하는 방법을 사용하였으며 이러한 기준은 단순히 암석의 강도를 기준으로 설정되어 있으므로 암석의 공학적 특성 즉, 암반내 불연속면 방향성, 연속성, 충진물질, 마찰각, 풍화속도 등의 영향으로 공용후 비탈면 구배의 재조정 및 보강이 빈번하다. 국내외 절토비탈면의 설계기준은 각 기관별로 산재되어 있었으며 비탈면에 대한 설계 및 시공 등에 관한 기준은 도로와 철도 설계기준에 일부 반영되어 있을 뿐 항만, 댐, 택지조성 등 기타 시설 설계기준에는 비탈면에 대한 기준이 마련되어 있지 않아 표준적인 비탈면 설계기준 및 유지관리지침이 등이 필요하였다. 이러한 문제점을 보완하기 위해 2004년부터 2006까지 한국시설안전공단, 한국도로공사, 대한주택공사가 협동으로 연구한 건설공사 비탈면 설계 시공 및 유지관리에 관한 연구의 결과로 2006년도에 "건설공사 비탈면 설계기준"이 수립되었다. 이 설계기준은 건설공사에서의 기존 상이한 기준들을 정리하고 동일화하는 작업을 수행하였으며 지반의 조사에서부터 대책공까지를 막나하여 정리하였다. 그러나 최근에 급격한 기후변화로 인한 비탈면붕괴 빈번함에 따라 과거 적용되어 왔던 이들 기준을 적용하는 경우, 특히 상부 토층 및 풍화암 구간에서 많은 설계안전율을 만족하지 못해 많은 보강을 수반해야 하는 문제가 발생되고 있어 그 원인에 대한 분석을 수행하고자 하였다. 2006년도 정리된 기준은 과거에 적용하여 온 유기시의 안전율 조건을 Fs > 1.1~1.2을 적용하였던 것을 Fs > 1.2로 통일하였으며 지하수위 조건은 지표면에 위치하도록 하였다. 지하수위 조건은 풍화암 및 토층의 경우, 과거 지표면에 -3m를 적용한 시기가 있었으나 지표면에 지하수위를 적용하는 것이 일반적인 해석방법이다. 이러한 결과의 원인을 검토해 보면 다음과 같다. 첫째, 풍화암 및 토층에 적용되어 온 지반강도 정수가 과거 적용한 값보다 최근에는 작아지는 경향을 보이고 있다. 둘째, 지하수위 적용문제로 현재 지표면에 지하수위를 두어 안전율을 감소시키는 문제로 이는 최근 들어 많은 연구기관에서 강우시 간극수압의 증가에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 그러나 침투수 해석은 현행 기준에도 강우의 침투를 고려한 해석을 실시하는 경우 FS > 1.3 적용하는 것으로 되어 있으나 대부분의 해석에서는 적용이 되지 못하고 있는 실정이다. 셋째, 안전율이 과거에 주로 적용된 Fs > 1.1에서 Fs > 1.2로 상향 조정되어 우기시의 설계안전율 만족시키지 못하는 문제이다. 그러므로 이러한 문제점을 개선하기 위한 검토가 필요하며 장기적으로 이에 대한 합리적인 기준을 개정하는 작업이 추후에 수행되어야 할 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제42권2호
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• pp.181-186
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• 2022

댐체 구조물 사면부(RIM부)는 본체와 원지반이 접속하는 매우 중요한 접촉부(interface) 이다. 일반적으로 댐 구조물 사면부 지반보강을 위한 그라우팅 설계시 제한된 자료(시추공, 지질도 등)를 이용하여 계획하기 때문에 사면부 RIM 그라우팅 대상 원지반 특성을 정확하게 고려하여 설계하기는 매우 어려운 실정이다. 또한, 실제 차수성이 확보된 원지반에 설계시 계획된 그라우팅 물량을 천공 주입할 경우에는 차수성이 확보된 원지반이 교란되어 차수효과를 오히려 저해할 가능성도 있다. 이를 극복하기 위해서는 구조물 사면부(RIM) 그라우팅 수행 전에 지질여건을 우선적으로 고려하고 현장수리시험을 통하여 원지반에 대한 최적의 그라우팅을 실시여부를 결정하는 것이 기초처리 대상 지반의 차수성 확보에 매우 적합하다고 판단된다. 본 논문에 적용된 RIM부 그라우팅 판단여부를 결정하기 위하여 대상 구간의 사면구간 암반에 대하여, 파일럿 홀(Pilot hole) 수압시험 수행 분석결과 1 Lugeon 이하의 차수성을 나타내며, 시멘트 주입량 역시 1 kg/m 이하의 주입결과를 나타낸다. 이때는 그라우팅을 실시하는 것이 오히려 역효과가 난다고 판단된다. 이 시험결과 수치는 사면 절취시 육안관찰과 지질도 작성결과를 이용하여 분석할 때 댐 설계 기준인 1 Lugeon 이하의 경우가 되어, 괴상(Massive)의 차수성이 어느 정도 확보된 암반으로 평가할 수 있다. 따라서 댐체 구조물 사면부에 RIM 그라우팅의 실시 결정기준은 암반상태에서 1 Lugeon 차수성이고, 시멘트 주입량 역시 1 kg/m을 기준으로 하여 RIM 그라우팅 실시여부를 결정하는 것이 바람직하다고 판단된다.

• 터널과지하공간
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• 제13권1호
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• pp.6-19
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• 2003

터널의 막장면 조사에서 조사결과의 객관성을 증대시키고, 지반특성에 적합한 지보패턴 및 보강공법을 제시하기 위하여 본 연구를 수행하였다. 본 연구에서는 퍼지집합이론과 뉴로퍼지기법 등을 적용한 prototype의 터널 안정성평가 시스템(NFEST)을 개발하였고, 36개의 막장관찰자료들을 대상으로 신뢰성을 평가하여 비교적 만족한 결과를 얻을 수 있었다 본 연구의 결과를 요약하면, (1) 터널 지반평가의 용이성을 위해 국내 기술자에게 익숙한 RMR분류를 근거로 12개 평가항목을 제안하였다. (2) 12개 평가항목에 의해 추론된 RMRinf값과 산술합에 의한 RMRorg값 그리고 조사자의 주관적 판단에 의한 RMRinf값 사이의 상관계수(│R│)는 각각 0.83과 0.79로 비교적 높은 상관성을 나타내었다. (3) 터널 막장면에 대한 종합적인 안정성은 RMRinf(│R│=0.7)와 암반풍화정도(│R│=0.84)에서 비교적 양호한 상관성을 나타내었다.