• 터널과지하공간
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• 제16권3호
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• pp.259-276
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• 2006

큰 초기응력을 받는 암반에서의 파괴 과정은 굴착경계에 평행하게 발생하는 응력 유도 균열에 의해 지배된다. 특히 지압의 절대크기가 암반 강도의 일정 비율 이상이 되면 응력 집중에 의한 암반의 취성 파괴를 유발하고, 이러한 현상은 터널 굴착 시 발생하는 파괴음과, 굴착면에 평행한 형태로 암편이 탈락하는 취성파괴 현상을 동반한다. Mohr-Coulomb과 같은 기존의 구성 모델은 일반적으로 마찰각과 점착력을 일정한 값으로 가정하므로, 점진적인 암반의 취성파괴 현상을 모사하기 어렵다. 본 논문에서는 일반적인 수치해석 코드에서 취성파괴를 잘 모의할 수 있는 것으로 알려진 CW-FS 모델을 사용하여 유류 저장공동 주변 암반에 대한 수치해석을 실시하고, 그 결과를 선형 Mohr-Coulomb 모델의 결과와 비교하였다. 또한 마찰각과 점착력 성분의 전단 소성변형률 한계를 변화시키면서 해석을 실시하여, 유류 저장공동에서 관찰된 취성파괴와 비슷한 양상을 보이는 해석 결과를 찾아보았다. 결과적으로 CW-FS 모델은 견고한 암반에서의 취성파괴를 모의하는데 있어 적절한 해석방법이라는 것을 알 수 있었다.

• 한국암반공학회:학술대회논문집
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• 한국암반공학회 2001년도 춘계학술발표회 논문집
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• pp.118-131
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• 2001

우리 나라의 양수발전소는 지금까지 단일공동을 굴착하였다. 그러나 양양 양수발전소는 두 개의 대공동 즉, 발전소와 주 변전소로 구성된다. 이 경우 공동 구조물의 안정성, 특히 두 공동사이에 형성되는 암주를 영구적으로 안전하게 유지 할 수 있도록 보장되어야 한다. 본 연구에서는 개별요소법을 이용하여 두 공동과 암주의 구조적 안정성을 평가하였으며, 구성모델로 Barton-Bandis의 절리모델을 이용하였다. 현지 암반의 초기응력, 자연절리면의 거칠기계수 불연속면의 공간적 분포 특성과 같은 중요한 요인들은 현지 조사를 통하여 구하였다. 이외에 두 가지 경우 즉, 무보강과 보강의 경우 지보시스템의 최적화를 분석하였으며, 또한 보강효과를 검토하였다. 연구결과 보강의 경우 수평변위와 절리의 전단변위가 감소되었으며 암주내 이완영역 역시 감소됨을 확인하였다. 두 공동사이에 있는 약 36m 두께의 암주에 적절한 보강조치를 취하여 안정성을 확보할 수 있었다.

• 터널과지하공간
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• 제5권1호
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• pp.11-21
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• 1995

일반적으로 NATM공법에서 지보의 설계는 암반반응곡선의 개념을 통해 수행된다. 그러나 암반반응곡선은 암질이 좋고 과지압에 의한 문제가 심각하지 않은 지역에 적용되며, 따라서 주로 불연속면에 의해 암반의 거동이 영향을 받는 지역에서는 시공과정에 직접 적용하기가 힘들다. 본 연구에서는 암반 블록에 대한 블록반응곡선을 연구하여, 블록반응곡선상에서 지보를 설계하였다. 각각의 차분시각에서의 변위와 응력을 얻기위해서 개별요소 프로그램인 UDEC을 사용하였다. 블록은 Mohr-Coulomb 모델이며, 불연속면은 Barton-Bandis 모델이다. 블록과 불연속면의 물성은 실험실 실험을 통하여 구하였다. 블록반응곡선을 이용한 지보설계과정을 이해하기 위하여 간단한 모델분석을 실시하였다. 동일한 형상의 키블록이 공동의 천장, 측벽, 바닥에 존재할 경우, 각 블록의 안정성 판단 및 지보의 설계를 실시하였다. 또한 초기지압의 영향을 알아보기 위하여, 측압계수(K)를 달리하여 해석해보았다. 현재 건설중인 공동에 대한 안정성 판단 및 지보설계를 블록반응곡선을 이용하여 설계하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제10권2호
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• pp.119-128
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• 2008

원형수직구의 경우 지형적인 요인과 지반의 불균질성으로 인하여 등분포의 대칭하중이 작용하는 경우보다는 비대칭의 편하중이 작용하는 경우가 많을 것으로 예상된다. 지금까지 지반조건에 따른 원형수직구 벽체에 작용하는 편하중 산정을 위한 정량적인 연구는 미흡한 실정이다. 본 연구에서는 불연속암반의 불균질성을 고려한 불연속체 해석을 통하여 이방성 거동에 따른 원형수직구 벽체에 작용하는 편하중 분포특성을 분석하였다. 또한, 깊이에 따른 암반등급 및 초기응력이 편하중에 미치는 영향을 분석하였다. 검토 결과 절리특성에 따라 양호한 경암반에서는 25%이하의 편하중이 발생하는 것으로 분석되었으며, 수직구 깊이에 따른 암반등급의 영향을 검토한 결과 경암의 편하중비는 25%이하, 연암에서는 $30%{\sim}40%$로 나타났다. 또한, 풍화가 진행된 파쇄연암의 편하중비는 $40{\sim}50%$로 나타났다. 깊이 100m의 경암반에 대하여 초기응력을 나타내는 측압계수(Ko)를 변수로 한 불연속체 해석을 수행하였다. 해석 결과 측압계수가 2.0보다 작은 경우의 편하중비는 약 25%의 값을 나타내나 측압계수가 2.0보다 큰 경우에는 편하중비가 점차 증가하는 경향을 나타냈다.

• 터널과지하공간
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• 제17권2호
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• pp.90-101
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• 2007

최근 지하공간개발의 증가와 한께 상부저수지에 저장된 물을 하부저수지고 낙하시켜 발전하는 지하양수 발전소의 건설도 지속적으로 이루어지고 있다. 이거한 지하양수발전소를 건설할 때, 구조물의 효율적이고 안전한 설계 시공 및 유지를 위해서 설계단계에서 암석과 암반의 공학적 특성 및 대상지역의 지압상태 등을 명확히 파악하는 것은 매우 중요하다. 본 논문에서 소개하는 양수발전소는 심포 $320{\sim}375m$에서 건설되고 있으며, 구조물의 안정성 검토를 위하여 굴착예정지 암반에 대해 오버코어링법을 이용한 초기응력측정, 공내재하시험 및 암석의 물성시험을 실시하여 설계에 필요한 기초자료를 획득하였다. 이를 바탕으로 수치해석을 실시하여 기존 지보재 설계의 적정성을 판단하였고, 불안정성으로 판정된 부분에 대해서는 추가로 보강설계를 하였다. 추가 보강설계 결과, 공동 전체에서 안정성을 확보하였고 현재 순조롭게 굴착이 이루어지고 있는 상태이다.

• 터널과지하공간
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• 제17권6호
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• pp.438-447
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• 2007

본 기술보고서는 Lisbon에서 개최된 2007 ISRM Congress에서 발표된 논문을 소개한 것이다. 이는 SRM(합성암반체)에 관한 연구결과이며, 이의 중요성과 향후 잠재력을 강조하고 있는 Fairhurst 교수가 직접 발표한 논문이다. 절리 암반의 특성을 규명하는 SRM 접근법은 현존하는 경험적 접근법이나 절리 암반의 거동에 대한 현재의 이해정도와 관련지어 재검토된다. 이 재검토 논문에서 절리 암반의 역학적 거동에 영향을 미치는 주요 요소들이 어떻게 고려되는가를 기술하며, 또 SRM 접근법이 상당히 발전되어 현장에 적용된 사례를 보여준다. PFC-3D에서 BP 모델링과 DFN 모사법 등의 두개의 잘 정립된 방법에 기초를 두고 있는 이 기법은 새로운 미끄러지는 절리모델을 사용한다. 이 모델은 모든 응력경로에 의하여 힘을 받고 있는 수천개의 기존 절리를 포함하는 대규모 암반체를 모사할 수 있게 하는 것이다. 암반의 강도 및 취성도, 완전 순응 행렬의 전개, 그리고 초기의 파쇄 등이 SRM 시험에서 얻어지는 결과이다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제27권2호
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• pp.35-42
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• 2011

현장타설말뚝의 하중전이분석 시, 말뚝에 작용하는 잔류응력은 종종 무시되어 왔다. 그러나 말뚝에 작용하는 초기 하중를 무시함에 따라서 분석된 하중전이거동이 실제 하중전이거동과 상이하게 나타나는 결과를 초래하기도 한다. 이러한 현장타설말뚝에 작용하는 잔류응력은 콘크리트의 수축/팽창 또는 지반의 특성에 영향을 받는 것으로 몇몇의 연구결과에 의하여 나타났다. 본 연구에서는 암반에 근입된 현장타설말뚝을 시험시공하여 잔류응력을 측정하고 분석 하였으며, 이에 따른 잔류응력에 미치는 요소들에 대하여 검토 분석하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제15권4호
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• pp.185-205
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• 1999

유류비축용 지하저장공동의 설계를 위하여 수압파쇄시험에 의한 현지암반내 초기응력 해석이 수행되었다. 부지 내 2개의 경사 시추공에 대해 수행된 금번 시험은 국내 기술진에 의한 지하비축기지 적용의 첫 사례이다. 또한, 경사공 해석기법을 처음으로 도입하여 수직공 해석기법에 의한 결과와 비교, 해석기법의 타당성을 검증함으로써 향후 수압파쇄시험의 적용범위 확대를 기대할 수 있었다. 특히 인근 지역이라도 지형적 또는 지질학적 특성에 따라 초기응력의 크기는 달라질 수 있음을 보여주었으며, 동일 시추공 내에서라도 구조선 등과 같은 뚜렷한 불연속면이 있을 경우초기응력의 방향이 심도에 따라 변화될 수 있음을 보여주었다.

• 터널과지하공간
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• 제1권2호
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• pp.218-228
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• 1991

Natural stress measurements have been made at two sites at the depth of 280m from surface by means of stress relief overcoring methods using three directonal deformation gage. Attempts have been made to determine the state of natural stress in the rock and provide useful basic data to investigate the stress distribution and the determination of yield zone around powerhouse cavern. The magnitude and the direction of the miximum principal stress obstained from in-situ stress measurements is -96.1kgf/$\textrm{cm}^2$ and N38$^{\circ}$W, N35$^{\circ}$W respectively. Vertical stresses are in approximately agreement with the theoretical value. The ratio of measured to theoretical stresses are 85% at two sites. The ratio of average horizontal to vertical stresses(k=($\sigma$h)ave/$\sigma$v is 1.07.

• 지질공학
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• 제8권3호
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• pp.225-234
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• 1998

지하공동의 거동은 굴착전에 암반에 존재하는 초기응력의 크기와 굴착에 따른 공동주변에서의 응력재분배에 많은 영향을 받는다. 암반과 같은 탄소성 재료인 경우 굴착으로 인한 공동주변의 거동은 응력경로의 영향을 받기 때문에 굴착방법과 순서 등에 따라 해석결과는 달라지게 된다. 따라서 지하 원자력발전소, 방사성폐기물 영구처분시설, 원유비축시설 등과 같은 대단면을 갖는 지하공동을 보다 합리적으로 설계하기 위해서는 해석과정에 굴착으로 인한 영향을 반영하는 것이 바람직하다. 본 연구에서는 굴착으로 인한 응력변화를 파악하기 위해서 유한요소법과 개별요소법에 의한 수치해석을 각각 수행하였다. 해석결과를 분석한후 합리적인 굴착단면형상, 굴착방법 및 순서, 지보효과, 다공동 굴착시 인접공동의 굴착으로 인한 영향 등을 검토하였다.