• 지질공학
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• 제12권3호
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• pp.257-271
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• 2002

공주대학교 내의 3개 시추공을 대상으로 열원 공급 방식의 유속 측정기를 이용하여 자연 유속 및 양수 유발 유속을 측정하였으며, 자료 분석을 통하여 수리전도도의 수직적인 분포를 추정하였다. 자연 상태에서 시추공을 통하여 유입 또는 유출되는 지하수의 양은 1~2m$^3$/day로 균열 암반의 경우 시추공에 발달된 투수성 단열들을 통하여 많은 양의 지하수가 유동되고 있음을 관측하였다. 유속 측정으로부터 계산된 구간별 수리전도도는 동일 시추공에서 실시한 수압시험으로부터 구한 값과 유사한 경향을 보였다. 시추공 영상촬영 자료 분석 결과 투수성 단열이 발달된 구간은 유속 변화가 큰 구간과 일치하였다. 수질 검층 결과 일부 구간에서 상이한 수질 특성을 갖는 지하수의 유입에 의해 불연속적인 수질 변화가 나타났으나, 유속 측정 결과와 비교할 때 투수성 단열의 위치를 파악할 수 있는 능력은 현저하게 떨어지는 것으로 분석되었다.

• 터널과지하공간
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• 제23권4호
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• pp.261-270
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• 2013

본 연구는 삼차원 지질 모델링 소프트웨어 개발의 일환으로 불연속면의 구조기하형태에 대한 삼차원적 해석 및 가시화를 수행 할 수 있는 새로운 소프트웨어 모듈을 개발하는 데에 목적이 있다. 불연속면 연결구조의 삼차원 해석 및 가시화 알고리즘을 바탕으로 개발된 소프트웨어는 C++언어 기반의 MFC 및 OpenGL 라이브러리를 응용하여 Microsoft Visual Studio 상에서 제작되었다. 개발된 소프트웨어는 BOUNDARY, DISK3D, FNTWK3D, CSECT, BDM 등의 모듈을 포함하며 각각의 모듈은 해석영역 구성, 불연속면 네트워크 시스템의 가시화, 등가파이프의 산정, 단면도 작성, 시추공 자료 관리 등 절리성 암반의 삼차원 구조기하형태 해석에 관련된 다양한 기능을 수행한다. 이 연구에서 개발한 불연속면 연결구조의 삼차원 가시화 및 해석 소프트웨어는 불연속체 기반의 암반강도 및 변형성에 관한 연구, 수리지질학적 특성에 관한 연구 및 사면안정 연구를 수행함에 있어서 활용도가 높을 것으로 판단되며 국내 소프트웨어 산업의 경쟁력을 높이는데 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

• 터널과지하공간
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• 제24권1호
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• pp.55-66
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• 2014

본 연구에서는 절리구조의 기하학적 특성을 분석하기 위해 사진측량기법을 효율적으로 현장에 적용하기 위한 절리조사 시스템을 개발하였다. 개발된 시스템은 하드웨어와 해석 소프트웨어로 구성된다. 하드웨어는 암반 절리구조의 영상촬영을 위한 영상 촬영 시스템, 카메라의 촬영방향과 높이를 제어하는 촬영방향 제어 시스템, 그리고 카메라 매개변수 중 회전각 성분을 측정하기 위한 디지털 컴퍼스로 구성되었다. 해석 소프트웨어는 사진촬영을 통해 얻어진 이미지 자료로부터 절리의 방향성, 밀도 및 평균 길이를 분석하기 위해 개발하였으며 JointeXtractor로 명명하였다. 개발된 시스템을 암반 상부와 수목이나 낙석방지 울타리의 설치로 인해 접근이 어려운 지역 등 수작업 조사자가 측정할 수 없는 경우의 현장에 적용한 결과 절리의 방향성 및 밀도, 평균 길이를 정량적으로 분석할 수 있었다.

• 터널과지하공간
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• 제24권1호
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• pp.46-54
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• 2014

암반 구조물의 안정성에 결정적인 영향을 미치는 절리의 특성을 파악하기 위해서는 일반적으로 직접전단시험을 통한 연구가 수행되고 있으나, 본 연구에서는 3차원 개별요소법에 근거한 3DEC을 사용하여 직접전단시험을 수치해석적으로 수행하였다. 톱니각과 강도가 상이한 인공 절리시험편에 대해 수직하중을 4단계로 변화시켜가며 일정수직하중 조건에서 실험실 직접전단시험으로 최대전단강도를 측정하였다. 그리고 실내시험을 통해 얻은 시험편의 역학적 물성으로 수치해석 모델링을 수행하였고, 획득한 전단강도를 실험실 직접전단시험으로 수행한 전단강도와 비교 분석하였다. 그 결과 개별요소법에 의한 수치해석은 암반의 전단거동을 잘 모사할 수 있을 것으로 사료된다.

• 터널과지하공간
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• 제25권6호
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• pp.515-526
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• 2015

터널의 안정성 평가와 경제적인 NATM 시공을 위해서는 터널의 내공변위에 대한 예측과 계측이 매우 중요하다. 본 연구에서는 계측 결과를 활용하여 굴착 전과 굴착 후에 지반에서 발생하는 변위를 추정하는 방법을 문헌조사를 통하여 제시하였다. 일반적으로 터널 건설과 관련하여 지반에서 발생하는 전체 변위량은 계측 변위값의 약 2.5배 정도일 것으로 판단되었다. 또한 본 연구에서는 암반등급이 유사한 화강암 지반에 건설된 두 터널에서의 현장 계측 결과를 분석하여 내공변위에 영향을 미치는 인자들을 분석하였다. 경주 A터널이 대전 B터널보다 변위량이 6.7배 더 크게 측정되었으며 이에 대한 원인이 제시되었다. 터널 내공변위를 예측하기 위해서는 터널 내부에서의 굴착면의 막장관찰뿐만 아니라 지표면에서의 지질구조 특성과 터널에 응력을 증가시킬 외부적인 요인에 대한 면밀한 검토가 수반되어야 한다.

• 터널과지하공간
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• 제11권3호
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• pp.225-236
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• 2001

암반 절리면의 거칠기는 전단강도 및 변형거동에 가장 중요한 영향을 미치는 요소 중의 하나이다. 절리면은 전단변형이 발생하는 동안 손상을 받게 되고 이에 따라 거칠기각은 연속적으로 낮아진다. 절리면의 수직팽창성과 강도 경화 및 연화현상도 거칠기의 변화와 관련이 있는 것으로 이해되고 있다. 따라서 절리면의 거칠기의 변화를 효율적으로 반영시킬 수 있는 수치해석 모델의 개발이 중요하다. 이 연구에서는 탄소성이론을 바탕으로 거칠기 변화를 고려할 수 있는 탄소성 응력-변형 증분식을 유도하여 절리면 거질기 변화가 절리면 전단거동에 미치는 영향을 정량적으로 평가하는데 이용하였다. 유도된 탄소성 증분식을 검증하기 위하여 수치 주기전단시험을 실시하였다. 수치시험결과 개발된 탄소성 증분식은 거친 절리면의 주기전단시험에 나타나는 일반적인 현상들을 모사하는데 효과적임을 알 수 있었다.

• 지질공학
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• 제17권4호
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• pp.655-664
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• 2007

터널의 설계 시 변형계수, 포아송비, 내부마찰각, 점착력 등의 지반특성치가 이용되는데, 이 중 변형계수는 터널변위에 가장 큰 영향을 준다. 그러나 암반의 변형계수는 불연속면과 시료크기 등의 영향으로 시험으로 결정하기 매우 어렵기 때문에 주로 경험적인 방법에 의존하고 있다. 본 연구에서 현장조사, 실내시험, 및 시추조사를 통해 얻은 지반특성치에 근거하여 수치해석을 실시한 결과, 계산된 변위와 현장 계측치가 일치하지 않았다. 그래서 변형계수를 변화시키면서 반복해석을 실시하여 변형계수와 터널변위의 상관성을 구하였으며, 상관관계식은 2 터널에서 얻어진 자료에 근거하여 적합성을 검증하였는데, 이 현장에서는 암반의 변형계수가 암석 탄성계수의 약 $30{\sim}40%$정도인 것으로 보인다.

• 대한토목학회논문집
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• 제37권4호
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• pp.637-645
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• 2017

제주도는 여러 차례의 화산활동에 의해 형성된 섬으로 불규칙한 화산암층 구조를 가지고 있다. 해상풍력발전기와 같은 구조물은 기초에서부터 하중 작용점까지의 거리가 멀고 상대적으로 큰 수평하중이 작용하여 매우 큰 전도모멘트를 지지해야 한다. 이러한 구조물을 경제적으로 지지하기 위해서는 암반층이라도 말뚝기초를 시공해야 한다. 따라서 본 연구에서는 암반매입말뚝을 위한 주면고정액의 적정배합비를 찾기 위하여 물, 시멘트, 모래의 배합비를 달리하여 역학적 성능을 평가하고, 실험 결과와 기존 연구 결과를 비교분석하였다. 동일한 배합조건에서 시멘트풀과 소일시멘트보다 모르타르(잔골재 비=20~40%)의 역학적 성능이 우수하게 나타났다. 이 결과를 바탕으로 적정배합범위와 강도추정식을 제안하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제21권5호
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• pp.133-142
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• 2005

본 연구는 지난 5년간 개발해온 인홀 발진자를 터널 막장의 강성도 계측에 사용가능하도록 개선하는데 주력하였다. 프로브는 터널의 폭파를 위해 점보드릴로써 천공된 직경 45m의 홀에 맞추기 위하여 소형화되었다. 또한 트리거 시스템은 감속모터를 사용함으로서 편리하게 되었고, 에어 팩킹 시스템은 압축공기 없이 사용하기위한 플레이트 스프링으로 교체하였다. 이러한 개선은 프로브를 터널내부의 환경에 적합하게 만들고 추가되는 비용 없이 실험하기 위함이다. 프로브와 테스트 과정은 암반의 강성을 측정하기 위해 터널의 막장의 수평 홀에 성공적으로 적용되었다. 측정된 전단파 속도는 터널 해석을 위한 암반의 변형 특성을 측정하는 것에 사용될 수 있다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제20권1호
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• pp.5-12
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• 2004

본 연구는 암반에 근입된 현장타설말뚝의 화강암과 콘크리트의 부착면에서의 전단거동을 이해하려는 데 있다. 암반에 근입된 현장타설말뚝의 전단거동을 실내에서 실험하기 위해서는 현장에서의 전단거동을 모델링 해야 한다. 따라서, 말뚝의 축방향 대칭성을 고려해 암반에 근입된 전단면을 2차원으로 모델링함으로써 일정수직강성도(conctant normal stiffness; CNS) 조건의 전단시험을 실시할 수 있다. 본 논문에서는 국내 화강암을 대상으로 거칠기, 암의 강도, 응력경계조건 등을 고려하여 암-콘크리트 접촉부에 대한 일정수직강성도 전단시험을 수행하였다. 실험결과 각 변수(요철부의 경사각 및 높이, 수직강성도)에 따른 전단특성(첨두전단강도, 전단응력, 수직응력)은 물론 팽창현상(dilation) 등을 관찰할 수 있었다. 시험결과에 따르면 첨두 전단강도는 요철부의 경사각이 증가할수록, 그리고 수직강성도가 증가할 수록 증가하는 것으로 나타났으며, 팽창량은 요철부의 각도가 클수록 수직강성도가 작을수록 크게 나타났다.