• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제15권3호
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• pp.345-356
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• 2013

본 연구에서는 SPH(Smoothed Particle Hydrodynamics) 코드를 사용하여 TBM에 장착되는 디스크커터에 의한 암석의 절삭과정을 모사하였다. 이를 위하여 본 연구에서는 3차원 FEM 해석 상용프로그램인 AUTODYN3D를 사용하였으며 이를 통해 국내 황등화강암을 대상으로 총 25개의 절삭조건에 대한 수치적인 절삭시험을 수행하였다. 암석과 디스크커터를 각각 라그란지안 솔버와 SPH 솔버를 사용하여 3차원 형상으로 모델링 하고 두 개의 디스크커터가 순차적으로 암석을 절삭하도록 모델링 하였다. 수치해석과 LCM시험에서 측정한 디스크커터의 작용력은 오차 10%이내의 값을 보여 대체로 일치하는 것으로 나타났고 균열의 전파양상과 암석의 파쇄양상 또한 유사한 것으로 나타났다. 또한 절삭된 최적 커터간격을 측정한 결과 LCM시험 결과와 일치하였다. 이를 통해 SPH코드를 사용한 수치해석기법의 적용성을 확인할 수 있었으나 해석시간을 단축하기 위한 Lagrange-SPH코드의 커플링에 관한 후속연구가 필요할 것으로 판단되었다.

• 터널과지하공간
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• 제33권1호
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• pp.29-41
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• 2023

암석의 취성은 암석의 파쇄 및 파괴특성에 주요한 영향을 미치는 인자로 알려져 있으나, 현재까지 표준화된 정의가 없고 연구자들은 취성을 정의하기 위한 다양한 취성도의 산정방식을 제안하여 오고 있다. 암석의 드릴링 및 암반의 기계굴착과정에서도 암석의 취성은 기계굴착장비의 굴진효율 혹은 암석의 굴진저항성을 평가하기 위한 중요한 파라미터로 평가되고 있으며, 다양한 취성도와 기계굴착장비의 굴진효율 사이의 상관관계를 규명하려는 연구들이 지속적으로 수행되고 있다. 본 연구에서는 압입시험으로부터 암석의 취성도를 산출하기 위한 방법에 대하여 소개하고, 압입시험에서 산정되는 취성도와 기존의 암석의 일축압축강도와 간접인장강도로부터 계산되는 기존의 취성도의 상관관계에 대하여 분석하고자 하였다. 상관관계분석 결과로부터 다양한 취성도들 간의 상관관계를 확인할 수 있었으며, 압입시험으로부터 계산되는 PSI와 BI₃가 기존의 취성도들과 좋은 상관관계를 보임을 확인하였다. 또한 기존의 취성도 중에서는 B₃와 B₄가 암반기계굴착분야에서의 굴진효율 및 굴진저항성을 나타내기에 적합한 취성도인 것으로 판단되었다.

• 지질공학
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• 제4권2호
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• pp.153-168
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• 1994

지하수 개발을 위한 한국 농어촌진흥공사 충남지사의 축적 자료로부터 충청남도 지역의 지하수 개발 현황을 각 군별 지역에 따라 지질특성과 비교, 검토하였다. 조사관정 212개의 관측자료로부터는 집수면적과 양수량의 관계를 살펴보고, 개발판정 344개 관측자료로부터는 시추공 심도와 양수량 관계, 케이싱 심도와 양수량 관계, 암석종류와 양수량 관계, 그리고 선구조 분포와의 관계들을 검토하였다. 집수면적과 양수량의 관계는 일정한 관련성을 보이지 않으며, 이는 충적층보다 암반층 지하수가 많을 때는 지표의 집수면적의 영향이 작음을 의미한다. 시추공 심도와 양수량의 관계는 충적층 지하수의 경우에는 충적층이 깊을수록 지하수량이 많으나, 암반층 지하수의 경우에는 선형적으로 약간씩 증가하는 경향이 있으며, 풍화대 심도는 케이싱 심도로 추정할 수 있다. 암석 종류의 영향은 별 차이가 없으나 결정질 암석인 화강암과 편마암이 퇴적암과 편암에서보다 평균 양수량이 약간 많은 것으로 나타났으며, 이는 파쇄대 효과가 크다는 것을 의미한다. 암석종류, 케이싱 심도등이 비슷하면서도 양수량의 차이가 큰 홍성군과 부여군에서는 선구조 분포를 비교하였으며, 선구조의 교차점 밀도나 길이 밀도가 높은 홍성군의 양수량이 더 크게 나타났다. 따라서 심층 지하수 개발 방향은 집수면적이나 암석종류에 착안하기 보다는 선구조, 파쇄대 등을 파악하기 위하여 미지형 분석을 수행하고, 물리탐사 자료를 참고하여 추진함이 바람직하다고 판단된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제4권3호
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• pp.229-234
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• 2002

현재 우리 나라의 각종 건설공사에 수반되는 암반 굴착작업은 아직까지 화약류에 의한 발파공법이 주를 이루고 있는 실정이다. 이는 발파공법이 다른 굴착방법에 비하여 경제성 및 작업 효율성 등에서 효과적이기 때문이다. 그러나, 도심지에서 발파작업은 작업에 수반되는 환경 공해적 요소인 소음, 진동, 암석의 비산 및 분진 등의 끊임없는 민원발생과 많은 피해가 발생되어 미진동 및 무진동 굴착방법이 대체공법으로 사용되고 있기는 하나 이들은 경제성 및 효율성이 낮아 궁극적인 해결책이 절실히 요구되고 있는 실정이다. 따라서 본 논문에서는 백열광에 의해 유도된 열 응력 (인장 및 전단 응력)을 이용한 무진동, 무소음 암반 파쇄공법의 특성, 암석파쇄효과 및 경제성에 대하여 검토하였다. 본 연구에서 백열광에 의한 암반굴착방법은 500Kw의 전력소비로 $16ft{\times}16ft$정도의 터널단면을 하루에 약 90ft 굴진이 가능한 것으로 분석되었다. 또한 본 굴착방법은 전기를 동력원으로 이용하기 때문에 화약발파에 의한 작업 중단이 필요 없으며 화이트라이트 유니트를 추가로 설치하면 굴착속도를 더욱 단축할 수 있게 된다.

• 터널과지하공간
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• 제9권4호
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• pp.315-327
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• 1999

최근들어 발파, 수압파쇄, 암반사면 등의 암반공학적 문제에 있어서 암석파괴역학이 널리 적용되고 있다. 그러나 암석 고유의 특성으로서 파괴역학에서 가장 중요한 변수인 암석의 파괴인성 측정에 관한 방법은 아직 확립되지 못한 실정이다. 본 연구에서는 기존 파괴인성 측정법과 비교하여 많은 장점을 가지고 있는 CCNBD, SCB, CNSCB 및 BDT등과 같은 디스크 형태의 시험편을 사용하여 Mode I 파괴인성을 측정하였다. 또한 CCNBD 시험편에 STCA법을 적용하여 혼합모드 및 Mode II 파괴인성을 측정하였다. 각시험에서 시험편의 두께, 지름 및 노치길이 등과 같은 치수효과가 파괴인성에 끼치는 영향을 조사하였다. 혼합모드 시험결과로부터 여러 회귀곡선을 적용하여 파괴포락선을 구하였고 시험결과를 혼합모드에서의 세 가지 파괴기준식과 비교하였다. 각 파괴인성 시험 시에 균열전파가 시작되는 하중수준을 정확히 파악하고 균열의 변형거동을 조사하기 위해 미소파괴음 측정을 병행하였다.

• 화약ㆍ발파
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• 제21권4호
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• pp.1-10
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• 2003

연암평가는 굴착난이도 평가와 관계가 많은 것을 고려할 때 굴착과 관련되는 발파와 연관 지울 수 있다. 따라서 현장에서 소량의 화약을 사용하여 누두공시험에 의해 구해진 누두지수와 발파계수를 연암의 분류요소로 사용하기 위한 시도가 이루어 졌다. 또한 현지 지반의 탄성파속도와 암석의 파쇄에 대한 저항성 나타내는 Protodyakonov의 계수도 분류요소로 사용하여 연암의 분류를 실시하였다.

• 터널과지하공간
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• 제15권4호
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• pp.264-274
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• 2005

대규모 채석을 위한 최적 발파 패턴은 파쇄 입도의 분포에 따라 추산된 최소 발파 비용에 기초하여 결정될 수 있다. 따라서 파쇄 입도의 분포를 예측하는 문제는 매우 중요하다. 파쇄 입도 분포의 예측에 사용된 모델은 현장 시험발파로부터 얻은 발파석에 대한 입도 분포와 비교 검토하여 선택하였다. 그 결과 Kuz-Ram 모델을 파쇄 입도 모델로 선정하였으며, 이 모델은 현지 암반의 상태를 고려할수 있는 발파암 계수라는 지배적 인자를 사용한다. 전체 생산 비용 산정을 위해 발파암 계수의 3차원 공간 분포의 추정은 매우 중요한 문제라 할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 대규모 발파 예정 대상 구역 전체의 발파암 계수에 대한 3차원 공간 분포를 추정하기 위해 순차적 지시 시뮬레이션을 적용하였다. 순차적 지시 시뮬레이션은 조건부 시뮬레이션의 한 종류로서, 크리깅 기법에 비해 높은 변동도 모델 재현성과 취득된 조사 자료의 분포 모델에 관한 정보를 활용함으로써 추정치에 대한 불확실성을 보다 줄일 수 있는 장점을 가진다. 발파암 계수의 3차원 분포로부터 대상 구역 전체의 발파암 TYPE을 분류할 수 있었으며, 각 TYPE별 최적 발파 패턴을 설계할 수 있었다. 또한, 지반고별 발파암 계수의 분포에 대한 정량적 정보를 제공함으로써 각 공정단계별 비용을 추산하여 공정계획을 세우는데 도움이 될 수 있다.

• 대한지하수환경학회지
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• 제1권2호
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• pp.105-112
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• 1994

수리지질계에서 지질매체에 따른 오염물질들의 분산 거동을 알아보기 위하여, 흡착 오염물질로서 Sr과 비흡착 오염물질로서 Cr-EDTA를 대상으로 화강암질암에 대한 흡착 및 확산실험을 수행하였다. 분리된 광물 및 파쇄된 암석에 대한 Sr 흡착은 pH가 증가함에 따라 더불어 증가됨을 보여준다. 또한, 용액내의 NaCl의 농도가 증가하면서 이온세기가 높아지게 되면, 시료에 흡착되는 Sr의 양은 급격히 감소하였다. 분리된 광물 시료 중에서는 흑운모와 견운모가 석영, 사장석 및 칼리장석과 같은 다른 조암광물에 비하여 Sr을 훨씬 많이 흡착하였는데, 이는 일반적으로 층상 규산염광물들이 다른 조암광물들보다 비표면적과 양이온 교환능력이 훨씬 크기 때문인 것으로 판단된다. 동일한 암석인 경우, 비흡착 물질과 흡착 물질간의 고유확산계수 값에는 거의 차이가 없었다. 이는 암석의 고유확산계수가 암석과 유체 상호간의 화학반응에 거의 영향을 받지 않음을 암시한다. 또한 암석의 고유확산계수는 공극률이 커질수록 큰 값을 보여준다. 암석의 두께가 두터워질수록 전정상정류구간(pre-steady state region)에서의 실험자료와 이론적으로 계산된 곡선 사이와의 불일치 정도는 감소하는 경향을 보여주는데, 이는 사공극 확산효과(dead-end pore diffusion effect)가 암석의 두께가 두꺼워질수록 줄어듦을 의미한다.

• 암석학회지
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• 제22권4호
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• pp.263-272
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• 2013

우리는 서부 경기육괴의 연변부에 위치한 덕적도에서 야외 지질조사와 암석기재학적 연구를 실시하여, 덕적도에 산출하는 암상을 (1) 흑운모 화강암, (2) 반상 화강암, (3) 압쇄 규암-편암, 그리고 (4) 저변성퇴적암류로 분류하였다. 흑운모 화강암은 섬의 대부분을 차지하고 있으며, 다른 암상들을 관입하고 있다. 덕적도의 동쪽 연변부를 따라 압쇄화된 반상화강암이 소규모로 산출한다. 섬의 북쪽에는 변성퇴적암이 산출하는데, 동쪽 해안가로 압쇄 규암과 편암이 호층구조를 이루고 서쪽으로는 상대적으로 변형의 강도가 약한 저변성퇴적암이 산출한다. 압쇄 규암-편암에서는 강한 파동소광과 아결정화된 석영과 함께 다량의 백운모와 소량의 녹니석 및 흑운모를 관찰할 수 있다. 이러한 광물조합은 변성도가 녹색편암상 또는 흑운모 분대에 해당함을 지시한다. 저변성퇴적암류에는 변성역암, 변성사암, 변성이암, 흑색점판암 등의 다양한 암상이 존재한다. 덕적도는 동쪽 해안으로 갈수록 암석의 종류에 관계없이 파쇄의 정도가 심해지고 일부에서는 석영이 연성전단작용에 의해 유동띠의 형태를 가지는 전단대가 발달한다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제8권3호
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• pp.74-85
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• 2003

지속적인 지하수개발 및 함양기술 사업의 일환으로 각종 암석에서 착정된 관정의 산출량을 증대시키기 위해서 12개소의 우물에 인공수압파쇄시험을 실시하였다. 시험정은 쥬라기 화강암 4개 지역에서 5공, 백악기 화산암 2개 지역에서 2공, 백악기 퇴적암 3개 지역에서 4공, 그리고 선캠브리아기 편마암 지역에서 1공을 선정하였다 12공의 시험정에서 11공은 비양수량이 7％에서 366%까지 증대되었다. 단지 백악기 퇴적암 지역의 1공만이 단층점토의 폐색으로 비양수량이 43.4%정도 감소하였다. 4개소의 군정지역에서 시험결과는 시험정으로부터 5.4m에서 82.7m까지 영향을 미치는 것으로 나타나며, 인공수압파쇄의 영향으로 사후 대수성 시험시 관측정에서 강하 폭은 적어졌지만, 균형잡힌 수위강하현상을 보이고 있다.