• 터널과지하공간
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• 제19권2호
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• pp.86-94
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• 2009

암석파괴역학과 파괴인성(rock fracture toughness) 이하의 응력확대계수(stress intensity factor)에서 균열이 성장하는 현상을 이용하여 암석 절리면의 비선형 강도특성과, 시간의 경과에 따라 파괴가 진행되는 특성을 고려한 수치해석용 3차원 절리면 요소를 개발하였다. 이 절리면 요소를 사용하여 암석 절리면 전단시험을 수치해석으로 모사한 결과, 전단응력이 증가하고 시간이 경과함에 따라 절리면 사이에 연결된 절리면 내 접점(asperity in joint)에서 암석의 파괴인성보다 응력확대계수가 작음에도 불구하고 균열이 발생하였고 시간이 경과하면서 균열이 성장, 절리면 내 접점이 파괴되었다. 이와 같이 각각의 절리면 내 접점의 파괴에 따라 절리면의 강도는 감소하고, 절리면의 전단응력은 응력경화와 응력연화 후 잔류응력에 도달하는 비선형거동을 보이면서 시간의 경과에 따라 점진적으로 파괴되었다.

• 화약ㆍ발파
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• 제36권4호
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• pp.9-15
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• 2018

발파에 의한 암석의 파쇄도는 적재, 운반과 2차 파쇄로 이어지는 후속공정에 직접적인 영향을 미치므로 파쇄도의 조절은 발파 효율성과 생산비용을 평가하는데 필수적이다. 본 연구에서는 인공절리의 방향에 따른 암석의 파쇄도에 대해 분석하였다. 갱내 암반에 수직 및 수평인공절리를 생성한 후 발파실험을 수행하였다. 생성된 암석파쇄물의 입도분포는 2차원 영상해석 프로그램인 split-desktop으로 평가하였다. 평가결과 수평인공절리가 수직인공절리에 비해 전체적인 암석파쇄물의 크기가 작게 평가되었고, 다양한 크기로 암석파쇄물이 분포하였다. 인공절리의 방향에 따라 대괴발생을 억제하고 암석파쇄물을 일정한 크기 이하로 조절 할 수 있을 것으로 판단된다.

• 화약ㆍ발파
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• 제23권2호
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• pp.37-44
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• 2005

현지암반 조건 중에서 자연상태 암석블록의 크기와 절리방향은 다른 요인들에 비해 상대적으로 암석파쇄도에 큰 영향을 미치는 것으로 최근의 연구에서 확인되었다. 이러한 최근의 연구결과를 검증하기 위해 이 연구에서는 고강도 시멘트 몰탈 재료의 축소 모형을 이용한 발파실험을 실시하였다. 실험 결과 절리간격이 같을 때 절리방향에 따라 암석의 파쇄도가 달라지며, 절리간격에 따라 파쇄도에 차이를 보이는 등 현장조사에서 얻어진 것과 같은 결과를 얻었다.

• 터널과지하공간
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• 제10권3호
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• pp.291-300
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• 2000

암반은 여러 가지 지질학적 요인들에 의해 형성된 수많은 절리면들을 경계로 하는 다양한 크기와 형상의 암석블럭들이 맞물려 평행상태를 이루고 있는 불연속체이다. 불연속 암반의 거동은 암석블럭을 이루는 무결암의 역학적 특성뿐만 아니라 암석블럭의 경계를 이루는 절리면들의 공간적 분포특성과 역학적 특성에도 큰 영향을 받는다. 불연속 암반의 거동해석을 목적으로 개발되고 있는 최근의 수치해석 기법들도 대부분 절리면의 영향을 효과적으로 해석에 반영시킬 수 있는 방법을 찾는데 집중하고 있다.(중략)

• 대한지질공학회:학술대회논문집
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• 대한지질공학회 2002년도 정기총회 및 학술발표회
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• pp.201-210
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• 2002

서울시 북동부의 서울화강암에 대한 암반 공학적 특성 중 터널과 도로 건설시 중요하게 취급되는 절리의 방향성, 절리간격, 절리밀도, 암석의 일축압축강도, 그리고 RQD 값을 수락산과 불암산지역으로 구분하여 비교, 분석하였다. 이 중 절리의 방향성, 절리간격과 절리밀도는 선조사법, 원형조사법, 그리고 면적조사법을 이용하여 야외에서 직접 측정하였다. 암석의 일축압축강도와 RQD의 측정은 시추코아의 표본이 필요하지만 이번 연구에서는 간단히 응용할 수 있는 대비공식을 이용하여 계산하였다. 측정된 대표적인 절리의 방향성은 두 지역에서 모두 3조의 방향성이 나타났으며 즉 2조의 수직정방절리와 저각으로 경사하는 1조의 판상절리로 판명되었으며 두 지역에서 서로 유사한 방향성을 갖는다. 측정된 절리밀도는 0.039-0.066/cm이었으며, 평균절리길이는 1.30-4.52m, 그리고 평균절리간격은 10.3cm에서 최대 59.6cm로 측정된 절리의 방향에 따라 변화가 심하다 또한 슈미트 해머 타격값에 근거한 절리면의 일축압축강도는 217 MPa에서 335 MPa로 매우 강한 암체였으며, 평균절리간격에 기초하여 계산된 이론적 RQD 값은 73.1-98.7%의 값을 갖는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제30권7호
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• pp.17-26
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• 2014

절리를 포함한 암반에서 터널굴착시 발생하는 내공변위는 터널의 안정성과 필요 확보공간 및 시공성을 위해서 매우 중요한 인자이다. 터널굴착시 발생할 수 있는 내공변위의 크기는 탄성계수가 큰 영향을 미치는 인자이며 특히 절리면이 터널거동을 지배하는 암반에서는 신뢰성 있는 절리암반의 탄성계수를 산정하는 것은 매우 중요하다. 절리암반의 탄성계수는 암석종류, 절리조건, 하중조건 등과 같은 많은 인자에 의해서 영향을 받는다. 그럼에도 불구하고 기존의 대부분의 연구는 암석 및 절리, 터널 굴착하중 조건 등을 체계적으로 고려하지 않고 압축하중 조건에 근거한 대략적인 경험식에 초점을 두고 있다. 그러므로 본 연구에서는 터널 굴착하중 조건에서의 절리암반의 탄성계수를 보다 합리적으로 추정하기 위하여 암석 및 절리조건을 체계적으로 고려하였다. 본 연구에서는 암석종류, 절리전단강도, 절리경사각, 절리군의 수 및 절리간격을 해석인자로서 고려하였다. 다양한 암석 및 절리조건을 고려하여 수치해석적 매개변수 연구를 수행하였고, 그 결과를 기존의 경험적인 방법들과 비교분석하였으며, 다양한 암석 및 절리조건에서의 탄성계수에 대한 변화도표를 제시하였다. 본 연구를 통해 얻어진 결과는 절리암반에서 터널굴착으로 인해 발생되는 터널 내공변위를 파악하는데 실무적으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 터널과지하공간
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• 제30권6호
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• pp.551-558
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• 2020

기존 시험법은 암석시편의 절리면 직접전단시험시 겉보기 면적의 변화를 고려해야 한다고 명시하고 있다. 본 기술보고는 암석코어 시편의 절리면 직접전단시험시 겉보기 면적 계산방법을 제시하였다. 암석코어 시편의 초기 절리면을 타원으로 가정하고, 타원의 중첩면적 감소를 계산하는 수식을 정리하였다. 전단변위와 겉보기 면적을 정규화하면 타원형상에 관계없이 일정한 변화 비율을 가지는 것을 확인하였다. 암석코어 시편 전단시험을 위한 정규화 실험상수를 제안하여 일반화된 계산방법을 제안하였다. 그 방법을 실제 전단시험의 데이터에 적용하여 결과 변화값을 확인하고, 정확도에 대해 간략히 토의하였다.

• 터널과지하공간
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• 제26권5호
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• pp.384-395
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• 2016

절리면의 전단거동 특성을 알아보기 위하여 암석종류와 거칠기가 서로 다른 110개의 자연 암석 절리면 시료에 대하여 거칠기 측정시험과 다단계전단시험을 실시하였다. 시험 암석은 석영반암, 석영안산암, 화강암, 편마암의 4가지 종류이고, 절리면은 JRC값에 따라 3가지 그룹으로 분류하였다. 거칠기 측정시험을 통해 절리면의 거칠기 파라미터를 분석하였으며, 다단계전단시험을 통해 암석종류, 절리면 거칠기, 수직응력의 변화가 각종 전단특성에 미치는 영향을 알아보았다. 절리면의 거칠기와 수직응력이 커질수록 최대전단강도와 전단강성은 증가하였고, 거칠기가 작고 수직응력이 커질수록 팽창각은 감소하였다. 절리면의 전단특성은 암석종류와 거의 무관한 것으로 나타나 모암의 강도보다는 거칠기와 수직응력에 더 큰 영향을 받았다. 또한 동일 암석 절리면에 대한 다단계시험과 직접전단시험의 결과를 비교분석함으로써 두 시험법의 특징을 고찰하였으며, 다단계시험으로 구한 팽창각은 시험 전반부의 낮은 수직응력수준에서 얻은 값만 유효한 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제16권6호
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• pp.161-172
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• 2000

자연암석절리 및 인공 절리에 대하여 일정수직응력제어, 일정 수직하중제어 그리고 무한 강성제어가 가능한 암석 절리면 전단기 시험기를 개발하였다. 이 시험기는 전단변위에 의한 첩촉면적의 변화량을 계산하여 하중변화량을 조절하여 일정수직응력상태를 유지한다. 수직하중에 따른 시험기 강성에 의한 변화향이 제어 프로그램 내에서 제어되어 순수한 시편의 변위량을 출력하도록 하였다. 전단하중에 따른 시험기 강성에 의한 변위량은 상, 하부 전단상자의 상대변위 측정으로 최소화하였다. 전단거동 중의 자유도는 전당방향에 대하여 수평이도, 연직이동, 피칭, 롤링이 가능하도록 하였다. 자연절리면을 모사한 석고시편에 대하여 일정 수직응력 제어, 일정수직하중제어 그리고 무한 강성제어 조건으로 시험하여 제어상태 검증 및 비교를 하였다. 또한 경사각이 16.7˚와 22.6˚인 톱니형 시편에 대하여 시험한 결과 경사각 16.7˚와 22.6˚는 JRC로 10과 15를 나타내었으며, 첨두팽창각이 첨두전단강도에서 발생되며, Barton의 모델과 잘 일치함을 보였다.

• 터널과지하공간
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• 제9권4호
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• pp.350-363
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• 1999

주기전단하중 하의 암석 절리에 대한 역학적 거동을 규명하기 위해 정밀 주기전단시험 장치를 설계·제작하였다. 실험실에서 황등화강암과 여산대리석 인공 절리 시료로 펑면절리와 거친 절리에 대해 일련의 주기전단시험을 실시하였다. 시료에 대한 레이저 변위계를 이용한 3차원 거칠기 측정을통해 절리의 거칠기 특성을규명하였다. 주기전단시험 결과를 통해 주기전단 과정의 단계별 거동 특성과하중과제하시의 거동 차이, 전단거동의 이방성 등을고찰하였다. 거친 절리면의 역학적 거동 특성은 주로 2차 거칠기의 영향과 암석 재료의 높은 강도에 영향을 받았다. 주기전단시 거친 절리에 대한 돌출부 손상이 지수적인 거칢각 손상 법칙을 따름을 실험적으로 검증하였으며, 수직응력파 거칠기 종류, 하중 단계에 따라 돌출부들의 손상 기구가 다름을 확인하였다.