• 지질공학
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• 제29권3호
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• pp.237-249
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• 2019

본 연구에서는 지하수의 이동에 영향을 주는 암반의 균열에 대해서 고온하에서의 다단계 압력실험을 통해 균열면의 거칠기 변화에 대한 분석을 실시하였다. 연구에 사용된 시료는 지표에서 지하 500 m 구간에서 획득한 조립질 화성암과 세립질 화성암 시료 중 심도 약 40 m와 270 m의 시료를 실험에 사용하였다. 압력은 최대 120 MPa 까지 가압을 하였으며, 단계적으로 10 MPa씩 증가하면서 실험을 수행하였다. 각 단계에서의 표면 변화를 관측하기 위해서 고분해능 3차원 다초점 레이저 스캔 현미경(Confocal Laser Scanning Microscope, CLSM)을 사용하였으며, 이를 통해서 미세한 표면의 거칠기를 확인할 수 있었다. 거칠기의 변화에 대해서는 거칠기 인자값을 기준으로 변화된 양을 계산하였다. 본 실험에 사용된 시료는 $20{\times}40{\times}5mm$ 크기를 가지고 있으며, 가압장치는 나사방식으로 압력을 가할 수 있도록 제작한 챔버를 활용하여 실험을 수행하였다. 실험결과 단계적으로 압력이 가해지는 조건에서 압력에 따른 균열면의 거칠기는 입자의 크기에 따라 다른 변화를 보이는 것으로 확인되었으며, 이러한 자료는 추후 암석의 균열면을 따라 이동할 수 있는 지하수의 흐름에 대한 예측을 위한 기초자료로 활용 될 수 있을 것으로 기대한다.

• 터널과지하공간
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• 제26권3호
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• pp.154-165
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• 2016

본 연구에서는 산성수 및 하중의 화학 역학적 영향이 암석 물성에 미치는 영향을 파악하기 위한 실내 실험을 실시하였다. 실험에서는 암석시료에 pH 및 하중조건을 부여한 후, 유효 공극률을 포함한 다양한 암석 물성 변화를 측정하였다. 실험결과, 일정한 하중조건에서 암석을 침수시킨 산성수의 pH가 낮을수록 물성 변화가 증가하는 것으로 나타났다. 이는 산성수의 pH가 낮을수록 암석과 산성수 사이의 화학반응 속도가 증가했기 때문으로 예측된다. 또한 일정한 pH의 산성수에 침수된 암석에서 가해진 하중이 증가함에 따라 암석물성 변화가 감소하는 것으로 나타났다. 이는 균열개시응력 이하의 하중에서 발생된 압축으로 암석과 산성수 사이의 화학반응 영역이 감소했기 때문으로 여겨진다.

• 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.

• 동굴
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• 제88호
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• pp.51-62
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• 2008

동굴내부의 지형변형은 동굴내의 외인적인 요인과 내인적인 요인에 의하여 발달된다. 외인적인 요인으로서 기후변동에 의한 기온의 변화와 침출수의 증감 및 외부 이입물질 등을 들 수 있으며, 내인적인 요인으로서는 암석의 공극율, 지질환경, 단층 및 습곡면의 형상, 절리 및 균열면의 유무, 동굴지천의 구배 및 유속, 층리간의 이종의 암석게재 여부 등을 들 수 있다. 동굴 시스템은 수문 물리화학적 요소에 의해 형성되며 외부 기준면 통제에 의해서 암석학, 구조학, 기후학, 생물학, 토양학 등과 밀접한 상태에서 의존적인 발달 과정을 가진다. 동혈 내부의 침식은 유수의 입력 경우 유출과정에서 형성되며, 또한 유수의 비 입력 경우유출 및 액체용액의 분출에 의해서 형성된다. 다수의 동굴학자들은 동굴은 계절마다 침수되거나 빨리 흐르는 홍수에 의한 폭우에 의해 epiphreatic 상태에서 간헐적으로 포화되는 과정을 거치며 선택적으로 발달한다고 주장하고 있다. 혼합지대 동굴의 가장 좋은 예는 현재의 카르스트 지역에서 나타나는 것이 아니라 과거 제4기의 200만년전 동안보다 해수면이 더 안정적이었던 때에 이루어진 고 카르스트(Paleo Karst)에서 발견되고 있다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권5호
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• pp.211-221
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• 2003

스웨덴$\"{A}"{s}"{p}"{o}$지하실험실에서는 방사성폐기물 처분공 사이 암반에서의 파쇄 및 안정성을 예측할 수 있는 능력을 평가하기 위해 $\"{A}"{s}"{p}"{o}$ 암주 안정성 실험 (APSE)이라고 하는 현지 가열 실험이 준비되고 있다. 계획된 시험 조건하의 암주에서의 균열 진전 과정을 합리적으로 예측하기 위해 경계요소 수치해석 코드인 FRACOD가 적용되었다. 암석경계와 무결암석 내에서의 균열 진전을 모사하기 위해 코드를 개선하였다. 또한 굴착 및 열하중에 의해 발생하는 응력분포를 FRACOD모델에 적용하기 위해 새로운 경계요소를 이용한 역해법을 개발하였다. 이 글은 계획된 시험조건에 대한 예측 모델링 결과를 제시한다. 굴착에 의한 응력분포는 암주 벽면에 약간의 균열을 발생시켰다. 120일 동안의 가열에 의해 암주 벽면 중앙부에서 전형적인 전단 균열들의 개시 및 전파가 일어났지만, 전반적으로 암주 내부는 고려되는 조건하에서 안정한 상태를 유지하였다. 기존 절리들의 존재와 균열 물성에 따른 영향이 또한 논의되었다. 해석 결과를 통해 FRACOD가 심부 터널 및 보어홀에서 취성 암반의 균열 진전 현상을 적절히 모델링할 수 있음을 알 수 있다. 취성 암반의 균열 진전 현상을 적절히 모델링할 수 있음을 알 수 있다.

• 한국방사성폐기물학회:학술대회논문집
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• 한국방사성폐기물학회 2006년도 학술논문요약집
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• pp.155-155
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• 2006

• 터널과지하공간
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• 제13권6호
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• pp.444-454
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• 2003

최근 TBM등의 기계식 터널 굴착에 널리 사용되는 커터 디스크 관입에 의한 암석 파쇄 기술은 커터디스크 관입에 따라 국부적으로 높은 응력이 발생하고 미소균열이 생성 및 전파되는 과정이며, 이러한 현상은 암석의 불균질성에 기인한다. 따라서 본 연구에서는 수치해석적으로 TBM에 의한 파괴 메카니즘을 규명하기 위하여. Weibull 분포함수를 이용하여 암석의 불균질 강도 물성을 고려하였으며, 파괴후 물성 저하를 고려하기 위하여 저감지수를 도입하였다. 본 연구결과로부터 단일 커터 디스크 관입시 측압이 매우 중요한 영향을 미치며, 측압이 작을수록 관입에 저항하는 강도는 약하여 커터 디스크와 접촉하는 면과 수직한 방향으로 파괴가 잘 발생하고 측압이 클수록 암석 표면을 따라 chipping 현상이 잘 나타났다. 또한 두 개의 커터 디스크가 작용하는 경우 파괴영역이 전파되고 상호 연합되어 최종적으로 파괴가 발생하는데, 커터 디스크 간격이 70 mm인 경우가 40 mm와 100 mm인 경우 비해 좋은 파쇄효율을 나타내었다. 이상의 결과로부터 커터 디스크 관입에 의한 암석의 chipping 과정 및 메카니즘의 이해와 TBM 터널 설계를 위한 다양한 검토를 해석적 기법으로서 제시할 수 있을 것으로 기대된다.

• 보존과학회지
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• 제17권
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• pp.39-56
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• 2005

청계천의 광통교를 이루고 있는 주 구성 암석은 조립질의 흑운모화강암으로 대부분 홍색을 띠나 후기에 보수할 때 사용된 것으로 생각되는 것들은 회색을 띠는 것도 있다. 이 암석의 주 구성광물은 석영, 사장석, 미사장석, 정장석, 그리고 흑운모 등이며 백운모와 견운모는 장석류의 변질물로, 그리고 녹니석은 흑운모의 변질물로 소량 산출된다. 이러한 변질작용에는 풍화작용도 포함되어진다. 이들 암석들은 심한 풍화작용, 오염된 하수, 그리고 차량통행에 의한 진동과 하중의 영향에 의해 심하게 훼손되어 있다. 훼손양상 중 중요한 것들을 보면 표면박리, 입자박락, 변색, 유기물 및 중금속 원소들의 오염 그리고 균열과 파손 등을 들 수 있다. 풍화와 오염에 의한 암석의 지화학적 특징의 변화를 알기 위하여 XRD와 SEM/EDX보를 이용하여 분석하였다. 이러한 분석 결과는 풍화와 오염물질들에 의해 점토광물, 석고 및 인회석 등이 2차적으로 주로 생성되어 있으며 매우 드물게 소금(NaCl)과 방해석 결정도 생성되어 있음을 보여 주고 있다. 이들은 Ca, P, S 및 Cl과 F 등이 오염물질로 도입되어 2차 생성광물들을 형성시킨 것으로 판단된다. 또한 Cr, Pb, Pd, W, La, Zn 및 Nd등과 같은 중금속 원소들도 부분적으로 오염물질로 암석표면에 흡착되어 있음을 나타내고 있다. 부재들 간의 접촉부들은 많은 경우 가장자리들이 작게 깨어져 나가거나 파손 또는 균열들이 발달되어 있는데 이들은 주로 차량 통행에 의한 하중과 진동의 영향에 의한 것으로 판단된다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제14권4호
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• pp.324-334
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• 2011

석모도에서 산출되는 암석시료를 이용하여 파괴강도를 5단계로 나누고 하중을 증가시키면서 손상 진행에 따른 P-, S-파 속도의 변화 특성을 고찰하였다. 재하 전 상태에서부터 일축압축강도의 95%까지 하중을 받은 9개의 수포화 시험편들이 1시간 동안 상온에서 건조되어 가는 동안 탄성파 속도는 암종별로 변화폭이 상이하였으며, P-파의 경우 0.9 ~ 18.3%, S-파 속도는 2.8 ~ 14.8% 로 큰 차이를 보였다. 하중에 의해 건조한 암석에 미세균열이 발생하면 P-파 속도가 일률적으로 감소하는 현상과는 달리, 수포화 암석의 경우는 균열생성에 의한 속도 감소 요인과 수포화에 의한 속도 상승요인의 상호작용에 의해 속도 증감 양상이 매우 복잡하게 나타나지만 대부분의 경우에서 전반적으로 재하 초기단계에서는 속도가 증가하다가 나중에는 감소하는 경향을 보였다. 감소가 시작되는 시점도 암종별로 1 ~ 4단계로 다양하다. 파괴 후에도 형태를 보존한 25h-2와 29-2 시료에 대해서 파괴후의 속도를 측정한 결과는 현저한 공극율의 상승과 함께 탄성파 속도도 현저히 감소하였다. 조암광물별로 보면 석영 함량이 증가하면 탄성계수가 커지며 층상구조형 규산염광물이 증가하면 탄성계수는 작아지는 경향을 보였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제21권9호
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• pp.1452-1461
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• 1997

The hot press apparatus to obtain the solidified rocks with 60mm of diameter against rock waste was developed, and the optimum conditions for solidification were founded out, of which were 300.deg. C of temperature and 1hr of holding time. The solidified rocks reinforced with the fibers (carbon, steel) were made by means of a hydrothermal hot press method. Fracture toughness of those was obtained using the round compact tension(RCT) specimens. Load and displacement behaviours of the solidified rocks reinforced with the fibers were dependent upon the fiber volume fraction and kind of the fibers. Strength and fracture energy of the solidified rocks with steel were much larger than those of the solidified ones with carbon because of the Bridge's effect, multiple cracking and crack branching phenomena.