• 자원환경지질
• /
• 제49권1호
• /
• pp.31-41
• /
• 2016

본 연구는 절리의 방향분포가 절리성 암반의 수리적 특성에 미치는 영향을 평가하기 위하여 등가파이프 연결구조에 기반을 둔 이차원 DFN(discrete fracture network) 유체유동 해석 프로그램 코드를 개발하고 수치실험을 수행하였다. 수치실험에 사용된 이차원 DFN 시스템은 경계효과를 고려하여 $32m{\times}32m$ 영역의 중앙에서 $20m{\times}20m$ 크기의 DFN 블록이다. 두 절리군을 사용하여 절리의 빈도와 길이분포를 고정하고 절리군 선주향의 평균과 표준편차를 달리하며 추계론적으로 생성한 총 15개의 DFN 블록에 대하여 매 $30^{\circ}$ 간격으로 회전하면서 총 12 방향으로 구현한 총 180개 DFN 블록에서 블록수리전도도가 산정되었다. 또한, 각각의 DFN 블록에서 이론적 블록수리전도도, 주 수리전도도텐서 및 평균블록수리전도도를 추정하여 비교분석한 결과, 절리군의 평균 교차각이 작을수록 절리 방향분포의 변동성이 이차원 DFN 시스템의 등가연속체 취급 가능성 및 블록수리전도 특성에 더욱 영향을 미치는 것으로 평가되었다.

• 터널과지하공간
• /
• 제22권1호
• /
• pp.43-53
• /
• 2012

개착면의 방향성과 규모가 점진적으로 변화되는 개착사면의 안정성을 지반의 암석학적, 구조적 및 역학적 특성을 종합적으로 고려한 횡단면 분석기법을 활용하여 분석하였다. 시추작업을 수행하여 획득한 코어시료를 관찰하여 사면지반의 암석학적 취약성을 조사하였으며, 시추공 내 BIPS 영상을 획득하여 사면 내부의 구조적 특성을 규명하였다. 시추코어 및 코어절리시료를 이용한 암석실험을 통해 사면 지반의 공학적 특성을 분석하였다. 평사투영해석을 수행하여 잠재적인 사면거동 양상과 거동유발 절리들을 분석하였으며, 거동유발 절리들의 트레이스 분포를 개착 형상이 고려된 횡단면상에 도시하였다. 횡단면에 분포된 평면파괴 절리들이 기저면을 형성하는 평면블록들을 절리 트레이스 분포를 고려하여 설정하였다. 횡단면 상에서 심도별 평면블록들의 안정성과 적정 안전율을 유지하기 위하여 요구되는 지보량을 산정하여 최적 사면 설계안 수립에 대한 횡단면 기법의 활용성을 고찰하였다.

• 터널과지하공간
• /
• 제22권6호
• /
• pp.393-402
• /
• 2012

정상부가 개착된 암반사면에 지중경사계를 설치하여 개착사면의 내부 거동을 계측하였으며, 국지적으로 배후면 방향으로의 거동이 관찰되었다. 사면 거동, 특히 배후면 방향으로의 거동을 유발시키는 원인을 분석하기 위하여 시추작업을 수행하였다. 추출된 시추코어를 관찰하여 사면 암반의 암석학적 취약성을 조사하였으며, 공내 BIPS 영상을 취득하여 암반의 구조적 특성을 분석하였다. 코어 절리 시료를 이용하여 불연속면의 역학적 특성을 측정하였으며, 탄질물이 협재된 절리 시료에 대한 직접전단시험을 수행하여 전단강도를 측정하였다. 사면 거동에 대한 계측결과를 사면 암반과 탄질물이 협재된 절리들의 구조적 및 역학적 특성을 종합적으로 고려하여 해석하였으며, 절리에 협재된 탄질물 및 팽윤성 점토광물의 존재에 의해 국지적인 사면거동이 지배될 수 있는 잠재성을 확인하였다.

• 터널과지하공간
• /
• 제12권1호
• /
• pp.10-18
• /
• 2002

암반 구조물의 거동에 있어 지배적인 영향을 마치는 3차원 암반 절리계의 정의는 2차원 혹은 3차원 불연속 암반 거동의 예측을 위한 수치해석 시 매우 중요하다 .3차원 절리계의 정의에 있어 현실성을 높이기 위해서는 기본적인 절리 기하학적 속성에 대한 객관적이고 정확한 통계량 추정이 필수적이다. 이에 본 연구는 절리 기하학적 속성 중 절리 크기 및 밀집도를 중심으로 통계적 분석기법에 대해 제안하고 , 절리 크기 및 밀집도의 추정에 필요한 관계식을 유도하였다 .3차원 공간상에 위치하는 절리 기하는 위치, 크기, 밀집도, 방향의 결합된 형태로서 정의할 수 있다. 그러나, 조사방법 및 자료의 차원 한계 (dimensional limit)로 인해 3차원 기하학적 속성은 확률론적이다. 따라서, 절리 크기의 추정 시 차원 한계로부터 발생할 수 있는 여러 편향들을 보정하기 위한 기법을 논의하였고, 업체해석학적 기법을 도입하여 절리 크기의 통계량으로부터 3차원 밀집도를 유도하였다.

• 터널과지하공간
• /
• 제13권3호
• /
• pp.207-214
• /
• 2003

암반 사면에 대한 DEM(Digital Elevation Model)을 추출하기 위한 원거리 측정의 일반적인 방법은 laser scanner를 이용하는 방법과 수치사진측량 방법이 있다. 본 연구에서는 두 가지 기법을 적용하여 하나의 사면에 대해 DEM을 추출한 후, 각각의 기법을 통해 얻은DEM을 중첩시켜 그 차이를 분석함으로써 수치사진측량 기법의 적합성 및 개선점에 대해 살펴보았다. 이는 암반 사면의 절리 방향성을 측정하여 절리 구조를 파악하거나 사면형상 보존을 위한 DEM 추출하는데 적용할 수 있으며, 사면의 변화양상분석에 사용될 수 있다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제25권10호
• /
• pp.17-30
• /
• 2009

지하에 공동을 건설하는 터널 공사의 경우 초기 응력의 집중 및 발파와 같은 시공단계에서의 과도한 에너지의 적용으로 인하여 주변 암반에 손상을 발생시킨다. 이러한 손상의 발생은 터널에 작용하는 하중 및 터널 주변 암반의 흐름조건에 상당한 영향을 끼친다. 이러한 이유로 터널 주변에 발생하는 손상구간에 대하여 다양한 연구가 수행되었다. 본 연구에서는 유사암석으로 제작된 공동이 존재하는 절리모델의 이축압축실험을 통하여 공동주변의 손상발생을 연구하였다. 절리면은 수평면과 $30^{\circ}$, $45^{\circ}$, $60^{\circ}$의 조건으로 형성되었으며, 초조강시멘트 재료를 이용하여 유사절리모델을 제작하였다. 이축압축 실험결과 공동주변에서는 절리면에 수직한 방향으로 인장균열의 발생이 관측되었으며, 균열의 진행으로 인하여 암반블록이 형성되었으며, 진행하는 인장균열이 다른 절리면에 도달하여 암반블록이 완전히 형성된 경우 탈락하는 과정을 보였다. 이러한 인장균열의 진전은 절리면의 각도에 따라 상이한데 절리면의 각도가 클수록 안정적이며 진행성의 균열 진전 양상이 관측되었다. 이러한 인장균열의 발달은 절리면으로 구성된 암편을 보로 가정 할 경우 공동의 곡률로 인한 기하학적 형상의 불규칙성으로 인하여 모멘트가 작용하는 것으로 판단된다. 이상의 실험결과를 입자요소해석 방법을 기반으로 하는 PFC 2D를 이용하여 모사하였다. 해석결과 실험에서 관측한 바와 같이 절리면 각도가 작을수록 손상대의 폭은 넓어지며 인장균열의 진행에 의한 암반블록의 형성이 관측되었다. 또한 상호작용이 발생하는 균열을 조사한 결과 수치해석에서도 절리면의 각도가 작은 조건에서 진행성의 파괴가 나타났다.

• 터널과지하공간
• /
• 제21권1호
• /
• pp.20-32
• /
• 2011

개착과정에서 붕락현상이 발생한 암반사면의 거동양상을 분석하였다. 개착사면 암반의 특성 분석을 위하여 시추작업을 수행하였으며, BIPS 영상 분석을 통하여 불연속면의 방향성과 시추공 내의 출현 위치를 측정하였다. 회수된 코어를 관찰하여 암반 내부의 구조적 취약성을 고찰하였다. 절리면에 협재된 팽윤성 점토광물의 조성을 X-선 회절분석을 통하여 조사하였으며, 직접전단실험을 수행하여 절리면 전단강도를 측정하였다. 사면파괴를 유발시킬 수 있는 절리들의 위치 및 방향성을 고려한 블록해석을 수행하여 규모별 블록안정성을 산출하였다. 횡단면 해석기법을 이용하여 개착과정 중에 발생할 수 있는 지반거동 양상을 분석하였으며, 안정성 확보를 위하여 소요되는 보강량을 산정하였다. 보강작업이 수행된 개착사면의 추가적인 거동양상을 계측 해석을 통하여 고찰하였다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제33권4호
• /
• pp.5-15
• /
• 2017

3힌지파괴(three-hinge failure)는 비탈면 방향과 평행한 절리와 그에 직교하는 절리로 구성된 암반비탈면에서 발생한다. 비탈면 설계 시 일반적으로 쓰이는 한계평형법과 유한요소법은 이러한 암반비탈면 내 3힌지파괴를 모사하기에는 어려움이 따른다. 따라서 본 연구에서는 3힌지파괴를 모사하기 위해 2차원 DEM 해석프로그램인 UDEC을 이용하여 풋월 비탈면에서 흔히 발생되는 3힌지파괴의 메커니즘 및 안정성에 미치는 영향 인자에 대하여 매개변수 분석을 연구하였다. 매개변수 분석은 암반절리(층면절리, 공액절리 등)의 구조 및 지하수위 조건 등을 변경하여 수행하였다. 수치해석 결과, 3힌지파괴를 유발하는 인자 중 지하수위의 영향이 가장 큰 것으로 나타났으며, 층면절리 및 기저부절리의 마찰각 변화에 따라 안전율과 파괴 형태가 다르게 나타나는 것으로 분석되었다. 본 연구결과를 통해 비탈면 보강을 포함한 풋월 비탈면의 최적설계 및 시공에 적용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 터널과지하공간
• /
• 제29권2호
• /
• pp.89-107
• /
• 2019

암반구조물의 역학적 안정성과 수리적 특성을 분석하는데 있어 암반절리는 매우 중요한 역할을 한다. 방향, 크기, 체적빈도, 위치 등 대부분의 암반절리 파라미터들은 일반적으로 통계적인 기법에 의해 분포로 나타낸다. 본 연구에서는 이러한 암반절리 파라미터들 중 가장 불확실성이 큰 크기분포를 추정하는데 요구되는 Joint Center Volume(JCV) 산정 기법에 대해 분석하고, 조사창의 형상과 관계없이 적용할 수 있는 새로운 기법을 제안하였다. 기존 JCV의 이론적 산정법은 평면 조사창에만 적용이 가능하고, 전수조사 기법은 절리선 종류의 제약 및 해석시간 문제 등의 한계를 보였다. 본 연구에서는 몬테카를로 시뮬레이션을 이용하여 JCV를 산정하여, 조사창 형상 및 절리선 종류의 제약이라는 한계를 극복하고자 하였다. 제안된 기법은 곡면형, 터널형과 같은 비평면 조사창에서의 추정결과를 통해 적용성을 검증하였다.

• 한국지구과학회지
• /
• 제35권7호
• /
• pp.501-517
• /
• 2014

주상절리에 관한 최근 연구를 살펴본 결과, 우리나라에 분포하는 주상절리를 이해하고, 활용하기 위한 연구 방향은 다음과 같다; 칼러네이드와 엔테블러춰의 기하학적 형태, 형성 메커니즘과 패턴의 변화, 수평단면과 내부 구조, 주상절리 상하부의 판상절리, 전분 혼합액의 건조실험, 절리 형성에 대한 수치 모델 및 컴퓨터 그래픽 활용, 화산암의 산출 상태에 따른 주상절리 형태와 크기, 모암의 암석학적 및 광물학적 연구. 이와 더불어 지표에 노출된 후의 변질, 풍화작용의 결과로 만들어진 너덜겅, 토르, 타포니 등과 같은 2차적인 경관에 대한 기재도 필요하다. 이 연구는 우리나라 주상절리와 신생대 용암류를 해석하는 중요한 역할을 할 것이다. 또한 연구 성과는 지질관광의 활성화와 지질학습장 측면에서 활용도가 높을 것이다.