• 지질공학
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• 제13권2호
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• pp.193-205
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• 2003

양산단층과 동래단층 사이를 통과하여 건설하는 지방도를 포함하는 조사지역에는 중생대 백악기에 분출 및 관입한 안산암질암, 세립질 화강암, 반상 화강암 및 흑운모 화강암이 분포한다. 또한 이 지역은 양산단층과 동래단층 사이에서 북동방향의 명곡단층과 북북동방향의 법기단층이 발달하고 있다. 이 지역의 절리의 특성은 화강암이 분포하는 지역에서 절리의 경사각이 30도 미만의 sheeting joint가 발달하며 이외 경사각이 70도 이상 고각의 절리는 북동방향, 북서 방향 및 거의 동서방향의 3조의 절리군이 발달한다. 이들 절리의 간격은 대개 20cm이상의 보통의 간격상태로 암반이 심하게 파괴되지 않았음을 볼 수 있고, 또한 벽면강도도 일반적으로 100MPa이상으로 원암의 강도와 차이를 보이지 않아 절리가 심하게 변형작용을 받았다고는 볼 수 없다 따라서 이 지역은 양상단층과 동래단층인 두 대단층의 사이에 위치하는 암반이지만 이들 단층의 손상대(Damage zone)의 범위가 좁아 지반 상태가 비교적 양호한 것으로 판명되었다.

• 터널과지하공간
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• 제31권1호
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• pp.66-81
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• 2021

본 연구는 삼차원 절리텐서 파라미터와 DFN(discrete fracture network) 블록의 변형특성 간의 상관성 분석을 수행하여 절리텐서의 방향성분 및 일차불변량이 절리성 암반의 변형계수 및 전단탄성계수에 미치는 영향을 평가하였다. 확정적 방향성을 갖는 1~2개의 절리군을 사용하여 절리의 빈도 및 길이분포의 변화에 따라 생성한 총 224개의 DFN 블록에 대하여 절리텐서 파라미터가 산정되었다. 또한, 정육면체 DFN 블록에 대하여 개별요소법을 활용하여 서로 직교하는 세 방향으로 변형특성이 추정되었다. 절리텐서의 일차불변량이 증가할수록 변형계수 및 전단탄성계수는 대체로 저감되는 양상을 나타내지만, 감소폭이 줄어들어 일차불변량이 특정 기준값을 상회하면 변형계수 및 전단탄성계수는 거의 일정한 값을 유지하였다. 삼차원 DFN 블록에 대한 지향적 변형특성은 대응하는 방향의 절리텐서성분과 멱함수의 강한 상관관계를 도출하였다.

• 지질공학
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• 제14권4호
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• pp.461-468
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• 2004

이 연구에서는 암반 내 절리면의 거칠기 정도에 따른 수리특성의 차이를 규명하고자 Barton(1976)이 제안한 절리면 거칠기 계수(Joint Roughness Coefficient; JRC) 등급별로 투수계수를 산정하였다. 이를 위하여 JRC등급 형태별로 고속퓨리에 변환을 이용한 스펙트럼 분석을 실시하여 각 거칠기 등급별로 영향력 이 큰 주파수 성분을 추출하였다. 스펙트럼 분석결과 낮은 JRC 등급을 갖는 절리들이 높은 등급의 절리들보다 저주파 성분이 더 강하게 구성되어 있으며, 높은 JRC등급의 절리들은 상대적으로 고주파 성분이 더 크게 차지하는 것을 알 수 있었다. 스펙트럼 성분 중에서 영향력이 큰 주파수 성분만을 이용하여 퓨리에 역변환을 실시해 JRC 등급별 절리 모델을 생성하였다. 생성된 절리 모델은 거칠기 성분을 포함한 모델로써, 균질화 해석기법을 이용하여 각 모델의 투수계수를 산정하였다. 균질화 해석법은 섭동이론을 적용한 것으로서, 미시규모(microscale) 매질특성과 거시규모(macroscale) 매질특성을 동시에 고려하여 투수계수를 계산할 수 있으므로 균열 기하양상의 국부적 영향을 고려한 투수특성을 정확히 해석할 수 있다. 균질화 해석법을 이용해 투수계수를 산정한 결과, 절리 간극이 동일한 평행판 모델을 가정한 JRC 등급별 투수계수는 $10^{-3}\~10^{-4}m/sec$의 범위에 분포한다. 반면, 전단변형이 발생한 것을 가정한 모델에서는 $10^{-4}\~10^{-5}m/sec$의 범위에 투수계수가 분포한다. 이 경우는 투수계수 분포가 일정한 변화양상을 보이지 않고 JRC등급에 따라 불규칙적인 투수계수 분포를 보인다. 동일한 크기의 간극을 갖는 경우임에도 불구하고 JRC 등급별로 투수계수의 차이가 발생하거나 전단변위에 따라 투수계수가 불규칙적으로 분포하는 것은 거칠기 변화가 투수계수의 변화에 영향을 미침을 지시하는 것으로서, 이 연구를 통해 암반내 절리 등 균열을 따른 수리특성 규명에 있어 절리면 거칠기의 영향은 반드시 고려되어야 함을 알 수 있다.

• 터널과지하공간
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• 제16권1호
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• pp.26-37
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• 2006

본 연구는 절리암반의 통계적 동질성에 대한 정량적 기준으로 절리의 평면밀도 및 길이를 동시에 고려할 수 있는 통계적 모수인 박스프랙털$(D_B)$의 적용성에 대해 논하였다. 길이분포와 평면밀도를 달리하는 총 129개의 절리연결망에서 박스 집계법을 이용하여 절리의 길이분포와 평면밀도의 변화에 따른 $D_B$의 변화특성을 고찰한 결과 $D_B$는 절리의 방향 또는 절리길이의 표준편차 변화에 영향을 받지 않고 전체절리에 대한 평균 절리길이와 평면밀도에만 영향을 받는다는 사실을 검증하였다. 또한 $D_B$는 절리의 길이와 평면밀도의 함수로써 공학적 지구조구 구분의 정량적 척도로 활용될 수 있음을 입증하였다. 본 연구의 현장 적용성을 검토하기 위하여 도로사면 및 지하구조물에서 박스 집계법을 적용한 사례연구를 수행하였다. 통계적 동질구역 구분에 있어서 일반적인 지질조건와 더불어 기존의 분할표 해석과 본 연구의 방법론을 병행하면 절리의 방향성, 평균길이 및 평면밀도가 종합적으로 고려된 공학적 지구조구의 구분이 가능할 것으로 사료된다.

• 한국방사성폐기물학회:학술대회논문집
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• 한국방사성폐기물학회 2004년도 학술논문집
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• pp.226-227
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• 2004

본 연구에서는 원자력 연구소 내에 건설할 고준위 폐기물 지하처분연구시설 부지에 관한 특성을 파악하고, 연구시설의 위치를 선정하기 위한 지질학적 연구를 실시하였다. 지표지질조사를 통하여 연구소 내에 분포하는 암석들의 분류와 선구조 분석을 실시하였고, 지구물리탐사와 시추조사를 통한 지하 암반의 분포양상과 연구시설 주변의 추정되는 파쇄대의 분포를 확인하였다. 지표지질조사결과 복운모화강암과 화강섬록암질 편마암이 점이적인 관계로 분포하고 있으며 (Fig.1, 3), 이들 화강암류 내에는 암맥상으로 중성 혹은 염기성 암맥들이 절리의 방향과 동일하게 관입 분포한다. 절리의 방향성은 N30E, N80W, NS방향으로 분포하고 있다(Fig. 2).(중략)

• 터널과지하공간
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• 제12권3호
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• pp.220-228
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• 2002

절리암반에서의 열유동을 수치해석적으로 분석하였다. 1차원 모델 해석을 통하여 한 조의 절리군이 열전도에 미치는 영향을 비교 분석하고, 이론해와 비교하였다. 절리 내에 물이 전혀 없는 경우, 절리는 열 차단제의 역할을 하며 정상상태에서도 온도의 불연속이 관찰되었다. 따라서 암반 내 존재하는 절리가 완전 건조상태인 경우에는 개별적인 절리의 열차단 효과를 일일이 고려하여야 정확한 결과를 얻을 수 있다 그러나 절리 내에 물이 부분적으로 혹은 완전히 포화된 경우에는 열차단 효과가 현저히 줄어들어 온도 분포에 미치는 영향이 현저히 감소하였다. 따라서 절리 암반을 통한 열전도는 암반을 무결암의 열적 성질과 불연속면의 열적 성질을 포함한 열적 이방성 연속체로 가정함으로써 가능하다 할 수 있다. 절리의 포화 정도가 증가할수록 절리가 열유동에 미치는 영향이 감소하므로 암반의 열전달 특성은 등방에 가까워지며, 따라서 복잡한 모델을 이용한 해석보다는 현지 암반의 열물성을 정확히 측정하는 것이 더욱 중요함을 알 수 있었다.

• 한국암반공학회:학술대회논문집
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• 한국암반공학회 2001년도 춘계학술발표회 논문집
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• pp.85-94
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• 2001

터널 발파시 발파효율은 암반의 특성에 큰 영향을 받기 때문에 암반 특성을 분석하고 이를 기초로 발파설계를 수행하는 것이 중요하다. 그럼에도 불구하고 현재까지 국내에서의 발파설계는 무결암의 단축압축강도만으로 발파암을 분류한 후 각 발파암의 발파계수를 구하는 방법을 이용하거나 공학적 암반분류법의 하나인 RMR 분류를 이용하여 발파암을 분류하되 객관적 근거가 미약한 경험적인 발파계수를 산정 하는 방식을 통하여 이루어졌다. 본 연구에서는 절리특성을 고려한 발파설계를 위하여 Ashby의 접근법을 활용하였다. 또한 절리조사 결과를 통한 발파암 분류방법과 발파패턴설계를 추가하여 발파설계 전 과정을 수행할 수 있도록 Ashby의 접근법을 응용하였다. 따라서 절리 분포 특성을 고려한 발파암 분류가 가능하고, 절리암반 특성을 고려한 발파설계를 수행할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제17권4호
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• pp.301-315
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• 2001

본 연구에서는 최근 5년간 국내 각 지역에서 채취한 802개의 절리면 시료에 대하여 전단시험을 실시하여 얻은 결과를 이용하여, 절리면의 여러 공학적 성질들을 조사, 연구하였다. 절리면 전단시험에서 얻어진 최대마찰각 및 잔류마찰각을 지체구조별, 암종별로 분류하고 통계적으로 구하였으며, Barton의 전단강도식의 입력변수인 JRC, JCS를 측정하고 Barton식의 적용성에 대해서도 검토하였다. 그 결과 설계의 기초자료로 활용할 수 있는 지역별, 주요 암종별 최대마찰각, 잔류마찰각을 제시하였다. 또한, JRC, JCS, 수직응력에 따른 마찰각과 전단강성 및 팽창각의 변화를 분석하였다. 마지막으로, Barton의 식에서 구한 이론적 전단강도와 이 실험에서 얻어진 전단강도를 비교한 결과, Barton의 경험식은 높은 상관도로 암석 절리면 전단강도를 예측할 수 있음을 확인하였다.

• 터널과지하공간
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• 제21권3호
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• pp.151-163
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• 2011

LCM 시험은 디스크커터의 설계와 굴진성능 예측을 위한 가장 신뢰성 있는 시험으로 알려져 왔다. 하지만, 실대형 시료를 대상으로 실제의 커터 하중을 예측할 수 있는 이점이 있음에도 불구하고, 시료의 채취 및 운반이 용이하지 않고 1회 시험에 많은 비용이 소요된다는 단점을 갖고 있다. 또한 절리를 포함한 시료에 대한 시험의 경우, 시험 과정이 용이하지 않을 뿐만 아니라, 시험에서 예측된 모델을 설계에 반영하기 어려운 경우가 많다. 이러한 한계점을 극복하기 위해 수치해석 모델개발에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 입자의 유동해석을 효과적으로 묘사할 수 있는 PFC2D를 이용하여 디스크커터의 절삭운동에 의한 암석시험편의 파쇄형상 및 균열 전파양상을 분석하고자 하였다. 또한 절리를 포함한 암석시험편을 모델링하여 절리의 경사각, 절리의 경사방향 그리고 절삭면에 노출된 절리의 간격의 변화에 따른 디스크커터의 절삭력을 수치해석적으로 분석하였다. 해석결과, 절리의 경사방향이 디스크커터의 진행방향과 반대일 때, 절리의 경사각이 작을수록, 노출된 절리의 간격이 좁을수록 더 큰 절삭력이 요구됨을 알 수 있었다. 이와 같은 수치해석 결과를 토대로, 디스크커터와 절리의 분포 특성과의 상관관계를 LCM 시험 결과와 비교 분석한다면, 보다 정확한 수치모델을 개발할 수 있을 것으로 판단되며 TBM(Tunnel Boring Machine) 굴착성능 예측 및 디스크커터의 적합 설계에 합리적인 판단기준을 제시할 수 있을 것으로 기대된다.

• 터널과지하공간
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• 제11권2호
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• pp.182-189
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• 2001

터널 발파시 발파효율은 암반의 특성에 큰 영향을 받기 때문에 암반 특성을 분석하고 이를 기초로 발파설계를 수행하는 것이 중요하다. 그럼에도 불구하고 현재까지 국내에서의 발파설계는 무결암의 단축압축강도만으로 발파암을 분류한 후 각 발파암의 발파계수를 구하는 방법을 이용하거나 공학적 암반분류법의 하나인 RMR분류를 이용하여 발파암을 분류하되 객관적 근거가 미약한 경험적인 발파계수를 산정하는 방식을 통하여 이루어졌다. 본 연구에서는 절리특성을 고려한 발파설계를 위하여 Ashby의 접근법을 활용하였다. 또한 절리조사 결과를 통한 발파암 분류방법과 발파패턴설계를 추가하여 발파설계 전과정을 수행할 수 있도록 Ashby의 접근법을 응용하였다. 따라서 절리 분포 특성을 고려한 발파암 분류가 가능하고, 절리암반 특성을 고려한 발파설계 를 수행할 수 있을 것으로 기대된다.