• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2006년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.34-41
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• 2006

A 3-dimensional stress measurement system based on the bore hole bottom deformation method, which is one of the stress relief methods, was developed. A pilot bore hole is drilled from the bottom of a bore hole and the stress meter is inserted into the pilot bore hole in the method. The bore hole is advanced as an over coring and the deformations in seven directions are measured by cantilever type-sensors. Using the cantilever type-sensors saves time for hardening of glue. No cable connection between the stress meter and a data logger is necessary since a compact data logger is installed in the stress meter. The accuracy of the stress meter was confirmed by a biaxial test for a Shikotsu welded tuff block although in-situ tests have not been carried out yet.

• Interaction and multiscale mechanics
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• 제4권1호
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• pp.1-16
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• 2011

The inverse problem about the theoretical analysis of a drill string bending in a channel of an inclined bore-hole with localized geometrical imperfections is studied. The system of ordinary differential equations is first derived based on the theory of curvilinear flexible elastic rods. One can then use these equations to investigate the quasi-static effects of the drill string bending that may occur in the process of raising, lowering and rotation of the string inside the bore-hole. The method for numerical solution of the constructed equations is described. With the proposed method, the phenomenon of the drill column movement, its contact interaction with the bore-hole surface, and the frictional seizure can be simulated for different combinations of velocities, directions of rotation and axial motion of the string. Geometrical imperfections in the shape of localized smoothed breaks of the bore-hole axis line are considered. Some numerical examples are presented to illustrate the applicability of the method proposed.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제49권4호
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• pp.427-448
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• 2014

At present, the time of easy oil and gas is over. Now, the largest part of fossil fuels is concentrated in the deepest levels of tectonic structures and in the sea shelves. One of the most cumbersome operations of their extraction is the bore-hole drilling. In connection with austere tectonic and climate conditions, their drivage every so often is associated with great and diversified technological difficulties causing emergencies on frequent occasions. As a rule, they are linked with drill string accidents. A key role in prediction of these situations should play methods of theoretical modelling. For this reason, there is a growing need for development and implementation of new numerical methods for computer simulation of critical and post-critical behavior of drill strings (DSs). In this paper, the processes of non-linear deforming of a DS in cylindrical cavity of a deep bore-hole are considered. On the basis of the theory of curvilinear flexible rods, non-linear constitutive differential equations are deduced. The effects of the longitudinal non-uniform preloading, action of torque and interaction between the DS and the bore-hole surface are taken into account. Owing to the use of curvilinear coordinates in the constraining cylindrical surface and a specially chosen concomitant reference frame, it became possible to separate the desired variables and to reduce the total order of the equation system. To solve it, the method of continuation the solution by parameter and the transfer matrix technique are applied. As a result of the completed numerical analysis, the critical states of the DS loading in the cylindrical channels of inclined bore-holes are found. It is shown that the modes of the post-critical deforming of the DS are associated with its irregular spiral curving prevailing in the zone of bottom-hole-assembly. The possibility of invariant state generation during post-critical deforming is established, condition of its bifurcation is formulated. It is shown that infinite variety of loads can correspond to one geometrical configuration of the DS. They differ each from other by contact force functions.

• Spatial Information Research
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• 제8권2호
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• pp.301-315
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• 2000

지반조사 자료는 구조물을 시공하거나 설계하기 위해 필요한 기본자료이며 지층의 구성, 토질의 종류 등 기반을 구별하는 정보를 포함한다. 매년 대량으로 발생하는 지반조사 자료들은 현장의 특성을 정확하게 반영하기 때문에 지반조사 자료를 이용하여 지반을 분석한다면, 기존의 지질도나 토양도보다 뛰어난 결과를 얻을 수 있다. 따라서 비균질하고 비정형화된 지반의 특성을 고려하여 서로구별하는 특징을 추출하고, 현장의 특성을 정확하게 반영하는 지반분석 시스템이 필요하다. 본 논문은 지반조사 정보 시스템이 관리하고 있는 시추공의 지층구성 정보와 위치 근접성을 바탕으로 시추공을 클러스터링하여 지반의 구성을 분석하는 지반분석시스템의 설계 및 구현에 대해 전반적으로 기술하였다. 개발된 지반분석시스템은 지반조사 데이터베이스의 시추공 정보를 이용하여 지반이 가지고 있는 특성 정보를 추출하고, 이를 이용하여 유사한 특성 및 위치 근접성을 갖는 시추공의 집합으로 클로스터링하여 사용자에게 정확한 지반구성 정보를 제공하는 시스템이다. 또한, 수치지도의 사용으로 지리적 위치와 지역·지형에 대한 지반구조의 특성조사를 가능하게 하며, 지반조사를 필요로 하는 지역에 대한 지반의 유추가 가능하여 경제적 효과를 볼 수 있다. 따라서, 지반조사 데이터로부터 다양한 종류의 정보를 얻을 수 있으며 지질도나 토양도보다 정확한 지반특성을 제공할 수 있다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제15권4호
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• pp.43-52
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• 2016

본 논문에서는 지반 시추 시 공벽붕괴 방지를 위해 사용되는 안정액의 다양한 배합비에 따른 공학적 특성에 대한 실험적 연구를 다루었다. 이를 위해 먼저 배합수가 청수일 경우, 안정액의 공학적 특성을 검토하였으며 아울러 해수 배합시 안정액의 공학적 성능 변화에 대한 공학적 특성을 분석하였다. 그 결과, 청수에서 벤토나이트와 폴리머를 추가할 경우 공학적 성능이 향상되는 것으로 나타났으며, CMC에 비해 Polymer의 증점 효과가 우수한 것으로 검토되다. 또한 해수의 경우 벤토나이트에 비해 내염성점토의 내염성 성능이 우수한 것으로 검토되었다. 따라서 본 논문에서는 시공시 배합수에 따른 안정액을 성능에 대한 정성적인 결과를 제시하였다.

• 터널과지하공간
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• 제18권4호
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• pp.280-288
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• 2008

발파진동은 암반 및 인근 구조물에 심각한 문제를 야기할 수 있기 때문에 시공 전 발파진동의 예측과 안전성 평가가 반드시 선행되어야 한다. 최근 발파진동 영향평가를 위하여 시추공이나 시험발파를 통해 획득한 실측진동파형을 이용한 동적수치해석이 증가하고 있다. 하지만 시추공 발파 진동파형은 실제 발파현장에서 측정된 진동파형과 진동수준이나 진동지속시간에서 다소 차이가 있으며 이는 단일공 파형과 유사한 특성을 가진다. 따라서 본 연구에서는 단일공 파형의 중첩모델링을 통해 발파조건 변화에 따른 진동파형을 획득하고 이 파형을 이용한 동적수치해석을 수행하였다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제10권4호
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• pp.1-13
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• 2006

지반의 동적 변형 특성인 전단파 속도$(V_s)$, 압축파 속도$(V_p)$, 그리고 그에 따른 포아송 비(v)는 내진 설계나 내진 성능 평가 외에도 구조물의 거동 평가에 필요한 매우 중요한 지반 정수이다. 지난 수십 년 동안 이러한 지반 정수를 효율적이고 정밀하게 측정하기 위하여, 여러 가지 공내 탄성파 시험 기법들이 개발 및 적용되어 왔다. 본 연구에서는 가장 신뢰성이 높은 현장 탄성파 기법인 크로스홀 탄성파 시험을 지반 동적 물성 획득 기법으로 선정하였다. 지하수위 존재 여부에 관계 없이 토사뿐만 아니라 암반을 대상으로 크로스홀 시험을 성공적으로 수행할 수 있도록, 연직 시추공 안에서 지반을 대상으로 횡방향 가진이 가능한 스프링식 발진 장치를 개발하고, 두 곳의 기존 항만 부두 부지와 신규 LNG 저장 시설 두 부지로 구성된 국내 세 지역을 대상으로 크로스홀 탄성파 시험을 실시하였다. 대상 부지에서의 개발 발진 장치 적용을 통한 크로스홀 시험으로부터 지표 부근 토사부터 하부 공학적 기반암 및 지진학적 기반암으로 구성된 암반까지의 깊이별 $V_s,\;V_p$ 및 v와 같은 지반 동적 특성을 매우 효율적으로 결정하였으며, 적용 대상 시설물인 기존 항만 부두 시설물의 내진 성능 평가 그리고 신규 LNG 저장 시설물의 내진 설계를 위한 근본 자료로 제시하였다.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2005년도 제7회 특별심포지움 논문집
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• pp.155-175
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• 2005

지반의 동적 변형 특성인 전단파 속도(Vs), 압축파 속도(Vp), 그리고 그에 따른 포아송 비(v)는 내진 설계나 내진 성능 평가 외에도 구조물의 거동 평가에 필요한 매우 중요한 지반 정수이다. 지난 수 십 년 동안 이러한 지반 정수를 효율적이고 정밀하게 측정하기 위해 여러 가지 검측공 탄성파 시험 기법들이 개발 및 적용되어 왔다. 본 연구에서는 가장 신뢰성이 높은 현장 탄성파 기법인 크로스홀 탄성파 시험 기법을 지반 동적 물성을 획득하기 위한 기법으로 선정하였다. 지하수위 존재 여부에 관계없이 토사뿐만 아니라 암반을 대상으로 크로스홀 시험을 성공적으로 수행할 수 있도록 연직 시추공 안에서 지반에 대한 횡방향 가진이 가능한 스프링식 발진 장치를 개발하고, 두 곳의 기존 항만 부두 부지와 두 곳의 신규 LNG 저장 시설 부지로 구성된 국내 세 지역을 대상으로 크로스홀 탄성파 시험을 실시하였다. 대상 부지에서의 횡방향 가진의 크로스홀 시험으로부터 깊이별 Vs, Vp 및 v와 같은 지반 동적 특성을 효율적으로 결정하였으며, 적용 대상 시설물인 기존 항만 부두 시설물의 내진 성능 평가 그리고 신규 LNG 저장 시설물의 내진 설계를 위한 근본 자료로 제시하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 1999년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.431-438
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• 1999

Vertical congressive and horizontal pile load tests were performed to a instrumented large diameter (D : 1,000 mm) drilled shaft. A drilled shaft was penetrated into the weathered soil and weathered rock. PMT was done for evaluation of properties for these strata. It was expected to be difficult to get undisturbed samples of weathered soils and rocks. Thus. PMT was done at the several selected depths. In those strata, to prevent the test bore hole from collapsing, bentonite slurry was used for making the test bore hole. In this study. soil properties was evaluated by means of PMT results and estimating method (direct method, the Memard method) of vertical pile capacity and horizontal pile behaviors were summarized. Also, vertical and horizontal pile capacity were calculated using PMT and pile load test results.

• 한국지반공학회논문집
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• 제31권1호
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• pp.15-24
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• 2015

본 논문에서는 지반 시추시 공벽붕괴 방지를 위해 적용되는 시추 안정액(drilling fluid)의 다양한 배합설계에 따른 공벽붕괴 방지 효과에 대한 실험적 연구 결과를 다루었다. 이를 위해 먼저 벤토나이트 계열 안정액의 공벽 붕괴 방지 메카니즘을 검토하였으며 아울러 벤토나이트계 안정액의 배합(conditioning)에 따른 안정액의 성능지표 변화에 대한 실험결과를 간략히 기술하였다. 또한 지반시추(굴착) 및 안정액 투입을 간략히 모사하는 토조 장치를 구축하여 세립분이 20% 포함된 화강풍화토 및 모래지반을 대상으로 다양한 배합으로 조성된 벤토나이트계 안정액에 대한 실험을 수행하고 안정액 투입량, 수평 침투범위, 굴착가능 깊이 등을 측정하여 공벽붕괴 방지 효과를 고찰하였다. 그 결과 벤토나이트에 폴리머를 추가할 경우 안정액 투입량 및 수평 침투범위가 굴착가능 깊이가 증가하는 것으로 나타났으며 폴리머의 공벽유지 기능 향상 정도는 모래층보다 화강풍화토 지반에서 보다 뚜렷하게 발휘되는 것으로 검토되었다. 본 논문에서는 도출된 연구결과가 실무적 차원에서 지니는 의미에 대한 내용을 기술하였다.