• 자원환경지질
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• 제32권2호
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• pp.203-208
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• 1999

The main objective of this study is to suggest a new assessment method of the influence of weathering due to salt crystallization on the engineering property of rock. For this purpose, various sources of salt and salt crystallization were investigated, and artificially accelerated weathering tests were carried out. In natural envionment, weathering rate is very slow and weathering process involves complex mechanisms. Therefore artificial weathering test is essential for systematic analysis. Arificial weathering test is defined as test which controls weathering rate and agents by controlling arificial environmental condition. In this study, salt crystallization test was selected among various artificial weathering test methods, for its important role in weathering. Change of various stone properties were detexted. The change of physical properties by salt crystallization were observed as follows : 72% in Brazilian tensile strength and 72% in Slake durability. These results explain the importance of salt crystallization in the mechanical behaviour and properties of stone.

• Geomechanics and Engineering
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• 제29권3호
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• pp.219-228
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• 2022

The most widely used parameter to represent rock abrasiveness is the Cerchar abrasivity index (CAI). The CAI value can be applied to predict wear in TBM cutters. It has been extensively demonstrated that the CAI is affected significantly by cementation degree, strength, and amount of abrasive minerals, i.e., the quartz content or equivalent quartz content in rocks. The relationship between the properties of rocks and the CAI is investigated in this study. A database comprising 223 observations that includes rock types, uniaxial compressive strengths, Brazilian tensile strengths, equivalent quartz contents, quartz contents, brittleness indices, and CAIs is constructed. A linear model is developed by selecting independent variables while considering multicollinearity after performing multiple regression analyses. Machine learning-based regression methods including support vector regression, regression tree regression, k-nearest neighbors regression, random forest regression, and artificial neural network regression are used in addition to multiple linear regression. The results of the random forest regression model show that it yields the best prediction performance.

• Geomechanics and Engineering
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• 제30권1호
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• pp.75-91
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• 2022

This paper aims to show how to use several Machine Learning (ML) methods to estimate the TBM penetration rate systematically (TBM-PR). To this end, 1125 datasets including uniaxial compressive strength (UCS), Brazilian tensile strength (BTS), punch slope index (PSI), distance between the planes of weakness (DPW), orientation of discontinuities (alpha angle-α), rock fracture class (RFC), and actual/measured TBM-PRs were established. To evaluate the ML methods' ability to perform, the 5-fold cross-validation was taken into consideration. Eventually, comparing the ML outcomes and the TBM monitoring data indicated that the ML methods have a very good potential ability in the prediction of TBM-PR. However, the long short-term memory model with a correlation coefficient of 0.9932 and a route mean square error of 2.68E-6 outperformed the remaining six ML algorithms. The backward selection method showed that PSI and RFC were more and less significant parameters on the TBM-PR compared to the others.

• 한국지반공학회논문집
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• 제22권10호
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• pp.139-150
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• 2006

울산분지 퇴적암을 대상으로 Schmidt hammer 타격시험을 시행하여 일축 압축강도, 압열 인장강도, 탄성계수, 흡수율 및 간극율과의 상호 관계를 구명하였다. 기 연구된 결과는 여러 암종이 혼합된 결과로 실용적 적용에 어려움이 있어 지질학적 생성배경의 차이로 인한 원인을 배제하고 실용적 적용에 유용하도록 울산분지 퇴적암만을 대상으로 하여 연구를 시행하였다. Schmidt 햄머 반발지수와 각 실험결과상호간에 높은 상관성이 있으며 본 연구 결과 값으로 상호 교차검정을 한 결과도 만족할 수 있는 결과가 도출되었다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제34권1호
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• pp.51-67
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• 2023

In this research, the degradation rate of physical properties of the Angouran pit bedrock (calc-schist) is first investigated under the specific numbers of freeze-thaw (F-T) cycles. Then, the durability of calc-schist specimens against the F-T cycle number (N) is examined considering the mechanical parameters, and using the decay function and half-time techniques. For this purpose, point load strength (I_S(50)), second durability index (I_d2), Brazilian tensile strength (BTS), and compressive (V_P) and shear (V_S) wave velocities of calc-schist specimens are measured after 0, 7, 15, 40, and 75 N. For comparing the degradation rate of mechanical properties of available rock types on the Angouran mine walls, these tests are also carried out on the limestone and amphibolite schist specimens beside the calc-schist. According to test results, the exponential regression models are developed between the mechanical parameters of rock specimen's and N variable. Also, the long-term durability of each rock type versus N is studied using the decay function and half-time techniques. Results indicated that the degradation rate differs for the above rock types in which amphibolite schist and calc-schist specimens have the highest and least resistance against the N, respectively. The obtained results from this study can play a key role in the optimal design of the mine's final walls.

• 광물과 암석
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• 제33권2호
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• pp.99-114
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• 2020

거창지역의 쥬라기 화강암에서 발달하는 결과 평행한 압열인장강도(σ_t)의 특성을 분석하였다. 여섯 방향의 결에 대한 평가는 미세균열의 길이와 위의 강도에 대한 파라미터의 값을 이용하여 수행하였다. 각 방향에 속하는 다섯 시험편의 강도값은 다섯 그룹으로 분류하였다. 이들 다섯 그룹의 강도값은 그룹 A < B < C < D < E의 순으로 증가한다. 위의 미세균열과 강도 사이의 밀접한 상관성을 도출하였다. 이 연구의 분석 결과는 다음과 같다. 첫째, 3개 결 사이의 강도의 변화 및 특성을 보여 주는 도면을 작성하였다. 위의 도면에서는, 각 그룹에 속하는 여섯 방향의 강도값을 1번 결(리프트 1 및 리프트 2), 2번 결(그레인 1 및 그레인 2) 그리고 3번 결(하드웨이 1 및 하드웨이 2)의 순으로 배열하였다. 다섯 그룹의 강도분포선은 R1의 방향에 집중한다. 그래서 강도차(Δσ_t)를 지시하는 위의 다섯 선 사이의 폭은 R1 방향에서 가장 협소하다. 관련 도면으로부터, 각 결을 형성하는 두 방향 사이의 변화 특성을 도출하였다. 그레인 2(2)-시험편은 그레인 1(1)-시험편에 비하여 보다 높은 강도값 그리고 보다 낮은 강도차값을 보여 준다. 이러한 현상은 시험편 H2(2)와 H1(1) 사이의 사례와 부합한다. 위의 시험편 (2)의 강도 특성은 시험편 (1)에 비하여 보다 낮은 미세균열의 밀도 그리고 하중 방향에 평행 배열하는 미세균열의 분포에 있어서의 보다 높은 균일도를 시사한다. 위의 도면에서는 각 그룹에 속하는 여섯 강도값이 증가하는 순으로 배열하였다. 그룹 D 및 E 양쪽에 속하는 시험편의 강도값은 R1 < R2 < G1 < H1 < G2 < H2의 순으로 나타난다. 따라서, 그룹 D 및 E의 강도값은 여섯 방향의 결의 평가를 위한 지시자값이 될 수 있다. 둘째, 경사각(θ)과 강도차 사이의 상관도를 작성하였다. 위의 두 파라미터의 값은 두 방향 사이를 연결하는 다섯 강도분포선을 통하여 획득하였다. 일번 면(그레인 1-하드웨이 1, R'), 2번 면(리프트 1-하드웨이 2, G') 및 3번 면(리프트 2-그레인 2, H')과 관련된 도면으로부터, 일차함수의 기울기값은 R'(0.391) < G'(0.470) < H'(0.485)의 순으로 증가한다. 3개 면 중에서, 3번 면과 관련된 도면은 다섯 그룹 사이의 가장 높은 분포밀도를 보여 준다. 1번 결(리프트 1-리프트 2, R), 2번 결(그레인 1-그레인 2, G) 및 3번 결(하드웨이 1-하드웨이 2, H)과 관련된 도면으로부터, 일차함수의 기울기값은 R(0.407) < H(0.453) < G(0.460)의 순으로 증가한다. 3개 결 중에서, 일번 결과 관련된 도면은 하부 구간에 속하는 그룹의 가장 높은 빈도수를 보여 준다. 종합하면, 3개 면 · 3개 결 사이의 경사각의 분포 폭은 H' < G < R' < R < G' < H의 순으로 증가한다. 섯째, 미세균열의 길이와 관련된 파라미터 그리고 인장강도 사이의 상관성 분석을 수행하였다. 이들 파라미터는 빈도수(N), 총 길이(Lt), 평균 길이(Lm), 중앙 길이(Lmed) 및 밀도(ρ)를 포함할 수 있다. 위의 미세균열에 대한 개개 파라미터(X) 그리고 다섯 그룹에 해당하는 다섯 수준의 인장강도(Y) 사이의 상관도를 작성하였다. 다섯 종류의 상관도로부터, 상관계수의 값(R²)은 다섯 수준의 강도와 함께 증가한다. 각 도면으로부터 도출한 다섯 상관계수의 평균값은 0.22(N) < 0.34(Lt) < 0.38(ρ) < 0.57(Lmed) < 0.58(Lm)의 순으로 증가한다. 넷째, 그룹 E에 해당하는 최대강도(X) 그리고 위의 다섯 파라미터(Y) 사이의 상관도를 작성하였다. 관련 도면으로부터, 상관계수의 값은 0.61(N) < 0.81(Lt) < 0.87(ρ) < 0.93(Lm) < 0.96(Lmed)의 순으로 증가한다. 가장 높은 상관성을 갖는 두 파라미터는 최대 강도와 함께 중앙 길이이다. 미세균열과 강도 사이의 상기 상관성 분석을 통하여, 이 연구에서 도출한 결과물에 대한 신뢰성을 제고할 수 있다.

• 화약ㆍ발파
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• 제21권4호
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• pp.23-35
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• 2003

본 연구에서는 남원지역 화강암을 대상으로 각 방향에 따른 물성간의 상관관계와 역학적 이방성을 규명하고자 하였다. 화강암의 수평, 수직축의 방향별 물성치는 일축압축강도 및 압열인장강도와 선형관계를 나타내었으며, 초음파 속도 측정 결과 수직방향은 나머지 두 수평방향 보다 약 10∼15% 정도 빠르게 나타났다. 이러한 속도 차이의 원인은 주로 암석 내에 존재하는 미세균열의 발달형태에 따르는 것으로 판단되며, 이는 현미경관찰 결과와 매우 일치함을 알 수 있었다. 점하중시험에 의한 점하중강도지수(Is(50)) 측정결과, 화강암의 경우 일축압축강도와 점하중강도지수의 비는 18∼20에 해당하는 것으로 나타났다. 일축압축강도와 점하중강도지수. 슈미트해머 반발치. 압열인장강도와 좋은 상관관계를 나타내었으며, 이중 점하중강도지수가 가장 높은 상관관계를 보였다. 이로부터 알 수 있듯이 점하중 강도지수가 일축압축강도를 추정하는데 가장 유효한 도구임을 확인할 수 있었다.

• 광물과 암석
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• 제33권3호
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• pp.273-291
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• 2020

화강암 석산에서 1번 면, 2번 면 및 3번 면으로 알려진 세 직교하는 분할면의 강도 특성을 검토하였다. R, G 및 H 공시체는 거창 및 합천 지역에서 분포하는 쥬라기 화강암류의 블럭 샘플로부터 획득하였다. 이들 세 공시체의 장축의 방향은 세 면 각각에 수직이다. 세 면에 대한 판별에 유용한 주요 사항은 다음과 같다. 첫째, R, G 및 H 공시체의 일축압축강도와 관련된 세 그래프의 스케일링 특성을 보여 주는 도면을 작성하였다. 강도의 증가에 따라 세 공시체의 그래프는 H < G < R의 순으로 배열한다. 공시체 내부의 조직균일도를 지시하는 세 공시체에 대한 그래프의 경사각을 비교하였다. H 공시체(θ^H, 24.0°~37.3°)에 대한 상기한 각이 세 공시체 중에서 가장 낮다. 둘째, 두 공시체의 평균압축강도의 조합을 나타내는 RG, GH 및 RH 공시체의 세 그래프와 관련된 스케일링 특성을 도출하였다. 다양한 형태를 취하는 이들 세 그래프는 GH < RH < RG의 순으로 배열한다. 섯째, 강도차(Δσ_t)와 경사각(θ) 사이의 상관도를 작성하였다. 위의 두 파라미터는 -0.003의 지수(λ)를 갖는 지수함수의 상관성을 보여 준다. 두 화강암에서, RH-그래프의 경사각(θ^RH)이 가장 낮다. 넷째, 세 공시체에 대한 세 종류의 압축강도 그리고 각 공시체에 가해진 압축하중에 평행 배열하는 두 조의 미세균열에 대한 다섯 파라미터 사이의 상관 관계를 보여 주는 여섯 유형의 도면을 작성하였다. 거창 및 합천화강암에 대한 이들 도면으로부터, 빈도수(N, 0.872) 및 밀도(ρ, 0.874)와 함께 총 길이(Lt)에 대한 상관계수(R²)의 평균값(0.877)이 가장 높다. 또한, 세 공시체의 최소(0.768) 및 최대(0.804)의 압축강도에 비하여 평균압축강도와 관련된 상관계수의 값(0.829)이 보다 높다. 다섯째, 거창화강암의 세 공시체에서 발달된 상기의 두 조의 미세균열과 평행한 방향으로 측정한 압열인장강도의 분포 특성을 도출하였다. 관련 도면으로부터, R, G 및 H 공시체에 해당하는 이들 인장강도에 대한 세 그래프는 H(R1+G1) < G(R2+H1) < R(R1+G1)의 순을 보여 준다. 인장강도에 대한 세 그래프의 배열순과 압축강도에 대한 세 그래프의 배열순과 상호 부합한다. 따라서, 세 공시체의 압축강도는 상기한 세 유형의 인장강도와 상호 비례한다. 여섯째, 상기한 세 그래프에서 도출한 각 누적수(N=1~10)에 해당하는 세 인장강도 그리고 각 그래프에 해당하는 다섯 파라미터의 값 사이의 상관 계수를 도출하였다. 10개의 상관도에서 도출한 각 파라미터에 대한 상관 계수의 평균값은 밀도(0.763) < 총 길이(0.817) < 빈도수(0.839) < 평균 길이(Lm, 0.901) ≤ 중앙 길이(Lmed, 0.903)의 순으로 증가한다. 일곱째, 세 공시체에 대한 일축압축강도 그리고 압열인장강도 사이의 상관도를 작성하였다. 상기한 상관도는 세 종류의 압축강도 그리고 다섯 그룹(A~E)의 인장강도를 근거로 아홉 유형으로 분류하였다. 관련 도면으로부터, 최소압축강도를 제외한 평균 및 최대압축강도와 함께 인장강도가 증가할수록, 상관계수의 값은 급격하게 증가한다.

• 터널과지하공간
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• 제15권3호
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• pp.223-227
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• 2005

국내의 일부 지역에서만 발견되는 유리질화산암중 삼호지역에 분포하고 있는 암석을 대상으로 암석의 물리적$cdot$역학적 특성에 대하여 살펴보았다. 본 연구를 수행하기 위하여 암석의 기본 물리적 성질 시험인 비중, 함수비, 흡수율, 공극률, 초음파 속도, 그리고 역학적 성질 시험인 일축 및 삼축 압축, 압열인장 강도, 점하중 강도 등 실내 시험 방법을 이용하였다. 유리질화산암에서 나타나는 비중의 크기는 2.28이였으며, 함수비와 흡수율은 $1.67\%$와 $1.72\%$로써 비슷한 값을 보였다 공극률은 3.87\%$로 낮게 나타난 반면, 초음파 속도는 P파가 5330m/s, S파가 2980 m/s로써 비교적 높은 값을 보였다. 유리질화산암의 압열인장 강도는 7.2MPa 점하중 강도는 2.6MPa로 나타났다. 점하중 강도로부터 추정한 일축압축 강도는 62.4MPa로 실제 일축압축 시험으로부터 구한 66.0MPa과 매우 잘 일치하였다. 일축압축 시험에서 구한 탄성계수 영률은 E=43.2 GPa이였으며, 포아송비는 v=0.28로 나타났다. 또한, Mohr-Coulomb 파괴포락선으로부터 구한 유리질화산암의 점착력은 c=20.1MPa 내부 마찰각은 $\Phi=28.6^{\circ}$로 나타났다.

• Computers and Concrete
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• 제31권3호
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• pp.207-221
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• 2023

In this investigation, the interaction between opening space and neighboring joint has been examined by experimental test and Particle flow code in two dimension (PFC2D) simulation. Since, firs of all PFC was calibrated using Brazilian experimental test and uniaxial compression test. Secondly, diverse configurations of opening and neighboring joint were provided and tested by uniaxial test. 12 rectangular sample with dimension of 10 cm*10 cm was prepared from gypsum mixture. One quarter of tunnel and one and or two joint were drilled into the sample. Tunnel diameter was 5.5 cm. The angularities of joint in physical test were 0°, 45° and 90°. The angularities of joint in numerical simulation were 0°, 30°, 60°, -30°, -45°, -60° and its length were 2cm and 4cm. Loading rate was 0.016 m/s. Tensile strength of material was 4.5 MPa. Results shows that dominant type of crack which took place in the model was tensile cracks and or several shear bands develop within the model. The Final stress is minimum in the cases where oriented angle is negative. The failure stress decrease by decreasing the joint angle from 30° to 60°. In addition, the failure stress decrease by incrementing the joint angle from -30° to -60°. The failure stress was incremented by decreasing the number of notches. The failure stress was incremented by decreasing the joint length. The failure stress was incremented by decreasing the number of notches. Comparing experimental results and numerical one, showed that the failure stress is approximately identical in both conditions.