• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2009년도 춘계 학술발표회
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• pp.595-606
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• 2009

This paper presents the characteristics of stress transfer around carven due to cavern size and rock joint properties by laboratory model test. In order to perform this study, eight different scaled model tests were carried out according to excavation stage. The limited numerical analysis were also performed to verify the model test results. The amount of stress transfer around the cavern is increased and then decreased by longitudinal arching effect according to tunnel excavation. It is founded that the stress developed around the cavern during excavation is increased when the cavern size and joint orientation are increased. It is also investigated that shear behaviour (such as stress, deformation) developed around cavern is considerably depended on the characteristic of fill material, dip and direction of joints. It is suggested that the behaviour will be verified throughout the 3D numerical prediction.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제14권1호
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• pp.84-92
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• 2010

본 논문은 지하공동의 굴착시 중요한 영향을 미치는 인자인 공동 규모와 절리 방향성이 지하공동의 거동에 미치는 영향을 파악하기 위해 연구를 실시하였다. 연구를 수행하기 위해 공동 규모와 절리 방향성에 따른 8가지 Case를 선정하여 수치해석을 실시하고 축소모형실험을 통해 검증하였다. 이를 통해 2가지 인자에 따른 응력양상을 정량적으로 평가하였다. 본 연구의 연구결과 공동 규모가 커질수록 천단부의 수직응력 및 좌 우측부의 수평응력은 증가하였다. 또한, 절리 방향성에 따른 공동의 응력양상은 절리면을 따라 미끄러짐이 발생하여 응력변화에 큰 영향을 미치는 것을 확인하였다. 이러한 결과에 따라 연구가 지하공동의 안정성 평가에 대해 유용한 정보를 제공할 것이다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제10권2호
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• pp.193-205
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• 2008

현재 국내에서는 유류 지하 비축 공동, 식품 저장 공동 등과 같은 지하구조물의 건설이 증가하고 있다. 이러한 지하공동의 안정성은 형상 및 크기에 영향을 많이 받는다. 따라서 본 연구는 지하공동의 형상이 안정성에 미치는 영향을 안전율을 중심으로 비교 분석하였다. 이를 위해 5가지의 공동 형상비를 가정하고 암반등급, 토피고 및 측압계수를 달리하여 민감도분석을 실시하였다. 공동의 지보재는 각각의 공동 형상, 크기 및 암반등급을 고려하여 적절한 양의 록볼트와 숏크리트로 보강하였다. 공동의 안정성은 강도감소기법을 이용하여 수치해석에 의해 얻은 안전율을 사용하여 평가되었다. 본 논문은 향후 지하공동 설계 및 안정성 평가에 도움이 될 수 있을 것으로 기대된다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제10권2호
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• pp.175-188
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• 2016

The construction of a new cavern modifies the state of stresses and displacements in a zone around the existing cavern. For multiple caverns, the size of this influence zone depends on the ground type, the in situ stress, the cavern span and shape, the width of the pillar separating the caverns, and the excavation sequence. Performances of underground twin caverns can be unsatisfactory as a result of either instability (collapse) or excessive displacements. These two distinct failures should be prevented in design. This study simulated the ultimate and serviceability performances of underground twin rock caverns of various sizes and shapes. The global factor of safety is used as the criterion for determining the ultimate limit state and the calculated maximum displacement around the cavern opening is adopted as the serviceability limit state criterion. Based on the results of a series of numerical simulations, simple regression models were developed for estimating the global factor of safety and the maximum displacement, respectively. It was proposed that a proper pillar width can be determined based on the threshold influence factor value. In addition, design charts with regard to the selection of the pillar width for underground twin rock caverns under similar ground conditions were also developed.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제11권2호
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• pp.189-198
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• 2009

현재 국내 외에서는 유류 지하 비축 공동, 식품 저장 공동 등과 같은 지하구조물 건설에 대한 관심이 증가하고 있다. 이러한 지하공동의 안정성을 평가할 때 형상비나 굴착면적을 비롯하여 지하공동이 굴착될 암반의 절리 발달 상태는 매우 중요하다. 따라서 본 연구는 형상비가 지하공동의 안정성에 미치는 영향을 안전율 중심으로 분석하였다 이를 위해 양호한 암반 내에 시공되는 공동의 네 가지의 형상비를 가정하고, 토피고, 측압계수, 절리의 간격, 강도 및 방향을 달리하여 민감도 분석을 실시하였다. 공동의 안정성은 강도감소기법을 이용하여 수치해석에 의해 얻은 안전율을 사용하여 평가되었다. 본 논문은 향후 불연속면을 포함한 암반에 시공되는 지하공동 설계 및 안정성 평가에 도웅이 될 수 있을 것으로 기대된다.

• 지질공학
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• 제5권2호
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• pp.155-165
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• 1995

열극암반내의 지하수유동 및 용질이동 해석을 위해서는 추계론적인(Simulation Techique) 3차원 불연속체 모형(Discrete Fracture Model)이 요구된다. Monte Carlo 모의기법(Simulation Techique)에 의해 구성된 추계론적 불연속체모형을 지하 유류저장공동의 기밀성평가를 위한 지하수유동 및 용질이동 모의에 적용하였다. 불연속체모형구성에 영향을 미치는 열극 특성요소는 방향서 및 크기로 분석되었으며, 구성도니 모형(Model)에서의 지하수유동에 영향을 미치는 요소는 투수성 열극밀도로 분석되었다. Particle Tracking 기법을 사용한 불연속체모형의 용질이동 모의에서는 열극의 투수성에 의해 이동경로 및 이동속도에 많은 차이가 관찰되었다. 검증된 추계론적 불연속체모형은 지하 유류저장공동 기밀성평가에 적용이 가능함이 부분적으로 인정되었다.

• 터널과지하공간
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• 제19권3호
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• pp.167-173
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• 2009

지하비축기지는 터널의 규모와 건설공정의 복잡성, 지질 및 지반공학적인 문제들로 인해 가장 난해한 지하공간건설 프로젝트로 알려져 있다. 최근 복잡한 지하구조를 3차원으로 가시화하고, 건설 자원과 지반조건 그리고 공정계획을 고려한 4차원 시뮬레이션을 활용하여 건설공정을 최적화하는 기술이 지하비축기지 건설 프로젝트에 적용되었다. 이 사례연구는 지하구조의 3차원 모델링을 통해 작업자가 복잡한 지하 현황을 쉽게 이해하고, 정확한 3차원 공간상에서 지질자료를 분석하고 검토할 수 있도록 도와줄 수 있음을 보여주고 있다. 또한 건설공정과 실제 공기를 고려한 4차원 시뮬레이션을 활용하여 자재와 버력의 반출입에서 나타날 수 있는 bottle neck의 위치와 시점을 판단하거나 일일 공사비의 변동을 검토하고, 작업조와 투입장비의 수, 터널 시공방향 및 굴착 착수 시점, 버력 및 자재의 운반경로를 검토함으로써 공정의 최적화를 달성할 수 있었다.

• 지질공학
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• 제14권1호
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• pp.93-104
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• 2004

본 논문은 지하시험시설을 이용한 수리지질환경 연구의 대안으로 지하 유류 저장시설 건설과정 중 도출된 자료를 이용하여 저장공동 심도에서의 지하수체계를 해석해 보고자 하였다. 지하공동굴착과 동시에 지표 관측공 28개를 통해 지하수위가 계측되었고, 수평 수벽공 95개와 수직 수벽공 63개에 의해 압력 및 주입량이 일일주기로 측정되었다. 또한 수리적 연결성 확인을 위한 수벽 공간 수리간섭시험이 수행되었다. 저.고 경사의 투수성 단열의 수리적 연결성에 따라 주입압의 분포양상이 다르게 나타났다. 수평 수벽공의 압력분포에 의해 수리특성을 달리하는 세 개의 수리영역으로 구분 가능하였고, 공동 C-2 < C-1 < C-3 영역 순으로 지하수압이 높은 것으로 해석되었다. 지하수압이 높은 C-3 영역은 1차 적인 지구화학 자료에 의해 심부 지하수를 많이 포함하는 특성을 보이고 있고, 일부 수벽공은 천부지하수의 특성을 나타내며 다른 구역보다 높은 지하수압을 유지하고 있다. C-2 상부의 수벽공은 지하수압이 낮고 주입량도 많지 않아 상부 지하수체와의 수리적 연결성이 불량한 지하수 영역으로 해석할 수 있다. 본 연구결과는 단열암반의 불균질성 및 규모종속성에 따른 규모별 지하수부존체계를 이해하고 지하수체계에 대한 지표조사시 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제34권5호
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• pp.449-458
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• 2001

단일절리에서 2상유체의 거동을 모의하기 위해 개발된 수치모형의 검증을 위해서 상대투과계수 특성식을 수치모형에 적용하여 가스와 물의 동시거동을 해석한 후, 수치모의 결과를 모형실험결과와 비교하였다. 절리면의 거칠기와 간극의 크기에 댸한 민감도 분석을 실시한 결과, 가스의 이동속도는 절리면의 거칠기와 반비례하였으며, 절리간극의 크기와는 상대투과계수 특성식의 영향으로 단상유체의 흐름에서와 같은 간극크기의 제곱에 비례하는 향상은 보이지 않았다. 수치모형의 현장적용성을 검토하기 위해서 지하 LPG 저장기지에 모형을 적용한 결과, 저장공동에 인접한 단일절리에서의 운영압의 동적변동에 따른 지하수와 프로판가스의 동시거동을 모사할 수 있었다. 절리면이 매끈하고 간극이 작아질수록 운영압과 지하수압의 조절로는 누출된 가스의 이동제어가 불가능해지는 것으로 나타났다.

• 지질공학
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• 제8권1호
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• pp.1-12
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• 1998

단열의 기하학적 인자 중에서 단역크기는 지반공학적 및 수리지질학적으로 중요한 인자임에도 불구하고 측정과 분석단계에서 불확실성이 가장 크게 작용한는 요소이다. 본 연구는 단열크기 추정을 위한 연구동향을 소개하고, 최근 제시된 순산 모델링(forword modeling) 기법을 이용한 추정방법에 대하여 조가 단면적과 단열 단면적과의 차이에 따른 쿄차확률관계 및 단열조와 조사면이 이루는 방향에 따른 교차확률의 변화에 대하여 모사적 검증을 시도하였다. 검증 결과 순산 모델링 기법을 이용한 단열크기 추정방법은 동굴 벽면이나 시추공,노두면에서 단열조별로 확률을 알고, 단열길이의 확률분포특성을 근사하게 추정할 수 있다면 실제 단열크기를 알아 낼 수 있는 방법으로 적용 가능하다고 인정된다.