• Geomechanics and Engineering
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• 제13권4호
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• pp.535-570
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• 2017

There are only few cases where cause and location of failure of a rock structure are limited to a single discontinuity. Usually several discontinuities of limited size interact and eventually form a combined shear plane where failure takes place. So, besides the discontinuities, the regions between adjacent discontinuities, which consist of strong rock and are called material or rock bridges, are of utmost importance for the shear strength of the compound failure plane. Shear behaviour of persistent and non-persistent joint are different from each other. Shear strength of rock mass containing non-persistent joints is highly affected by mechanical behavior and geometrical configuration of non-persistent joints located in a rock mass. Therefore investigation is essential to study the fundamental failures occurring in a rock bridge, for assessing anticipated and actual performances of the structures built on or in rock masses. The purpose of this review paper is to present techniques, progresses and the likely future development directions in experimental testing of non-persistent joint failure behaviour. Experimental results showed that the presence of rock bridges in not fully persistent natural discontinuity sets is a significant factor affecting the stability of rock structures. Compared with intact rocks, jointed rock masses are usually weaker, more deformable and highly anisotropic, depending upon the mechanical properties of each joint and the explicit joint positions. The joint spacing, joint persistency, number of rock joint, angle of rock joint, length of rock bridge, angle of rock bridge, normal load, scale effect and material mixture have important effect on the failure mechanism of a rock bridge.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 1998년도 터널.암반역학위원회 박사학위 논문집
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• pp.3-34
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• 1998

The stability condition of rock slopes is greatly affected by the geometry and strength parameters of discontinuities in the rock masses. Rock slopes Involving movement of rock blocks on discontinuities are failed by one or combination of the three basic failure modes-plane, wedge, and toppling. In rock mechanics, practically all the parameters such as the joint set characteristics, the rock strength properties, and the loading conditions are always subject to a degree of uncertainty. Therefore, a reasonable assessment of the rock slope stability has to include the excavation of the multi-failure modes, the consideration of uncertainties of discontinuity characteristics, and the decision on stabilization measures with favorable cost conditions. This study was performed to provide a new numerical model of the deterministic analysis, reliability analysis, and reliability-based optimization for rock slope stability. The sensitivity analysis was carried out to verify proposed method and developed program; the parameters needed for sensitivity analysis are design variables, the variability of discontinuity properties (orientation and strength of discontinuities), the loading conditions, and rock slope geometry properties. The design variables to be optimized by the reliability-based optimization include the cutting angle, the support pressure, and the slope direction. The variability in orientations and friction angle of discontinuities, which can not be considered in the deterministic analysis, has a greatly influenced on the rock slope stability. The stability of rock slopes considering three basic failure modes is more influenced by the selection of slope direction than any other design variables. When either plane or wedge failure is dominant, the support system is more useful than the excavation as a stabilization method. However, the excavation method is more suitable when toppling failure is dominant. The case study shows that the developed reliability-based optimization model can reasonably assess the stability of rock slopes and reduce the construction cost.

• 터널과지하공간
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• 제32권6호
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• pp.598-610
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• 2022

안전을 위해 단층대를 피해 지하구조물을 건설하는 것이 가장 바람직하겠지만 현실적인 제약과 현장의 조건 때문에 이것이 언제나 가능한 것은 아니다. 예를 들어, 지속해서 논의가 진행 중인 한일 해저터널의 경우 어쩔 수 없이 대한해협의 단층대를 통과해야 한다. 따라서 단층 슬립 시 지하구조물의 잠재적인 거동을 파악하는 효율적인 방법이 필요하다. 본 고에서는 비교적 간단한 수치해석을 이용해 경사가 45도인 정단층에 발생한 응력에 관한 연구 결과를 수록하였다. 균열면에서 변위가 불연속적이라는 가정을 바탕으로 경계 요소 수치해석 프로그램을 이용해 단층의 상반과 하반에서 각기 다르게 발생한 변위를 산정 할 수 있었다. 우리는 해석 결과를 통해 단층 슬립 시 단층면에서 주응력의 방향이 45도 회전했으며 이것이 선행 연구와도 일치함을 확인했다. 본 연구에서 사용한 수치해석적 접근 방법을 지하구조물 건설과 관련된 다른 단층대 문제에도 적용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제21권3호
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• pp.447-456
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• 1997

Stress intensity factor of semi-infinite parallel crack propagation with constant velocity in dissimilar orthotropic strip under out-of-plane clamped desplacement is investigated. Using Fourier integral transforms the boundary value problem is derived by a pair of dual integral equation and finally reduced to a single Wiener-Hopf equation. By applying Wiener-Hopf technique the equation is solved. Applying this result the asymptotic stress fields near the crack tip are determined, from which the stress intensity factor is obtained in closed form. The more the ratio of anisotropy or the ratio of bi-material shear modulus increase in the main material including the crack, the more the stress intensity factor increases. Discontinuity in the stress intensity factor is found as the parallel crack approaches the interface. In special case, the results of isotropic materials agree well with those by the previous researchers.

• 한국지반공학회논문집
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• 제15권6호
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• pp.3-16
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• 1999

본 논문은 새로 개발된 파괴형태를 고려한 암반사면의 신뢰도해석 모델의 검증을 위하여 예제를 통한 민감도해석을 수행하였고 그 결과를 수록하였다. 민감도분석에 이용된 매개변수는 암반 불연속면의 공학적 특성 (불연속면의 방향 및 강도),하중조건 및 암반사면의 기하학적 형상 등이다. 확률론적 해석에서 고려할 수 있는 불연속면의 방향 및 마찰각의 통계적 특성이 파괴형태를 고려한 암반사면의 안정에 큰 영향을 보였다. 암반사면의 안정은 굴착면의 방향에 가장 민감하였다. 예제분석을 통하여 개발된 파괴형태를 고려한 암반사면의 신뢰도모델은 암반사면의 안정성 조사에 성공적으로 적용할 수 있었다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2000년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.713-720
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• 2000

The directional response of strength and deformation on the rocks acting by external loads is called by strength and deformability anisotropy, respectively. Peak strength and its failure criteria of anisotro rocks have been studied and reported. Many authors have investigated in detail the behavior of triaxial peak strength of anisotropic rocks(Jaeger 1960, McLamore & Gray 1967, Hoek & Brown 1980, Ramamurthy & Rao 1985). They concluded that the triaxial strength of anisotropic rocks varies according to the inclination of discontinuity in specimens. And, the minimun triaxial strength occurs in the specmen with 60° of inclination angle ; and specimens with 0° or 90° inclination have maximum triaxial strength. Based on the experimental result, the behavior triaxial strength is investigated. The triaxial compression tests due to the angle bedding plane have been conducted and the material constants, 'm' and 's', cohesion and angle of friction and nonlinear strength parameters to fit for the failure criterion were derived from the regression analysis. And, the experimental date are employed to examine three existing failure criteria for peak strength, provided by Jaeger, McLamore and Hoek & Brown and Ramamurthy & Rao. For a shale, the suitability of the failure criteiria of triaxial peak strength for anisotropic rocks is discussed.

• Journal of the Korean Data and Information Science Society
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• 제11권2호
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• pp.189-199
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• 2000

불연속면의 분석은 방향성 데이터로서 적은 표본을 가지고 암반의 전체를 추론해야 하는 문제를 갖고 있다. 실험실에서 분석된 표본은 시추공에 의하여 분석된 데이터이므로 그 크기가 제한되어 있어, 거대한 암석을 분석하는 것은 대단히 어렵다. 따라서 이런 표본을 이용하여 거대한 암석의 대표 방향성, 집락 정도, 불연속면의 간격, 암석의 크기를 결정하는 연장성에 관하여 가정된 분포 하에서 계산하고, 이를 이용하여 암석의 분포형태를 관찰할 수 있는 확률 절리망을 그리는 알고리즘을 연구한다. 그리고 실제 불연속면 데이터를 적용하여 이들을 구하고 확률절리망을 작성한다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제5권1호
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• pp.94-104
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• 2002

본 연구는 하나의 도메인을 기반으로 하여 모델링된 Genus N 객체에 새로운 텍스쳐 매핑방법을 제안한 연구이다. 기존의 2D 텍스쳐 매핑의 문제점은 텍스쳐 도메인의 경계선이 객체상에 현저하게 나타난다는 사실이다. 이 현상은 부자연스러울 뿐 아니라 객체의 부드러운 연속성의 효과를 감소시킨다. 특히 무한대의 연속성을 가진 Genus N 객체는 경계선이 생성되지 않는 텍스쳐 매핑이 필수적이다. 이러한 텍스쳐 매핑을 위하여 multiperiodic 함수 즉, 불연속의 함수를 연속함수로 변형시키는 함수를 제안하였다. 하지만 사례에 따라 경계선이 보이는 텍스쳐가 더 사실적으로 보일 수 있다. 따라서 본 연구에서는 가중치를 이용하여 불연속과 연속 함수를 상호적으로 제어하도록 하였다.

• 터널과지하공간
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• 제22권6호
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• pp.393-402
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• 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
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• 제12권3호
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• pp.158-170
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• 2002

Shi가 개발한 불연속 변형 해석은 많은 발전이 있었지만 지금까지의 해석이 모두 평면변형률이나 평면응력을 가정한 이차원으로 이루어진 해석이다. 하지만 불연속면이 기본적으로 삼차원을 형성하므로 이차원으로 해석하는데는 한계가 있다. 삼차원의 불연속면이 안정성에 큰 영향을 미치는 사면, 지하 비축기지 등의 설계에서는 삼차원 해석에 대한 연구가 필요하다. 이에 이 연구에서는 기존 Shi가 개발한 이차원 불연속 변형 해석을 삼차원 불연속 변형 해석의 이론으로 확장하고 프로그램을 개발하여 실제 블록에 적용함으로써 개발된 이론과 프로그램의 타당성을 검증하였다. 개발한 프로그램을 이용하여 일정한 경사를 가진 블록의 미끄러짐과 쐐기의 미끄러짐을 해석하여 이론값과 정확히 일치하는 결과를 얻었다. 삼차원 이론확장과 검증을 바탕으로 향후 보다 많은 숫자의 블록에 적용하면서 해석을 할 것이다.