• 화약ㆍ발파
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• 제26권2호
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• pp.11-19
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• 2008

지하구조물의 굴착을 위한 발파 충격과 굴착후 응력의 재분포에 의해 발생하는 암반 손상대(Excavation Damaged Zone, EDZ)의 발생은 구조물의 장기적 안정성 경제성 안전성에 영향을 미친다. 본 연구에서는 조절발파기법으로 굴착된 한국원자력연구원 내 지하처분연구시설에서 굴착 후 발생하는 손상대 규모 및 특성을 측정, 분석하였으며 이를 모델링에 적용하여 손상대가 터널의 역학적, 수리적 거동에 미치는 영향을 평가하고자 하였다. KURT에서의 손상대 현장시험을 통해 1.5m의 손상구간을 확인할 수 있었으며 Goodman jack 시험과 실험실 암석실험을 통해 암반의 물성은 발파전 물성에 비해 대체적으로 50% 정도 변화함을 알 수 있었다. 이러한 암반 손상대 크기와 물성변화를 모델링에 적용하여 수리-역학적 연동해석을 실시하였다. 손상받지 않은 구간에 비해 손상대의 변형계수는 50%감소하며 수리전도도는 1 order증가하는 것으로 가정하였다. 해석 결과 손싱대를 고려하는 경우 변위는 증가하고 응력은 감소하며 지하수 유입량은 약 20% 정도 증가하는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2010년도 춘계 학술발표회
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• pp.523-534
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• 2010

A hybrid system of soil-nailing and compression anchor is proposed in this paper; the system is composed of an anchor bar (installed at the tip) with two PC strands and a steel bar. After drilling a hole, installing proposed hybrid systems, and filling the hole with grouting material, prestress is applied to the anchor bar to restrict the deformation at the head and/or to prevent shallow slope failures. However, since the elongation rate of PC strand is much larger than that of steel bar, yield at the steel bar will occur much earlier than the PC strand. It means that the yield load of the hybrid system will be overestimated if we simply add yield loads of the two - anchor bar and PC strands. It might be needed to try to match the yielding time of the two materials by applying the prestress to the anchor bar. It means that the main purpose of applying prestress to the anchor bar should be two-fold: to restrict the deformation at the nail head; and more importantly, to maximize the design load of the hybrid system by utilizing load transfer mechanism that transfers the prestress applied at the tip to the head through anchor bar. In order to study the load transfer mechanism in a systematic way, in-situ pullout tests were performed with the following conditions: soil-nailing only; hybrid system with the variation of prestress stresses from 0kN to 196kN. It was found that the prestress applied to the anchor system will induce the compressive stress to the steel bar; it will result in decrease in the slope of load-displacement curve of the steel bar. Then, the elongation at which the steel bar will reach yield stress might become similar to that of PC strands. By taking advantage of prestress to match elongations at yield, the pullout design load of the hybrid system can be increased up to twice that of the soil-nailing system.

• 지질공학
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• 제5권3호
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• pp.237-274
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• 1995

P파의 속도측정을 이용하여 암석의 공학적 이방성을 추구하는 기법의 개선방안이 연구되었다. 대상시료는, 다른 지질공학적 자료들이 많이 축적되어 있는 영국의 Carnmrnllis 화강암 지역의 현재 강행중인 채석장에서 선택하였다. 곡면을 가지는 시편에서의 측정기법 및 천연꿀 성분의 결합재 사용, 오산화인($P_2O_5$)을 사용한 암석시료 건조법 등의 개선 방안이 본 실험에서 시도되었다. 실험결과, 2차원 평면상에서의 P파 속도의이방성이 0-4.68(%)까지의 값을 보였다. 속도최대치는 현지주응력 방향에 평행한 방향에서 측정되었다. 본 실험의 결과는 암석의 공학적 이방성을 측정하는데 있어 P파 속도치가 유용하게 쓰일 수 있음을 보여주면, 본 실험에서 시도된 개선방안들은 국내의 암석을 대상으로 한 실험에 적용될 수 있다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제14권4호
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• pp.17-32
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• 1998

최근 수도권의 인구집중 및 경제발전의 가속화에 따른 지상공간의 부족으로 인해 지하공간에 대한 설계와 시공이 활발히 진행되고 있으며 그에 따라 지하공동 형성시 안정성을 확보하기 위한 시공기술 및 연구가 많은 발전을 이루어 왔다. 최근의 연구결과에 의하면 터널의 시공시 굴진에 따라 지반의 강도차이로 인해 발생된 3차원 절대내공변위의 변화양상을 파악하여 막장 전방의 불연속면을 미리 예측할 수 있다고 연구되었다. 따라서 3차원 계측으로 얻어진 절대내공변위의 분석을 통해 지반변화를 예측, 설계수정 및 변경을 함으로써 보다 안전하고 경제적인 터널시공이 가능하게 되었다. 본 연구는 지하공간 시공시 하중전이 효과(Arching effect)로 인한 응력의 재배치를 고려하여, 3 차원 연속체에 대한 유한요소해석을 수행함으로써 지하 공동이 존재할 경우에 대한 3차원 절대내공 변위의 양상을 파악하여 그 존재 및 위치를 예측하는 데 중점을 두었다. 또한 파쇄대 및 연약대가 존재하는 경우의 해석을 통하여 공동으로 인한 3차원 절대내공 변위 경향과의 차이를 규명하여 공동 및 파쇄대, 연약대를 가려냄으로써 각 경우의 적절한 지보선정에 도움이 되도록 하여 지하공 간 개발시 보다 진보적인 정보화 시공을 위한 시스템을 구축하는데 있어 근간을 마련하고자 한다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2004년도 춘계학술발표회
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• pp.154-161
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• 2004

The flat dilatometer test(DMT) is a geotechnical tool to estimate in-situ properties of various types of ground materials. The undrained shear strength is known to be the most reliable and useful parameter obtained by DMT. However, the existing relationships which were established for other local deposits depend on the regional geotechnical characteristics. In addition, the flat dilatometer test results have been interpreted using three intermediate indicesmaterial index($I_p$), horizontal stres index($K_p$), and dilatometer modulus($E_p$) and the undrained shear strength is estimated only by using the horizontal stress index($K_D$). In this paper, an artificial neural network was developed to evaluate the undrained shear strength by DMT and the ANN, based on the $p_0,\;p_1,\;p_2,\;{\sigma}'_v_0$, and porewater pressure. The ANN which adopts the back-propagation algorithm was trained based on the DMT data obtained from Korean soft clay. To investigate the feasibility of ANN model, the prediction results obtained from data which were not used to train the ANN and those obtained from existing relationships were compared.

• 한국지반공학회논문집
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• 제31권8호
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• pp.29-38
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• 2015

최근 기존의 유한요소 해석기법으로는 항타 말뚝 관입과 같은 대변형 문제를 적절히 모사하기 어렵기 때문에 대변형 해석기법을 필요로 하고 있다. 본 연구에서는 대변형 수치해석 기법 중 하나인 Coupled Eulerian-Lagrangian(CEL) 기법을 이용하여 항타 관입의 3차원 대변형 해석을 수행하고자 한다. 현장 시험 결과와 비교를 통해, CEL 기법의 타당성을 검증하였고, 그 결과 본 연구에서 적용한 CEL 기법이 기존 유한요소 해석 기법으로는 구현이 불가능한 항타 말뚝 관입의 전반적인 거동을 합리적으로 모사할 수 있음을 알 수 있었다. 또한, 항타 개단말뚝의 특징인 선단부근에 응력이 집중되는 현상을 적절히 예측함을 알 수 있었다. 이를 통해 CEL 기법을 이용하여 항타 관입 해석이 가능한 것을 확인하였다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제9권4호
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• pp.55-64
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• 1993

이방압밀이 비배수크리프파괴거동에 미치는 영향을 연구하기 위하여 4가지의 압밀응력비(a:In'/clc': 1.0, 0.7, 0.5, 0.4)로서 정규압밀시킨 점토시료에 대해서 비배수크리프시험을 수행하였다. 어떤 최소변형률속도에 이르는 경과시간은 압밀응력비의 감소에 따라 줄어들고 이 최소변형률속도에 대한 파괴시간도 감소된다. Finn and Shead(1.1의 제안식에 의해서 구한 상한항복강도는 압밀응력비의 크기에 관계없이 크리프강도와 잘 일치하며 평균구속응력으로서 정규화한 상한항복 강도는 압밀응력비가 증가할수록 감소한다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제9권1호
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• pp.60-66
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• 2006

세 개의 서로 다른 사암 샘플들 -두 개의 합성 샘플과 한 개의 현장 샘플- 에 대해 현장 저류층의 대표적인 구속압력과 공극압력하에서 초음파 시험이 수행되었다. 세가지 사암 샘플들은 (a) 캘사이트 시멘트(calcite intergranula. cement (CIPS))로 만든 합성사암, (b) 실리카 시멘트(silica intergranular cement)로 만든 합성 사암 (c) Otway Basin 의 Boggy Creek 1 시추공에서 시도되는 $CO_2$ 파일럿 프로젝트의 대상 암석층 중 Waarre 층으로부터 추출한 코아 샘플로 구성되어 있다. 공극률은 각각 32%, 33%, 26%이다. 초기시험은 실내건조(room-dried) 상태에 있는 코아들에 대해 구속응력을 5 MPa 씩 단계별로 65 MPa 까지 증가시키며 이루어졌다. 그리고 나서 모든 코아들에 처음에는 온도 $22^{\circ}C$에서 6 MPa 공극압력으로 기체상의 $CO_2$를, 그 다음에는 온도 $22^{\circ}C$ 에서 7 MPa 부터 17 MPa 까지 5 MPa 씩 증가시키면서 액체상의 $CO_2$를 주입하였다. 구속응력은 10MPa부터 65 MPa까지 달리 하였다. P와 S 초음파 파형들이 유효응력이 증가할 때마다 기록되었다. 속도-유효응력 반응들이 P 파와 S 파에 대해 실험 자료들로부터 계산되었으며, 감쇠(1/Qp)들은 스펙트럼 비 방법을 이용하여 파형들로부터 계산되었다. 각각의 사암들에 대한 이론적인 속도-유효응력 계산은 $CO_2$ 압력-밀도 와 $CO_2$ 체적계수-압력 상 다이어그램(phasediagram), Gassmann 유효 매질 이론(effective medium theory)을 이용하여 구하였다. 기체상의 $CO_2$ 주입은 속도-유효응력에서 건조상태(공기로 포화된 상태)에 비해 거의 무시할만한 변화를 가져왔다. 다양한 공극압력에서 액체상의 $CO_2$ 주입은 공기로 포화된 상태에 비해 속도-유효응력 반응을 평균 약 8% 정도 낮게 한다. 실험자료들은 높은 유효응력에서 Gassmann 계산들과 일치한다. 이러한 이론과 일치하는 "임계" 유효응력은 사암의 종류에 따라 달라진다. 이 차이는 각각의 사암 종류의 미세구조에서 미세 균열 수의 차이에 기인한 것이라 생각된다. 높은 유효응력에서의 이론과 의미있게 일치하였으며, $CO_2$ 주입 시 현장에서의 탄성파 거동을 예상하는데 있어서 어느 정도 확신을 준다.

• 지질공학
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• 제25권3호
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• pp.357-368
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• 2015

대전지역 중생대 화강암 암반을 대상으로 경험적 해석과 수치해석 모델링을 사용하여 심도에 따른 취성파괴 예측 연구를 수행하였다. 먼저 손상제어시험 등의 실내시험으로 경험적 해석과 수치해석 모델링에 필요한 입력 변수를 측정하였고, 측정결과를 바탕으로 연구지역의 암반을 경암에 속하는 그룹 A와 극경암에 속하는 그룹 B로 구분하여 각 그룹별 대표 물성치를 사용하였다. 취성파괴의 해석에는 해석구간의 심도와 측압계수(k)로 결정되는 원위치응력 값이 필요하나 연구지역의 원위치응력 값은 측정되지 않았다. 그러므로 다양한 원위치응력 상태를 고려하기 위하여 3가지의 측압계수 (k=1,2,3)를 분석에 적용하였다. 경험적 해석과 수치해석 모델링에서 측압계수가 1일 경우, 연구지역의 암반에서는 1000 m의 심도까지도 취성파괴가 발생할 가능성이 매우 낮은 것으로 분석되었다. 그러나 측압계수가 2일 경우에는 심도 800 m 구간에서부터, 측압계수가 3일 경우에는 심도 600 m 구간에서부터 취성파괴가 발생될 가능성이 높을 것으로 판단된다. 이 연구에서는 점착력약화-마찰각강화(CWFS) 모델과 Mohr-Coulomb 모델이 사용되었으며, CWFS 모델은 암반의 취성 파괴영역의 범위와 깊이를 잘 모사하였으나 모아-쿨롱 모델은 이러한 변화를 구현하지 못하였다.

• 지질공학
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• 제34권3호
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• pp.415-427
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• 2024

본 연구는 강원도 홍천군 북방면에 위치한 선캄브리아기 변성암 복합체를 대상으로 심부 시추코어의 절리 분포 특성을 정량적으로 분석하였다. 절리의 분포 심도, 경사각, 그리고 파쇄대 내 파편입자 크기를 측정한 후, 통계학적 기법을 적용하여 절리 간격의 확률분포를 도출하였다. 절리면의 경사각 분석 결과, 아수평절리가 가장 우세하게 나타났으며, 절리면 간격 분석에서는 0.5 m 이하의 간격이 지배적이었으며, 중위수 0.09 m, 제1사분위수 0.04 m, 제3사분위수 0.18 m로 나타나 매우 조밀한 절리 발달 양상을 보였다. 통계학적 분석을 위해 double Weibull, exponential, generalized logistic, gamma, lognormal 등 5가지 확률밀도함수와의 피팅을 수행하였으며, 잔차제곱합(sum of squared errors, SSE) 기준 lognormal 분포(SSE = 2.80)가 가장 적합한 것으로 나타났다. 본 연구 결과는 홍천 지역 심부 암반의 절리 특성을 정량적으로 규명함으로써, 지하수 유동 모델링, 사면 안정성 평가, 지하 구조물 설계 등 다양한 지질공학적 응용 분야에 중요한 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다. 향후 연구에서는 현장 응력 측정 및 지구물리학적 탐사 기법을 병행하여 절리 발달과 현지 응력장의 관계를 규명하는 것이 필요할 것으로 판단된다.