• 터널과지하공간
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• 제19권5호
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• pp.388-396
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• 2009

록볼트는 지하공동 굴착시 암반의 과도한 이완을 초기에 방지할 수 있는 가장 중요한 터널 지보재 중 하나이다. 국내외에서 록볼트의 설치에 따른 침하저감 및 보강효과, 다양한 록볼트 형태에 따른 터널 안정성 증대효과 등 록볼트 지보효과에 대한 많은 연구는 있으나, 록볼트에 긴장력을 가함으로써 절리암반의 지반보강 효과에 대한 연구는 미흡한 실정이다. 본 연구에서는 수평절리암반을 모사한 모형지반에서 록볼트의 긴장력 및 설치간격을 변수로 하여 대형모형실험을 실시하여, 록볼트에 의한 지반 보강효과를 확인하였다. 록볼트의 긴장력에 의한 절리암반 보강효과를 확인하기 위하여 단순보를 조성하여 긴장력과 설치간격을 변수로 하였다. 굴착에 따른 모형지반 중앙하부 처짐량을 측정하여 록볼트로 보강된 보강영역의 지반변형계수를 도출하였다.

• 터널과지하공간
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• 제19권2호
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• pp.95-106
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• 2009

암석파괴역학과 파괴인성 이하의 응력상태에서 균열이 발생하고 성장하는 특성을 고려하여 암반사면의 진행성 파괴를 검토하였다. 굴착이 종료된 암반사면은 응력이 거의 변하지 않은 조건이지만, 시간이 경과함에 따라 절리면 내 미소한 접점에서 파괴가 발생하고 파괴된 접점의 수효가 증가함에 따라 절리면이 파괴되고, 파괴된 절리면이 많아져 사면이 파괴되는 진행성파괴 현상을 수치해석적으로 확인하였다. 따라서 암반사면의 진행성 파괴는 파괴인성보다 낮은 응력상태에 있는 암반 절리면 내 미소한 접점에서 시간의 경과에 따라 발생한 균열이 성장하여 사면을 파괴시키는 것으로 분석되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제30권7호
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• pp.41-53
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• 2014

본 연구는 절리형성 암반지층 굴착벽체 작용토압의 크기 및 분포에 대해서 절리의 점착강도, 암석종류 및 절리경사각을 달리하여 조사하였다. 본 연구는 특히 절리 점착강도의 영향에 대해 초점을 두었다. 실내모형실험(Son and Park, 2014)에 근거하여 암석과 구조물의 상호작용을 고려하면서 확장된 매개변수 연구를 수행하였다. 이 때 매개변수 연구는 암석과 절리의 거동특성을 고려할 수 있도록 개별요소법에 근거하여 수행하였다. 연구결과 굴착벽체에 작용하는 토압은 암석 및 절리경사각 뿐만아니라 절리 점착강도에 의해서 크게 영향을 받는 것으로 나타났다. 절리 점착강도의 영향은 특히 절리가 활동될 수 있는 조건에서 크게 나타났다. 본 연구에서는 서로 다른 조건에서 절리의 활동을 방지하기 위한 절리 점착강도의 크기를 조사하였다. 연구결과는 또한 토사지반에서의 토압산정을 위해 자주 이용되는 Peck의 경험토압과도 비교되었다. 비교결과 절리형성 암반지층에서 발생하는 토압은 토사지반에서의 토압과는 크게 다를 수 있다는 것을 나타냈다. 본 연구결과는 향후 절리형성 암반지층 굴착벽체 작용토압에 대해 보다 나은 이해를 제공할 수 있을 것으로 기대된다.

• 터널과지하공간
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• 제7권1호
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• pp.58-64
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• 1997

A pilot plant of underground cold storage for food has been excavated as a R&D program. For the stability assessment of underground cold storage opeinengs in shallow jointed rocks, three kinds of stability problems were analyzed by numerical methods. For the analysis of unstability by rock block movements, DEM was used considering the statistical distribution of rock joints. Concerning thermally induced cracking, FDM was used with thermomechanical stress analysis. Finally, in order to evaluate the joint failure during the thawing process, BE algorithm was applied. Numerical examples applied for the pilot plant show that the possibility of unstable failure of opeings exists but can be avoided with proper rock reinforcements provided.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2009년도 춘계 학술발표회
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• pp.58-63
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• 2009

Biaxial compression test was conducted on a transversely isotropic synthetic jointed rock model for the understanding of the fracture behaviors of a sedimentary or metamorphic rocks with well developed bedding or foliation in uni-direction. The joint angles employed for the model are 30, 45, and 60 degrees to the horizontal, and the synthetic rock mass was made of early strength cement. From the biaxial compression test, initiation propagation of tensile cracks at norm to the joint angle was found. The propagated tensile cracks eventually developed rock blocks, which was dislodged from the rock mass. Furthermore, the propagation process of the tensile cracks varies with joint angle: lower joint angle model shows more stable and progressive tensile crack propagation. The experiment results were validated from the simulation by using discrete element method PFC 2D. From the simulation, as has been observed from the test, a rock mass with lower joint angle produces wider damage region and rock block by tensile cracks. In addition, a rock model with lower joint angle shows a progressive tensile cracks generation around the opening from the investigation of the interacted tensile cracks.

• 한국암반공학회:학술대회논문집
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• 한국암반공학회 2007년도 특별심포지엄 논문집
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• pp.269-279
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• 2007

• 터널과지하공간
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• 제5권1호
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• pp.1-10
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• 1995

The behavior of a jointed rock mass depends mainly on the geometrical and mechanical properties of joints. The failure mode of a rock mass and kinematics of rock blocks are governed by the orientation, spacing, and persistence of joints. The mechanical properties such as dilation angle, shear strength, maximum closure, strength of asperities and friction coeffiient play important roles on the stability and deformation of the rock mass. The normal and shear behaviour of a joint are coupled due to dilation, and the joint deformation depends also on the boundary conditions such as stiffness conditons. In this paper, the joint constitutive law including the dilatant behaviour of a joint is numerically modelled using the edge-to-edge contact logic in distinct element method. Also, presented is the method to quantify the input parameters used in the joint law. The results from uniaxial compression and direct shear tests using the numeical model of the single joint were compared to the analytic results from them. The boundary effect on the behaviour of a joint is verified by comparing the results of direct shear test under constant stress boundary condition with those under constant stiffness boundary condition. The numerical model developed is applied to a complex jointed rock mass to examine its performance and to evaluate the effect of joint dilation on tunnel stability.

• 터널과지하공간
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• 제15권3호
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• pp.185-194
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• 2005

암반에 시공되는 터널은 주변지반이 자체 지보능력을 가진다. 암반에는 절리가 존재하여 전체적 인 거동이 불연속면의 거동에 의해 지배되는 경우가 많다. 본 연구에서는 모형실험과 수치해석적 방법을 통하여 절리암반에 굴착되는 터널의 거동을 연구하였다. 그 결과 균질한 지반에서 터널을 굴착할 경우 초기응력상태에 따라 터널의 거동이 달라진다. 또한 터널주위에 절리가 존재할 때 절리와 인접한 터널주변지반에서는 지반응력과 변위가 증가하였다.

• 터널과지하공간
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• 제5권2호
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• pp.123-133
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• 1995

A two dimensional visco-plastic finite element model capable of handling the multistep excavaton was developed for investigating the effect of excavation-support sequences on the behaviour of underground openings in the jointed rock mass. Ubiquitous joint pattern was considered in the model and joint properties in each set were assumed to be identical. Passive, fully-grouted rockbolts were considered in the model. Visco-plastic deformations of joints and rockbolts were assumed to be governed by Mohr-Coulomb and von Mises yield criteria, respectively. With the ability of removing elements, the model can von Mises yield criteria, respectively. With the ability of removing elements, the model can simulate the multi-step excavation-support sequences. The reliability of the model to the stability analysis for the underground excavation in practice was checked by simulating the behavior of underground crude oil storage caverns under construction.

• Geomechanics and Engineering
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• 제16권5호
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• pp.471-482
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• 2018

A flat-jointed bonded-particle model (BPM) has been proved to be an effective tool for simulating mechanical behaviours of intact rocks. However, the tedious and time-consuming calibration procedure imposes restrictions on its widespread application. In this study, a systematic approach is proposed for simplifying the calibration procedure. The initial relationships between the microscopic, constitutive parameters and macro-mechanical rock properties are firstly determined through dimensionless analysis. Then, sensitivity analyses and regression analyses are conducted to quantify the relationships, using results from numerical simulations. Finally, four examples are used to demonstrate the effectiveness and robustness of the proposed systematic approach for the calibration procedure of BPMs.