• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제8권2호
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• pp.87-100
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• 2006

본 연구에서는 화강암의 3차원 거동을 예측 분석할 수 있는 구성방정식을 마이크로플레인 모델을 이용하여 Westerly 화강암과 Bonnet 화강암의 시험데이터와 최적을 이루도록 개발하였다. 개발된 마이크로플레인 모델은 화강암의 일축압축 및 삼축압축 거동을 잘 예측하였다. 그리고 개발된 화강암의 마이크로플레인 모델을 유한요소법에 적용하여 암반 굴착시의 발파 모사를 통해 화강암의 비선형 거동을 효과적으로 해석하였다. 발파 응력파의 감쇠계수, 파쇄 영역 그리고 여굴을 방지할 수 있는 화약 장전조건 등이 연구되었다. 마이크로플레인 모델에서는 암석의 비선형 거동 및 균열발생으로 인한 에너지 감소가 잘 반영되었으며 발파 응력파의 감쇠계수는 선형탄성모델보다 크게 계산되었다. 또한 마이크로플레인 모델에서는 발파 응력파 진행에 따른 최대 주변형율을 이용하여 파쇄 영역을 직접적으로 계산할 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제32권2C호
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• pp.69-77
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• 2012

일반적으로 지열 에너지파일 및 수평형 지열교환기는 기존의 연직형 지열히트펌프에 비하여 지표면에서 가까운 깊이에 설치되며, 이 경우 지열교환기의 열 교환 거동은 토사층에서의 열전도도에 많은 영향을 받게 된다. 기존의 연구에 따르면 지하수위 상부에 놓인 흙의 열전도도는 에너지파일의 열 교환 성능에 많은 영향을 미치는 것으로 알려져 있으며, 이는 부분적으로 포화된 흙의 열전도도는 함수비에 큰 영향을 받기 때문이다. 본 연구에서는 국내에 널리 분포하고 있는 화강풍화토의 열전도도 예측에 대한 연구를 수행하였다. 5개 지역에서 채취한 화강풍화토 시료의 간극율과 포화도를 바꾸어가며 탐침법 기반 열전도도 측정시험을 수행하였고, 기존의 열전도도 추정 모델들의 적합성을 평가하였다. 마지막으로 국내 화강풍화토에 적합한 경험적 예측식을 제안하고 이를 토대로 실험자료를 분석해 보았으며 기존 문헌에 실린 실험결과에 적용하여 그 적절성을 살펴보았다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제20권1호
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• pp.5-12
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• 2004

본 연구는 암반에 근입된 현장타설말뚝의 화강암과 콘크리트의 부착면에서의 전단거동을 이해하려는 데 있다. 암반에 근입된 현장타설말뚝의 전단거동을 실내에서 실험하기 위해서는 현장에서의 전단거동을 모델링 해야 한다. 따라서, 말뚝의 축방향 대칭성을 고려해 암반에 근입된 전단면을 2차원으로 모델링함으로써 일정수직강성도(conctant normal stiffness; CNS) 조건의 전단시험을 실시할 수 있다. 본 논문에서는 국내 화강암을 대상으로 거칠기, 암의 강도, 응력경계조건 등을 고려하여 암-콘크리트 접촉부에 대한 일정수직강성도 전단시험을 수행하였다. 실험결과 각 변수(요철부의 경사각 및 높이, 수직강성도)에 따른 전단특성(첨두전단강도, 전단응력, 수직응력)은 물론 팽창현상(dilation) 등을 관찰할 수 있었다. 시험결과에 따르면 첨두 전단강도는 요철부의 경사각이 증가할수록, 그리고 수직강성도가 증가할 수록 증가하는 것으로 나타났으며, 팽창량은 요철부의 각도가 클수록 수직강성도가 작을수록 크게 나타났다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제13권8호
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• pp.45-55
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• 2012

본 연구는 폐석분의 성토재 활용에 대한 연구로서 폐석분, 화강풍화토, 그리고 폐석분과 화강풍화토의 혼합토에 대해 강도증진의 목적으로 단섬유를 보강한 경우의 강도 특성을 시험적으로 분석한 것이다. 폐석분, 화강풍화토 및 혼합토에 단섬유를 혼합한 경우 단섬유의 함량과 일축압축강도 증가비는 거의 선형적인 증가 경향을 보였으며, 화강풍화토에서 가장 큰 일축압축강도 증가비가 나타났고, 혼합토는 폐석분과 유사한 일축압축강도 증가비를 나타냈다. 전단강도 시험 결과 폐석분을 화강풍화토와 혼합한 혼합토의 경우 단섬유함량에 따른 점착력의 변화는 작았으나, 내부마찰각은 증가하는 추세를 보였으며, 단섬유 함유량 0.75%에서 21%의 내부마찰각 증가효과를 나타냈다. 폐석분 및 화강풍화토에 비교하여 상대적으로 강도정수가 크게 증가하는 경향을 보이고 있어 혼합토에서 단섬유의 보강효과를 기대할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제22권2호
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• pp.41-53
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• 2006

텐서(tensor) 이론에 기초한 기존의 구성방정식 모델은 암석(rock)과 같은 준취성 재료에서 나타나는 복잡한 변형열화(strain softening) 과정을 기술하기가 어려우며, 특히 구속압에 따른 변형열화 과정의 변화를 잘 반영하지 못한다. 본 연구에서는 화강암의 3차원 거동을 예측 분석할 수 있는 구성방정식을 마이크로플레인 모델을 이용하여 개발하였다. 화강암에 대한 마이크로플레인 모델은 Westerly 화강암과 Bonnet 화강암의 일축압축 및 삼축압축 시험 데이터와 최적을 이루도록 개발되었다. 개발된 마이크로플레인 모델은 화강암의 일축 및 삼축거동을 잘 예측하였다. 그리고 개발된 화강암의 마이크로플레인 모델을 유한요소법에 적용하여 암석지반 굴착시의 발파 모사를 통해 화강암의 비선형 거동 및 발파시의 파쇄 영역을 해석하였다. 또한 마이크로플레인 모델을 이용한 비선형 해석결과와 탄성해석 결과를 비교 분석한 결과 화강암의 거동은 비선형에 크게 영향을 받는 것으로 나타났다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제10권3호
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• pp.13-20
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• 2009

최근까지 사면, 제방, 댐 등의 안정해석에는 흙의 포화도를 고려하지 않고 포화상태의 시료에서 얻어진 강도정수를 사용하여 왔다. 이는 포화지반의 개념으로 구조물을 설계하는 것이 이론적 접근이 용이하고 안전측 설계가 가능하기 때문이었으며, 불포화토를 연구하기 위해 소요되는 실험적 비용과 시간 등의 어려움이 많았기 때문이다. 하지만 고전적인 포화토질역학의 개념과 원리로는 실제의 불포화 지반에서 발생하는 현상과 거동이 합리적으로 해석되지 않는 많은 공학적 문제들이 인식되면서 최근 들어 지반의 공학 연구 분야에 불포화토에 대한 관심이 증가하고 있다. 최근 들어 많은 연구자들은 흙 구조물을 보다 합리적으로 해석하기 위하여 구조체의 포화도를 고려하는 해석의 필요성을 제기하고 있다. 불포화토의 역학적 성질을 규명하기 위한 가장 기본적인 요소중의 하나가 바로 '함수특성곡선(SWCC)'이다. 흙은 불포화상태로 갈수록, 즉 함수비가 감소할수록, 흙 내부에 음의 간극수압이 작용되는데 이 음의 간극수압인 모관흡수력(suction)과 체적 함수비(volumetric water content)간의 상관관계를 나타내는 곡선이 함수특성곡선이다. 본 연구에서는 실무에 편리하게 쓰일 수 있도록 국내 화강풍화토에 대한 지역별 자료를 제시하며, 이에 대한 검증을 위하여 이론적 고찰과 검증, 실험적 검증을 하였다. 함수특성곡선의 추정에는 Soil Vision Ltd.의 Soil Vision이 사용되었으며, 추정된 함수특성곡선과 실험적인 방법과 이론적인 방법로 얻어진 함수특성곡선을 비교, 검증하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제20권8호
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• pp.103-111
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• 2004

화강풍화토는 특유의 파쇄성과 압축성이 높은 이유로 일반적으로 사용되는 산정식에 의해 지지력 등을 산출하기 곤란한 문제점이 있다. 이러한 화강풍화토의 공학적 특성을 보다 상세히 밝히기 위해서는 우선 미시적인 입자자체의 특성을 충분히 검토한 후, 입자 집합체의 거시적인 거동특성과의 관련성을 우선 규명하여 한다. 그러나 지금까지 지반공학 분야에서는 하나하나의 입자에 작용하는 응력상태의 중요성에 대한 인식이 없었고, 또한 일련의 법칙성을 발견하기 어렵다는 이유로 단일의 입자특성은 다루어지지 않았다. 그러나 특유한 입자파쇄성과 고압축성을 갖는 화강풍화토의 정확하고 자세한 역학특성을 밝히기 위해서는 미시적인 입자의 특성을 조사해 지반거동에 미치는 영향을 조사할 필요가 있다. 또한 지반내에서의 수분의 존재는 입자파쇄의 활성화를 촉진시키고, 그 결과 압축성의 증가와 전단강도의 저하를 일으키는 요인이 된다. 사실상 실제로, 화강풍화토를 재료로 한 성토지반에서 지반침하가 심각한 문제로 대두되는 경우는 주로 화강풍화토 지반의 함수비 변화에 따른 압축특성의 민감한 변화의 결과로 추정하고 있다. 본 연구에서는 현미경 관찰을 통한 미시적인 입자형상 분석과 단입자 강도시험을 통한 입자강도특성을 조사하여 화강풍화토의 압축특성과의 관련성 및 입자의 파쇄성과 화강풍화토의 압축특성에 미치는 수분의 영향에 대하여 조사하였다.

• 자원환경지질
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• 제31권6호
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• pp.473-483
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• 1998

The igneous rocks in the Goseong area are composed of the volcanic rocks (andesitic lapilli tuff and rhyodacite), Bulgugsa granites (Hornblende-biotite granite and two pyroxene granite) and intrusive andesites. In the variation diagrams of the trace and rare earth element contents and elemental ratios as well as the REE patterns, the three igneous rock types show different variational trends and patterns. The geochemical features represent that the igneous rocks in the area were formed from three different magmatic pulses. Two independently carried out Rb-Sr isotope experiments for the Goseong granites show that the whole rock ages and Sr initial ratios of the granites are $66.4{\pm}6.2Ma$, $0.70517{\pm}22(2{\sigma})$ and $71.3{\pm}6.8Ma$, $0.70506{\pm}18(2{\sigma})$, respectively. These results suggest that the granites magma originated from the lower crustal materials of igneous origin intruded into the area during the late Cretaceous period. Masan hornblende-biotite granite emplaced at the vicinity of the Goseong area is very similar to the Goseong granite in its mineral compositions, major, trace and rare earth element contents and patterns. The intruding age (100 Ma) of the Masan granite is order than that of the Geseong granite, however. The similarity of the geochemical natures but the contrast of the intruding ages between the Masan and Goseong granites possibly indicate that the magma generation from the same source materials occurred at a temporal interval of ca. 30 Ma.

• 터널과지하공간
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• 제14권4호
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• pp.261-268
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• 2004

The main objectives of this study are to investigate the anisotropic characteristics of rocks and to evaluate the relationships between physical properties. A series of experiments were performed in three mutually perpendicular directions for three rock types, which are granite, granitic gneiss and limestone. The relationships of measured physical properties were evaluated. The results of ultrasonic wave velocity measurement show that granite of three rock types gives the largest directional difference, and that the wave velocity in a plane parallel to a transversely isotropic one is dominantly faster than that in a subvertical or vertical plane. It implies that ultrasonic wave velocity for rock could be used as a useful tool for estimating the degree of anisotropy. The ratio of uniaxial compressive strength to Brazilian tensile strength ranges approximately from 13 to 16 for granite. from 8 to 9 for granite gneiss, and from 9 to 18 for limestone. The directional differences for granite and granitic gneiss are very small, and on the other hand, is relatively large for limestone. It is suggested that strength of rock makes quite difference depending on the rock types and loading directions, especially for the anisotropic rocks such as transversely isotropic or orthotropic rocks. The ratio of uniaxial compressive strength to point load strength index ranges from 18 to 20 for granite, from 17 to 19 for granitic gneiss, and from 21 to 24 for limestone. These results show that point load strength index makes also a difference depending on rock types and directions. Therefore. it should be noted that the ratio of uniaxial compressive strength to point load strength index could be applied to all rock types. Uniaxial compressive strength shows relatively good relationship with point load strength index, Schmidt hammer rebound value, and tensile strength. In particulat, point load strength index is shown to be the best comparative relationship. It is indicated that point load test is the most useful tool to estimate an uniaxial compressive strength indirectly.

• 터널과지하공간
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• 제18권3호
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• pp.219-225
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• 2008

고준위폐기물처분장의 설계 및 장기 성능평가를 위한 입력자료를 확보하기 위해, 한국원자력연구원 지하처분연구시설 부지에서 실시된 경사시추에서 얻은 암석 코어를 이용하여 화강암의 열전도도를 측정하였다. 측정을 위한 시료는 다양한 지표면으로부터의 심도에서 채취되었으며, 건조 조건과 물로 포화된 조건에서 열전도도가 측정되었다. 건조 조건에서 화강암의 열전도도는 공극률이 증가함에 따라 감소하였으며, 2.1 W/mK에서 3.1 W/mK 사이의 범위에 있었다. 동일 암석 코어에서 얻은 화강암 시료에 대해 포화 조건에서 측정된 화강암의 열전도도는 건조 조건에서 특정된 값보다 큰 값을 나타내어 2.9 W/mK에서 3.6 W/mK 사이의 범위에 있었다. 조사부지 내 화강암의 열전도도에 대한 이방성의 영향은 작은 것으로 나타났다.