• 터널과지하공간
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• 제24권1호
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• pp.55-66
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• 2014

본 연구에서는 절리구조의 기하학적 특성을 분석하기 위해 사진측량기법을 효율적으로 현장에 적용하기 위한 절리조사 시스템을 개발하였다. 개발된 시스템은 하드웨어와 해석 소프트웨어로 구성된다. 하드웨어는 암반 절리구조의 영상촬영을 위한 영상 촬영 시스템, 카메라의 촬영방향과 높이를 제어하는 촬영방향 제어 시스템, 그리고 카메라 매개변수 중 회전각 성분을 측정하기 위한 디지털 컴퍼스로 구성되었다. 해석 소프트웨어는 사진촬영을 통해 얻어진 이미지 자료로부터 절리의 방향성, 밀도 및 평균 길이를 분석하기 위해 개발하였으며 JointeXtractor로 명명하였다. 개발된 시스템을 암반 상부와 수목이나 낙석방지 울타리의 설치로 인해 접근이 어려운 지역 등 수작업 조사자가 측정할 수 없는 경우의 현장에 적용한 결과 절리의 방향성 및 밀도, 평균 길이를 정량적으로 분석할 수 있었다.

• 터널과지하공간
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• 제9권2호
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• pp.141-148
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• 1999

암반 내에 존재하는 절리의 분포 양상을 현실적으로 반영할 수 있는 개별요소해석에서, 절리의 거동을 모사하는 구성방정식의 적절한 선택이 해석결과에 미치는 영향은 매우 크다. 본 연구에서는 절리 암반 사면의 안정성 분석을 통하여 Barton-Bandits (BB)의 구성방정식과 Mohr-Coulom (MC)의 구성방정식을 비교해 보았다. 절리의 전단변위 발생에 따른 수직팽창을 허용하는 BB 모델에서는 현장의 사면 양상과 매우 유사한 결과를 도출하였으며, 그 결과 10cm 두께의 숏크리트 타설이 보강 방안으로 제안되었다. 반면, 수직팽창이 일정한 값으로 주어지는 MC모델에서는 외부 하중 조건에 대하여 둔감한 반응을 보이는 등 현장 상황을 충분히 예측하지 못하는 결과가 도출되었다.

• 터널과지하공간
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• 제21권6호
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• pp.494-507
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• 2011

암석의 절리면 거칠기 평가에 있어서 최적의 거칠기 파라미터를 선택하는 것은 중요한 문제이다. 선행연구에서 절리면 거칠기의 평가는 여러 가지 통계적 방법에 의해 2차원적으로 이루어져왔다. 본 연구에서는 Barton과 Choubey(1977)가 제안한 표준 프로파일(JRC)을 3차원 표면으로 확장하고, 표면평균기울기를 적용하여 절리면 거칠기를 정량화 하였다. 그리고 $Z_2$, Ai파라미터와 비교하여 표면평균기울기를 이용한 거칠기 정량화의 타당성을 검증하였으며, 복제시료를 이용한 절리면 전단시험을 통하여 전단강도와 표면평균기울기의 관계를 분석하였다.

• 터널과지하공간
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• 제14권6호
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• pp.391-398
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• 2004

시추공에서 관찰된 절리면의 방향성과 위치자료를 이용하여 개착면에서의 trace 분포를 예측하는 대수학적 기법을 개발하였다. 절리 trace 예측은 절리면과 투영면의 3차원 평면식을 활용하여 대수학적으로 수행되며, 개별 불연속면의 영속성을 고려하여 투영 영역 내에서 trace가 표출되는 범위가 산정된다. 절리 예측기법을 활용하여 슬럼핑 현상에 의해 구조적으로 불안정한 김해 내삼사면의 안정성 및 보강 계획의 적정성을 분석하였다. DOM 시추작업을 수행하여 암반구조 특성을 조사하였으며, 사면 파괴를 유발시킬 수 있는 절리들을 추출하여 심도별 지반거동 특성을 분석하였다. 또한, 사면보강을 위하여 계획된 앵커 정착부에서의 절리분포 및 거동양상을 분석하고 앵커 보강의 효율성을 고찰하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제15권5호
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• pp.229-240
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• 1999

본 논문에서는 유한차분법, 채널망 해석법 및 절리망 해석법 등 다양한 해석기법을 이용하여 개별 암석절리 및 절리암반에서의 지하수 유동과 주입재의 유동거동을 연구하였다. 유동거동은 두개의 상이한 관찰규모, 즉 변화하는 간극분포를 가진 실험실 규모의 거친 절리면과 3개의 절리군에 속한 단절된 절리들을 포함하고 있는 현장 규모의 절리암반에 대해 수행되었다. 단일절리에서의 유동해석결과 물과 주입재 모두 간극분포에 의존하는 채널흐름의 특성을 확인할 수 있었다. 유한차분법과 기존의 이론해에 의한 유량 계산결과를 비교 분석하였다. 절리암반의 경우 절리의 수와 굴착된 원형공동의 직경을 증가시키면서 공동내부로의 지하수 유입량을 분석하였다. 이 분석에는 절리망 해석법과 Goodman의 이론해를 사용하여 결과를 비교하였다. 또한 절리망 해석법의 경계효과, 절리망의 비균질성이 지하수 유동에 미치는 영향 등을 논의하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제74권3호
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• pp.407-423
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• 2020

The pre-peak cyclic shear mechanism of two-order asperity degradation of rock joints in the direct shear tests with static constant normal loads (CNL) are investigated using experimental and numerical methods. The laboratory testing rock specimens contains the idealized and regular two-order triangular-shaped asperities, which represent the specific geometrical conditions of natural and irregular waviness and unevenness of rock joint surfaces, in the pre-peak cyclic shear tests. Three different shear failure patterns of two-order triangular-shaped rock joints can be found in the experiments at constant horizontal shear velocity and various static constant normal loads in the direct and pre-peak cyclic shear tests. The discrete element method is adopted to simulate the pre-peak shear failure behaviors of rock joints with two-order triangular-shaped asperities. The rock joint interfaces are simulated using a modified smooth joint model, where microscopic scale slip surfaces are applied at contacts between discrete particles in the upper and lower rock blocks. Comparing the discrete numerical results with the experimental results, the microscopic bond particle model parameters are calibrated. Effects of cyclic shear loading amplitude, static constant normal loads and initial waviness asperity angles on the pre-peak cyclic shear failure behaviors of triangular-shaped rock joints are also numerically investigated.

• 터널과지하공간
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• 제12권3호
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• pp.220-228
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• 2002

절리암반에서의 열유동을 수치해석적으로 분석하였다. 1차원 모델 해석을 통하여 한 조의 절리군이 열전도에 미치는 영향을 비교 분석하고, 이론해와 비교하였다. 절리 내에 물이 전혀 없는 경우, 절리는 열 차단제의 역할을 하며 정상상태에서도 온도의 불연속이 관찰되었다. 따라서 암반 내 존재하는 절리가 완전 건조상태인 경우에는 개별적인 절리의 열차단 효과를 일일이 고려하여야 정확한 결과를 얻을 수 있다 그러나 절리 내에 물이 부분적으로 혹은 완전히 포화된 경우에는 열차단 효과가 현저히 줄어들어 온도 분포에 미치는 영향이 현저히 감소하였다. 따라서 절리 암반을 통한 열전도는 암반을 무결암의 열적 성질과 불연속면의 열적 성질을 포함한 열적 이방성 연속체로 가정함으로써 가능하다 할 수 있다. 절리의 포화 정도가 증가할수록 절리가 열유동에 미치는 영향이 감소하므로 암반의 열전달 특성은 등방에 가까워지며, 따라서 복잡한 모델을 이용한 해석보다는 현지 암반의 열물성을 정확히 측정하는 것이 더욱 중요함을 알 수 있었다.

• 화약ㆍ발파
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• 제22권3호
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• pp.1-12
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• 2004

암석 파쇄도는 노천의 벤치발파에서 생산성을 좌우하는 요소이다. 벤치발파에서 암석 파쇄도는 여러 가지 조건의 영향을 받게 되는데, 특히 암반의 불연속면 조건과 자연상태 암반 블록의 크기는 큰 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 이 연구에서는 석회석을 생산하는 3개 노천광산에서 발파조건 뿐 아니라 암반의 불연속면 조건과 자연상태 암반 블록크기를 면밀히 조사하여 이들 조건이 암석 파쇄도에 미치는 영향을 검토하였다. 분석 결과 암반의 불연속면 조건과 발파조건은 복합적인 상호작용에 의해 영향을 미치는 것으로 밝혀졌으며, 특히 자연상태 암반 블록의 크기는 암석 파쇄도에 가장 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 암석 파쇄도는 암반의 불연속면 조건 중 주절리군의 방향에 의해서도 영향을 받는 것으로 확인되었는데, 주절리군의 방향이 벤치 앞쪽 자유면과 $30^{\circ}$의 경사를 이룰 때 파쇄물의 평균크기가 가장 작게 되는 것으로 나타났다. 이런 현상은 발파로 만들어진 탄성파의 전파경로 차이에 기인하는 것으로 판단된다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제15권5호
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• pp.1113-1124
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• 2018

Geological dynamic hazards during deep coal mining are caused by the failure of a composite system consisting of the rock and coal layers, whereas the joint in coal affects the stability of the composite system. In this paper, the compression test simulations for the rock-coal combined body with single joint in coal were conducted using $PFC^{2D}$ software and especially the effects of joint length and joint angle on strength and failure characteristics in a rock-coal combined body were analyzed. The joint length and joint angle exhibit a deterioration effect on the strength and affect the failure modes. The deterioration effect of joint length of L on the strength can be neglected with a tiny variation at ${\alpha}$ of $0^{\circ}$ or $90^{\circ}$ between the loading direction and joint direction. While, the deterioration effect of L on strength are relatively large at ${\alpha}$ between $30^{\circ}$ and $60^{\circ}$. And the peak stress and peak strain decrease with the increase of L. Additionally, the deterioration effect of ${\alpha}$ on the strength becomes larger with the increase of L. With the increase of ${\alpha}$, the peak stress and peak strain first decrease and then increase, presenting "V-shaped" curves. And the peak stress and peak strain at ${\alpha}$ of $45^{\circ}$ are the smallest. Moreover, the failure mainly occurs within the coal and no apparent failure is observed for rock. At ${\alpha}$ between $30^{\circ}$ and $60^{\circ}$, the secondary shear cracks generated in or close to the joint tips, cause the structural instability failure of the combined body. Therefore, their failure models present as a shear failure along partial joint plane direction and partially cutting across the coal body or a shear failure along the joint plane direction. However, at ${\alpha}$ of $60^{\circ}$ and L of 10 mm, the "V-shaped" shear cracks cutting across the coal body cause its final failure. While crack nucleations at ${\alpha}$ of $0^{\circ}$ or $90^{\circ}$ are randomly distributed in the coal, the failure mode shows a V-shaped shear failure cutting across the coal body.

• 터널과지하공간
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• 제10권3호
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• pp.329-343
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• 2000

암반 절리 조사는 크게 절리 방향 측정과 트레이스 정보 등을 얻기 위한 매핑으로 구분할 수 있다. 본 연구에서는 절리 방향 측정 및 트레이스 매핑을 위한 기존의 수작업을 대체하기 위하여 입체사진측량학과 화상처리 기법 동을 이용한 암반 절리 조사 시스템을 개발하였다. 절리 방향 측정을 위해 입체사진측량학을 적용하였으며, 트레이스 길이 및 빈도 등의 정보를 얻기 위해 화상 처리 기법을 이용한 두 가지 혼합 접근법 (hybrid approach) 을 고안하였다. 입체사진측량학을 이용한 절리 방향 측정 기법 및 화상 처리 기법은 접근이 어려운 지역에서의 원거리 측정 및 신속하고 객관적인 매핑이 가능하다는 장점을 가진다.