• 터널과지하공간
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• 제16권3호
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• pp.251-258
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• 2006

본 연구에서는 공내재하시험으로 측정된 변형계수를 이용하여 RMR을 이용한 변형계수 추정 방법에 대한 국내 암반에서의 적용성을 평가하고, 암반의 변형계수에 영향을 미치는 여러 변수들과 변형계수와의 상관성 분석을 실시하였다. RMR을 이용하여 변형계수 예측을 위해 제안된 기존의 제안식은 변형계수를 과대 예측하고 있었으며, 암종별로도 추정값과 측정값이 상관성의 차이가 컸다. 암반 특성치로서 일축압축강도, RQD, 절리 상태, 절리 간격, 지하수 상태, 측정 심도를 주요 변수로 하여 암반의 변형계수에 미치는 영향에 대한 개개의 상관성 분석을 수행한 결과, RQD가 가장 높은 상관성을 보여 예비설계 단계에서 RQD만으로도 암반의 상태 및 변형계수를 추정할 수 있을 것으로 판단되었고 절리 간격과 절리 상태 의 경우 또한 암반 변형계수와의 상관성이 비교적 높은 것으로 예상되었으며, 일축압축강도는 변형계수와 밀접한 관계가 있음에도 불구하고 RMR값에 미치는 영향이 적기 때문에 상관성이 낮았다. 따라서 상관성을 높이기 위해서는 일축압축강도의 배점에 신경을 써야하고 일축압축강도 측정시 주의가 필요하다고 판단된다. 또한 지하수의 경우 점수 배점으로 평가되므로 시추자료로 변형계수를 평가하는데 한계가 있을 것으로 사료되어 평가에서 제외시키는 것이 합리적일 것으로 판단된다. 또한 앞으로 변형계수 및 암반 특성에 관한 자료 확보 및 연구를 통해 암반의 풍화도, 암반의 간극률, 절리 특성 등에 관한 보다 복합적인 결과 도출을 위하여 다변량 중회귀분석 등과 같은 다양한 접근을 통한 연구가 필요할 것으로 판단된다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제24권4호
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• pp.323-335
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• 2021

This paper aims to estimate the range of the excavation damaged zone (EDZ) formation caused by the tunnel boring machine (TBM) advancement through dynamic three-dimensional large deformation finite element analysis. Large deformation analysis based on Coupled Eulerian-Lagrangian (CEL) analysis is used to accurately simulate the behavior during TBM excavation. The analysis model is verified based on numerous test results reported in the literature. The range of the formed EDZ will be suggested as a boundary under various conditions - different tunnel diameter, tunnel depth, and rock type. Moreover, evaluation of the integrity of the tunnel structure during excavation has been carried out. Based on the numerical results, the apparent boundary of the EDZ is shown to within the range of 0.7D (D: tunnel diameter) around the excavation surface. Through series of numerical computation, it is clear that for the rock of with higher rock mass rating (RMR) grade (close to 1st grade), the EDZ around the tunnel tends to increase. The size of the EDZ is found to be direct proportional to the tunnel diameter, whereas the depth of the tunnel is inversely proportional to the magnitude of the EDZ. However, the relationship between the formation of the EDZ and the stability of the tunnel was not found to be consistent. In case where the TBM excavation is carried out in hard rock or rock under high confinement (excavation under greater depth), large range of the EDZ may be formed, but less strain occurs along the excavation surface during excavation and is found to be more stable.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제18권6호
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• pp.5-19
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• 2017

본 연구에서는 편마암지역의 NATM 해저터널 막장 9개소에서 실시한 차수 주입홀 315공에 대한 주입재 주입량에 대하여 RMR 분류요소들과 주입재 주입량, 루전값과 RQD, 루전값과 시멘트 주입량의 상관관계를 분석하여 암반 차수 주입 효과를 연구하였다. 연구대상 해저터널에서 막장별 주입재 총주입량은 일부 막장에서 다소 변화폭은 있으나, 불연속면의 간격(R3, Js)과 지하수상태(R5)에서 분류요소의 평점이 높을수록 감소하는 것으로 나타났으며, 막장별 총주입량은 RMR 분류요소들보다는 탄성파탐사(3D, TSP)의 지질이상대 및 감지공의 유입량과 상관관계가 큰 것으로 나타났다. 단위주입량은 불연속면의 상태(Jc, R4)의 풍화도를 제외한 RMR 분류요소들에서 평점이 높을수록 감소하는 것으로 나타났다. RQD와 루전값은 상관관계가 크지 않으나, RQD 값이 클수록 루전값이 감소하는 경향을 확인할 수 있었다.

• 터널과지하공간
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• 제21권6호
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• pp.439-449
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• 2011

터널의 페이스매핑(face mapping)을 신속하고 신뢰성 있게 수행하기 위하여 디지털 사진으로부터 3차원 좌표의 점군(point cloud)을 생성하고 이로부터 절리면의 방향과 간격 및 암질지수(R.Q.D), 절리면 거칠기 등을 분석하였다. 분석결과를 공학적 암반분류 방법인 RMR(Rock Mass Rating)과 Q 시스템에 입력하여 보강방법을 결정하고 터널을 시공하였다. 그 결과 터널 페이스매핑 작업의 안전성을 높이면서, 분석부터 보강작업까지의 시간을 절약하였다. 또 터널 막장면의 디지털 영상과 공학적 암반분류용 정보를 객관적으로 평가하고 필요 시재분석이 가능하도록 보존함으로써 보강등급 결정과 터널보강 방법의 신뢰도를 높였다.

• 지질공학
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• 제18권4호
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• pp.545-553
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• 2008

터널 시공 중 막장관찰과 계측자료는 굴착으로 인하여 발생하는 지반 및 주변 구조물의 안정성 평가를 위한 가장 중요한 정보이다. 특히, 발파 굴착으로 이루어지는 NATM 공법에서 막장관찰과 계측은 다음 막장의 굴착 및 지보설계를 위한 핵심자료로 활용이 된다. 하지만, 국내에는 암반분류 결과와 계측결과의 관계에 대한 연구가 많이 부족하여 굴착 및 지보설계에 제대로 활용되지 못하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 막장관찰에 의한 암반분류 중 국내외에서 가장 많이 사용되는 RMR 분류법과 내공변위 계측결과의 분석을 통해 지질상태의 변화가 터널의 거동에 미치는 영향을 살펴보고자 하였다. 내공변위의 계측위치와 계측 시점에 따른 변위 측정 편차를 변위 함수를 이용해 보정하였으며, 이를 통해 내공변위의 영향선과 지반조건의 관계를 고찰하였다. 또한 변위 함수 파라미터와 초기변위 발생비율 등 내공변위와 관련된 다양한 요소들의 지반조건에 따른 변화양상을 파악함으로써 막장관찰 및 내공변위 계측을 통한 지반 평가의 기초자료를 제시하고자 하였다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제28권4호
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• pp.359-374
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• 2022

Geology conditions are crucial in decision-making during the planning and design phase of a tunnel project. Estimation of the geology conditions of road tunnels is subject to significant uncertainties. In this work, the effectiveness of a novel regression method in estimating geological or geotechnical parameters of road tunnel projects was explored. This method, called Gaussian process regression (GPR), formulates the learning of the regressor within a Bayesian framework. The GPR model was trained with data of old tunnel projects. To verify its feasibility, the GPR technique was applied to a road tunnel to predict the state of three geological/geomechanical parameters of Rock Mass Rating (RMR), Rock Structure Rating (RSR) and Q-value. Finally, in order to validate the GPR approach, the forecasted results were compared to the field-observed results. From this comparison, it was concluded that, the GPR is presented very good predictions. The R-squared values between the predicted results of the GPR vs. field-observed results for the RMR, RSR and Q-value were obtained equal to 0.8581, 0.8148 and 0.8788, respectively.

• 지구물리와물리탐사
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• 제7권2호
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• pp.121-129
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• 2004

터널 등과 같은 대규모의 토목공사에서 암반등급 평가에 이용되는 RMR값의 효율적인 추정을 위해 지구물리 탐사자료인 MT역산결과와 시추공에서 직접 얻어진 자료에 대해 지구통계학적 복합해석을 수행하였다. 일반적으로 물리탐사를 통해 획득한 전기비저항 정보는 RMR 값과 정성적으로 양의 상관관계를 갖는 것으로 판단되지만, 직접적인 일대일 대응은 부정확한 결과를 내놓을 수 있다. 이러한 점을 극복하고, RMR값이 공간적 연속성을 갖는 다는 점을 고려하여 지구통계학적 추정 기술을 적용하였다. 본 연구에서는 MT자료에 의한 전기비저항치와 시추공에서 얻어진 RMR값의 상관관계에 대한 평균 분포를 비선형적으로 구하고, RMR의 잔차에 대하여 공간적 해석을 적용하여 보다 실제적인 RMR의 분포를 얻고자 하였다. MT 탐사 결과의 비저항 분포를 2차 자료로 이용하여 1차 자료인 시추공에서 얻은 RMR값을 추정 해석하였다.

• 지질공학
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• 제24권2호
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• pp.247-260
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• 2014

KURT 2단계 구간에 대한 암반역학 모델을 설정하기 위하여 대상지역의 암반을 지질특성과 절리발달정도에 따라 총 6개의 암반 단위체로 구분하였다. 연구지역 암반은 대부분 화강암 그룹인 G1, G2, G3 단위체로 이루어져 있으며, 관입암 그룹인 D1, D3 단위체가 소규모로 분포한다. 또한 단층파쇄대로 이루어진 불량한 암반인 F3 단위체가 KURT 2단계 구간의 입구를 가로지르는 형태로 분포한다. 암반의 상태를 파악하기 위하여 시추조사 자료를 바탕으로 RMR, Q-system, RMi 등 3종류의 암반분류법으로 암반을 분류하였고, 선행 연구들에서 제안된 다양한 경험식과 암반분류 결과를 이용하여 암반의 변형계수, 강도, 점착력, 마찰각 등의 지반정수를 계산하였다. 최종적으로 각 암반 단위체에 대한 대표 암반분류 값과 대표 지반정수 값들을 산정하여 연구지역의 암반역학 모델을 설정하였다. 이 연구에서 설정된 암반역학 모델은 KURT 2단계 구간에 대한 설계와 안정성 예측 연구에 중요한 자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제37권3호
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• pp.213-222
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• 2024

Determination of jointed rock mass properties plays a significant role in the design and construction of underground structures such as tunneling and mining. Rock mass classification systems such as Rock Mass Rating (RMR), Rock Mass Index (RMi), Rock Mass Quality (Q), and deformation modulus (Em) are determined from the jointed rock masses. However, parameters of jointed rock masses can be affected by the tunnel depth below the surface due to the effect of the in situ stresses. In addition, the geomechanical properties of rocks change due to the effect of metamorphism. Therefore, the main objective of this study is to apply correlation analysis to investigate the relationships between rock mass properties and some parameters related to the depth of the tunnel studied. For this purpose, the field work consisted of determining rock mass parameters in a tunnel alignment (~7.1 km) at varying depths from 21 m to 431 m below ground surface. At the same excavation depths, thirty-seven rock types were also sampled and tested in the laboratory. Correlations were made between vertical stress and depth, horizontal/vertical stress ratio (k) and depth, k and Em, k and RMi, k and point load index (PLI), k and Brazilian tensile strength (BTS), Em and uniaxial compressive strength (UCS), UCS and PLI, UCS and BTS. Relationships were significant (significance level=0.000) at the confidence interval of 95% (r = 0.77-0.88) between the data pairs for the rocks taken from depths greater than 166 m where the ratio of horizontal to vertical stress is between 0.6 and 1.2. The in-situ stress parameters affected rock mass properties as well as metamorphism which affected the geomechanical properties of rock materials by affecting the behavior of minerals and textures within rocks. This study revealed that in-situ stress parameters and metamorphism should be reviewed when tunnel studies are carried out.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 1999년도 제2회 학술발표회
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• pp.156-175
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• 1999

물리검층은 최근에 토목지반조사분야에 대한 활용성이 증가하고 있다. 이것은 물리 검층이 시추공 내에서 분해능 높은 다양한 원위치 물성정보를 제공할 수 있는 장점이 있기 때문이다. 현재 토목지반조사분야에서 적용되고 있는 것은 주로 암상구분, 파쇄대 인식과 동탄성계수의 산출, 지하수흐름검층 등이다. 이와 관련하여 최근에 활용성이 증가하는 물리검층법에 대한 소개와 지반조사와 관련한 물리검층 사례, 그리고 완전파형음파검층에 의한 탄성파 속도와 암반분류와 관계에 대한 사례를 소개한다.