• 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.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제3권3호
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• pp.5-13
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• 2002

본 연구에서는 수도권 근처의 터널설계시 대심도 탄성파 토모그래피 탐사에 의한 탄성파 속도와 Q 값과의 상관관계를 도출하고 이를 통한 정확한 암반분류로 공사비 절감효과에 대하여 고찰하였다. 터널전구간 지표면에서 탐사를 수행하여 대심도 구간의 자료를 얻어 암반분류를 수행하였으며, 이상대 구간에서는 VSP를 통한 자료를 추가하여 보다 상세한 자료를 얻어 신뢰성 향상을 얻을 수 있었다.

• 화약ㆍ발파
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• 제24권1호
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• pp.63-69
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• 2006

터널굴착이나 사면절취 등과 같은 굴착문제에 있어서 굴착방법을 결정하기 위해 대상암반에 대한 리핑 암이나 발파암의 구분이 우선되며, 다음에 발파에 의한 굴착방법이 선정되었을지라도 화약량 및 종류, 천공방법 등 발파설계를 위해서 추가적으로 발파암에 대한 세부적인 분류가 필요하다. 일반적으로 RMR 이나 Q 시스템과 같은 암반분류법이 많이 사용되고 있지만, 발파암에 대한 표준적인 암반분류법이 없으며, 국내에서도 발파암 분류에 대한 연구가 거의 전무한 상태로 발파암의 분류요소로 사용될 수 있는 요소를 구하기 위한 연구가 필요하다, 본 논문에서는 앞으로 국내에서 발파암 분류연구에 대한 방향제시를 위해서 발파와 암석의 역학적 특성, 지질구조와 불연속면의 특성과의 관계나 굴착과 관련된 암반분류에 대한 여러 논문사례를 통하여 발파암의 분류 요소와 분류방법 등을 분석한다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제22권12호
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• pp.45-55
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• 2006

본 논문에서는 우리나라 태안지역에서 총 30회 수행한 암반앵커 현장시험의 결과를 나타내었다. 대상암반은 편마암으로써 풍화가 심한 것부터 신선한 암에 이르기까지 다양하며, 시험앵커의 깊이는 $1{\sim}4m$로 설치하였다. 앵커는 SD4O-D51mm를 사용함으로써 다른 파괴가 일어나기 전에 암반파괴가 먼저 일어나도록 유도하여 암반의 인발지지력을 파악하고자 하였다. 많은 시험에서 파괴는 극한하중까지 이르는 것을 관찰할 수 있었으며, 암반파괴형상은 암반이 들어올려지면서 방사상으로 균열이 발달하는 형상을 나타내었다. 시험결과, 암반앵커의 인발지지력은 암반의 종류, 암질, 앵커의 정착깊이, 앵커텐던의 인장강도 등에 영향을 받는 것으로 나타났다. 본 시험을 통해 암반앵커시스템의 인발지지력을 지배하는 주요파라메터들을 도출하고 이에 대해 논하였다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제9권4호
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• pp.427-445
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• 2015

By means of finite element numerical simulation and pseudo-static method, the shallow-buried bilateral bias twin-tube tunnel subject to horizontal and vertical seismic forces are researched. The research includes rupture angles, the failure mode of the tunnel and the distribution of surrounding rock relaxation pressure. And the analytical solution for surrounding rock relaxation pressure is derived. For such tunnels, their surrounding rock has sliding rupture planes that generally follow a "W" shape. The failure area is determined by the rupture angles. Research shows that for shallow-buried bilateral bias twin-tube tunnel under the action of seismic force, the load effect on the tunnel structure shall be studied based on the relaxation pressure induced by surrounding rock failure. The rupture angles between the left tube and the right tube are independent of the surface slope. For tunnels with surrounding rock of Grade IV, V and VI, which is of poor quality, the recommended reinforcement range for the rupture angles is provided when the seismic fortification intensity is VI, VII, VIII and IX respectively. This study is expected to provide theoretical support regarding the ground reinforcement range for the shallow-buried bilateral bias twin-tube tunnel under seismic force.

• Geomechanics and Engineering
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• 제27권5호
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• pp.511-525
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• 2021

In the design of underground excavation, the shear strength (SS) is a key characteristic. It describes the way the rock material resists the shear stress-induced deformations. In general, the measurement of the parameters related to rock shear strength is done through laboratory experiments, which are costly, damaging, and time-consuming. Add to this the difficulty of preparing core samples of acceptable quality, particularly in case of highly weathered and fractured rock. This study applies rock index test to the indirect measurement of the SS parameters of shale. For this aim, two efficient artificial intelligence methods, namely (1) adaptive neuro-fuzzy inference system (ANFIS) implemented by subtractive clustering method (SCM) and (2) support vector regression (SVR) optimized by Harmony Search (HS) algorithm, are proposed. Note that, it is the first work that predicts the SS parameters of shale through ANFIS-SCM and SVR-HS hybrid models. In modeling processes of ANFIS-SCM and SVR-HS, the results obtained from the rock index tests were set as inputs, while the SS parameters were set as outputs. By reviewing the obtained results, it was found that both ANFIS-SCM and SVR-HS models can provide acceptable predictions for interlocking and friction angle parameters, however, ANFIS-SCM showed a better generalization capability.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2003년도 Proceedings of the international symposium on the fusion technology
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• pp.370-378
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• 2003

Continuous seismic refraction, reflection and echo-sounder surveys conducted at Koyna Project site provided geotechnical information which helped in choosing the alignment for Head race tunnel and in designing and choosing the site for Lake Tap. Seismic refraction survey both on land and in shallow water determined depths to bedrock and helped in inferring the bedrock quality. Seismic reflection survey mapped the subsurface stratigraphy with high resolution. Reservoir-bed and bedrock contours drawn from the results of the survey helped in choosing the tunnel alignment and the lake tap position cost effectively. It was inferred from the results of the survey that the geology and the quality of rock do not change unexpectedly around the site for extension of Head race tunnel and the lake tapping. The bedrock levels evaluated by seismic survey agreed remarkably well with those inferred in boreholes having Rock Quality Designation 90 percent or more.

• 한국지반공학회논문집
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• 제26권7호
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• pp.25-36
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• 2010

동해안을 따라 미고결 퇴적층을 포함하는 신생대 제3기 퇴적분지가 소규모로 산재하여 분포한다. 이들 지역에서는 항만이나 대규모 단지 개발이 진행됨에 따라 양질의 매립재에 대한 수요가 증가하고 있다. 도로성토나 매립현장 주변에서 발생되는 유용암을 경제성을 고려하여 도로 성토재나 매립재로 사용되는 경우가 있으나 이러한 골재를 도로성토나 매립재로 사용하는 경우 품질기준의 적합성을 판단하기가 매우 어렵다. 미고결된 암석에 대한 실험 및 분석 결과, 적용된 실험방법에 따라 암석의 판정결과가 다르게 나타날 수 있음을 알 수 있었다. 따라서 제 3기 퇴적분지 지역과 같이 미고결 지층에서 암반분류와 지반정수 산정시에는 일반적으로 사용되는 암반분류 기준과는 다른 기준의 설정 및 적용이 필요한 것으로 판단되었다. 또한, 산성배수에 의한 환경영향에 대한 고려도 필요한 것으로 판단되었다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2003년도 암반역학위원회 학술세미나 논문집
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• pp.37-48
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• 2003

• 자원환경지질
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• 제36권6호
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• pp.415-429
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• 2003

이 연구는 충북 미원면 일대 옥천대 흑색셰일 분포지의 상부 화전리층과 구룡산층 지역에서 기반암의 종류에 따른 수질과 오염특성의 변화를 규명하려는 목적으로 수행되었다. 배경수질은 상부 화전리층 지역 시료에서는 주로 (Ca, Mg)-$HCO_3$ 유형이, 구룡산층 지역 시료에서는 $SO_4$의 상대적인 부화로 인하여, 주로 (Ca, Mg)-$SO_4$, (Ca, Mg)-$HCO_3$ 유형이 나타났다. 지하수 시료의 경우, 상부 화전리층 시료에서는 탄산염 및 규산염 광물의 풍화가, 구룡산층 시료에서는 규산염 광물의 풍화가 주를 이루고 있다. 하천수 시료의 경우도 대부분 물-암석 반응의 영향을 받고 있는 것으로 나타났다 군집분석의 결과, 지하수 시료는 크게 3그룹으로, 하천수 시료는 크게 4그룹으로 분류된다. 요인분석의 결과, 물 시료내의 각각의 화학원소의 함량은 주로 자연적인 풍화의 요인과 일부 인위적인 오염의 영향을 받고 있는 것으로 나타났다. 변형된 오염지수(M.R.I.)를 사용하여 연구지역의 수질오염을 살펴본 결과 -0.08∼0.18 사이로 나타나며, 주로 구룡산층 채석장 지역 시료에서 0이상을 나타내었다. 이 연구에서 도입된 변형된 오염지수는 앞으로 수질 오염 예측 및 관리자를 위한 유용한 도구로 사용될 수 있을 것이다.