• 터널과지하공간
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• 제33권3호
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• pp.141-149
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• 2023

근래 들어 도심지 지하공간에 대한 수요가 증가함에 따라 도심지 터널계획이 활발히 진행되고 있다. 특히 로드헤더 굴착공법은 도심지 터널에 대한 적용성이 우수하여 적용사례가 증가하고 있다. 그러나 로드헤더 굴착공법은 일축압축강도 100 MPa 이상인 고강도 암반구간에 대한 굴착효율이 저하되는 한계가 있는 것으로 알려져 있다. 이에 따라 본 연구에서는 고강도 암반구간에 대한 로드헤더 굴착효율 개선방안으로 선균열공법을 제안하고 적용성을 평가하였다. 이를 위해 일축압축강도와 RQD를 함께 고려하여 순굴착속도를 산정할 수 있는 Bilgin 예측식을 활용하여 순굴착속도를 평가하였다. 동일한 일축압축강도인 암반조건에서 RQD가 감소할수록 순굴착속도가 증가하는 것으로 나타났다. 이는 고강도 암반에서 절리가 증가할수록 로드헤더 굴착효율이 증가하는 것으로 판단된다. 또한 현장시험을 통해 고강도 암반구간에 대한 선균열공법의 현장 적용성을 검증하였다. 균열유도공을 중심으로 균열대가 형성되는 것을 확인할 수 있었으며, 이를 통해 고강도 암반구간에 선균열공법 적용이 가능할 것으로 판단된다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제21권4호
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• pp.391-399
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• 2020

Brittleness is one of the most important properties of rock which has a major impact not only on the failure process of intact rock but also on the response of rock mass to tunneling and mining projects. Due to the lack of a universally accepted definition of rock brittleness, a wide range of methods, including direct and indirect methods, have been developed for its measurement. Measuring rock brittleness by direct methods requires special equipment which may lead to financial inconveniences and is usually unavailable in most of rock mechanic laboratories. Accordingly, this study aimed to develop a new strength-based index for predicting rock brittleness based on the obtained base form. To this end, an innovative algorithm was developed in Matlab environment. The utilized algorithm finds the optimal index based on the open access dataset including the results of punch penetration test (PPT), uniaxial compressive and Brazilian tensile strength. Validation of proposed index was checked by the coefficient of determination (R²), the root mean square error (RMSE), and also the variance for account (VAF). The results indicated that among the different brittleness indices, the suggested equation is the most accurate one, since it has the optimal R², RMSE and VAF as 0.912, 3.47 and 89.8%, respectively. It could finally be concluded that, using the proposed brittleness index, rock brittleness can be reliably predicted with a high level of accuracy.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2010년도 추계 학술발표회
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• pp.658-663
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• 2010

Recently the most of deep foundation were socketed into weathered rock or soft rock to carry large foundation loads. The end bearing behavior of piles socketed in rock is generally dependent on the rock mass conditions with discontinuities and rock strength. Therefore, it is very important that the estimating rock classification with relation of TCR, RQD and unpredicted rock condition. In this study, the construction failure example of drilled shaft due to mistaking to estimate the rock classification on penetration were analyzed in site, so we hope to discuss problems of determining the rock socketed length of drilled shaft on construction.

• 터널과지하공간
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• 제14권2호
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• pp.86-96
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• 2004

GSI, RMR Q와 같은 암반분류법들을 광산 갱도설계에 적용하기 위해서 수정을 통하여 사용하고 있다. GSI시스템은 Mohr-Coulomb과 Hoek-Brown 강도와 관련된 유일한 암반분류법이며 수치해석을 위한 입력자료로 사용될 수 있는 암반의 공학적 성질을 계산할 수 있는 간단한 방법을 제공하는 암반분류법이다. RMR값의 측정뿐 만아니라 GSI 대한 상세한 조사가 대성광업 제천광업소와 한국공항의 평해석회석 광산에서 수행되었다. 그리고 RMR과 Q시스템의 문제점에 대해서도 언급하였고 GSI를 근거로 하여 신선암의 강도, 암반의 강도, 탄성계수와 실험실의 Mohr-Coulomb의 강도상수인 c$_{m}$ 과 $\phi$$_{m}$ 을 결정하였다. 그리고 GSI와RMR의 상관관계에 대해서도 조사하였다.

• 터널과지하공간
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• 제6권2호
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• pp.101-121
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• 1996

The thermomechanical characteristics of rocks such as temperature dependency of strength and deformation were experimentally investigated using Iksan granite, Cheonan tonalite and Chung-ju dolomite for proper design and stability analysis of underground structures subjected to temperature changes. For the temperature below critical threshold temperature $T_c$, the variation of uniaxial compressive strength, Young's modulus, Brazilian tensile strength and cohesion with temperature were slightly different for each rock type, but these mechanical properties decreased at the temperatures above $T_c$ by the effect of thermal cracking. Tensile strength was most affected by $T_c$, and uniaxial compressive strength was least affected by $T_c$. To the temperature of 20$0^{\circ}C$ with the confining prressure to 150 kg/$\textrm{cm}^2$, failure limit on principal stress plane and failure envelope on $\sigma$-$\tau$ plane of Iksan granite were continuously lowered with increasing temperature but those of Cheonan tonalite and Chung-ju dolomite showed different characteristics depending on minor principal stress on principal stress plane and normal stress on $\sigma$-$\tau$ plane. The reason for this appeared to be the effect of rock characteristics and confining pressure. Young's modulus was also temperature and pressure dependent, but the variation of Young's modulus was about 10%, which was small compared to the variation of compressive strength. In general, Young's modulus increased with increasing confining pressure and increased or decreased with increasing temperature to 20$0^{\circ}C$ depending on the rock type.

• 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.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제23권10호
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• pp.13-19
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• 2022

본 연구는 암석의 압축강도를 비파괴적으로 산정하기 위하여 암석시편 초기타격 및 반발에 의한 연속적인 반복타격 시 발생하는 타격력에 대한 응답신호를 모두 측정하고 이를 누적한 전체 타격력 신호에너지를 이용하고 그 결과를 제시하는 것에 관한 것이다. 본 연구에서는 이를 위해서 타격 및 측정장치를 고안 및 셋업하였고 이를 이용하여 암석시편을 회전 자유낙하에 의해 초기 타격토록하고 반발작용에 의한 반복타격이 이루어질 수 있도록 하였다. 본 연구에서는 서로 다른 세 종류의 암석시편에 대하여 타격력실험을 실시하고 발생신호를 측정하였다. 각 시편별 초기 및 반발타격으로부터 발생된 신호로부터 산정된 전체 타격력 신호에너지와 각 시편별 측정한 직접압축강도와 상호 비교하였다. 비교결과, 타격력 응답신호로 부터 산정된 전체 타격력 신호에너지는 시편의 직접압축강도와 직접적인 관계가 있다는 것을 확인하였으며, 이를 통해 암석의 압축강도는 타격 시 발생하는 타격력 응답신호로부터 산정된 전체 타격력 신호에너지를 이용하여 비파괴적으로 산정할 수 있음을 알 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제30권3호
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• pp.73-85
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• 2014

암반설계에 필요한 암반의 강도정수 값을 산정할 시에는, 암반 내 원위치시험이 극히 제한적이며 비용이 고가여서 주로 Hoek-Brown 파괴기준을 이용한 추정식을 사용하고 있다. Hoek-Brown 파괴기준식을 사용할 때에는 이 식을 Mohr-Coulomb 파괴기준식으로 변경하여야 지반의 강도정수 값을 추정할 수 있다. 그러나 파괴기준의 변경과정은 계산 및 분석단계 등 여러 단계를 거쳐야 하는 불편함이 있다. 따라서 본 연구에서는 현장에서 접할 수 있는 다양한 조건의 암반상태를 모델링한 후, 일차적으로 Hoek-Brown 파괴기준을 이용하여 강도정수 값을 산정하였다. 그 결과를 분석하여 RMC, 암석의 일축압축강도(${\sigma}_c$), 암석계수($m_i$)의 3가지 사용요소를 이용하여 한번의 계산과정을 통해 암반의 강도정수를 추정할 수 있는 추정식 및 현장에서 손쉽게 강도정수를 산정할 수 있는 추정도표를 제안하였다. 이러한 제안 도표 및 제안식을 기존의 Hoek-Brown 및 Mohr-Coulomb 파괴기준식과 비교, 검토함으로써 본 제안의 타당성을 검증하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제39권5호
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• pp.5-12
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• 2023

본 연구에서는 암석절리면의 전단강도를 예측하기 위한 기존 여러 모델들에 대해서 조사하고 관련 문제점을 제시함과 더불어 문제점 극복을 위해 새롭게 제안된 모델에 대해서 소개한다. 많은 실험적 결과에 따르면 암석 절리면에서의 전단강도는 절리돌기 각도, 압축강도, 작용 수직응력, 마찰각 및 절리돌기 점착강도, 절리돌기의 점진적 손상을 포함한 많은 복합요인에 따라 달라짐에도 불구하고 기존 강도예측 모델은 이러한 요소들을 충분히 고려하지 못한 점이 있었다. 이러한 문제점을 극복하기 위해 Son(2020)은 새로운 절리면 전단강도 예측모델을 개발하고 그 신뢰성을 실험결과 및 기존 모델과 비교하여 확인한 바 있다. 본 논문에서는 개발모델을 이용하여 절리면 전단강도에 영향을 미치는 여러 요소들에 대해서 조사하고 그 결과를 비교분석 하였다. 본 연구를 통해서 암석절리면 전단강도에 영향을 미치는 요소들에 대하여 보다 자세히 파악할 수 있었다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제5권1호
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• pp.71-86
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• 2013

For rock materials, a transversely isotropic failure criterion established through the extended Lade-Duncan failure criterion incorporating an anisotropic state scalar parameter, which is a joint invariant of deviatoric microstructure fabric tensor and normalized deviatoric stress tensor, is verified with the results of triaxial compressive data on Tournemire shale. For torsional shear mode with $0{\leq}b{\leq}0.75$, rock shear strengths decrease with ${\alpha}$ increasing until the rock shear strength approaches minimum value at ${\alpha}{\approx}40^{\circ}$, and after this point, the rock shear strengths increase as ${\alpha}$ increases further. For the torsional shear mode with b > 0.75, rock shear strengths are almost constant for ${\alpha}{\leq}40^{\circ}$, but it increases with increase in ${\alpha}$ afterwards. The rock shear strength variation against ${\alpha}$ agrees with shear strength changing tendency of heavily OCR natural London Clays tested before. Prediction results show that the transversely isotropic failure criterion proposed in the paper is reasonable.