• 지질공학
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• 제34권2호
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• pp.279-294
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• 2024

댐은 대규모 토목 구조물로서 안전한 운영을 위해 기초지반의 누수를 차단하고 추가적인 재해를 방지하기 위하여 암반 그라우팅에 대한 체계적인 접근 및 이해가 필요하다. 국내에서는 암반 그라우팅 계획에 있어 현장 기술자의 경험과 유사 사례에 의존하는 경향이 있으며, 보다 신뢰성 있는 그라우팅 계획을 위해 (토목 or 공학적) 이론과 (현장 or 지반) 조사결과를 바탕으로 한 개선방안이 필요한 실정이다. 암반에서 시행하는 그라우팅은 대부분 수리지질 및 불연속면 인자들(RQD, Js, Lu, SPI)에 의해 가장 큰 영향을 받는다. 본 연구에서는 국내 14개 현장에서 실시된 조사 자료를 토대로 수리지질학적 인자(Lu, SPI)와 불연속면 인자(RQD, Js), 그라우트 주입량(grout take) 간의 상관관계를 분석하고 암반 그라우팅 계획의 체계적인 수립 방안을 제시하였다. 연구 인자(RQD, Js, Lu, SPI) 간의 피어슨 상관계수(r)를 분석한 결과, Lu과 SPI의 상관관계(r = 0.92)가 가장 높고, RQD와 Lu(r = -0.75), RQD와 Js(r = 0.69), RQD와 SPI(r = -0.65), Js와 Lu(r = -0.47), SPI와 Js(r = -0.41) 순으로 상관관계가 감소하는 것으로 나타났다. 그라우트 주입량과 연구 인자(RQD, Js, Lu, SPI) 간 상관관계를 분석한 결과, Lu과 SPI는 값이 커질수록 주입량이 증가하는 경향을 보이나 RQD와 Js는 유의한 상관관계가 나타나지 않았다. SPI를 토대로 제안된 그라우팅 계획 수립의 접근 방법은 실제 수행한 차수 그라우팅 시공 자료와 비교‧분석을 통해 검증하였고, 향후 세부 연구 및 실무 수행에 있어 유용한 자료로 활용될 수 있다.

• 지질공학
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• 제23권2호
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• pp.149-160
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• 2013

화산활동은 용암의 분출과 화산재의 퇴적 작용이 복합적으로 발생함에 따라 지질학적으로 매우 복잡한 화산암복합체를 형성하는 경우가 많다. 화산암류 암석들로 구성된 송곡 지구는 단층을 중심으로 한 여러 불연속면의 조합으로 비탈면 하단부에서 붕괴가 발생하였다. 붕괴부를 중심으로 한 평사투영 해석 결과 모든 형태의 붕괴 가능성이 인지되었으며, 개별요소법(DEM)을 이용한 불연속면 거동 특성 분석 결과, 전체변위 207 mm, 절리 최대전단 변위 114 mm로 나타났으며, 소성 영역 발생 구간은 붕괴부의 단층면에서 확인되었다. 화산암류 비탈면은 암종간의 차별 풍화, 암석의 높은 투수성에 기인한 지하수 영향, 냉각 수축에 의한 체계적 절리 발달로 인해 공학적으로 취약한 특성을 보인다. 화산암류 비탈면의 안정화 대책 고려시, 상세 지질조사를 통한 구성암석의 지질학적 특성, 불연속면과 이완암블록의 변화량 분포 등의 자료가 활용되어야 할 것이다.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권1호
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• pp.207-218
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• 2013

대형 사력댐의 내진성능 평가에서 필히 요구되는 입력상수는 사력재료, 코아매질의 전단파 속도이다. 이를 표면파 시험으로 평가하기 위해서는 사력골재의 불연속, 매질의 비균질, 사면 경계면 등 표면파 시험결과의 신뢰도를 떨어뜨리는 조건을 극복해야 한다. 본 연구에서는 이러한 표면파시험의 한계를 극복하기 위하여 기존 빔형성기법의 원리를 응용한 SBF (Short-Array Beamforming) 기법을 제안하였다. SBF 기법은 3~9 m의 짧은 측선과 원거리 발진원을 이용함으로써, 빔형성기법 고유의 장점인 측정자료의 자동화분석뿐만 아니라 근접장 문제의 해결, 국부적 이상대의 발견 등의 기능을 가지도록 개발되었다. 본 연구에서는 이러한 SBF 기법과 IRF(Impulse-Response Filtration) 기법을 활용하여 대형 사력댐의 전단파속도를 신뢰성 있게 평가하는 방법을 정립하였다. 정립된 기법은 사력댐의 사력재료와 유사한 암버럭으로 매립 성토된 철도 노반에서 다운홀 시험, CapSASW (Common-Array-Profiling SASW) 시험과의 비교를 통하여 그 신뢰성과 실용성을 검증하였다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제23권3호
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• pp.245-259
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• 2020

Tunnels have become an indispensable part of metro cities. Blast resistance design of tunnel has attracted the attention of researchers due to numerous implosion event. Present paper deals with the non-linear finite element analysis of rock tunnel having shear zone subjected to internal blast loading. Abaqus Explicit schemes in finite element has been used for the simulation of internal blast event. Structural discontinuity i.e., shear zone has been assumed passing the tunnel cross-section in the vertical direction and consist of Highly Weathered Granite medium surrounding the tunnel. Mohr-Coulomb constitutive material model has been considered for modelling the Highly Weathered Granite and the shear zone material. Concrete Damage Plasticity (CDP), Johnson-Cook (J-C), Jones-Wilkins-Lee (JWL) equation of state models are used for concrete, steel reinforcement and Trinitrotoluene (TNT) simulation respectively. The Coupled-Eulerian-Lagrangian (CEL) method of modelling for TNT explosive and air inside the tunnel has been adopted in this study. The CEL method incorporates the large deformations for which the traditional finite element analysis cannot be used. Shear zone orientations of 0°, 15°, 30°, 45°, 60°, 75° and 90°, with respect to the tunnel axis are considered to see their effect. It has been concluded that 60° orientation of shear zone presents the most critical situation.

• Geomechanics and Engineering
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• 제14권6호
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• pp.545-552
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• 2018

Blast-induced ground vibrations by a significant amount of explosives may cause many problems for mining slope stability. Geological discontinuities have a significant influence on the transmission of dynamic pressure of detonation and according to their position relative to the slope face may have damaging or useful impacts on the slope stability. In this study, the effect of geological discontinuities was investigated by modelling a slope with geological discontinuities through applying the dynamic pressure in three-dimensional discrete element code (3DEC). The geological discontinuities in four states that generally apperceived in mine slopes are considered. Given the advantages of the pressure decay function defined by some researcher, this type of function was used to develop the pressure-time profile. The peak particle velocities (PPV) values were monitored along an axis by utilization of Fish programming language and the results were used as an indicator to measure the effects. As shown in the discontinuity-free model, PPV empirical models are reliable in rocks lacking discontinuities or tightly jointed rock masses. According to the other results, the empirical models cannot be used for the case where the rock mass contains discontinuities with any direction or dip. With regard to PPVs, when the direction of discontinuities is opposite to that of the slope face, the dynamic pressure of detonation is significantly damped toward the slope direction at the surface of discontinuities. On the other hand, when the discontinuities are horizontal, the dynamic pressure of detonation affects the rock mass to a large distance.

• 지질공학
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• 제19권1호
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• pp.89-98
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• 2009

암반내의 핵석의 존재는 불안전한 요소로 작용하고 있으며 특히, 절개사면의 경우 노출이 되지 않더라도 핵석이 풍화정도의 차이에 따라 사면의 불연속면 증가 또는 강도 감소가 되며 사면의 낙석이나 붕괴등 사면 거동의 중요한 요소로 작용한다. 연구대상 사면은 20여년전 절개가 완료되어 일부분 사면보강을 완료하였으나 적은 강우에도 잦은 낙석이 발생하여 항구적인 안정대책이 시급한 실정이었다 탄성파탐사와 사면지질조사 견과를 비교 분석하여 핵석의 분포특성 및 규모를 파악할 수 있었다. 또한 주변 암반사면에서 DIPS 프로그램을 이용한 평시투영을 실시하여 주변 풍화토 사면에서의 핵석 분포특성 및 규모 파악에 대하여 검토하였다.

• 터널과지하공간
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• 제10권1호
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• pp.80-91
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• 2000

석회석의 노천 채굴법은 갱내 채굴법에 비하여 채수율, 품위조절, 원가, 안전면에서 유리한 것으로 인식되고 있으나 발파로 인한 지반진동, 소음, 분진 등 환경 오염원을 유발시키며 특히 지형과 산림을 훼손한다 본고에서는 백두대간에 인접한 한라 석회석 광산을 모델로설정하고 연구하였다. 환경 오염원을 저감시키고, 원 지형 및 산림의 보존을 위하여 노천 채굴과 함께 갱내 채굴을 동시에 채택할 것을 제의한다. 갱내 채굴의 경우 중단 채굴법을 추천하며 이때 한 광획의 크기는 80(높이)$\times$70(너비)$\times$(100~120m)(연장)이며, 태수율은 약 42%로 예상된다. 환경오염 저감을 위한 대책도 제시하였다. 파쇄입도의 조정을 위하여 암반태 불연속면의 발달 상태를 고려하고, 장약공 밑부분과 중간부분의 장약밀도를 변경해야 한다. 환경오염 저감의 한 방안으로 차폐벽의 채택과 갱내 채굴시 출광 가능량 등을 검토하였다.

• 터널과지하공간
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• 제10권4호
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• pp.497-505
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• 2000

고속도로 건설을 위한 본 조사지역과 그 주위에는 중생대 백악기의 퇴적암류와 화산암류인 응회암, 치밀 안산암 및 조립 안산암들이 분포하며, 이 암석들을 산성 및 염기성 암맥들이 관입하며 분포하고 있다. 조사지역에서의 주요 불연속 면들은 퇴적암의 충리, 절리 및 단층들로 구성되고 있다. 퇴적암의 층리의 주향은 시점구간에서는 거의 동서방향으로 발달하고 있으나 점차 북동방향으로 휘어졌다가 공구의 중간부이후에서는 거의 남북방향으로 방향이 변하고 있다. 공구내의 절리는 다양한 방향에 걸쳐 발달하며 경사각은 대체로 70도 이상으로 급경사를 이루고 있다. 퇴적암 내에서는 3 내지 4조의 절리군이 발달하나 암맥류가 분포하는 구간에서는 절리의 방향이 훨씬 분산되어 있다. 삼포단층이 공구내의 이리재를 중심으로 북동방향으로 골짜기를 따라 발달하며 구간 STA50k+600에서 STA51k+000구간에는 북서방향의 정단층이 자주 발달하고 있다. 터널굴착시 단층대를 제외한 구간에서는 불연속면들의 방향성에 따른 영향은 없을 것이지만, 층리의 간격이 좁고 많은 절리의 발달로 터널굴착시 터널벽면에서 여굴이 일어날 수 있다.

• 터널과지하공간
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• 제13권6호
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• pp.476-485
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• 2003

본 연구의 목적은 막장전방에 파쇄대가 존재할 때 터널 3차원 내공변위를 여러 가지 방법으로 해석하여 변위의 변화 경향을 밝히고 지질변화를 예측하는 계측해석기법을 제시하는 것이다. 안정된 지하 암반에 터널을 굴착하게 되면, 터널 막장면을 포함한 무지보 굴착면 주위에 3차원적인 하중전이 현상이 나타나는데 막장 전방의 지반 상태가 변화하거나 연약 파쇠대층이 존재하면 특정한 변위 경향을 보이는 것으로 기존 연구결과 알려져 있다. 터널 천단부 축방향 변위/수직변위 비 등으로부터 터널 막장 전방에서 지반의 강성이 변화하는 불연속면의 존재를 예측할 수 있다. 그러므로, 시공중인 터널 내에서 3차원 절대 내공 변위를 측정하여 본 연구에서 제시된 계측해석 기법을 적용하면 터널 막장 전방의 지층변화나 파쇄대층의 존재를 사전에 예측할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권4호
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• pp.33-41
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• 2003

연구대상 사면은 충북 보은군 보은읍 도로공사구간 내의 절취사면으로 절취시공 후 암반사면내의 일부 구간에서 평면파괴로 인한 사면 붕괴가 발생하였다. 이 구간에서는 파괴면과 유사한 방향성을 갖는 불연속면이 암반사면 내에 다수 분포하여 추가 붕괴가 예상되는 불안정한 상태이다. 따라서, 본 사면에 대하여 암반사면의 안정성 해석에 보편적으로 사용되는 SMR, 평사투영법, 한계평형법 및 수치해석 등의 기법을 이용하여 사면의 안정성을 해석하였다. 사면의 안정성평가에 보편적으로 사용되는 한계평형법은 간단한 계산에 의해 사면의 안정성을 평가할 수 있는 장점이 있으나 파괴 활동면을 가정할 수 없는 단일 안전율에 의해 전체 사면의 안정성을 평가하는 단점이 있다. 따라서, 본 연구에서는 개별절리를 고려하여 사면의 안정성을 평가하는 전단강도 감소기법으로부터 안전율을 계산하였으며, 이를 한계평형해석의 결과와 비교ㆍ분석하였다. 또한 본 사면내에 지하수 영향을 고려하고 보강공법을 적용하여 종합적인 안정성을 검토하였다.