• 화약ㆍ발파
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• 제28권1호
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• pp.63-70
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• 2010

본 연구는 유압력을 이용한 할암공법의 진동 및 소음크기에 대한 현장 적용성 판단을 위해 축사와 노후된 주택구조물 근접지역에서 진동과 소음의 크기를 검토하였다. 검토는 할암공법의 작업과정별로 천공, 절개, 집토 및 상차에 따라 발생되는 진동과 소음의 크기를 근접된 위치(10m~80m)에서 측정 분석하여 대상지역에 설정된 진동과 소음의 허용수준과 비교 하였다. 그 결과 국토해양부의 발파공법 분류에 의해 미진동굴착공법으로 할암 공법을 적용하여도 소음도의 영향은 고려되어야 하는 것으로 확인되었다.

• 터널과지하공간
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• 제31권6호
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• pp.415-427
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• 2021

본 기술보고는 개발 중인 암반 커팅 스플리팅 공법을 간략히 소개하였다. 이 공법은 암반 커팅 공정 후 블럭을 스플리팅하여 암반을 굴착하는 공법이다. 암반면의 커팅 지오메트리를 설계한 후 치즐을 압입하여 암석블록을 제거하는 방식이다. 이 때 적절하게 커팅블록이 설계되어야 원활한 암석블록 하단부에 인장균열이 원활히 전파된다. 인장균열 성장에 필요한 파괴인성 모드1을 이용하여 암석블럭의 스플리팅에 필요한 압입력을 추산하는 분석해를 고안하였다. 굴착기의 유압브레이커의 타격력을 분석하였고, 암석블록 설계 지오메트리에 따라 시공가능한 굴착기 등급을 분석하였다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제14권3호
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• pp.225-231
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• 2018

In this paper, in order to explain the splitting of cylindrical rock specimen under uniaxial loading, cracks in cylindrical rock specimen are divided into two kinds, the longitudinal crack and the slanting crack. Mechanical behavior of the rock is described by elastic-brittle-plastic model and splitting is assumed to suddenly occur when the uniaxial compressive strength is reached. Expression of the stresses induced by the longitudinal crack in direction perpendicular to the major axis of the crack is deduced by using the Maxwell model. Results show that the induced stress is tensile and can be greater than the tensile strength even before the uniaxial compressive strength is reached. By using the Inglis's formula and simplifying the cracks as slender ellipse, the above conclusions that drawn by using the Maxwell model are confirmed. Compared to shearing fracture, energy consumption of splitting seems to be less, and splitting is most likely to occur when the uniaxial loading is great and quick. Besides, explaining the rock core disking occurred under the fast axial unloading by using the Maxwell model may be helpful for understanding that rock core disking is fundamentally a tensile failure phenomenon.

• 화약ㆍ발파
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• 제28권2호
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• pp.1-16
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• 2010

본 연구에서는 암반사면형성 작업시 최종벽면에 적용된 프리스플리팅(pre-splitting) 발파공법의 발파효과와 관련하여 발파 후 벽면의 암반손상이 장약된 폭약의 폭력 보다는 암반 내에 발달된 불연속면의 발달 형태에 따라 더 큰 영향을 보일 수 있음을 규명하였다. 이를 위하여 불연속면을 대표할 수 있는 절리에 대한 조사를 통해 발파 후 벽면 암반의 절리군 분포양상을 4가지 Case로 분류하고, 파쇄도 분석 영상처리시스템을 통해 벽면에 나타나는 암반블록의 크기 빈도를 비교 분석함으로써 벽면의 암반손상도를 파악하였다. 절리군이 1개 이하로 발달하는 경우, 분석된 블록의 크기 중 2,000mm 이상 되는 부분이 42%를 차지하여 프리스플리팅 발파공법의 효과를 뚜렷이 확인할 수 있었으며, 2~3개의 절리군이 일방향으로 발달하는 경우와 교차되면서 발달하는 경우, 블록의 크기는 1,000~2,000mm 사이에 각각 43.6% 및 35.8%의 빈도로 분포하는 것으로 나타나 프리스플리팅 발파공법에 의한 발파효율이 다소 떨어지는 양상을 보였다. 그러나 3개 이상의 절리군이 불규칙하게 발달하는 경우에는 블록의 크기가 250~500mm 사이에 35%의 빈도로 분포하고 1,000mm 이상의 크기에 대해서는 거의 나타나지 않는 양상을 보였다. 따라서 이러한 경우 프리스플리팅 발파공법에 의한 발파 효과는 거의 없이 일반적인 발파가 이루어졌다고 볼 수 있었다. 또한 PFC2D에 의한 발파수치해석결과, 암반 내부로의 손상영역 발생은 본 발파보다는 프리스플리팅 발파공법에 의해 직접적인 영향을 받을 수 있음을 확인하였으며, 따라서 향후 사면 형성을 위한 프리스플리팅 발파공법을 적용할 경우에는 사전 지표지질조사를 시행하여 절리를 비롯한 불연속면과 관련된 사항을 충분히 파악할 필요가 있으며, 시공진행에 따라 예상보다 많은 절리군이 나타날 경우에는 프리스플리팅 발파공법의 설계 조정이 필요할 것으로 판단된다.

• 화약ㆍ발파
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• 제28권1호
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• pp.40-54
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• 2010

메사쉴드공법은 주로 풍화토 또는 풍화암 구간의 소규모 굴착단면에 적용되며 대부분 인력굴착으로 이루어지나 막장면에 암반이 노출되면 유압력을 이용한 할암공법이나 발파공법의 적용이 불가피하다. 본 연구에서는 메사쉴드공법이 적용된 소규모 굴착단면 터널에서 터널상부에 상수도관 및 가스관 등이 근접되고, 강도가 높은 암반 노출로 인해 할암공법 대신에 125g의 최소장약량으로 심발공에서 초기진동을 제어하는 발파공법을 소규모 굴착단면 터널에 적용한 사례이다.

• 지질공학
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• 제26권3호
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• pp.353-360
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• 2016

석회암 광산과 화강섬록암 석산에서의 수압암반절개 시험은 1과 2 자유면에서 3개와 1개의 이중패커를 이용하여 인터벌 내에 수압을 가하는 방식으로 적용하였다. 시험 결과는 약 6.5 MPa과 13.0 MPa에서 2 자유면과 평행한 방향으로 균열이 발생하였으며, 1 자유면에서 14.0 MPa의 수압에 의해 상부 천공부에 있는 1개의 이중패커가 파손되었지만 암반 균열이 발생되지 않는 결과를 도출하였다. 인터벌의 수압은 기존 균열 및 신규 균열을 통해 많은 물이 분출되면서 지속적으로 수압이 걸리는 것을 확인하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제53권3호
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• pp.481-495
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• 2015

Many hydropower stations in southwest China are located in regions of brittle rock mass with high geo-stresses. Under these conditions deep fractured zones often occur in the sidewalls of the underground caverns of a power station. The theory and methods of fracture and damage mechanics are therefore adopted to study the phenomena. First a flexibility matrix is developed to describe initial geometric imperfections of a jointed rock mass. This model takes into account the area and orientation of the fractured surfaces of multiple joint sets, as well as spacing and density of joints. Using the assumption of the equivalent strain principle, a damage constitutive model is established based on the brittle fracture criterion. In addition the theory of fracture mechanics is applied to analyze the occurrence of secondary cracks during a cavern excavation. The failure criterion, for rock bridge coalescence and the damage evolution equation, has been derived and a new sub-program integrated into the FLAC-3D software. The model has then been applied to the stability analysis of an underground cavern group of a hydropower station in Sichuan province, China. The results of this method are compared with those obtained by using a conventional elasto-plastic model and splitting depth calculated by the splitting failure criterion proposed in a previous study. The results are also compared with the depth of the relaxation and fracture zone in the surrounding rock measured by field monitoring. The distribution of the splitting zone obtained both by the proposed model and by the field monitoring measurements are consistent to the validity of the theory developed herein.

• Coupled systems mechanics
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• 제8권2호
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• pp.147-168
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• 2019

This work aims to simulate three-dimensional heavy oil flow in a reservoir with heater-wells. Mass, momentum and energy balances, as well as correlations for rock and fluid properties, are used to obtain non-linear partial differential equations for the fluid pressure and temperature, and for the rock temperature. Heat transfer is simulated using a two-equation model that is more appropriate when fluid and rock have very different thermal properties, and we also perform comparisons between one- and two-equation models. The governing equations are discretized using the Finite Volume Method. For the numerical solution, we apply a linearization and an operator splitting. As a consequence, three algebraic subsystems of linearized equations are solved using the Conjugate Gradient Method. The results obtained show the suitability of the numerical method and the technical feasibility of heating the reservoir with static equipment.

• 터널과지하공간
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• 제29권6호
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• pp.523-531
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• 2019

암석역학이나 암반공학의 여러 활용 분야 중 발파, 천공 및 기계굴착의 경우에는 파괴인성이 중요한 요소이며, 암석의 파괴인성을 측정하기 위한 여러 가지 방법들이 제안되었다. 본 연구에서는 간단히 시험편을 제작할 수 있고, 압축 하중으로 암석의 모드 I 파괴인성을 구할 수 있도록 쐐기 분열 시험편(Wedge Splitting Test Specimen)을 이용하였다. 쐐기의 작용하는 연직하중에 의한 수직 및 수평하중 모두를 고려한 균열선단의 응력상태로부터 수치해석을 통한 응력확대계수의 식을 제안하였다. 쐐기 분열 시험편에 의해 구해진 모드 I 파괴인성값을 GD와 SENB 시험편의 시험 결과와 비교하여 시험법의 타당성을 확인하였다.

• 지질공학
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• 제32권4호
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• pp.725-733
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• 2022

본 연구에서는 기존 패커를 개량한 하이브리드패커를 장착한 수압암반절개시스템을 벤치컷 공법에 적용하였다. 하이브리드패커는 주입압을 이용하여 수압파쇄균열을 생성시키고 고무패커를 팽창시켜 수압파쇄균열을 확장하고 연장시키는 두 가지 기능을 하나의 패커에 접목시킨 패커시스템으로, 무소음·무진동 수압암반절개에 효율적으로 적용할 수 있도록 설계되었다. 본 연구에서는 벤치컷 굴착을 위해 사면 최상단에 설치된 실험공과 자유면으로부터의 이격거리와 주입설정 등 실험조건을 조정하면서 현장실험을 수행하여 주입 조건에 따른 암반 굴착 효율성을 비교하였다. 5 m의 이격거리를 지닌 조건에서는 굴착이 이루어지지 않은 부분이 발생하였으나 1 m의 이격거리에서는 굴착되지 않은 부분이 발생하지 않았다. 주입압에 의해 생성된 수압파쇄균열은 대체적으로 자유면과 평행하게 발달하여 고무팽창에 의해 확장 및 연장되어 벤치컷 굴착이 용이하게 이루어졌다. 벤치컷 암반 굴착에 수압암반절개공법을 체계적으로 적용하기 위해서는 다양한 암반 상태에 대하여 실험조건을 변화하면서 현장실험 결과를 축적하여야 할 것으로 판단된다.