• 대한토목학회논문집
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• 제33권2호
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• pp.655-666
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• 2013

본 연구에서는 미고결 퇴적암을 통과하는 국내 최초 터널현장을 대상으로 시공현장의 시추코어를 이용하여 정량적인 슬레이크 내구성 시험과 점하중 강도시험을 통하여 미고결 퇴적암에 대한 정량적인 평가 방법을 제시하고 고결 정도에 따른 적절한 굴착 및 보강방법 등을 제안하고자 한다. 슬레이크 내구성 지수의 경우 3-cycle에서 변화량이 수렴되어 내구성을 구분하는 기준으로 $Id_3$ 값을 사용함이 합리적인 것으로 분석되었으며, 미고결 퇴적암의 $Id_3$ 평균값은 71.80, 점하중 시험결과 평균 일축압축강도 값은 10.8 MPa로 측정되었다. 실험 결과를 분석하여 일축압축강도, 고결상태, 막장확인, 습윤상태, 슬레이크 내구성 지수($Id_3$)를 포함하고 있는 미고결 퇴적암 터널 시공 시 적용 가능한 암반분류 기준을 제안하였다. 또한, 미고결 퇴적암 터널에 적합한 3가지 유형의 지보패턴을 제시하였고, 이는 시공 중인 터널의 내공변위 계측자료를 분석하여 적정성을 검토하였다.

• 자원환경지질
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• 제32권2호
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• pp.203-208
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• 1999

The main objective of this study is to suggest a new assessment method of the influence of weathering due to salt crystallization on the engineering property of rock. For this purpose, various sources of salt and salt crystallization were investigated, and artificially accelerated weathering tests were carried out. In natural envionment, weathering rate is very slow and weathering process involves complex mechanisms. Therefore artificial weathering test is essential for systematic analysis. Arificial weathering test is defined as test which controls weathering rate and agents by controlling arificial environmental condition. In this study, salt crystallization test was selected among various artificial weathering test methods, for its important role in weathering. Change of various stone properties were detexted. The change of physical properties by salt crystallization were observed as follows : 72% in Brazilian tensile strength and 72% in Slake durability. These results explain the importance of salt crystallization in the mechanical behaviour and properties of stone.

• 한국지반공학회논문집
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• 제37권11호
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• pp.83-92
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• 2021

본 연구에서는 공극률이 큰 포항지역 이암의 특성을 평가하고자 유효공극률 측정, 전자 현미경(SEM) 관찰 및 X-선 회절분석(XRD), 슬레이킹, 팽창, 수침기간에 따른 일축압축강도 특성을 분석하였다. 16개의 시험편(정육면체, 5cm)에 대한 시험결과, 유효공극률(porosity)은 평균 14.67%로 일반적인 이암 공극률보다 높은 공극률을 보였으며, 전자 현미경(SEM) 관찰을 통해 실제로 공극률이 큼을 확인하였다. X-선 회절분석결과 팽윤성 점토광물 함유량은 2.3~4.1%(녹니석, 카올린)로 선행연구 된 포항지역 이암보다 낮은 점토 함유량을 보였다. 슬레이크 내구성 지수는 37.73~87.73%로 저~중정도 내구성을 보여 선행연구 결과 대비 다소 낮은 내구성을 보였으며, 팽윤성은 30분간 장축방향 최대 흡수팽창 변화률 1.79~1.82%로 급격하게 팽창함을 확인하였다. 수침에 따른 일축압축강도 감소 특성은 수침 10분 경과 후 만에 시험편이 급격히 풍화되어 강도가 감소하여 기존 포항지역 이암과 관련된 선행연구의 결과와도 상이함을 확인하였다. 이것은 연구대상 이암의 큰 공극률 때문으로 판단된다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제3권3호
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• pp.219-231
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• 2011

Waste fills resulting from coal mining should consist of large, free-draining sedimentary rocks fragments. The successful performance of these fills is related to the strength and durability of the individual rock fragments. When fills are made of shale fragments, some fragments will be durable and some will degrade into soil particles resulting from slaking and inter-particle point loads. The degraded material fills the voids between the intact fragments, and results in settlement. A laboratory program with point load and slake durability tests as well as thin section examination of sixty-eight shale samples from the Appalachian region of the United States revealed that pore micro-geometry has a major influence on degradation. Under saturated and unsaturated conditions, the shales absorb water, and the air in their pores is compressed, breaking the shales. This breakage was more pronounced in shales with smooth pore boundaries and having a diameter equal to or smaller than 0.060 mm. If the pore walls were rough, the air-pressure breaking mechanism was not effective. However, pore roughness (measured by the fractal dimension) had a detrimental effect on point load resistance. This study indicated that the optimum shales to resist both slaking as well as point loads are those that have pores with a fractal dimension equal to 1.425 and a diameter equal to or smaller than 0.06 mm.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2002년도 암반역학위원회 학술세미나 논문집
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• pp.18-30
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• 2002

이암 및 셰일은 점토를 함유하고 있어 풍화작용을 받을 경우 공학적 성질이 급격히 변화하여 강도 저하, 내구성저하현상 및 토사와 유사한 거동을 보이는 등 토목공사에 위험한 요소가 되고 있다. 풍화된 시료엔 대한 실험용 시료 가공이 어렵고 적용 가능한 실험법이 적어 공학적 특성이나 거동을 정량적으로 파악하는 기법이 다른 암종에 비해 극히 제한된다. 현재까지 강도측정과 같은 일반적인 물성의 단순측정보다는 내구성을 분석하는 슬레이킹 내구성 시험 (Slake durability test), Modified Jar test, 팽창율 측정시험 (Swelling test) 등의 정량화 시험법이 주로 사용되고 있으며 국내 현장에서도 적용을 권장할 수 있다. 이러한 실험치의 해석에서 단일 실험치 (예: 팽창율)만으로 지질공학적 특성을 파악하는 경우 잘못된 판단을 할 수도 있으므로, X선 회절분석시험 (XRD: X-Ray Diffraction Test), TG-DTA분석, 주사전자현미경 (SEM: Scanning Electron Microscope) 이미지 분석, 투수계수 측정실험 등도 함께 수행하여 실험결과를 종합적으로 해석하는 것이 바람직하다.

• 지질공학
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• 제14권4호
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• pp.401-416
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• 2004

이 연구에서는 물과 산성용액을 이용한 동결${\cdot}$융해실험을 통하여 강원도 횡성군에서 채취된 셰일의 물리적 특성변화를 측정하였다. 실험에 적용된 동결${\cdot}$융해 온도 범위는 $-20{\pm}2^{\circ}C\~15{\pm}2^{\circ}C$ 이고 시료는 12시간 동안 동결한 후 물속에서 8시간 동안 융해시켰다. 이 후 시료를 진공 챔버에서 4시간동안 수침하여 완전히 포화시켰으며, 이러한 일련의 과정을 1 cycle로 설정하였다. 본 연구에서는 매 5 cycle마다 시료의 흡수율, 탄성파 속도, 쇼어 경도, 슬래이크 내구성시험, 일축압축시험 등을 실시하였다. 동결${\cdot}$융해 실험의 반복횟수가 증가될수록 시료의 물성은 변화하였다. 일축압축강도는 물을 이용한 실험에서는 매cycle마다 0.40MPa정도 감소하였고 산성용액을 이용한 실험에서는 0.48Mra정도 감소하였으며, 탄성계수 역시 물에서 0.21Gpa, 산성용액에서 0.30GPa 감소하였다. 흡수율의 경우는 물에서 $0.29\%$, 산성용액에서 $0.37\%$ 증가되었다. 이러한 결과는 산성용액에서의 풍화속도가 물에서의 풍화속도보다 빠름을 지시한다. 그러나 탄성파속도, 쇼어경도와 슬레이크 내구성 시험에서는 물과 산성용액에 따른 차이가 거의 나타나지 않았다. 동결${\cdot}$융해 실험 결과와 연구지 역의 동절기 기간의 기온분포를 고려해 볼 때 실제 1년이 동결-응해 실험 약 $6\~12\;cycle$에 해당될 것으로 추정된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제16권12호
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• pp.53-58
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• 2015

미고결 이암은 쉽게 풍화되어 고결도 및 강도가 급속히 감소하는 성질을 가지고 있어 사면 붕괴 등의 문제를 일으킬 수 있고, 외관상으로는 단단한 암반으로 보이는 경우가 많아 지질조사 시 착각하기가 쉽다. 따라서 이암지반에서의 구조물 설계 시 이암 암반층에 강우가 흡수되어 변화하는 공학적 특성을 이해하는 것은 매우 중요하다. 따라서 본 연구에서는 경기도 여주지역 일대의 사면 절토 현장에서 채취한 자연 상태의 미고결 이암 시료를 대상으로 공학적 특성을 파악하기 위한 실내 시험을 수행하였다. 자연 상태의 미고결 이암 시료의 기본적인 성질을 파악하기 위한 기본 물성 실험, 변형 특성을 확인하기 위해 슬레이크 내구성지수 결정 시험과 흡수팽창 지수 결정 시험을 수행하고, 슬레이크 사이클 횟수에 따라 전자 주사 현미경(SEM) 촬영을 통하여 시료표면의 변형을 관찰하였다. 이와 더불어 미고결 이암의 전체 변형률 영역에서 물에 대한 영향을 살펴보기 위해서 직접전단시험, 공진주시험을 수행하였다. 함수비의 증가에 따른 역학적 변화를 확인할 수 있었으며, 따라서 미고결 이암이 넓게 분포하는 지역에서는 강우 유입에 따라 강도저하 및 변형이 발생할 수 있으므로 구조물 설계 시에 각별한 주의가 필요한 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2003년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.103-110
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• 2003

This study is as for shale that attract recently geotechnical engineer more and more. like sedimentary rocks and metamorpic rocks, shales have many problem with anisotropy for stength and deformation and they have many problems with quick weathering progress and differential weathering of alternate bedding. In foreign countries, many renowned schalors, like Jaeger(1960),McLamore,Gray(1967),Donath(1972),Nova(1980),Hoek&Brown(1980),Ranamurthy(1985), have already studied for a variety of characteristic and announced high level results of their studies. In domestic also, there are many scholars who have announced high level research papers for shale. this study is a part of these stream. and this study not only analyzed strength anisotropy characteristic along with direction of testing(two-direction) by using point-load test(log-log method) but also compared uniaxial strength between the maximum saturated and dried condition. In this study, we also conducted slaking test. these results of slaking test show weathering characteristic of shales. also, we made the most of field data that obtained during slope stability project and we noticed that RQD measured in the field is much differ from drilled core RQD. In order to come close two different value or access to reality, we suggest new RQD method that artificially reduce RQD by separating core with light hand force.

• 화약ㆍ발파
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• 제22권2호
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• pp.33-43
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• 2004

풍화암은 일반적으로 6단계로 분류된다. 본 연구에서는 풍화도에 따라 등급 I에서 등급 V의 암석 블록을 장수지역에서 채취하였다. 등급 VI는 본 연구대상에서 제외되었다. 풍화도의 증가에 따른 화학적 풍화지수의 변화량은 물리적, 역학적 물성변화에 비하여 매우 미소한 변화를 보였으며, 풍화도의 증가는 강도, 경도, 탄성파속도, 내구성과 같은 물리적 역학적 물성에 의하여 잘 지시되었다. 특히 흡수율과 공극률은 매우 좋은 지수이다. 풍화의 진행에 따라, 암석에 포함되어 있는 크랙의 양은 암석의 변형에 영향을 끼친다. 그러므로 풍화암의 응력변형률 곡선은 신선한 암과 상당한 차이를 보였다.

• 화약ㆍ발파
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• 제23권1호
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• pp.9-17
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• 2005

이 연구는 남원에서 채취한 화강암의 해수에 의한 풍화환경에서 기계적 풍화를 비교하여 관계를 명확하게 하는 것이다. 석재 사인과 건설현장에서의 풍화암에 대한 지질학적 연구는 암반의 화학적, 물리적 특성의 변화에 따라 다양하게 포괄적으로 연구되고 있다. 인공풍화 실험은 해수에 의한 풍화의 환경과 정도를 제어하기 위해 풍화의 정도와 풍화 환경을 제어한다. 해수에 의한 풍화가 진행될수록 풍화도가 증가하는데, 이는 비중, 흡수율, 공극율, 단축압축 강도, P-파 속도, 내구성, 간접인장 강도, 마찰각 등의 변화에 의해 알 수 있다. 해수에 의한 응력변형률 곡선의 변화는 담수에 의한 응력 변형률 곡선과 많은 차이를 보인다. 그러한 이유는 인공풍화 실험에 의한 미세한 균열의 차이와 잠재적인 공극의 발달의 정도의 차이에 의한 것이다.