• Geomechanics and Engineering
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• 제23권6호
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• pp.587-600
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• 2020

Shear-induced instability of jointed rock mass has greatly threatened the safety of underground openings. To better understand the failure mechanism of surrounding rock mass under shear, the flawed specimens containing a circular opening and two open joints are prepared and used to conduct direct shear tests. Both experimental and numerical results show that joint inclination (β) has a significant effect on the shear strength, dilation, cracking behavior and stress distribution around flaws. The maximum shear strength, occurring at β=30°, usually corresponds to a unifrom stress state around joint and an intense energy release. However, a larger joint inclination, such as β=90°~150°, will cause a more uneven stress distribution and a stronger stress concentration, thus a lower shear strength. The stress distribution around opening changes little with joint inclination, while the magnitude varys much. Both compression and tension around opening will be greatly enhanced by the 30°-joints. In addition, a higher normal stress tends to enhance the compression and suppress the tension around flaws, resulting in an earlier generation and a larger proportion of shear cracks.

• 지질공학
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• 제8권3호
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• pp.225-234
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• 1998

지하공동의 거동은 굴착전에 암반에 존재하는 초기응력의 크기와 굴착에 따른 공동주변에서의 응력재분배에 많은 영향을 받는다. 암반과 같은 탄소성 재료인 경우 굴착으로 인한 공동주변의 거동은 응력경로의 영향을 받기 때문에 굴착방법과 순서 등에 따라 해석결과는 달라지게 된다. 따라서 지하 원자력발전소, 방사성폐기물 영구처분시설, 원유비축시설 등과 같은 대단면을 갖는 지하공동을 보다 합리적으로 설계하기 위해서는 해석과정에 굴착으로 인한 영향을 반영하는 것이 바람직하다. 본 연구에서는 굴착으로 인한 응력변화를 파악하기 위해서 유한요소법과 개별요소법에 의한 수치해석을 각각 수행하였다. 해석결과를 분석한후 합리적인 굴착단면형상, 굴착방법 및 순서, 지보효과, 다공동 굴착시 인접공동의 굴착으로 인한 영향 등을 검토하였다.

• 터널과지하공간
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• 제26권6호
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• pp.475-483
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• 2016

지하공동 굴착현장에서 관찰되는 절리분포 양상에 대한 자료를 기반으로 굴착과정에서 형성될 수 있는 사면체 블록의 형상, 규모 및 붕락 가능성을 절리 영속성을 고려하여 예측하는 수치해석 기법을 개발하였다. 절리 영속성 분석결과를 이용하여 절리면의 확장성에 따른 개착면에서의 표출정도 및 블록형성 가능성 해석을 수행하는 기능을 고안하여 기존에 개발된 결정론적 3차원 블록해석모델에 접목시켰다. 개선된 수치해석모델의 신뢰성을 고찰하기 위하여 실제 블록 붕락이 발생된 굴착현장에 대한 해석을 수행하였다. 조사된 절리분포 양상에 의거하여 대표 방향성을 설정하고 잠재적 블록 형성을 분석하여 붕락된 블록 형상에 부합된 해석 결과를 도출하였으며, 이에 근거하여 굴착과정에서의 붕락 진행 미캐니즘을 블록형상을 고려하여 고찰하였다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 1991년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.20-25
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• 1991

In order to predict properly the effects of ground motion associated wi th earthquakes on underground radioactive waste disposal facilities, understanding of the structural behavior of an underground opening in discontinuous rook masses subjected to dynamic loadings is essential. Therefore, this paper includes literature review on computational models for discontinuous rook masses and on mathematical models for the structural analysis of underground openings. Then, structural analyses of underground openings using the distinct element computer program written for the static and dynamic analysis of discontinuous rook masses have been performed.

• 터널과지하공간
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• 제29권1호
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• pp.64-74
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• 2019

지하공동의 굴착 과정에서 암반 절리로 인해 생성되는 암석블록의 거동 여부는 지하공동의 역학적 안정성에 있어서 중요한 요소이다. 본 연구에서는 대심도 지하공동 조건 하에서 지체응력 및 절리물성 조건에 따른 암석블록의 거동 안정성을 정량적으로 분석하였다. 이론적으로 계산된 암석블록의 거동조건과 3DEC 수치해석을 통해 분석된 암석블록의 거동양상을 비교하여, 이론값과 수치해석 결과간의 오차를 지체응력 및 절리물성 조건에 따라 분석하였다. 암석블록의 거동 안정성 분석을 수행한 결과는 수치해석 결과와 비교할 때 약 5% 이하의 오차를 보여 본 연구에서 제시한 이론적 방법론의 적용가능성을 검증하였다.

• 터널과지하공간
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• 제15권5호
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• pp.369-377
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• 2005

지하공동의 안정성은 생산성과 안전을 확보해야 하는 광산의 운영에 있어서 가장 중요한 관심사이다. 암반분류는 많은 경험적인 설계방법의 근간을 이룰 뿐만 아니라 수치해석을 위한 기초자료로 이용되고 있다. 공동의 안정성에 영향을 주는 많은 요소들 중 주어진 암반의 조건 중에서 공동폭은 하나의 중요한 설계요소가 된다. 이 논문에서는 Lug에 의해 제안된 한계 공동폭 기준, Mathews stability graph method 그리고 저자들에 의해 제안된 한계 공동폭 기준을 비교하였다. Methews stability graph method를 이용하여 저자들에 의해 수정된 한계 공동폭 기준을 제안하였고 이것을 여러 석회석 광산 지하공동의 안정성을 평가하는 데 사용하였다.

• 터널과지하공간
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• 제8권2호
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• pp.130-138
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• 1998

Comprehensive monitoring system for the safe and economical excavation of underground opening has been established by employing the 3 independent models each of which can i) predict the ultimate convergence, ii) assess the in-situ stresses and the elastic modulus of excavating rock, iii) calculate the time-dependent opening behavior with respect to the face advance rate and support pressure at the equilibrium state. Accuracy of each model has been verified through illustrative examples. The step-by-step procedures of comprehensive monitoring system for analyzing the rock behavior and the optimum support installation has been explained. The capability and applicability of this system to the practical excavation also has been discussed.

• 문화기술의 융합
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• 제5권4호
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• pp.87-92
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• 2019

이 연구는 공설소화전에 대한 지상식 및 지하식 소화전의 소방용수 사용 준비시간을 분석하였다. 1단계인 장비 준비시간은 지상식은 20.50초, 지하식은 24.67로 나타났다. 이와 같이 준비시간이 다소 차이가 난 것은 지하식 소화전은 맨홀 뚜껑을 개방하는 빠루와 지하식 소화전 본체 관구에 연결하기 위하여 스탠드 파이프가 추가로 필요했기 때문이다. 2단계인 물탱크차의 보수구에 숫커플링의 수관결합은 지상식은 48.50초, 지하식은 49.00초로 비슷하게 나타났다. 이것은 물탱크차 보수구에 소방호스를 연결하는 동작이 같기 때문이다. 3단계인 본체 관구에 수관 결합은 지상식은 43초, 지하식은 174.33초로 나타났는데 이와 같이 수관을 소화전 관구에 연결하는 시간이 큰 차이가 난 것은 지하식 소화전은 맨홀 뚜껑을 개방한 후 소화전 본체 관구에 스텐드 파이프를 연결한 후에, 스텐드 파이프 관구에 수관을 결합하는 추가 과정이 필요하여 소요시간을 크게 올린 것으로 판단된다. 4단계인 제수 밸브와 스핀들 개방은 지상식은 66.50초, 지하식은 78.83초 소요되었다. 이 같은 차이가 난 것은 지상식 소화전의 스핀들은 본체 관구위에 위치하여 쉽게 개방이 가능하지만, 지하식은 맨홀 아래 관구 옆에 위치하여 개방 장비인 복스퍼너를 연결하는 추가시간이 필요하여 나타난 결과로 판단된다.

• 지질공학
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• 제5권1호
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• pp.31-44
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• 1995

본 연구에서는 지하공동이 해석적용기준을 제시하기 위하여 암반의 역학적 특성과 지하공동에 작용하는 초기응력을 검토하였고, 지하암반을 선형 탄성의 균질한 암석으로 가정하여 공동주위의 거동을 검토하였으며, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. - 지하암반공동의 유한요소경계는 공동의 중심으로 부터 공동 반지름의 6배이상으로 하여야 한다. - 원형공동의 경우, 수직응력과 수평응력의 비인 $K_0$ 값이 증가함에 따라 공동측면에서는 변형이 공동의 중심방향으로 증가하고, 공동상부에서는 공동의 중심방향으로 변형이 감소한다. 또한 $K_0$ 값이 1/4보다 작을 경우 공동주변암반체에서 인장영역이 발생함을 알 수 있었다. - 마제형인 공동 I과 Powerstation 형인 공동 II에 발생하는 변위는 원공동과 거의 비슷한 경향을 나타내고, 공동 I, II에 발생하는 응력집중은 공동의 벽면과 바닥으 교차부에서 발생하며, 공동 II에서 보다 큰 응력집중이 발생함을 알 수 있었다.

• 터널과지하공간
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• 제6권4호
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• pp.326-334
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• 1996

In underground construction the multi-step excavation sequence is commonly adopted for the convenience of the underground work. A numerical simulation method which is capable of analyzing the effects of excavation sequence on the stability of the opening is greatly needed. In this study a two dimensional finite element code was developed based on the effective numerical algorithm for the multistep excavation. The practical applicability of the model was verified for the simplified excavation sequences.