• Geomechanics and Engineering
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• 제16권1호
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• pp.35-47
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• 2018

This paper investigates the mechanisms of tunnel spalling and massive tunnel failures using fracture mechanics principles. The study starts with examining the fracture propagation due to tensile and shear failure mechanisms. It was found that, fundamentally, in rock masses with high compressive stresses, tensile fracture propagation is often a stable process which leads to a gradual failure. Shear fracture propagation tends to be an unstable process. Several real case observations of spalling failures and massive shear failures in boreholes, tunnels and underground roadways are shown in the paper. A number of numerical models were used to investigate the fracture mechanisms and extents in the roof/wall of a deep tunnel and in an underground coal mine roadway. The modelling was done using a unique fracture mechanics code FRACOD which simulates explicitly the fracture initiation and propagation process. The study has demonstrated that both tensile and shear fracturing may occur in the vicinity of an underground opening. Shallow spalling in the tunnel wall is believed to be caused by tensile fracturing from extensional strain although no tensile stress exists there. Massive large scale failure however is most likely to be caused by shear fracturing under high compressive stresses. The observation that tunnel spalling often starts when the hoop stress reaches $0.4^*UCS$ has been explained in this paper by using the extension strain criterion. At this uniaxial compressive stress level, the lateral extensional strain is equivalent to the critical strain under uniaxial tension. Scale effect on UCS commonly believed by many is unlikely the dominant factor in this phenomenon.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제21권3호
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• pp.61-68
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• 2007

본 연구에서는 지하생활공간을 대상으로 풍속의 변화에 대한 축소모델 실험을 통하여 열유동 및 화재성상을 분석하였다. 풍속이 증가할수록 화재실의 온도상승 시간은 빨라지고, 실의 온도도 증가하였다. 그리고 풍속이 증가할수록 화재실의 개구부에서 최고온도를 나타내었다. 화재확산에 따른 열유동은 풍속이 증가할수록 와류확산을 촉진시켜 연기발생과 화염의 크기를 증가시키고, 인근실의 내부보다 통로에서 높은 온도분포를 나타내었다. 끝으로 지하생활공간의 화재시 열유동은 풍향과 풍속에 의해 화재확산이 결정되어지고 풍속이 증가할수록 온도증가와 감소는 빠르게 진행됨을 확인할 수 있었다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제10권2호
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• pp.175-188
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• 2016

The construction of a new cavern modifies the state of stresses and displacements in a zone around the existing cavern. For multiple caverns, the size of this influence zone depends on the ground type, the in situ stress, the cavern span and shape, the width of the pillar separating the caverns, and the excavation sequence. Performances of underground twin caverns can be unsatisfactory as a result of either instability (collapse) or excessive displacements. These two distinct failures should be prevented in design. This study simulated the ultimate and serviceability performances of underground twin rock caverns of various sizes and shapes. The global factor of safety is used as the criterion for determining the ultimate limit state and the calculated maximum displacement around the cavern opening is adopted as the serviceability limit state criterion. Based on the results of a series of numerical simulations, simple regression models were developed for estimating the global factor of safety and the maximum displacement, respectively. It was proposed that a proper pillar width can be determined based on the threshold influence factor value. In addition, design charts with regard to the selection of the pillar width for underground twin rock caverns under similar ground conditions were also developed.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제14권3호
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• pp.391-399
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• 2001

본 논문에서는 지하수의 영향을 고려하여 발파로 인한 폭발하중에 대한 지하공동구조체의 3차원 동적해석을 수행하였다. 지하공동 주변 암반체는 13.5%의 공극율을 갖는 석회암으로 가정하였으며, 동일한 폭발하중에 대해 주변 암반체의 공극이 완전히 건조한 경우와 이 공극이 완전 포화된 경우로 나누어 해석을 수행하였다. 수치해석결과 지하공동구조체가 포화된 암반체에 위치하는 경우가 건조한 암반체에 위치하는 경우에 비해 속도, 변위, 응력이 모두 크게 발생하였다. 그리고 포화된 암반체의 지하공동구조체 부근에서는 전단파괴의 가능성이 발생함을 확인할 수 있었다.

• 한국안전학회지
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• 제31권3호
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• pp.68-74
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• 2016

This paper presents a new strengthening method of underground box structures against seismic loads for anti-seismic capacity improvement. A threaded steel member with pressure devices(so called 'Pre-flexed member system') is used to improve seismic capacity of the RC box structure. The pre-flexed member system is fixed the corner of opening after chemical anchor was installed by drilling hole on the box structure. The structural performance was evaluated analytically. Two bracing types of strengthening methods were used; conventional bracing method and I-bracing pressure system. For the performance evaluation, seismic analyses were performed on moment and shear resisting structures with and without strength member system. Numerical results confirmed that the proposed pre-flexed member system can enhance the seismic capacity of the underground RC box structures.

• 지질공학
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• 제1권1호
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• pp.38-53
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• 1991

지하공동의 설계는 지반이 본래 가지고 있는 물리적 특성을 최대한 이용하는 것을 기본 개념으로 하므로 지반자체의 복잡다양한 역학적 특성들을 평가하여 설계에 반영하는 것은 지극히 어려운 일이며, 이러한 특성들을 일률적으로 평가하는 것도 거의 불가능하다. 컴퓨터의 발달과 수치해석 기술의 적용이 본격화 되기까지는 지반의 거동을 지배하는 몇가지 주요요소의 정성적 혹은 정량적 특성에 의하여 지반을 몇가지 등급으로 분류하여 통계자료의 분석 및 경험적 판단에 의해 설계를 수행하여 왔다. 지하공동구조물 설계시으 지반거동해석은 이완영역의 가정에 의한 방법, 경험적 접근법에 의한 방법 및 최근에 와서 수치해석 기술의 발달에 따라 주로 사용되는 공학적 해석 방법에 의한 지반거동해석 등으로 구분하여 정리하였다.

• 터널과지하공간
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• 제6권1호
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• pp.19-29
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• 1996

Back analysis model, capable of calculating the mechanical properties and the in-situ stresses of jointed rock mass, was developed based on the inverse method using a continuum theory. Constitutive equation for the behavior of jointed rock contains two unknown parameters, elastic modulus of intact rock and stiffness of joint, hence algorithm which determines both parameters simultaneously cannot be established. To avoid algebraic difficulties elastic modulus of intact rock was assumed to be known, since the representative value of which would be quite easily determined. Then, the ratio ($\beta$) of joint stiffness to elastic modulus of intact rock was assigned and back analysis for the behavior of jointed rock was carried-out. The value $\beta$ was repeatedly modified until the elastic modulus from back analysis became very comparable to the predetermined value. The joint stiffness could be calculated by multipling the ratio $\beta$ to the final result of elastic modulus. Accuracy and reliability of back analysis procedure was successfully testified using a sample model simulating the underground opening in the jointed rock mass. Applicability of back analysis model for the underground excavation in practice was also verified by analyzing the mechanical properties of jointed rock in which underground oil storage cavern were under construction.

• 터널과지하공간
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• 제15권4호
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• pp.250-263
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• 2005

암반 내 형성된 과도한 초기응력장은 굴착 공동 주변에 점진적이고 국부적인 취성파괴를 유발시킴으로서 시공의 안정성과 경제성을 확보하는데 장애 요인으로 작용할 수 있다. 이 논문에서는 응력 수준 증가에 따른 공동 주변의 취성파괴 거동 특성을 파악하기 위해 축소된 원형 터널 공시체를 이용한 이축압축시험과 입자 결합 모델을 이용하여 개별요소법의 일종인 $PFC^{2D}$ 해석에 의한 연구를 수행하였다. 실내 이축압축시험을 통해 취성파괴의 발생 영역과 형태 면에서 실제 암반 공동 주변에서 발생된 파괴 특성과 유사한 파괴 거동을 모사할 수 있었다. 응력 강도비 증가에 따라 진행된 균열 발전단계를 미소파괴음 특성 변수들에 대한 상세 분석을 통해 평가하였다. $PFC^{2D}$ 해석을 통해 공동 주변에서의 미세 균열 발생과 전파 과정을 성공적으로 가시화하였으며 이를 통해 이축 압축시험 결과의 신뢰성과 시험방법의 적정성을 확인할 수 있었다.

• 만화애니메이션 연구
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• 통권28호
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• pp.55-78
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• 2012

언더그라운드 만화는 1960년대에 히피문화를 반영하여 시작된 만화의 한 흐름이다. 자연으로의 회귀를 외치며, 인간성이 상실된 전쟁과 물질문명 사회제도를 부정하는 히피문화를 반영한 언더그라운드 만화는 급진적이면서 유머러스한 방식으로 반문화를 표현하였다. 로버트 크럼(Robert Crumb)은 만화집 시리즈 발간을 통하여 히피문화의 특징을 적극적으로 만화에 반영하였다. 특히 는 히피에게 큰 호응을 얻었고, 이로 인하여 언더그라운드 만화가 더욱 발전하게 되는 계기가 되었다. 만화집 에는 보수 중산층의 숨은 욕망을 표현한 '화이트맨(Whiteman)'과 으스대면서, 웃으며 걷고 있는 모습의 캐릭터로 히피 문화 속의 젊은이들의 모습을 표현한 '킵 온 트럭킹 (Keep on Truckin')' 등의 작품이 있다. 는 출판과 유통에 있어서 독립성을 기하였고, 히피문화를 반영한 다양한 캐릭터 중심의 만화였고, 히피문화의 특징을 구불구불한 선과 점, 강렬한 명암 대비로 그래픽적 효과가 우수하게 표현한, 언더그라운드 만화의 특징이 잘 표현된 작품이다. 이 만화들은 당시의 영웅주의적인 만화에서 벗어나, 사회문화의 풍자적 표현이 보다 더 자유로운 언더그라운드 만화시대의 문을 여는데 큰 역할을 하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 1994년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.231-234
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• 1994

Concentrated stresses due to the tunnel excavation easily cause failure around opening in the soft rock mass layer. Thus, while excavatng tunnel in the soft rock mass layerm it is very important to predict the possibility of failure or yielding zones around tunnel boundary. There are two typical methods to predict these; 1) the analysis of field monioring data and 2) numerical analysis. In this study, it was attempted to describe the time-dependent or progressive rock mass manner due to the continuous failure and fracturing caused by surrounding underground openings using the second method. In order to apply the effects of progressive failure underground, an iterative technique was used with the Hoek and Brown rock mass failure theory. By developing and simulating, three different shapes of twin tunnels, this research simulated and estimated the proper size of critical pillar width between tunnels, distributed stresses on the tunnel sides, and convergences of tunnel crowns. Moreover, results out progressive failure technique based on the Hoek and Brown theory were compared with the results out of Mohr-Coulomb theory.