• 터널과지하공간
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• 제19권6호
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• pp.473-478
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• 2009

기존의 점하중시험기는 재하점간 중심축의 일치성에서 문제가 발생하는 경우가 존재하며 압력게이지를 통해서 시료에 가해지는 하중을 산정하기 때문에 정확성이 결여될 수 있는 단점이 있다. 본 연구는 원추판을 저항판과 함께 밀어 올리는 방식을 사용하고 지지 연마봉에 선형베어링을 장착하여 연속적으로 반복되는 시험에도 재하점의 축간 편심오차를 0.1 mm 이하로 유지한 개량형 점하중시험기를 개발하였다. 또한 반복되는 시험에서 재하점간의 거리를 자동으로 측정하고 편심오차를 확인하기 위하여 두 개의 디지털게이지를 부착하였다. 상부 원추판 끝단에 장착한 로드셀은 시료에 가해지는 순수 하중을 측정하여 압력계 방식인 기존의 점하중시험기가 가지는 단점을 보완하였다. 개발된 개량형 점하중시험기는 화성암, 편마암, 셰일에서 선택된 표준 코어시료에 대하여 총 107회의 점하중강도시험을 수행하고 품질과 성능이 검증되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제35권11호
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• pp.37-49
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• 2019

본 연구에서는 매립심도가 손상 하수관으로 인해 형성되는 지하 공동 및 지반함몰에 미치는 영향을 확인하기 위하여 서로 다른 심도로 지반을 조성하여 모형시험을 수행하였다. 모형시험 중에 일정 시간 간격으로 디지털 이미지를 촬영하였으며, PIV 기법을 적용하여 내부 변위 및 변형을 측정하였다. 이와 지표면에서 발생하는 지반 침하, 지하 공동의 크기 등에 대한 분석도 함께 진행하여 거동을 분석하였다. 시험 결과, 매립심도가 낮은 경우의 지반에서 매립심도가 높은 경우에 비해 지하 공동 및 지반함몰 형성에 대한 저항성이 작은 것으로 확인되었다.

• 터널과지하공간
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• 제10권1호
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• pp.45-58
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• 2000

다양한 하중 조건하의 암석 절리에 대한 수리적 거동을 규명하기 위해서 수리전단 시험이 가능한 주기 전단시험 시스템을 설계, 제작하였다. 실험실에서 인공 절리 시료에 대한 압축,전단 조건하의 수리 시험을 실시하였다. 시험 전의 시료에 대한 3차원 간극 측정을 통해 절리의 간극 분포 특성을 규명하였다. 수직응력에 따른 투수계수 변화는 기존 수리 모델과 잘 일치하였다. 전단 하중하의 수리적 거동은 초기에는 팽창 특성을 따랐으며, 팽창의 증가에 따라 투수계수가 커겼다. 전단이 진행됨에 따라 유동률은 충전물 생성과 간극의 엇갈림으로 인해 다소 일정해졌다. 주기전단 하의 수리 거동 역시 돌출부 손상과 충전물 생성의 영향을 받았다. 또한 압축과 전단 하중하의 수리 간극과 역학 간극의 관계가 조사, 비교되었다.

• 터널과지하공간
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• 제9권4호
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• pp.296-305
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• 1999

많은 터널 현장에서 계측을 수행하고 있지만, 일반적인 역해석 방법으로 이 계측자료를 통해 라이닝에 작용하는 변형율과 응력 등의 역학량을 추정하기는 어렵다. 그 이유는 현장에서 계측이 가능한 적은 변위수로부터 라이닝의 응력상태를 추정할 수 없기 때문이다. 계측의 시간과 비용을 고려해 볼 때, 계측자료를 이용할 수 있는 기법의 개발은 시급한 연구과제라 할 수 있다. 본 연구에서는 터널계측에서 계측 가능한 소수의 변위로 전테 라이닝의 변위와 응력 등의 역학량을 계산할 수 있는 역해석 모델을 개발하였다. 역해석 방법으로서 복공 외면에 작용하는 외력의 자승이 최소화될 때 해를 구하는 방법을 사용하였다. 라이닝 외면에 작용하는 하중을 가정하여 유한요소법으로 변위와 응력을 계산하고, 여기서 얻은 몇개의 변위를 계측 변위로 가정하여 역해석 모델에 입력함으로써 절점 변위, 요소의 변형율 및 응력 등을 다시 구하였다. 처음 계산된 변위와 역계산으로 구한 변위를 비교함으로써 모델의 신뢰성을 평가하였다. 자동계측으로 라이닝의 비교적 정확한 계측을 수행하고 있는 지하철 한강 하저터널 현장에서 얻은 계측변위를 개발한 역해석 모델을 적용하여 실제 계측한 응력과 유사한 결과를 얻었다.

• 터널과지하공간
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• 제18권1호
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• pp.58-68
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• 2008

임하댐 비상여수로 터널 공사가 단층파쇄대가 포함된 화강암지역에 굴착되고 있는데 본 터널이 3련 터널임을 감안하여 터널이격거리, 터널막장간 이격거리를 검토하였으며 단층파쇄대가 여수로 터널의 안정성에 미치는 영향을 검토하였다. 이를 위해 여러 가지 지구물리학적 조사와 암반공학적 현장 실험을 실시하였다. 터널 막장간 이격거리는 최소 25 m 이상을 유지하면서 2터널의 선행 굴착이 적합하리라 판단되며 단층대의 영향을 받는 터널 만곡부의 3차원 수치해석결과 2터널의 천단변위 및 내공변위는 미미하며 숏크리트 최대 휨압 축응력, 숏크리트 최대전단응력, 록볼트 최대축력 등을 살펴보면 만곡부 굴착에 따른 응력집중은 미미하여 여수로 터널의 안정성에는 문제가 없는 것으로 판단되었다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제22권6호
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• pp.541-552
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• 2020

With the increasing tension of current coal resources and the increasing depth of coal mining, the gob-side entry retaining technology has become a preferred coal mining method in underground coal mines. Among them, the technology of the gob-side entry retaining with the high-water filling material can not only improve the recovery rate of coal resources, but also reduce the amount of roadway excavation. In this paper, based on the characteristics of the high-water filling material, the technological process of gob-side entry retaining with the high-water filling material is introduced. The early and late stress states of the filling body formed by the high-water filling materials are analyzed and studied. Taking the 8th floor No.3 working face of Xin'an coal mine as engineering background, the stress and displacement of surrounding rock of roadway with different filling body width are analyzed through the FLAC^3D numerical simulation software. As the filling body width increases, the supporting ability of the filling body increases and the deformation of the surrounding rock decreases. According to the theoretical calculation and numerical simulation of the filling body width, the filling body width is finally determined to be 3.5m. Through the field observation, the deformation of the surrounding rock of the roadway is within the reasonable range. It is concluded that the gob-side entry retaining with the high-water filling material can control the deformation of the surrounding rock, which provides a reference for gob-side entry retaining technology with similar geological conditions.

• 터널과지하공간
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• 제14권5호
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• pp.363-372
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• 2004

구마모토 안산암을 대상으로 이중 비틀림(DT) 시험을 통해 유도 홈의 단면 형상이 암석의 응력부식지수에 미치는 영향에 대하여 조사하였다. 정변위속도법에서 변위속도가 증가할수록 균열성장속도는 증가하지만 파괴인성계수는 평균 2.07 MN/m$^{3}$2/로 거의 일정하였다. 정변위법을 통하여 유도 홈의 형상이 사각형, 원형, 삼각형인 시험편을 이용하여 얻은 응력부식지수는 각각 평균 37, 36, 38로 홈의 형상에 관계없이 거의 일정한 값을 보이지만 표준편차는 삼각형 홈에서 가장 크게 나타났다. 암석의 DT시험은 중앙부에 유도 홈이 있는 시험편을 이용하는 것이 효과적이지만 광물의 평균입경 이상의 폭을 가진 사각형 단면의 홈을 이용하는 것이 가장 적절하다.

• 터널과지하공간
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• 제21권2호
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• pp.138-144
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• 2011

광산이 폐광을 하는 경우 배수시스템을 정지함으로 인해 갱도는 물로 포화된다. 갱도가 포화되었을 때 갱도 주변의 암석은 완전히 포화되고 갱도 주변 암반에는 수압이 작용한다. 암석의 일축압축강도는 함수율에 따라 달라지며 함수율이 증가함에 따라 감소한다. 수압은 암석 내 균열이나 암반 내 불연속면의 확장을 유발하게 된다. 갱도 내 포화된 수압이 지보압을 발휘할 수도 있지만 지하수에 의해 발생한 암반 물성의 저하는 갱도의 안정성을 감소시킬 것이다. 본 연구에서는 수압에 의해 발생한 갱도 주변 암반의 물성 저하가 갱도의 안정성에 미치는 영향을 평가하기 위하여 2차원 불연속해석과 3차원 연속해석을 실시하였다. 수치해석 결과 수압에 의해 유발된 갱도 주변 암반의 물성 저하는 갱도 주변 암반의 변위 증가에 영향을 미치고, 2차원 해석 결과는 3차원 해석 결과 보다 큰 변위를 나타냈다.

• 터널과지하공간
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• 제22권1호
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• pp.22-31
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• 2012

본 연구에서는 사암과 셰일이 교대로 반복되는 호층 지질구조를 가진 암반에서 복공이 설치되어 운영중인 기존 터널의 인근에 단면 형태가 다른 신설 터널을 건설할 경우, 신설 터널의 시공중 안정성을 검토하기 위하여 축소모형실험을 실시하였다. 이러한 비대칭 쌍굴터널에서 터널간 이격거리와 하중조건이 서로 다른 네가지 모형을 제작하였고 실험을 통해 모형별 균열개시압력과 변형거동을 조사하였다. 터널간 이격거리가 0.5D인 모형의 경우 필라에서 발생한 균열은 모두 호층 지질구조상 지층 경계면에서 발생하였고 지층간 전단변위가 필라 피괴의 중요한 인자로 작용하였다. 터널간 이격거리가 작은 모형일수록 낮은 압력수준에서 균열이 발생할 뿐 아니라 같은 압력 수준에서 터널의 내공변형량은 더 크게 나타나 터널의 안정성이 상대적으로 작은 것으로 평가되었다. 또한 하중조건을 달리한 경우에는 측압계수가 1.0일 때 터널 안정성이 우수한 것으로 나타났으며, FLAC을 사용한 수치해석 결과는 모형실험의 결과와 정성적으로 부합하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2008년도 춘계 학술발표회 초청강연 및 논문집
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• pp.766-777
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• 2008

Currently in increasing number of urban tunnels with small overburden are excavated according to the principle of the New Austrian Tunneling Method (NATM). Successful design, construction and maintenance of NATM tunnel demands prediction, control and monitoring of ground displacement and support stress high accuracy. A magnetic anisotropy sensor is used for nondestructive measurement of stress on surfaces of a ferromagnetic material, such as steel. The sensor is built on the principle of the magneto-strictive effect in which changes in magnetic permeability due to deformation of a ferromagnetic material is measured in a nondestructive manner, which then can be translated into the absolute values of stresses existing on the surface of the material. This technique was applied to measure stresses of H-beams, used as tunnel support structures, to confirm expected measurement accuracy with reading error of about 10 to 20 MPa, which was confirmed by monitoring strains released during cutting tests The results show that this method could be one of the promising technologies for non-destructive stress measurement for safe construction and maintenance of underground rock structures encountered in civil and mining engineering.