• 터널과지하공간
• /
• 제22권5호
• /
• pp.321-329
• /
• 2012

미생물의 유무에 따른 티탄철석의 물성변화를 살펴보기 위하여 공극률, 흡수율, 종파속도 및 일축압축강도(UCS) 등의 실내시험을 수행하였다. 물리적 성질 변화는 미생물을 배양하지 않은 무기적 산화와 미생물을 배양한 생물학적 산화의 조건에서 배양기간에 따라 정량적으로 비교하였다. 그 결과, 배양기간 45일까지 측정된 pH는 무기적 산화의 경우 3.82-4.26 범위에 분포하는 반면, 생물학적 산화에 의한 pH 값은 2.20-2.57 범위 내에서 분포를 보였다. 미생물 유무와 배양기간에 따라 측정된 흡수율의 경우 무기적 산화는 최종단계에서 0.052%, 생물학적 산화는 0.073%로 나타났다. 공극률의 경우 무기적 산화는 최종단계에서 0.206%, 생물학적 산화는 0.281%를 보였다. 미생물에 의한 생물학적 산화는 무기적 산화에 비해 전반적으로 높은 값을 보였다. 종파속도는 배양기간이 지남에 따라 전반적으로 초기 평균값에 비해 낮은 속도 분포를 보였으며, 무기적 산화는 최종단계에서 1886 m/s로, 생물학적 산화는 최종단계에서 1410 m/s로 나타났다. 일축압축강도는 배양기간 따라 모든 시험편에서 감소를 보이며, 무기적 산화의 경우 최종단계에서 241.4 MPa로, 생물학적 산화의 경우 140.0 MPa로 나타났다. 결론적으로 배양기간에 따른 티탄철석의 물리적 특성 변화는 미생물에 의한 영향이 크게 작용하였음을 의미한다.

• 지질공학
• /
• 제23권3호
• /
• pp.235-246
• /
• 2013

화순 운주사 내 광배석불에 대한 풍화상태를 분석하기 위하여 저주파 결함 탐지기를 활용하여 종파속도를 측정하였다. 석불과 같은 암종인 신선한 산성응회암의 실내시험 결과 평균흡수율은 5.38%, 평균종파속도는 4,008 m/s, 평균일축압축강도는 70.1 MPa로서 보통암에 해당되었다. 저주파 결함 탐지기에 의해 측정된 석불의 평균종파속도는 왼쪽 영역이 2,257 m/s, 오른쪽 영역이 3,347 m/s이며, 석불 전체영역의 평균종파속도는 2,802 m/s로 나타났다. 대상 석불에 대한 풍화지수 계산 결과, 평균풍화지수는 왼쪽 영역이 0.45, 오른쪽 영역이 0.21이었고, 석불 전체의 풍화지수는 0.33으로 나타났다. 석불의 결과를 실내시험 결과와 비교해 볼 때, 석불의 풍화상태는 왼편이 상당한 풍화, 오른편이 보통풍화로 분석되며, 더군다나 석불의 왼쪽 영역이 오른쪽 영역보다 더 많은 풍화작용을 받았음을 지시한다. 전체적으로 대상 석불은 풍화등급분류 중 보통풍화상태에 해당된 것으로 판단된다. 결론적으로, 표면상태가 고르지 못한 석조문화재의 종파속도 분석에 있어서 저주파 결함 탐지기가 유용하게 적용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 지질공학
• /
• 제18권4호
• /
• pp.459-470
• /
• 2008

절토사면의 안정과 관련하여 충북 청원군에서 보은군을 가로지르는 국도 25번을 따라 지질구조에 의하여 형성된 여러종류의 사면 파괴유형을 사례 분석을 통하여 해석하고 사면의 불안정성에 영향을 끼치는 요인을 연구하였다. 노두의 발달이 양호한 3 지점을 선정하였으며, 정면적법을 이용하여 불연속면의 방향성, 연장성, 절리의 표면 거칠기 및 암석의 일축압축강도 등 공학적 특성을 분석하였다. 연구지역은 옥천습곡대에 해당되며, 미동산층의 석영편암과 규암과 운교리층의 천매암으로 구성된다 이들 암석은 미약한 변성작용을 받은 변성퇴적암으로 구성되기 때문에 절리구조 이외의 불연속면 즉 편리와 벽개구조 등의 면구조와 습곡작용에 의한 지층의 굴곡현상이 잘 발달되어 있다. 초기의 광역습곡구조와 후기의 중첩습곡구조의 발달에 따른 절리구조의 형성으로 지층의 주향에 평행하거나 수직한 절리군 및 쐐기형 또는 가위형 절리군 등 다양한 형태의 절리가 형성되었으며 절리와 벽개구조 및 층리와 사면의 방향성이 서로 교차하여 여러 종류의 파괴양상을 일으키는 불안정 요인이 되었다. 습곡구조에 의해 사면의 방향과 층리의 방향성이 서로 일치하는 경우 평면파괴를 비롯하여 대규모 파괴를 유발시킬 수 있는 요인이 많았으며, 사면과 층리의 방향성이 서로 고각으로 교차하는 지역에서는 절리군과 벽개의 교차에 의하여 지역적인 소규모의 파괴양상을 보이는 것으로 분석되었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제21권4호
• /
• pp.519-534
• /
• 2019

최근 국내 터널공사에서 낙반사고의 위험성이 낮고 진동과 소음이 적은 쉴드 TBM을 이용한 기계화 터널공법이 많이 적용되는 추세이며, 이러한 쉴드 TBM으로 터널 굴착 시 적절한 굴착속도를 설계하는 것이 무엇보다 중요하다. 본 연구에서는 ${\bigcirc}{\bigcirc}{\sim}{\bigcirc}{\bigcirc}$ 고속철도 쉴드 TBM 공사구간에 대하여 지반조사 결과와 TBM 굴진데이터를 분석하고 이를 기존 연구자들에 의해 제안된 경험적 굴착속도 예측방법에 적용하였다. 또한, 현장 굴진데이터 중 커터 당 추력과 지반 일축압축강도와의 상관관계를 분석하고 이를 통해 TBM 터널 설계 시 커터 당 추력과 일축압축강도를 변수로 굴착속도를 예측할 수 있는 간편 모델을 도출하였다. 기존 해외의 여러 굴착속도 예측 모델들을 해당 TBM 현장에 적용한 결과 예측치와 측정된 굴착속도는 약 50~500%의 비교적 큰 오차를 보인 반면, 본 연구에서 도출된 굴착속도 예측모델은 평균 약 15%의 오차율을 나타내어 추후 유사한 지반조건을 가진 쉴드 TBM 현장에 대해서 적용성이 높을 수 있을 것으로 기대한다.

• 터널과지하공간
• /
• 제33권1호
• /
• pp.29-41
• /
• 2023

암석의 취성은 암석의 파쇄 및 파괴특성에 주요한 영향을 미치는 인자로 알려져 있으나, 현재까지 표준화된 정의가 없고 연구자들은 취성을 정의하기 위한 다양한 취성도의 산정방식을 제안하여 오고 있다. 암석의 드릴링 및 암반의 기계굴착과정에서도 암석의 취성은 기계굴착장비의 굴진효율 혹은 암석의 굴진저항성을 평가하기 위한 중요한 파라미터로 평가되고 있으며, 다양한 취성도와 기계굴착장비의 굴진효율 사이의 상관관계를 규명하려는 연구들이 지속적으로 수행되고 있다. 본 연구에서는 압입시험으로부터 암석의 취성도를 산출하기 위한 방법에 대하여 소개하고, 압입시험에서 산정되는 취성도와 기존의 암석의 일축압축강도와 간접인장강도로부터 계산되는 기존의 취성도의 상관관계에 대하여 분석하고자 하였다. 상관관계분석 결과로부터 다양한 취성도들 간의 상관관계를 확인할 수 있었으며, 압입시험으로부터 계산되는 PSI와 BI₃가 기존의 취성도들과 좋은 상관관계를 보임을 확인하였다. 또한 기존의 취성도 중에서는 B₃와 B₄가 암반기계굴착분야에서의 굴진효율 및 굴진저항성을 나타내기에 적합한 취성도인 것으로 판단되었다.

• 문화기술의 융합
• /
• 제9권1호
• /
• pp.539-544
• /
• 2023

연구 대상은 경상북도 ◯◯시 ◯◯동에 위치한 마애여래입상 암반으로서 안정성이 우려되는 중생대 백악기 화강섬록암 마애불상이다. 안정성 해석을 위해 마애불 암반의 3차원 face mapping과 절리의 지질공학적 특성, 3차원 스캐닝, 초음파속도, 편광현미경 분석, 전자현미경 분석 및 XRD 분석을 수행하였다. 더불어 손상상태 조사, 평사투영해석, 암반분류 및 한계평형해석으로 마애불 암반의 안전율을 산정하였다. 구간별로 손상 및 가능한 붕괴의 유형과 규모는 암석의 풍화도와 절리면의 배향과 특성에 따라 다르나 쐐기파괴와 전도파괴가 소규모로 예상된다. face-mapping 자료, RMR, 암석의 물성·역학시험, 평사투영해석 및 한계평형해석으로 종합·검토한 결과, 마애불 암반의 건기 시와 우기 시의 허용안전율 1.2에 미달하여 안정성이 우려된다. 손상유형은 박리, 균열, 입상분해 및 초목생장, 균열 방향별 점유율은 전면이 가장 우세한 것으로 나타난다. 마애불 암석은 화강섬록암이며, 표면 변색의 물질은 K, Fe, Mg로 판명되었고, 4조의 절리 중 J1은 인장절리이고 나머지는 전단절리이다. 초음파탐사로 추정한 일축압축강도는 514kgf/cm2로서 대부분 연암과 일부 풍화암에 해당한다. 암반분류 결과 5등급으로 추산되며, 마애여래입상 전면부 불안정성이 예상된다. 기존의 문화재 안전진단의 방법과 더불어 이들 기법은 석조문화재의 객관적인 해석 및 안정성 검토의 합리적인 도구가 될 것으로 예상한다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제39권12호
• /
• pp.37-46
• /
• 2023

동적 물성치는 지반의 상세한 거동을 예측하기 위한 필수인자이나, 샘플 채취와 추가적인 실험이 동반되는 한계가 있다. 본 연구의 목적은 정적 지반 물성치를 기반으로 동적 지반 물성치를 예측하는 것으로 인공신경망을 활용하고자 하였다. 정적 물성치는 점착력, 내부마찰각, 함수비, 비중 그리고 일축압축강도로 선정하였으며 출력 값인 동적물성치는 압축파 속도와 전단파 속도로 결정하였다. 인공신경망 적용시 결과값의 신뢰성을 높이기 위해 Levenberg-Marquardt와 Bayesian regularization 방법을 적용하였으며, 각 최적화 방법에 따른 신뢰성을 비교하였다. 인공신경망 모델의 정확도는 결정계수로 나타냈으며, train과 test 과정 모두 0.9 이상의 값을 보여 해당 연구에서 구축한 인공신경망의 신뢰성이 높은 것으로 나타났다. 또한, 구축된 인공신경망 모델의 검증을 위해 새로운 입력 데이터에 대해서도 출력값의 신뢰성을 검증하였으며, 그 결과 높은 정확도를 보였다.

• 터널과지하공간
• /
• 제34권4호
• /
• pp.330-354
• /
• 2024

고준위방사성폐기물 부지 특성화에서 암반공학분야의 주요 평가인자인 절리 분포와 암반분류에 대해 중생대 쥐라기 화강암체인 원주 화강암과 춘천 화강암의 심부 시추공을 활용하여 평가하였다. 절리 분포 특성을 평가하기 위해 ATV의 자료에서 추출된 균열대와 절리면을 활용하였으며, 심도에 따른 절리 빈도, 경사 방향, 경사각 등과 함께 주요 절리군을 평가하였다. 연구 대상인 원주와 춘천 화강암 모두 심도에 따라 절리 빈도가 선형적으로 증가하는 경향을 보였으며, 고각의 절리가 상대적으로 많이 분포함을 보였다. 또한 고각의 절리를 통한 지하수 유동으로 인해 심부에서도 상대적으로 풍화가 많이 발생한 경향을 보였다. RQD도 심부에서 낮은 수준의 값을 보였다. 한편, 저각의 경사각을 갖는 절리군은 고각의 절리군과는 다른 절리 특성을 보였다. 암반분류는 RMR을 기준으로 수행하였고 일축압축강도가 수행된 50 m 간격에 대한 암반분류와 함께 속도 검층자료, 지구통계기법을 활용한 심도에 따른 연속적 암반분류를 수행하였다. 원주 화강암은 전반적으로 양호한 암반등급을 보였고, 춘천 화강암도 보통 이상의 암반등급을 보였다. 두 화강암에서는 원주 화강암이 보다 높은 암반등급을 보였다. 50 m 간격과 연속적인 암반분류에서 원주 화강암은 천부가 심부에 비해 높은 등급을, 춘천 화강암은 심부가 천부에 비해 높은 등급을 보였다.

• 한국암반공학회:학술대회논문집
• /
• 한국암반공학회 2000년도 암반공학문제의 수치해석(Numerical Analysis in Rock Engineering Problems)
• /
• pp.183-193
• /
• 2000

본 논문에서는 인도네이사 Kalirnantan섬에 위치하는 Pasir탄전의 노천채탄장을 대상으로 기존 지질자료의 분석 및 지질조사, 암반평가, 현지 및 실험실 시험을 통하여 관련 암석들에 대한 물성시험의 수행과 평사투영법과 수치해석에 의한 안정성해석 등을 근거로 채광장내의 전체사면 특히 Roto 북부 및 남북구역의 사면을 적절하게 설계할 수 있는 방안을 재시하고자 하였다. Roto 지역의 주요 불연속면들은 주로 층리로 구성되어 있으며, 층리의 경사는 북쪽의 약 $60^{\circ}$ 에서 남쪽 지역은 $80^{\circ}$ 전후로 남으로 가면서 경사가 급해지며, 많은 사면에서 평면파괴와 전도파괴가 일어나고 있따. Roto 전 지역의 암석물성 시험결과는 이암온 평균 일축압축강도가 9MPa 이고, 사암은 12MPa로 이암보다는 다소 강도가 높다. 현장조사에 의한 암질을 국제암반역학회 분류기준에 따라 분류하면 Roto 북부지역의 암석은 R2~R3 등급에 속할 정도로 대부분 연약하였으며, 석탄층의 강도는 R1~R2 등급에 해당된다. Roto 북부의 4개 지역(동부, 서부,남부 및 북부)과 Roto 남부의 2개 지역(동부 및 서부)의 사면에 대한 상세한 안정성 해석이 수행되었다. 본 연구에서는 최소 사면안전율을 1.2로 결정하여 평사투영법과 한계평형법의 해석을 통해 계산된 30~60$60^{\circ}$의 사면 경사각에 대하여 다시 유한차준법(FLAC)에 의한 안정성 분석을 실시하였다. 최종 사면각으로 Roto 북부지역의 동부사면은 $34^{\circ}$, 서부사면은 $33^{\circ}$, 북부사면은 $32^{\circ}$, 그리고 Roto 남부의 최종사면각은 동부 및 남부사면 모두 $36^{\circ}$로 제안하였다. 본 노천채탄장의 최종사면과 같이 장기적인 유지를 필요로 하는 사면은 사면의 변형거동을 감시하기 위해 보다 체계적인 계측을 필요로 하며, 또한 사면이 많은 비에 노출되기 쉽기 때문에 사면의 풍화와 침식에 대한 대책연구도 수행되어야 한다.

• 터널과지하공간
• /
• 제10권3호
• /
• pp.430-440
• /
• 2000

본 논문에서는 인도네시아 Kalimantan섬에 위치하는 Pasir 탄전의 노천채탄장을 대상으로 기존 지질자료의 분석 및 지질조사, 암반평가, 현지 및 실험실 시험을 통하여 관련 암석들에 대한 물성시험의 수행과 평사투영법과 수치해석에 의한 안정성해석 둥을 근거로 채광장내의 전체사면 특히 Roto 북부 및 남부구역의 사면을 적절하게 설계할 수 있는 방안을 제시하고자 하였다. Roto 지역의 주요 불연속면들은 주로 층리로 구성되어 있으며, 층리의 경사는 북쪽의 약 60$^{\circ}$에서 남쪽 지역은 80$^{\circ}$ 전후로 남으로 가면서 경사가 급해지며, 많은 사면에서 평면파괴와 전도파괴가 일어나고 있다. Roto 전 지역의 암석물성 시험결과는 이암은 평균 일축압축강도가 9MPa 이고, 사암은 12MPa 로 이암보다는 다소 강도가 높다. 현장조사에 의한 암질을 국제암반역학회 분류기준에 따라 분류하면 Roto 북부지역의 암석은 R2~R3 등급에 속할 정도로 대부분 연약하였으며, 석탄층의 강도는 R1~R2 등급에 해당된다. Roto 북부의 4개 지역 (동부, 서부, 남부 및 북부) 과 Roto 남부의 2개 지역(동부 및 서부)의 사면에 대한 상세한 안정성 해석이 수행되었다. 본 연구에서는 최소 사면안전율을 1.2로 결정하여 평사투영법과 한계평형법의 해석을 통해 계산된 30~36$^{\circ}$의 사면경사각에 대하여 다시 유한차분볍 (FLAC)에 의한 안정성 분석을 실시하였다. 최종 사면각으로 Roto 북부지역의 동부사면은 34$^{\circ}$, 서부사면은 33$^{\circ}$, 남부사면은 35$^{\circ}$, 북부사면은 32$^{\circ}$, 그리고 Roto 남부의 최종사면각은 동부 및 남부사면 모두 36$^{\circ}$로 제안하였다. 본 노천채탄장의 최종사면과 같이 장기적인 유지를 필요로 하는 사면은 사면의 변형거동을 감시하기 위해 보다 체계적인 계측을 필요로 하며, 또한 사면이 많은 비에 노출되기 쉽기 때문에 사면의 풍화와 침식에 대한 대책연구도 수행되어야 한다.