• Geosystem Engineering
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• 제21권6호
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• pp.326-334
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• 2018

Underground water-sealed gas storage caverns have become the primary method for strategic storage of LPG. Previous studies of excavation blasting effects on large-scale underground water-sealed gas storage caverns are rare at home and abroad. In this paper, the blasting excavation for underground water-sealed propane storage caverns in Yantai was introduced and field tests of blasting vibration were carried out. Field test data showed that the horizontal radial velocity had a major controlling effect in the blasting vibration and frequencies would not cause the vibration velocity concentration effects. In terms of the influence of blasting vibration on adjacent caverns, the dynamic finite element model in LS-DYNA soft was established, whose reliability was verified by field test data. The numerical results indicated the near-blasting side was primary zone for the structural failure and tensile failure tended to occur in the middle of the curved wall on the near-blasting side. Meanwhile, the safety criterions for adjacent caverns based on stress wave theory and according to statistic relationship between peak effective tensile stress and peak particle velocities were obtained, respectively. Finally, with Safety Regulations for Blasting in China (GB6722-2014) taken into account, a final safety criterion was proposed.

• 터널과지하공간
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• 제24권3호
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• pp.201-211
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• 2014

본 연구에서는 전산유체역학 코드인 FLUENT를 이용한 열전달 해석을 통해 대규모 열에너지 저장을 위한 다중 암반공동의 이격거리별 열적 성능을 분석하였다. 저장공동 내부의 열성층화와 공동 외부로의 열손실 측면에서 열적 성능을 평가하였으며, 이격거리별로 시간경과에 따른 공동 주변 암반의 히팅 특성을 조사하였다. 분석결과, 주변 암반이 히팅되지 않은 초기 운영단계와 암반이 열적 정상상태에 도달한 장기 운영단계에서는 다중 암반공동의 이격거리에 따른 열적 성능의 차이가 거의 없는 것으로 검토되었다. 그러나 공동간 이격거리가 감소함에 따라 공동 사이의 암반이 열적 정상상태에 더 빠르게 도달하고, 이에 따라 저장공동 외부로의 열손실이 주변 암반의 열적 정상상태 조건에서의 열손실 값으로 빠르게 수렴하는 경향을 보였다. 이러한 결과는 다중 암반공동의 이격거리를 줄임으로써 주변 암반의 히팅에 소요되는 운영비용을 줄일 수 있음을 나타내며, 이로부터 다중 열저장 공동의 이격거리 결정시 공동의 건설비용과 함께 암반히팅에 대한 운영비용을 고려해야 함을 알 수 있었다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 1993년도 지하공간 건설기술에 관한 서울 심포지움 논문집
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• pp.119-132
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• 1993

Modern construction of tunneis and large caverns in hard rock involves high technology design and construction methods. The use of sofisticated construction equipment is also an important part of a succesful completion. Since tunnels and caverns in hard rock often is situated in urban or sub-urban areas, the construction works have to be carried out under strict control as far as vibrations and other impacts on the environment is concerned. This paper will mainty discuss modern methods and equipment for the construction of large caverns.

• 한국조경학회지
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• 제19권2호
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• pp.32-40
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• 1991

Damage to natural resources from inappropriate visitor behavior is a problem faced by National Park management. Based on the data gathered by personal interview and mail questionnaire, this study examines the effects of communication strategies to reduce depreciative behavior in Carlsbad Caverns National Park. One-quarter of Carlsbad Caverns visitors indicates that they have noticed damage to cave formation during their tour. Almost 38% of visitors say that they have witnessed someone touch a formation inside the Caverns. This is a relatively high percentage compared with other depreciative behavior research to refrain from "tattling" on fellow visitors. Two-thirds of the respondents recalls touching formation replicas before entering the Cavern, while almost all visitors (97.9%) say that they have heard the ranger's talk about not touching formation or leaving the trail. Visitors feel that the ranger's talk is more effective in reducing depreciative behavior than the formation replicas, although at least three-fourths of all respondents believes both techniques are effective.

• Geomechanics and Engineering
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• 제7권4호
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• pp.431-458
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• 2014

Construction of a new cavern close to an existing cavern will result in a modification of the state of stresses in a zone around the existing cavern as interaction between the twin caverns takes place. Extensive plane strain finite difference analyses were carried out to examine the deformations induced by excavation of underground twin caverns. From the numerical results, a fairly simple nonparametric regression algorithm known as multivariate adaptive regression splines (MARS) has been used to relate the maximum key point displacement and the percent strain to various parameters including the rock quality, the cavern geometry and the in situ stress. Probabilistic assessments on the serviceability limit state of twin caverns can be performed using the First-order reliability spreadsheet method (FORM) based on the built MARS model. Parametric studies indicate that the probability of failure $P_f$ increases as the coefficient of variation of Q increases, and $P_f$ decreases with the widening of the pillar.

• 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.

• 터널과지하공간
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• 제23권4호
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• pp.308-318
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• 2013

열저장소 내 열성층화는 에너지저장 시스템의 효율을 향상시키고 수요 발생시 더 많은 유효에너지를 공급하기 위해 필수적인 기술이다. 일반적으로 저장소의 종횡비(폭에 대한 높이의 비)와 크기에 따라 열성층도가 달라지는 것으로 알려져 있다. 본 논문은 열수 저장을 위한 암반공동의 종횡비와 저장용량이 저장공동 내 열성층화와 외부로의 열손실에 미치는 영향을 조사하는 데 연구 목적이 있다. 이를 위해 전산유체역학 코드인 FLUENT를 이용하여 암반공동의 종횡비와 저장용량에 따른 열전달 시뮬레이션을 수행하였다. 성층도 정량화 지수를 이용하여 시간경과에 따른 열성층화의 변화를 분석하였으며, 저장공동 외부로의 열손실을 평가하였다. 분석 결과, 종횡비가 증가함에 따라 공동 내 열성층화가 향상되는 경향을 보였으나, 종횡비 3-4 이상부터는 이러한 영향이 크지 않은 것으로 분석되었다. 저장용량이 작은 암반공동에 비해 용량이 큰 암반공동에서 상대적으로 긴 시간 동안 열성층화가 높게 유지되는 것으로 분석되었으나, 종횡비 증가에 따라 저장용량이 다른 공동들간의 성층화 차이가 줄어드는 경향을 나타냈다. 암반공동의 종횡비가 커질수록 공동의 표면적이 늘어나 종횡비의 증가에 따라 주변 암반으로의 열손실이 증가하는 경향을 보였으며, 단위 저장용량을 줄여 소규모 다중공동을 적용하는 경우, 총 저장용량이 동일한 단일공동에 비해 전체 열손실량이 증가하는 것으로 분석되었다.

• 터널과지하공간
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• 제14권1호
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• pp.16-25
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• 2004

저온가스를 지하공동에 저장하는 것은 안전과 운영 측면에서 많은 장점이 있다. 그러나 저장된 극저온가스는 주변암반의 온도변화를 야기하여 공동의 안정성에 영향을 줄 수 있다. 따라서 성공적인 저장공동의 건설을 위해서는 건설 초기에 공동 주위암반의 온도분포를 정확히 예측하는 것이 필수적이다. 본 연구의 목적은 저장공동 주변의 온도분포를 예측할 수 있는 이론해의 개발과 평가이다. 이를 위해, 공동의 형상을 단순화하고 비정상 열전도 이론을 적용하여 이론해를 도출하였다. 이론해의 적용성을 평가하기 위해서 이론해와 유한 차분 해석프로그램인 FLAC을 이용한 수치해석을 이용해 저장공동 주변의 2차원$.$3차원 온도분포를 추정하여 그 결과를 비교하였다. 또한, 공동의 크기에 대한 영향도 조사되었다.

• 터널과지하공간
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• 제24권2호
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• pp.155-165
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• 2014

다중 열저장공동은 열에너지의 대규모 저장, 열적 성능 향상을 위한 높은 종횡비의 저장소 설계에 활용될 수 있다. 또한 긴 터널형의 단일공동이 열생산 및 주입을 위한 지상설비와의 연결에 적합하지 않은 경우, 길이를 줄인 다중 암반공동의 활용을 고려할 필요가 있다. 다중 열저장공동 활용시 공동간의 이격거리는 저장공간 설계시 고려해야 하는 주요 설계인자 중 하나이며, 정량적인 안정성 평가기준을 토대로 적정 이격거리가 산정되어야 한다. 본 논문에서는 대규모 열에너지 저장을 위한 다중 암반공동 계획시 공동간 이격거리를 결정하기 위한 수치 해석적 접근법에 대해 기술하였다. 다중 암반공동의 안정성 평가를 위해 기존의 결정론적 접근법과 달리 확률밀도에 의해 입력 매개변수의 불확실성을 정량적으로 고려할 수 있는 확률론적 해석기법을 이용하였으며, 집단열수 공급을 위한 다중 암반공동의 개념모델 설계에 적용하였다. 본 적용을 통해 확률론적 해석기법이 다중 암반공동의 이격거리 산정을 위한 의사결정 도구로서 유용하게 활용될 수 있음을 확인할 수 있었으며, 결정론적 해석결과와의 비교 분석으로부터 결정론적 접근법 적용시 안정성 평가기준을 신중히 설정할 필요가 있는 것으로 검토되었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제10권2호
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• pp.193-205
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• 2008

현재 국내에서는 유류 지하 비축 공동, 식품 저장 공동 등과 같은 지하구조물의 건설이 증가하고 있다. 이러한 지하공동의 안정성은 형상 및 크기에 영향을 많이 받는다. 따라서 본 연구는 지하공동의 형상이 안정성에 미치는 영향을 안전율을 중심으로 비교 분석하였다. 이를 위해 5가지의 공동 형상비를 가정하고 암반등급, 토피고 및 측압계수를 달리하여 민감도분석을 실시하였다. 공동의 지보재는 각각의 공동 형상, 크기 및 암반등급을 고려하여 적절한 양의 록볼트와 숏크리트로 보강하였다. 공동의 안정성은 강도감소기법을 이용하여 수치해석에 의해 얻은 안전율을 사용하여 평가되었다. 본 논문은 향후 지하공동 설계 및 안정성 평가에 도움이 될 수 있을 것으로 기대된다.