• 화약ㆍ발파
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• 제42권3호
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• pp.49-57
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• 2024

선행이완발파는 본 굴착 전에 대상 암반에 균열을 유도하는 발파이고, 선행이완발파의 일종으로 터널내 기계굴착을 위해 막장을 사전 취약화하는 프리프랙쳐링발파가 개발되었다. 본 연구는 일반 발파 설계의 절반의 장약을 이용하여 프리프랙쳐링발파의 효과를 검증하고자 하였다. 가평에 위치한 채석장에서 시험 시공한 결과, 일반 발파에 비해 소음이 공당 장약량 감소로 인해 2.7 dB 줄어들었고 정밀진동제어발파 수준으로 진동이 제어되었다. 암반 취약화는 표면 및 코어 관찰에서 유도된 균열을 통해 확인되었으며, 저항선 증가에 따라 발파에 의한 취약화 효과가 감소함을 관찰하였다. 시험 시공에서 일반 발파의 진동이 프리프랙쳐링발파보다 작게 측정되었으나, 장약량, 저항선, 자유면 등의 발파 설계 요인보다 절리와 같은 지반 조건이 진동 저감에 더 큰 영향을 미쳤기 때문으로 분석되었다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제43권3호
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• pp.242-281
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• 2010

경주 남산지구는 불국토(佛國土)를 꿈꾸던 신라인들의 정신과 호국불교의 염원이 깃들어 있는 수많은 불교문화재가 전해진다. 크고 작은 여러 계곡과 능선 정상부 곳곳에는, 예술성 높은 석불과 석탑을 비롯하여 다양한 마애불(磨崖佛)이 자연과 조화를 이루며 산재하고 있다. 이러한 경주 남산은 야외박물관이라고 불리기도 하며, 2000년 12월 '경주역사유적지구'가 세계문화유산(世界文化遺産)으로 등재되는데 큰 역할을 하였다. 그러나 경주 남산지구에는 오랜 세월을 견디지 못하고 풍화되거나 무너져 훼손된 석조문화재가 많이 남아 있는데, 그 중 하나가 삼릉계 석불좌상이다. 삼릉계 석불좌상은 8~9세기경에 만들어진 장대한 작품으로서, 일제강점기인 1923년과 근년에 정확한 고증작업이 이루어지지 않은 상태에서 엉성한 모습으로 복원되었다. 그 결과, 불상의 안면은 콘크리트 모르타르로 적당히 보수 처리된 상태였으며 광배는 오랜 세월이 흐르면서 불상 뒤편으로 넘어져 크게 파손되었다. 원래 모습을 잃은 삼릉계석불좌상에 대한 보수와 안정적인 보존환경 조성이 시급하였다. 석불좌상이 위치한 주변 일대에 대하여 유적지 정비 작업에 선행한 학술적 발굴조사를 실시하여 불상과 석탑지의 원 위치를 확인하였다. 3D 스캔을 통하여 정확한 현 상태를 파악하여 불교미술사 등 관련분야 전문가의 자문을 통해 통일신라시대 불상의 상호로 재현하고자 보수 정비안을 제시하였다. 풍화훼손도를 작성하여 표면 오염물질에 대해서는 증류수를 이용한 표면세정을 실시하여 2차 훼손이 발생하지 않는 방법을 활용하였다. 해체 및 복원과정에서 발생할 수 있는 인위적인 훼손을 방지하기 위한 방법을 제시하여 별조식으로 조성된 불두의 안면 결실부와 광배의 결실부에 대하여 원형 복원과 전통기법을 활용한 원상 복구을 수행하였다.

• KEPCO Journal on Electric Power and Energy
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• 제6권3호
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• pp.305-313
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• 2020

전력송전을 위한 터널식 전력구는 점차 시공실적이 증가하고 있는 추세이며, 해저 및 대심도 등 시공환경이 어려운 구간의 건설도 증가하고 있다. 이에 소단면 쉴드TBM의 효율적 운영을 위해 굴진율 및 설계모델이 필요하다. 그러나, 제한된 지반조사 회수 및 굴착면 맵핑으로 인하여 암반특성과 굴진데이터를 정확히 매칭시켜 상호간 상관관계 및 굴진율 모델을 도출하는데 어려움이 있다. 이에 소단면 쉴드TBM에 적합한 굴진율 및 설계모델을 제시하기 위하여 커터헤드의 직경이 3.56 m인 실험용 EPB 쉴드TBM을 제작하고, 총 부피 87.5 ㎥인 인공암반 내에서 총 19번의 실대형 굴진실험을 수행하였다. 본 실험은 70MPa의 균질한 암반강도에서 수행되었기 때문에 운전변수인 추력과 커터헤드의 RPM에 따른 굴진율과 기계데이터간 상관관계를 효율적으로 분석할 수 있으며, 실제 굴착메커니즘과 동일하기 때문에 도출된 압입깊이와 토크값은 활용성이 높다. 본 연구를 통해 디스크커터 당 연직력과 압입깊이의 상관관계 및 연직력과 회전력의 상관관계를 도출하였다. 이러한 상관관계들을 이용하여 70 MPa급 암반에 대해 굴진율 예측과 TBM 설계가 가능할 것으로 판단한다. 또한, 인공암반의 RQD가 100%로 현장적용에 대한 한계점에 대해 FPI의 개념을 도입하여 굴진율 모델의 활용성을 증대시키고자 하였다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제55권3호
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• pp.102-118
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• 2022

신라왕경 경주는 신라 천년의 문화와 기술이 집약된 도시이다. 하지만 신라왕경의 조경 유적에 대해서는 동궁과 월지 외에는 관련 자료 부족 등의 이유로 연구가 미진하였다. 이에 본 연구에서는 동궁과 월지에 이어 그 전모가 발굴조사로 확인된 구황동 원지의 조영 특성과 성격에 대해 고찰하였다. 경주 구황동 원지는 발굴조사 후 지금까지 궁원지(宮園池)이냐 분황사의 사원지(寺院池)이냐를 두고 의견이 분분하다. 원지의 특징인 두 시기로 구분되는 유구의 양상으로 볼 때 1차시기인 6~7세기에는 용 신앙과 관련한 제의시설, 2차시기인 8~9세기에는 조경적 기능이 강화된 원지로 기능하였을 것으로 해석하였다. 또한, 문헌 기록에 나오는 청연궁(青淵宮)과 조추정(造秋亭)이 있던 자리일 가능성이 높다. 1차시기의 특징적인 시설로 'ㄹ'자형 수로가 확인되는데 수로의 폭과 깊이로 보아 단순 배수시설로 보기에는 부족하며, 용 제의와 관련하여 관념상 용이 들어오는 통로로 여겨진다. 나아가 의례와 관련한 유상곡수(流觴曲水) 시설일 가능성도 제기된다. 이러한 용 제의 관련 시설이 2차시기가 되면서 개편되는데 굴곡진 호안, 정원석, 누정 건물의 등장과 'ㄹ'자형 수로, 육각형 건물의 폐기 등과 관련하여 경관 기능 중심의 원지로 그 성격이 변화하였음을 알 수 있다. 성격과 관련하여서는 1차시기의 제의기능과 2차시기의 귀면와를 포함한 의장적 요소로 볼 때 왕실 관련 시설로 볼 수 있다. 원지 서편에 인접한 축대 상부가 삭평된 것으로 볼 때 주 건물지는 축대 상부에 있었을 가능성이 높다. 왕이 거처하는 이궁이 아닌 제의기능과 유휴기능을 가졌기 때문에 대규모 건물지는 없었을 것이다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제10권2호
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• pp.105-118
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• 2008

숏크리트는 터널에서 사용되는 중요한 지보재이다. 숏크리트와 암반의 접착상태는 터널의 안정성 및 사용성에 큰 영향을 끼치는 중요한 평가 요소이다. NATM공법을 이용한 터널 굴착시 굴착면 빛 벤치부에서 발파에 의해 숏크리트가 부착력을 잃고 암반으로부터 탈락되거나 공동이 형성되는 경우 숏크리트 자체의 파괴뿐만 아니라 터널의 전체적인 안정에도 악영향을 미친다. 숏크리트의 접착상태는 완전 접착, 접착력 상실, 그리고 공동으로 분류할 수 있다. 본 연구에서는 비파괴 시험인 충격반향기법(Impact-Echo)을 이용하여 숏크기트와 암반의 접착상태를 평가하고자 하였다. 범용 유한요소 해석 프로그램인 ABAQUS를 이용하여 충격반향시험에 대한 수치해석을 수행하였다. 수치해석으로부터 획득된 신호를 시간영역, 주파수 영역 및 시간-주파수 영역에서 각각 해석하여 숏크리트와 암반의 접착상태에 따른 신호특성을 분석하였다. 분석결과 능동적 신호 처리 기법인 Short-Time Fourier Transform(STFT)을 이용하여 숏크리트 배면의 접착상태를 효과적으로 예측할 수 있었다. 숏크리트 배면의 접착상태가 불량할수록 시간영역 신호의 최대 진폭 이후 첫 진폭이 커지며, 주파수 영역에서 최대 에너지가 커진다. 또한 뚜렷한 공진 주파수가 나타나므로 숏크리트의 두께의 역산이 가능해진다. 시간-주파수 영역에서 윤곽선은 시간축에 평행한 형상을 나타낸다. 또한 완전 접착조건에서 지반 종류에 따른 신호특성도 분석하였다. 지반조건이 불량할수록 시간-주파수 영역에서 시간축과 평행한 윤곽선의 길이가 길어지며 그 주파수 대역은 10 kHz 이하의 저주파수 영역에서 나타난다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제6권1호
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• pp.13-22
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• 2003

TSP탐사는 터널 및 지하공간의 건설 시 굴착 진행 중인 터널 주위의 지질구조를 파악하기 위하여 VSP탐사를 터널 내에 적용한 물리탐사 기법이다. 하지만 터널 굴착예정 지역의 지질구조에 따른 터널 주위에서 파의 전파특성을 보여줄 수 있는 인공 탄성파합성 알고리듬이 부족한 실정이다. 이에 본 연구에서는 기존의 2차원 유한 요소 탄성파 모델링 알고리듬을 발전시켜 터널 전방에 여러 형태의 지질구조가 존재하는 경우에 대하여 2차원 시간영역 탄성파 모델링을 수행하였다. 그리고 이로부터 얻은 인공합성 탄성파단면과 파면단면을 통하여 파의 전파특성을 규명하고자 하였다. 우선 TSP탐사와 동일한 형태의 송수신 배열을 한 후, 균질 매질에 대한 모델링을 수행하여 인공합성 탄성파단면과 파면단면을 동시에 구해 직접파의 전파특성을 분석하였다. 그리고 터널 굴착방향과 수직인 반사면과 평행인 반사면이 존재하는 경우에 대해 각각 모델링을 수행하여 균질 매질의 경우와의 비교, 분석을 통해 반사파들의 전파특성을 고찰하였다. 또한 송신원을 수진기의 앞쪽과 뒤쪽에 배열한 두 가지 경우에 대하여 모델링을 수행하여, 두 방법의 특성과 장단점을 고찰하였다. 이와 같은 모델링을 통하여 TSP탐사자료의 해석, 역산 알고리듬의 개발 및 송수신 개발 등에 도움을 줄 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제16권5호
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• pp.445-458
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• 2014

터널 시공 중 측정된 계측 데이터는 굴진면 전방에 분포하는 지반과 터널 거동을 예측하는데 있어 중요한 요소이다. 그러나 현장에서 측정된 계측 데이터의 변동성을 객관적으로 분석할 수 있는 관리 기준이 명확하게 설정되어 있지 않다. 본 연구에서는 응용 통계 관리기법의 일종인 x-MR 관리도기법을 이용하여 시공 중 붕괴 또는 구조물 균열 등을 발생시키는 현장의 계측 데이터를 분석하고 분석기법의 적용성을 검토하였다. x-MR 관리도를 통해 관리 한계선을 설정하여 분석한 결과, 붕괴 발생 전 약 5~13m 이전에 이상 거동에 대한 예측이 가능하였으며, 시간에 따른 변위의 분석 결과, 최소 1일 전에 예측이 가능하였다. 또한, x-MR 관리도 작성시 이동 범위(k)는 5~10으로 설정하는 것이 이상 거동 예측에 적절한 것으로 판단된다.

• 지구물리
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• 제9권1호
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• pp.47-62
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• 2006

국내 지형의 약 70%는 산악지역이며, 도로, 철도 및 터널 등에는 무수한 암반 불연속면이 존재한다. 이러한 암반 불연속면의 조사, 안정성 분석 및 합리적인 안정화 대책공법 등의 시스템 구축이 시급한 실정이다. 기존의 암반 불연속면 조사방법은 인력, 시간 및 현장 접근성 등의 여러 한계점을 가지고 있다. 본 논문에서는 이러한 단점을 보안하기 위한 방법으로현재 정밀한 3차원 공간정보군(群)을 얻을 수 있는 지상 레이저 스캐닝 시스템을 활용한 방법을 제안하였다. 지상 레이저스캐닝 시스템을 이용한 방법은 측정시간이 짧고, 대절토사면 및 접근이 불가능한 지역에서도 측량이 가능한 장점을 가지고 있다. 본 연구에서는 암반사면의 안정성 분석, 댐체 및 터널내부의 변위특성을 지상 레이저 스캐닝 시스템을 이용하여 3차원 공간정보(좌표)를 갖는 측점운(測點雲: point-cloud)을 측정함으로써 만족할 만한 결과를 얻을 수 있었다. 암반사면의 경우, 실제 암반사면의 3D 모델링 결과로부터 불연속면의 방향성 추출, 파괴형태 분석, 절리면의 거칠기 정량화 및 붕괴체적 등을 구할 수 있었다. 댐체 및 터널과 같은 구조물의 경우에는 역설계를 수행하여, 설계도면과의 오차 확인 및 구조물의 변위측정 등 안전진단에 활용할 수 있었다.

• 지질공학
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• 제26권3호
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• pp.403-411
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• 2016

3차원 수치해석을 통해 획득한 터널 굴진면에서의 수평변위와 천단부에서의 변위 특성을 이용하여 굴진면 전방의 단층대 예측 가능 거리를 비교·분석하였다. 굴진면의 수평변위는 천단부에서 가장 근접한 지점의 변위를 이용하였으며, 천단부의 변위 특성을 이용한 단층대 예측방법은 천단침하의 경향선과, L/C (천단부의 축방향 변위/천단침하) 비, C/C₀ (천단침하/평균 천단침하) 비를 이용하였다. 단층이 터널의 굴진방향과 이루는 각도와 경사가 서로 다른 총 28개의 단층 모델을 분석한 결과, 순방향의 경사를 가지는 터널은 L/C 비와 C/C₀ 비를 이용한 방법에서 가장 빨리 단층을 예측할 수 있는 것으로 나타났다. 또한 역방향 경사를 가지는 터널은 L/C 비와 수평변위를 이용한 방법이 굴진면 전방의 단층을 빨리 예측할 수 있는 것으로 나타났다. 결과적으로 굴진면 전방의 단층대를 예측하기 위해 이용된 수평변위와 천단침하의 경향선, L/C 비, C/C₀ 비는 대부분의 단층 모델에서 예측이 가능하였고, 굴진면으로부터 일정한 거리와 시간이 경과된 후에 변위 측정이 가능한 일상계측의 단점을 고려할 때 굴착과 동시에 계측을 수행할 수 있는 수평변위를 이용하는 방법이 대안이 될 것으로 판단된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제2권2호
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• pp.50-61
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• 2000

터널의 갱구부는 터널에서 3차원 거동을 가장 뚜렷하게 보이는 부분이며 대체로 풍화가 진행되어 거의 토사화되어 있는 취약한 암반에 시공됨에 따라 비탈면은 잠재적인 활동체가 되게 된다. 터널 갱구부 비탈면에서 안정에 위해되는 요인이 발생했을 경우 파괴가 급속히 진행되어 대형사고로 이어질수 있으므로 특별한 안정화 대책이 필요하여 경제적으로 큰 부담이 된다. 이를 해결하기 위한 방안으로 갱구부 비탈면을 수평 아치형으로 굴착하게 되면 굴착량이 줄어서 경제적이고 자연훼손이 줄어들며 보다 안전하고 아름다운 형상을 기대할 수 있다. 그러나 인식부족으로 인하여 이와 같은 시도는 거의 이루어지지 않고 있어서 면벽식 갱구부가 보편화 되어 있는 실정이다. 본 연구에서는 아치형 갱구부 비탈면의 이점을 알아보기 위하여 3차원 수치해석을 ㄷ형과 아치형 비탈면에 대하여 각각 수행하여 그 결과를 서로 비교하였으며 터널 굴진과 암반강성에 따른 갱구부 비탈면의 안정성은 비탈면에서 발생되는 최대전단변형율과 막장면에서 터널굴진에 따른 소성접근도를 분석하여 검토하였다.