• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2001년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.501-508
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• 2001

A graph or topographic map can often convey larger amounts of information in a shorter time than ordinary text-based methods. To visualize information precisely it is necessary to collect all the geological information at design stage, but actually it is almost impossible to bore or explore the entire area to gather the required data. So, tunnel engineers have to rely on the judgement of expert from the limited number of the results of exploration and experiment. In this study, several programs are developed to handle the results of geological investigation with various data processing techniques. The results of the typical case study are also presented. For the electric survey, eleven points are chosen at the valley to measure the resistivity using Schlumberger array. The measured data are interpolated in 3-dimensional space by kriging and the distribution of resistivity are visualized to find weak or fractured zone. The correlation length appears to be around 5 to 20 meter in depth. Regression analyses were performed to find a correlation length. No nugget effect is assumed, and the topographic map, geologic formation, fault zone, joint geometry and the distribution of resistivity are successfully visualized by using the proposed technique.

• 지질공학
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• 제29권3호
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• pp.223-236
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• 2019

전기비저항탐사는 지질 분포나 단층 파쇄대의 유무 등의 지질 구조, 지층의 풍화 및 변질 정도, 지하수 등을 파악하기 위하여 광범위하게 활용되는 탐사기법이다. 본 연구에서는 지하 전기비저항의 분포특성을 분석하기 위하여 총 6개 측선을 중심으로 울릉도 나리분지와 알봉분지 주변 지하 칼데라 퇴적층과 지질 구조를 파악하기 위하여 기존의 쌍극자배열법(A 방법과 C 방법)의 탐사결과와 함께 변형된 쌍극자배열법(D 방법)을 적용하여 연구를 수행하였다. 본 연구결과, 변형된 쌍극자배열법을 적용하여 최적의 지하 비저항 분포단면 분석을 통해 퇴적층과 연약대가 분포하는 구간인 500 ohm-m 이하의 저비저항대와 화산암체인 조면안산암질 암류가 분포하는 5,000 ohm-m 이상의 고비저항대의 경계를 명확하게 파악할 수 있었다. 알봉분지의 퇴적층은 평균 50~100m 내외, 나리분지의 퇴적층은 평균 약 100~200m 내외의 두께로 분포하는 것으로 추정되며, 칼데라 단층으로 추정되는 이상대는 지표부근에서 탐사심도 하부까지 500 ohm-m 이하의 저비저항대가 수직으로 연장성을 가지면서 암반 내 연약대와 구분되는 것으로 분석되었다.

• 지질공학
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• 제30권1호
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• pp.31-42
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• 2020

2014년 충남 태안 신진도리의 해안지역에서 일어난 작은 산사태 지역의 지하구조를 파악하기 위하여 전기비저항 및 하향식 탄성파탐사와 시추·물리검층을 실시하였다. 시추·검층자료에서 산사태 발생지역의 상부에 위치한 시추공 BH-2의 5~7 m 깊이에서 N값이 현저히 낮아지는 것을 확인하여 하향식 탄성파탐사를 추가 실시하고 이 깊이에서 지질 연약대가 연장되는 것으로 가정하여 하부의 시추공 BH-1 지점까지 전기비저항 탐사를 실시하였다. 8 m 내외의 두께를 갖는 150 Ω·m 이하의 저비저항 이상대는 시추·검층자료에서 해석된 세립 실트질 점토로 이루어진 풍화토층과 잘 상관되었다. 시추공 BH-2에 걸쳐있는 지질 연약대는 시추공 BH-1에 비해 상대적으로 작은 밀도 1.6~1.8 g/㎤와 150 Ω·m 이하의 비교적 낮은 전기비저항로 나타나며 포아송 비는 깊이에 따라 그 편차가 크게 나타난다. 이 지역의 산사태는 초과 강수와 이로 인한 상승 지하수면의 영향으로 물을 함유한 실트질 점토를 많이 포함하고 있는 풍화토가 전단력이 감소되어 미끄럼 활동으로 나타난 것으로 해석하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2006년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.939-948
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• 2006

The structural anisotropy and heterogeneity of rock mass, caused by discontinuities and weak zones, have a great influence on the deformation behavior of tunnel. Tunnel construction in these complex ground conditions is very difficult. No matter how excellent a geological investigation is, local uncertainties of rock mass conditions still remain. Under these uncertain circumstances, an accurate forecast of the ground conditions ahead of the advancing tunnel face is indispensable to safe and economic tunnel construction. This paper presents the effect of anisotropy and heterogeneity of the rock masses to be excavated by numerical analysis. The influences of distance from weak zone, the size or dimension, the different stiffness and the orientation of weak zones are analysedby 2-D and 3-D finite element analysis. By analysing these numerical results, the tunnel behavior due to excavation can be well understood and the prediction of rock mass condition ahead of tunnel face can be possible.

• Geomechanics and Engineering
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• 제28권6호
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• pp.613-624
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• 2022

A study of the evolution of overburden fractures under the solid-fluid coupling state was conducted based on the geological and mining characteristics of the coal seam depth, weak strata cementation, and high-intensity mining in the mining areas of West China. These mining characteristics are key to achieving water conservation during mining or establishing groundwater reservoirs in coal mines. Based on the engineering background of the Daliuta Coal Mine, a non-hydrophilic simulation material suitable for simulating the weakly cemented rock masses in this area was developed, and a physical simulation test was carried out using a water-sand gushing test system. The study explored the spatial distribution and dynamic evolution of the fractured zone in the mining overburden under the coupling of stress and seepage. The experimental results show that the mining overburden can be vertically divided into the overall migration zone, the fracture extension zone and the collapse zone; additionally, in the horizontal direction, the mining overburden can be divided into the primary fracture zone, periodic fracture zone, and stop-fracture zone. The scope of groundwater flow in the overburden gradually expands with the mining of coal seams. When a stable water inrush channel is formed, other areas no longer generate new channels, and the unstable water inrush channels gradually close. Finally, the primary fracture area becomes the main water inrush channel for coal mines. The numerical simulation results indicate that the overlying rock breaking above the middle of the mined-out area allows the formation of the water-conducting channel. The water body will flow into the fracture extension zone with the shortest path, resulting in the occurrence of water bursting accidents in the mining face. The experimental research results provide a theoretical basis for the implementation of water conservation mining or the establishment of groundwater reservoirs in western mining areas, and this theoretical basis has considerable application and promotion value.

• 지질공학
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• 제30권3호
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• pp.289-302
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• 2020

2016년 경상남도 하동군 땅밀림 지역의 지하구조와 미끄럼사면을 파악하기 위해 지구물리탐사(전기비 저항, 탄성파 굴절법, 시추공 영상촬영)와 사면안정해석을 실시하였다. 시추조사와 탄성파속도로 해석된 사면의 지층 및 지하구조는 20여 m의 두터운 퇴적층 밑에 구간에 따라 1 m보다 얇은 풍화암 및 연암이 각각 분포한다. 지표지질조사를 통하여 관찰된 인장균열의 지표흔적을 기준으로 시추공 BH-2에서 영상촬영을 수행하여 확인된 집중 파쇄대의 분포는 지하수면과 쌍극자배열 전기비저항 단면에서 해석된 활동연약대의 깊이와 잘 부합한다. 기반암 표면의 고비저항 돌출부는 연약대의 하부 진행을 막는 일종의 자연적인 받침대 역할을 하여 이것을 경계점으로 활동면이 미끄러지고 약간 위로 올라가는 휘어진 파괴면을 수반하는 땅밀림의 특성을 설명해준다. 활동연약대에 대한 사면안정해석에서 지하수면의 변동시켜가며 건기와 우기의 안전율을 계산한 결과 우기에 해당되는 0.89의 낮은 값은 지하수로 완전포화된 물질에 기인하는 바 조사지역의 사면은 호우 시 불안정한 사면으로 해석된다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제21권2호
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• pp.171-178
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• 2020

Mountainous areas cover more than 70% of Korea. With the rapid increase in tunnel construction, tunnel-collapse incidents and excessive deformation are occurring more frequently. In addition, longer tunnel structures are being constructed, and geologically weaker ground conditions are increasingly being encountered during the construction process. Tunnels constructed under weak ground conditions exhibit long-term deformation behavior that leads to tunnel instability. This study analyzes the behavior of the bottom region of tunnels under geological conditions of long-term deformation. Long-term deformation causes various types of damage, such as cracks and ridges in the packing part of tunnels, as well as cracks and upheavals in the pavement of tunnels. We observed rapid tunnel over-displacement due to the squeezing of a fault rupture zone after the inflow of a large amount of groundwater. Excessive increments in the support member strength resulted in damage to the support and tunnel bottom. In addition, upward infiltration pressure on the tunnel road was found to cause severe pavement damage. Furthermore, smectite (a highly expandable mineral), chlorite, illite, and hematite, were also observed. Soil samples and rock samples containing clay minerals were found to have greater expansibility than general soil samples. Considering these findings, countermeasures against the deformation of tunnel bottoms are required.

• 지질공학
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• 제31권4호
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• pp.507-522
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• 2021

각 탐사의 반응 값은 지하 매질의 특정 물성에 따라 달라지기 때문에 한가지의 지구물리학적 방법만으로는 탐사목적을 달성하지 못하는 경우가 종종 있다. 특히 지질재해 위험에 취약한 지역을 조사하는 경우, 인명 및 재산피해를 최대한 줄이기 위해 한 가지 이상의 탐사방법을 사용하는 것이 효과적이다. 제방의 안전성 평가를 위한 이 연구에서는 각 탐사결과들을 개별적으로 해석하는 대신 탄성파속도(굴절법에 의한 P파속도와 MASW의 S파속도)와 전기비저항 값들을 통계적으로 분석하여 결정된 임계값들을 기반으로 취약구간과 안전구간 등으로 구분하는 사분면 상관기법을 수행하였다. 임계값은 수평 4층 구조와 경사진 파쇄대에 대한 모델자료를 가지고 수행한 사분면 상관기법을 테스트하는 과정에서 두 개의 속성자료 모두 평균에서 표준편차를 빼준 값으로 결정되었다. 전기비저항-P파속도의 교차출력에 비해 전기비저항과 S파속도를 이용한 교차출력 해석이 제방 시스템의 토양유형, 지반강성 및 암석학적 특성 정보를 보다 충실히 제공하였다. 낮은 S파속도와 높은 전기비저항으로 2사분면에 투영된 느슨한 모래 구역이 취약구간으로 평가되는데 이와 같은 해석은 시추공 표준관입시험에서 보인 중심코어의 N 값 분포로 뒷받침되었다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2008년도 춘계 학술발표회 초청강연 및 논문집
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• pp.848-857
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• 2008

In September 2007, the collapses of slopes and landslides are happened at Jeonlanamdo due to heavy rains accompanied with Typoon "Nari". The study area is the tunnel portal slope in new road construction site. This slope consists of pyroclastic rocks and has lots of faults. Particularly, the residual soils of the slope is deteriorated with yellowish mudstone layer as a results of chemical and physical weathering. This has a variety of swelling clay minerals and might be moved easily down at the gentle terrain. The inner factor of $\bigcirc\bigcirc$tunnel portal slope's collapse is the geological weak zone, the convergent topography, the inferiority of drainage and the heavy rain act on the failure as direct trigger.

• 터널과지하공간
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• 제21권3호
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• pp.181-191
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• 2011

단층대, 파쇄대 또는 풍화대가 발달한 암반은 실내시험을 위한 시료 성형이 어렵다. 기존에 현장에서 수행된 직접전단시험은 갱도 내벽의 수직반력을 이용하여 수행되었다. 이 연구에서 개발된 현장직접전단시험기는 터널내부 또는 노천의 현장상태 암반에서 시험을 수행할 수 있다. 현장직접전단시험기의 주요 구성은 전단하중 반력판 및 하중전달판, 유압실린더 시스템, 로드셀, 다단계 전단상자, 전단상자 고정장치, 수직하중 반력판 및 하중전달판, 마찰저항 감소용 롤러 등이다. 공시체는 각주형의 블록으로 최대 크기는 $400{\times}400{\times}460$ mm이며 현장에서 형성하는 방법 및 절차가 제시되었다. 개발된 시험기의 현장적용성 평가를 위하여 연구지역에 대한 지질공학적 조사 분석 연구를 통하여 성능시험을 위한 공시체 형성에 적합한 위치가 선정되었다. 현장적용 결과 개발된 현장용 시험기는 암석의 강도 및 변형과 관련하여 필요한 대부분의 정보를 제공할 수 있는 성능을 확보하였음을 확인하였다.