• 산업기술연구
• /
• 제28권B호
• /
• pp.111-116
• /
• 2008

Since the hydraulic fracturing field testing method was introduced first to Korean geotechnical engineers in 1994, there have been lots of progresses in a hardware system as well as an interpretation tool. The hydrofracturing system of first generation was the pipe-line type, and it has been developed to a wire-line system at their second generation. The current up-to-date system is more compact and is able to be operated by all-in-one system. With a progress in a hardware system, the software for analyzing in-situ stress regime has also been progressed. The shut-in pressure, which is the most ambiguous parameter to be obtained from hydrofracturing pressure curves, can now be acquired automatically from the various methods. While the hardware and software for hydrofracturing tests are being developed during the last decade, the author could accumulate the field test results which can cover the almost whole area of South Korea. Currently these field data are used widely in a feasibility study or a preliminary design step for tunnel construction in Korea. Regarding the difficulties in a site selection and a test performance for the in-situ stress measurement at an off-shore area, the in-situ stress regime obtained from the field experiences in the land area can be used indirectly for the design of a sub-sea tunnel. From the hydrofracturing stress measurements, the trend of magnitude and direction of in-situ stress field was shown identically with the geological information in Korea.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
• /
• 한국지반공학회 2001년도 봄 학술발표회 논문집
• /
• pp.97-104
• /
• 2001

The magnitude and the orientation of in-situ stresses contribute to ground displacement and stresses in the field of underground space. This paper investigates in-situ stresses at various depth on the basis of 392 data which were determined by over-coring and hydro-fracturing test methods in the Korea peninsula. The result shows that in-situ stress distribution are more or less non-uniform through the Granite and Gneiss sub-area, and that the K-value in the Volcanic sub-area are below 1 at the deep depth. Also, the result of three dimensional numerical analyses of tunnel shows that the direction and magnitude of displacement around tunnel are much effected by the stress difference between the maximum and the minimum horizontal stress.

• 한국암반공학회:학술대회논문집
• /
• 한국암반공학회 2008년도 춘계학술발표회 논문집
• /
• pp.79-88
• /
• 2008

1994년 처음으로 국내 지반공학자들에게 소개된 수압파쇄 시험법은, 측정장비 및 해석방법에 있어서 많은 발전을 이루어 왔다. 파이프라인 타입이었던 제1세대 수압파쇄 시험장비는 다루기가 쉽지 않았고 파이프 연결부위에서의 압력 누설 문제가 대두되면서, 제2세대라 불리는 와이어라인 타입으로 보완된 바 있으나, 기존의 시스템에 비해 많은 장점을 가짐에도 불구하고 공기압축기를 별도로 설치해야 하는 문제점을 여전히 안고 있어, 2004년 이후 이를 모두 포함하는 현재의 제3세대 all-in-one 시스템으로 보완된 바 있다. 장비의 발전과 함께, 응력해석을 위한 소프트웨어의 발전도 꾸준히 진행되어온 바, 불확실한 결정값으로 인해 가장 다루기 어려운 균열폐쇄압력에 대하여 여러 가지 기법을 적용함으로써 가장 합리적인 값을 도출해내는 방법의 개발이 그 한 예가 될 것이다. 이러한 지난 10여년 간의 기술발전과 함께 국내 대부분의 지역에서 수행된 수압파쇄시험을 통하여 대한민국의 거의 전 지역에 대한 측정결과들을 축적할 수 있었으며, 현재 이 결과값은 터널굴착을 위한 기초설계단계에서 널리 활용되고 있다. 향후 해저터널의 건설과 관련하여 해상에서의 수압파쇄 초기응력측정법 또한 꾸준히 개발되고 있으나, 지금까지 축적된 내륙에서의 초기응력 측정값이 해저터널의 안전한 설계를 위해 직간접적으로 사용되어지길 기대하며, 현재까지 수압파쇄시험을 통해 얻어진 한반도의 초기응력의 평균 크기와 방향을 지질학적 특성결과와 관련 지어 제시하고자 한다.

• 터널과지하공간
• /
• 제23권6호
• /
• pp.457-469
• /
• 2013

국내 100여개 지역에서 측정된 460개 현지응력자료를 종합 분석하여 국내의 광역적 현지응력 분포 패턴을 분석하고, 심도-응력 및 심도-측압계수 관계식을 제시하였다. 이와 함께 한반도의 지질시대별 고응력장 변화와 최근의 지진 메카니즘에 의한 응력장 추정 결과를 통합하여, 한반도지역의 응력장 분포 패턴인 한국응력지도(Korea Stress Map)를 작성하였다. 세계의 심도-응력 관계식들과 비교를 통해, 본 연구에서 도출된 관계식의 적합성과 수 km 심도에의 유추 적용성을 확인하였다. 그리고 세계응력지도(World Stress Map)과 함께 동북아시아지역의 응력장 패턴을 분석하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
• /
• 한국지반공학회 2009년도 춘계 학술발표회
• /
• pp.11-16
• /
• 2009

Better understanding of in-situ mechanical behavior of pavement foundations is very important to predict long-term effects on the system performance of transport infrastructure. In order to do that, resilient stiffness characterization of geomaterals is needed to properly adopt such mechanistic analysis under both traffic and environmental loadings. In this paper, in situ monitoring data from KHC test road was used to analyze the non-linearity of stress conditions under traffic and moisture loadings. Then, the predicted non-linear response using finite element method with a selected constitutive model of foundation geomaterials are verified with the field data.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
• /
• 한국지반공학회 2000년도 연약지반처리위원회 학술세미나
• /
• pp.71-78
• /
• 2000

SHANSEP method involves the consolidation to stresses in excess of the preconsolidation pressure in order to overcome sample disturbance effect. The concept of SHANSEP is based on an approach to laboratory test which attempts to reproduce the in-situ conditions more closely than is possible in routine tests and evaluates normalized strength parameters for the soil as a function of OCR. But SHANSEP method can be applied only to fairly uniform clay deposits, and is unsuitable for a random deposit. In this study, CK/sub o/U triaxial compression test and incremental loading consolidation test were performed for the application of SHANSEP method on Yangsan clay. During the K/sub o/-consolidation, triaxial specimens were consolidated to stress equal to two times the in-situ vertical effective stress. And for overconsolidated condition, the specimens were swelled to a known vertical effective stress in order to have the desired OCR. With the results of CK/sub o/U triaxial compression test using the block samples, the relationship between c/sub u//σ/sub vc/' and OCR on Yangsan clay was established. For evaluating the undrained shear strength of Yangsan clay with depth, CK/sub o/U triaxial compression test was performed using the piston samples taken from Yangsan site. And also undrained shear strength was analyzed from the in-situ test such as Cone Penetration Test(CPT), Dilatometer Test(DMT), and Field Vane Test(FVT) and was compared with that of CK/sub o/U triaxial compression test.

• Geomechanics and Engineering
• /
• 제37권3호
• /
• pp.213-222
• /
• 2024

Determination of jointed rock mass properties plays a significant role in the design and construction of underground structures such as tunneling and mining. Rock mass classification systems such as Rock Mass Rating (RMR), Rock Mass Index (RMi), Rock Mass Quality (Q), and deformation modulus (Em) are determined from the jointed rock masses. However, parameters of jointed rock masses can be affected by the tunnel depth below the surface due to the effect of the in situ stresses. In addition, the geomechanical properties of rocks change due to the effect of metamorphism. Therefore, the main objective of this study is to apply correlation analysis to investigate the relationships between rock mass properties and some parameters related to the depth of the tunnel studied. For this purpose, the field work consisted of determining rock mass parameters in a tunnel alignment (~7.1 km) at varying depths from 21 m to 431 m below ground surface. At the same excavation depths, thirty-seven rock types were also sampled and tested in the laboratory. Correlations were made between vertical stress and depth, horizontal/vertical stress ratio (k) and depth, k and Em, k and RMi, k and point load index (PLI), k and Brazilian tensile strength (BTS), Em and uniaxial compressive strength (UCS), UCS and PLI, UCS and BTS. Relationships were significant (significance level=0.000) at the confidence interval of 95% (r = 0.77-0.88) between the data pairs for the rocks taken from depths greater than 166 m where the ratio of horizontal to vertical stress is between 0.6 and 1.2. The in-situ stress parameters affected rock mass properties as well as metamorphism which affected the geomechanical properties of rock materials by affecting the behavior of minerals and textures within rocks. This study revealed that in-situ stress parameters and metamorphism should be reviewed when tunnel studies are carried out.

• Geomechanics and Engineering
• /
• 제28권5호
• /
• pp.493-503
• /
• 2022

Cavity expansion is a classical problem in the field of solid mechanics with a wide range of applications in geotechnical and petroleum engineering. A drained solution is developed for cylindrical cavity expansion in anisotropic soils under biaxial in-situ stresses using a K0-based anisotropic modified Cam-clay model (K0-AMCC). The problem is formulated by solving differential equations using an auxiliary variable, which provides analytical expressions for the volume and four stress components of the soil around the cylindrical cavity. The solution is validated by comparisons with existing well-developed solutions. The results show that the present solution well captures the cavity expansion responses in anisotropic soils under biaxial in-situ stresses, and removes limiting assumptions that the cylindrical cavity expands under uniform in-situ stress in isotropic soils. The elastic-plastic boundary of the expanding cylindrical cavity in K0-consolidated anisotropic soils under biaxial in-situ stresses is a circle rather than an ellipse in isotropic soils, and the mathematical proof is provided in detail.

• 터널과지하공간
• /
• 제18권2호
• /
• pp.149-161
• /
• 2008

특수한 지질조건을 제외하면 이론적이거나 물리적인 방법으로 특정지역의 정확한 암반 초기응력 상태를 예측하기는 거의 불가능하다. 이는 토목공학이나 광업개발과 관련된 문제에 있어 암반 응력에 대한 신뢰성 있는 정보를 얻는 유일한 방법은 현장 측정에 위해서만 가능함을 의미한다. 1990년대 이후 국내 경상분지 영역 내암반 구조물 설계단계에서 정량적인 정보를 획득하기 위해 많은 현장 초기응력 측정이 수행되어 오고 있다. 본 논문의 연구지역은 경상분지의 지표로부터 심도 300 m 미만 지하공간으로 위치적으로 동쪽의 부산에서 서쪽으로는 여수를 포함하는 광범위한 지역을 포함한다. 현장 초기응력 측정은 대부분 지표 시험공을 이용하여 심도 $14m{\sim}300m$ 영역에서 수압파쇄법에 의해 총 270회 시행되었다. 본 논문에서는 현장 측정 자료를 바탕으로 전체 연구지역에 현재 형성되어 있는 초기응력 상태, 화강암류와 안산암류 지역에서의 초기응력 분포 특성 차이에 대해 논의하고자 한다. 그리고 마지막으로 부산 일원과 양산 단층대 지역 내 수평응력 방향성의 국부적 분포 양상에 대해 소개하도록 하겠다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제3권1호
• /
• pp.51-62
• /
• 2001

AE와 DRA를 이용한 초기응력 측정법은 실험실 시험을 통해 초기응력을 측정하는 방법 중의 하나이다. 이 방법은 시추와 실험실 시험간에 지연시간이 발생하며 시료에 축방향 반복하중을 가하여 초기응력을 결정하기 때문에 지하 암반의 응력 상태와는 다른 결과를 얻을 수도 있다. 이 연구에서는 지연시간을 다르게 하여 지연시간이 선행응력 결정에 미치는 영향을 살펴보았다. 그리고 축방향 선행응력만을 가한 시료와 축방향 선행응력과 봉압을 모두 가한 시료에 대해 AE와 DRA를 이용하여 선행응력을 결정하여 봉압이 축방향 선행응력 결정에 미치는 영향을 살펴보았다. 지연시간이 길어질수록 오차가 약간씩 증가하는 경향이 나타났으나 지연시간이 1개월인 시료라 할지라도 AE와 DRA를 이용한 경우 각각 16%와 12%의 오차범위 내에서 선행응력을 결정할 수 있었다. 축방향 선행응력만을 가한 경우 AE를 이용하면 9%, DRA를 이용하면 4%의 오차범위 내에서 축방향 선행응력을 결정할 수 있었으나 축방향 선행응력과 봉압을 모두 가한 경우는 각각 17%와 14%의 오차범위 내에서 축방향 선행응력을 결정할 수 있었다. 터널현장에서 시추한 코어를 이용하여 초기응력을 측정한 결과 AE와 DRA는 유사한 결과를 나타내었으나 수압파쇄법에 의한 결과보다는 작은 값을 갖는 것으로 나타났다.