• 제목/요약/키워드: intact rocks

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고준위방사성폐기물 처분시설 부지에 대한 암반역학 부지특성화 (Rock Mechanics Site Characterization for HLW Disposal Facilities)

  • 엄정기;현승규
    • 자원환경지질
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    • 제55권1호
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    • pp.1-17
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    • 2022
  • 암반의 역학적 및 열적 특성은 고준위방사성폐기물(high-level radioactive waste; HLW) 심지층 처분시스템 내 방사성 물질의 격리 및 이동 지연 능력과 관련된 성능에 영향을 미칠 수 있다. 이 연구는 HLW 처분시설 부지의 암반역학적 및 열적 특성과 관련된 부지설명모델에 필수적인 항목을 고찰하고 스웨덴과 핀란드의 선행 부지설명모델 사례를 통한 기술적 배경을 논의하였다. 스웨덴 SKB (Swedish Nuclear and Fuel Management Company)와 핀란드 Posiva는 암반역학적 및 열적 특성 조사·평가에 필수적인 항목을 제시하고 부지의 안전성 분석과 처분시설의 건설을 위한 암반역학 부지설명모델을 도출하였다. 암반역학 부지설명모델은 처분시설 부지 내 응력 분포와 더불어 신선암, 절리, 절리성 암반에 대한 강도 및 변형특성과 대규모 변형대의 기하학적 구조, 소규모 불연속면의 연결망 구조 및 암석의 열적 특성에 대한 조사·평가 결과를 포함한다. 또한, 암반역학 부지설명모델은 입력변수에 대한 민감도 분석결과와 입력변수의 불확실성에 대한 평가 결과를 제시하여야 한다.

A review paper about experimental investigations on failure behaviour of non-persistent joint

  • Shemirani, Alireza Bagher;Haeri, Hadi;Sarfarazi, Vahab;Hedayat, Ahmadreza
    • Geomechanics and Engineering
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    • 제13권4호
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    • pp.535-570
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    • 2017
  • There are only few cases where cause and location of failure of a rock structure are limited to a single discontinuity. Usually several discontinuities of limited size interact and eventually form a combined shear plane where failure takes place. So, besides the discontinuities, the regions between adjacent discontinuities, which consist of strong rock and are called material or rock bridges, are of utmost importance for the shear strength of the compound failure plane. Shear behaviour of persistent and non-persistent joint are different from each other. Shear strength of rock mass containing non-persistent joints is highly affected by mechanical behavior and geometrical configuration of non-persistent joints located in a rock mass. Therefore investigation is essential to study the fundamental failures occurring in a rock bridge, for assessing anticipated and actual performances of the structures built on or in rock masses. The purpose of this review paper is to present techniques, progresses and the likely future development directions in experimental testing of non-persistent joint failure behaviour. Experimental results showed that the presence of rock bridges in not fully persistent natural discontinuity sets is a significant factor affecting the stability of rock structures. Compared with intact rocks, jointed rock masses are usually weaker, more deformable and highly anisotropic, depending upon the mechanical properties of each joint and the explicit joint positions. The joint spacing, joint persistency, number of rock joint, angle of rock joint, length of rock bridge, angle of rock bridge, normal load, scale effect and material mixture have important effect on the failure mechanism of a rock bridge.

응력조건에 따른 원형터널 주변의 취성파괴범위와 파괴심도 (The extent and depth of brittle failure around circular tunnel with stress conditions)

  • 천대성;박철환;전석원;박찬
    • 터널과지하공간
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    • 제17권4호
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    • pp.311-321
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    • 2007
  • 경암 내 암반구조물의 파괴는 현지응력의 크기, 무결암의 강도 그리고 암반 내에 존재하는 불연속면의 상태에 의해 결정되며, 특히 높은 현지응력이 작용하는 경우 유도응력에 의해 취성파괴가 발생할 수 있다. 취성 파괴의 특성은 파괴수준, 파괴개시시점, 파괴범위와 파괴심도 등으로 구분할 수 있으며, 암반구조물의 안정성을 확보하기 위해서는 응력조건에 따른 취성파괴의 특성을 규명하여야 한다. 본 연구에서는 취성파괴가 발생한 상태에서 응력조건에 따른 파괴범위와 파괴심도를 평가하고자 하였다. 이를 위해 진삼축 압축응력조건에서 모형실험을 수행하였으며, 취성파괴가 발생한 모형실험체에 대하여 육안관찰과 컴퓨터단층촬영을 수행하여 파괴심도와 파괴범위를 결정하였다. 파괴심도는 터널단면에 작용하는 축차응력의 크기에 영향을 받으나 파괴범위의 경우 응력조건에 따른 뚜렷한 경향성을 보이지 않는 것으로 나타났다.

암반의 파괴기준에 따른 제주도 현무암의 강도정수 (Strength Parameters of Basalts in Jeju Island according to Rock Failure Criterions)

  • 양순보
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제32권3호
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    • pp.15-27
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    • 2016
  • 본 연구에서는 제주도 북동부 육해상, 남동부 해상 및 북서부 해상에서 채취한 현무암 암석에 대하여 삼축압축시험을 수행하였으며, 그 결과로부터 산정된 Hoek-Brown 파괴기준의 파라미터인 암석 계수 $m_i$의 특성을 살펴보았다. 그리고 Hoek-Brown 파괴기준으로부터 추정된 점착력 및 내부 마찰각과 Mohr-Coulomb 파괴기준으로부터 산정된 점착 력 및 내부 마찰각을 각각 비교 분석하였다. 그 결과 제주도 현무암 암석에 대한 Hoek-Brown 파괴기준의 암석 계수 $m_i$는 암석의 내부 마찰각과 밀접하게 연관되어 있었으며, 내부 마찰각이 증가함에 따라 급격하게 증가하였다. Hoek-Brown 파괴기준으로부터 추정된 점착력은 Mohr-Coulomb 파괴기준으로부터 산정된 점착력보다 평균적으로 약 24% 정도 과대하게 추정되고 있으며, Hoek-Brown 파괴기준으로부터 추정된 내부 마찰각은 Mohr-Coulomb 파괴기준의 내부 마찰각과 비슷한 값을 나타내고 있음을 알 수 있었다.

Predicting rock brittleness indices from simple laboratory test results using some machine learning methods

  • Davood Fereidooni;Zohre Karimi
    • Geomechanics and Engineering
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    • 제34권6호
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    • pp.697-726
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    • 2023
  • Brittleness as an important property of rock plays a crucial role both in the failure process of intact rock and rock mass response to excavation in engineering geological and geotechnical projects. Generally, rock brittleness indices are calculated from the mechanical properties of rocks such as uniaxial compressive strength, tensile strength and modulus of elasticity. These properties are generally determined from complicated, expensive and time-consuming tests in laboratory. For this reason, in the present research, an attempt has been made to predict the rock brittleness indices from simple, inexpensive, and quick laboratory test results namely dry unit weight, porosity, slake-durability index, P-wave velocity, Schmidt rebound hardness, and point load strength index using multiple linear regression, exponential regression, support vector machine (SVM) with various kernels, generating fuzzy inference system, and regression tree ensemble (RTE) with boosting framework. So, this could be considered as an innovation for the present research. For this purpose, the number of 39 rock samples including five igneous, twenty-six sedimentary, and eight metamorphic were collected from different regions of Iran. Mineralogical, physical and mechanical properties as well as five well known rock brittleness indices (i.e., B1, B2, B3, B4, and B5) were measured for the selected rock samples before application of the above-mentioned machine learning techniques. The performance of the developed models was evaluated based on several statistical metrics such as mean square error, relative absolute error, root relative absolute error, determination coefficients, variance account for, mean absolute percentage error and standard deviation of the error. The comparison of the obtained results revealed that among the studied methods, SVM is the most suitable one for predicting B1, B2 and B5, while RTE predicts B3 and B4 better than other methods.

고흥지역에 분포하는 백악기 응회암의 역학적 특성에 관한 연구 (A Study on the Mechanical Properties of the Cretaceous Tuffs in Goheung Area.)

  • 김해경;고영구;오강호
    • 지질공학
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    • 제14권3호
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    • pp.273-285
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    • 2004
  • 본 연구에서는 전라남도 고흥군 일대에 분포하는 중생대 백악기 응회암을 대상으로 실내 시험을 통하여 역학적 특성을 파악하였다. 고흥군 일대에 분포하는 응회암(고흥응회암, 팔영산 용결응회암)은 성분상 glass성분이 우세한 유리 질응회암(vitric tuff)에 해당된다. 응회암의 물리적 특성인 비중, 건조밀도, 함수율, 공극율 및 흡수율의 평균값은 각각 2.51, $2.52(g/cm^2)$, 0.12($\%$), 4.51($\%$) 및 1.91($\%$)이다. 공극율의 증가에 따라 건조밀도는 낮아지는 경향을 보이며, 흡수율과 공극율은 밀접한 상관관계를 보인다. 일축압축강도(UCS) 범위는 80.4$\~$208(MPa), 평균 141.1(MPa)로서 Deere & Miller(1966)에 의한 신선한 암의 공학적 분류에 의하면 high strength에 해당이 된다. 축방향의 점하중 강도지수($Is_a$)는 평균 4.2(MPa)이며, 직경방향 점하중 강도지수($Is_d$)는 평균 2.2(MPa)으로, 점하중강도 이방성지수($Ia_{(50)}$)는 1.93이다. 일축압축강도와 축방향 점하중 강도지수($Is_{(50)}$)는 밀접한 선형관계를 보이며, 관계식은 UCS=22 $Is_{(50)}$ +49 (MPa) (r=0.95) 로 나타낼 수 있다. 이 식은 고흥 지역 응회암에 대한 일축압축강도를 예측하는데 유용하게 사용할 수 있다.

방사성폐기물 처분공 주변 암주에서의 균열 진전 및 손상에 대한 수치해석적 연구 (A Numerical Study on the Fracture Evolution and Damage at Rock Pillar Near Deposition Holes for Radioactive Waste)

  • 이희석
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제19권5호
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    • pp.211-221
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    • 2003
  • 스웨덴$\"{A}"{s}"{p}"{o}$지하실험실에서는 방사성폐기물 처분공 사이 암반에서의 파쇄 및 안정성을 예측할 수 있는 능력을 평가하기 위해 $\"{A}"{s}"{p}"{o}$ 암주 안정성 실험 (APSE)이라고 하는 현지 가열 실험이 준비되고 있다. 계획된 시험 조건하의 암주에서의 균열 진전 과정을 합리적으로 예측하기 위해 경계요소 수치해석 코드인 FRACOD가 적용되었다. 암석경계와 무결암석 내에서의 균열 진전을 모사하기 위해 코드를 개선하였다. 또한 굴착 및 열하중에 의해 발생하는 응력분포를 FRACOD모델에 적용하기 위해 새로운 경계요소를 이용한 역해법을 개발하였다. 이 글은 계획된 시험조건에 대한 예측 모델링 결과를 제시한다. 굴착에 의한 응력분포는 암주 벽면에 약간의 균열을 발생시켰다. 120일 동안의 가열에 의해 암주 벽면 중앙부에서 전형적인 전단 균열들의 개시 및 전파가 일어났지만, 전반적으로 암주 내부는 고려되는 조건하에서 안정한 상태를 유지하였다. 기존 절리들의 존재와 균열 물성에 따른 영향이 또한 논의되었다. 해석 결과를 통해 FRACOD가 심부 터널 및 보어홀에서 취성 암반의 균열 진전 현상을 적절히 모델링할 수 있음을 알 수 있다. 취성 암반의 균열 진전 현상을 적절히 모델링할 수 있음을 알 수 있다.

도심지 미진동 제어발파에서 진동분석을 통한 안전 발파설계에 관한 연구(II) - 진동측정 자료의 통계적 분석을 위주로 - (A Study on the Safe Blasting Design by Statistical Analysis of Ground Vibration for Vibration Controlled Blasting in Urban Area (II))

  • 김영환;안명석;박종남;강대우;이창우
    • 화약ㆍ발파
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    • 제18권2호
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    • pp.7-13
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    • 2000
  • 본 연구지역은 안산암지역으로 지반의 구조특성을 잘 나타내는 균열계수로서 암반특성을 표현하였고 발파진동식을 추정하는데 있어서 결정계수를 높여 오차를 최소화하였다. 측정자료 를 누적분석하였을 때 결정계수가 0.002~0.531로서 신뢰하기 어려웠으며 동일 장약량을 가진 동일거리군 군별 평균진동속도로서 회귀분석한 경우 결정계수는0.493~0.531으로 그다지 높지 않은 결과가 나왔고 절사평균을 이용한 결정계수는 0.307~0.487로서 역시 신뢰하기 어려운 결과를 도출했다 또한 샘플수를 가중치로 적용하는 방법의 결정계수는 0.644~0.752로서 본 연구의 적용 통계적 방법중 가장 높은 결과를 도출하였으며, 진동속도 표준편차의 영향을 가중치로 적용하는 방법의 결정계수는 0.516~0.668이었고 진동속도 분산의 영향을 가중치로 적용하는 방법의 결정계수는 0.516~0.685이었다. 그러므로 발파진동추정식을 산출할 때 동일장약량을 가지는 15m이내의 동일거리군에서의 진동평균속도에 가중치를 적용하여 얻은 회귀분석 결과가 가장 신뢰성이 높았다. 이 때 자승근일 때의 발파진동상수 $K_{95}$는 317.4, n은 -1.66이었고, 삼승근일 때의 발파진동상수 $K_{95}$는 209.9,n은 -1.60이었고 자승근과 삼승근의 교차점분석시 허용진동속도 4cm/sec에서 교차점은 31m이므로 발파지점으로부터의 거리가 31m이내는 삼승근 적용이 신뢰성이 높고, 31m이상일 때는 자승근 적용이 신뢰성이 높은 것으로 판단되었다.

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일광단층 인근 화산암 암반사면의 단열계 기하 분석 및 암반 분류 수정안 제시 (Geometric Analysis of Fracture System and Suggestion of a Modified RMR on Volcanic Rocks in the Vicinity of Ilgwang Fault)

  • 장태우;이현우;채병곤;서용석;조용찬
    • 지질공학
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    • 제17권3호
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    • pp.483-494
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    • 2007
  • 본 연구는 대단층이 발달하는 화산암 분포지역에서 암반 절취사면을 대상으로 단열의 발달특성과 이에 따른 암반분류 수정안을 제시하고자 수행되었다. 부산-울산 고속도로 건설 현장 중 해운대-기장 사이의 일광단층에 가까운 도로 절취사면 노두에서 단열계의 특성이 조사 분석되었다. 단열간격 분포의 경우 신장단열은 대수정규 분포를 보여주고 전단단열은 음의 지수 분포를 보여준다. 단열길이 누적빈도 분포 그림에서 중앙의 직선 구간이 1지점 -1.13, 2지점 -1.01, 3지점 -1.52의 지수를 가지며 멱법칙 스케일링을 지시한다. 각 지점에서 단열의 간격 및 밀도, 단열 간 교차점의 수 등을 분석하여 판단해 볼 때 암반의 안정성 및 강도는 1지점이 가장 낮고 2지점이 가장 높다. 한편, 각 지점에서 서로 연결된 단열의 최대 클러스터로 평가할 때 유체 이동의 능률은 3지점이 가장 높고 1지점이 가장 낮다. 이는 3지점이 상대적으로 단열의 길이가 긴 것들이 많으며 이들이 서로 연결하여 형성하는 최대 클러스터가 높은 비율로 전 지역에 고루 분포하고 있기 때문으로 볼 수 있다. 한편, 현장조사 자료를 토대로 응용통계기법을 이용하여 RMR 분류의 항목별 배점을 조정한 결과에 의하면, 대단층이 발달하는 화산암에서는 기존 RMR 분류 항목별 배점에 비해 현저히 다른 수정된 RMR 배점을 설정함이 타당한 것으로 나타났다. 분석결과 무결암 강도는 18, RQD는 61, 불연속면 간격 2, 불연속면 조건 2, 그리고 지하수 17의 배점이 나타났다.

탁족(濯足)의 배경과 그 문화현상에 담긴 조경적 의미 - 시문과 그림에 나타난 탁족지유(濯足之遊)를 중심으로 - (A Review on the Background of Takjok(濯足; Washing Feet) and the Landscape Architectual Meaning of Its Cultural Phenomenon - Focused on Takjokjiyu(濯足之遊) Shown on Poetry, Prose, and Painting -)

  • 노재현;서효석;최종희
    • 한국조경학회지
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    • 제41권6호
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    • pp.72-83
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    • 2013
  • 본 연구는 옛 문헌과 그림에 담긴 탁족(濯足)의 문화현상과 그 기저에 담긴 배경 및 의미를 고찰함으로써 탁족 문화를 계승하기 위한 조경적 대안을 제안해 보고자 한 것으로 주요 결과는 다음과 같다. 자연 질서에 순응하고 세속으로 부터 초연(超然)한 삶을 비유한 '탁영탁족(濯纓濯足)'의 고사는 '은일(隱逸)'을 통해 유유자적하는 탁족지유(濯足之遊)로 승화되었다. 선비가 유연(柔軟)한 계류에 발을 담그는 것은 자연과 물아일체(物我一體) 함으로써 도(道)와 상합(相合)되고자 하는 것으로 이러한 모습은 자유로운 정신세계인 '유(遊)'의 경지이자 본질과 상통한다. 탁족의 문화현상은 고려 말 이후 조선시대 전래경관에서도 잘 드러나는데 팔경시(八景詩)에 나타난 탁족은 고답적(高踏的)인 것이라기보다는 일상에 깃든 생활경이기도 하였다. 탁족도에 묘사된 맑은 물이 흐르는 계류[淸溪]와 바위, 그리고 소나무 등 교목이 우점(優占)하는 산수는 뜻 높은 선비의 은일공간으로 기호화되고, 그 정신세계는 더욱 부상되었다. 중국의 탁족도에서는 '청계(淸溪)'와 '창랑(滄浪)'을 강조함으로써 더러움에 대비되는 청류(淸流)의 이미지와 상고성(尙古性)이 강하게 부각되고 있는 반면, 조선시대 그것은 상대적으로 은일과 탁족지유라는 내면적 즐거움이 더욱 부각되고 있다. 탁족도에 나타난 자연관은 자연의 섭리를 그림 속에 그려진 선비의 상황 및 태도로 비유하여, 산수에 대한 사랑과 그 속에서 여유를 즐기는 가운데 무위자연(無爲自然)의 도를 깨닫게 하는 도가적(道家的) 관점의 표현이 잘 드러난 것으로 이는 중국은 물론 조선의 시대정신과 미의식의 한 단초를 보여준다. 요컨대 양국의 '탁족지유'는 인격수양이나 처신, 또는 은둔과 고답(高踏)의 상징으로 해석되면서 한편으로는 현실세계에서 납량의 수단으로 수용되어 왔다. 탁족 행위에는 선비들의 이상과 상고주의(尙古主義) 정신이 깃들어 있을 뿐 아니라, 일반 서민의 더위를 이기는 지혜가 담겨 있음은 깊이 되새겨 봐야 한다. 이러한 관점에서 환경적 지원성에 입각한 수공간과 탁족바위 그리고 물의 활용은 휴양 레크레이션 공간에서 새롭게 조명되어야 할 대상이며, 탁족 행위에 깃든 정신이야말로 고전적 치유(治癒)의 정신문화였음을 일깨워 준다.