• 터널과지하공간
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• 제11권1호
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• pp.59-63
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• 2001

이방성 암석에서 결정되어야 할 탄성상수의 수는 전부 9개이므로 실험적으로 얻기 매우 어렵다. 대부분의 암반체는 등방성 또는 펑면이방성으로 해석할 수 있어 독립적 탄성상수의 수는 감소하며, 평면이방성체에서는 5개이다. 실험실 시험을 통하여 하나의 평면이방성체 시험편으로 얻을 수 있는 응력-변형률 관계식은 4개 뿐이므로 5개의 독립적 탄성상수를 결정하는 것은 이론적으로 불가능하다. Lekhnitskii는 많은 실험을 통하여 제 5의 관계식을 설정하여 이를 해결하였지만, 이 식은 이론적으로나 실제값과 비교하면 오차를 갖고 있다. 본 연구는 이방성체에서 응력-변형률의 관계와 탄성상수의 독립성에 대하여 설명하고 있으며, 한개의 평면이방성 시험편에서 5개의 독립적 탄성상수를 결정하는 실험실 시험법을 제시하고 있다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제21권1호
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• pp.11-21
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• 2020

The traditional formulations for estimation of bearing capacity in rock mechanics assume a homogeneous and isotropic rock mass. However, it is common that the rock mass consists of different layers of different rock properties or of the same rock matrix with distinct geotechnical quality levels. The bearing capacity of a heterogeneous rock is estimated traditionally through the weighted average. In this paper, the solution of the weighted average is compared to the finite difference method applied to a bilayer rock mass. The influence of different parameters such as the thickness of the layers, the rock type, the uniaxial compressive strength and the overall geotechnical quality of the rock mass on the bearing capacity of a bilayer rock mass is analyzed. A parametric study by finite difference method is carried out to develop a bearing capacity factor in function of the layer thickness and the rock mass quality expressed in terms of the geological strength index, which is presented in a form of a chart. Therefore, this correlation factor allows estimating the bearing capacity of a rock mass that is formed by two layers with distinct GSI, depending on the bearing capacity of the rock mass formed only by the upper layer and considered by that way as homogenous and isotropic rock mass.

• 터널과지하공간
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• 제15권4호
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• pp.288-295
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• 2005

암반은 여러 가지 지질학적 요인에 기인한 역학적 결함을 많이 포함하고 있기 때문에 이방성 거동을 보이는 경우가 대부분이다. 그러므로 안정한 암반구조물이나 암반기초의 설계를 위해서는 이방성 암반에서 응력분포의 특성을 이해하는 것이 매우 중요하다. 이 연구에서는 반무한 평면이방성 지반의 표면에 선하중이 작용할 때 지반에 야기되는 탄성응력 분포의 특성을 고찰하였다. 절리의 강성과 절리의 간격, 경사각이 응력분포 형태에 미치는 영향이 검토되었다. 절리면의 미끄러짐 조건으로 Mohr-Coulomb 식을 가정할 경우, 절리면을 통한 미끄러짐이 발생할 수 있는 영역에 대한 고찰도 수행되었다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2009년도 춘계 학술발표회
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• pp.58-63
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• 2009

Biaxial compression test was conducted on a transversely isotropic synthetic jointed rock model for the understanding of the fracture behaviors of a sedimentary or metamorphic rocks with well developed bedding or foliation in uni-direction. The joint angles employed for the model are 30, 45, and 60 degrees to the horizontal, and the synthetic rock mass was made of early strength cement. From the biaxial compression test, initiation propagation of tensile cracks at norm to the joint angle was found. The propagated tensile cracks eventually developed rock blocks, which was dislodged from the rock mass. Furthermore, the propagation process of the tensile cracks varies with joint angle: lower joint angle model shows more stable and progressive tensile crack propagation. The experiment results were validated from the simulation by using discrete element method PFC 2D. From the simulation, as has been observed from the test, a rock mass with lower joint angle produces wider damage region and rock block by tensile cracks. In addition, a rock model with lower joint angle shows a progressive tensile cracks generation around the opening from the investigation of the interacted tensile cracks.

• 터널과지하공간
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• 제14권5호
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• pp.339-344
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• 2004

침식에 따른 횡방성 암반의 초기응력비 변화를 수치해석적으로 구하여 등방성의 경우 및 이론해와 비교한 결과 횡등방성의 영향은 크지 않아 초기지응력비가 작고 침식심도가 깊을 때만 고려하는 것이 좋을 것으로 판단되었다. 수치해석에 의한 응력과 이론적인 값의 차이는 초기 지응력비가 클수록 또 침식되는 깊이가 증가할수록 증가하였다. 또 침식 후의 초기응력비는 심도가 깊어짐에 따라 초기 응력비로부터 발산하였다. 이를 감안하여 침식에 따른 초기응력비 산정식을 제안하였다.

• 터널과지하공간
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• 제15권6호
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• pp.391-399
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• 2005

본 연구에서는 횡등방성 암반에서 이방성 정도에 따른 응력 차와 3차원 주응력 하의 터널방향, 이방성 정도에 따른 터널 단면에서의 2차원 응력 차를 이론적으로 구하였다. 구해진 응력상황 하의 터널에 대하여 $FLAC^{2D}$를 이용하여 이방성 고려여부에 따른 천단, 측벽, 바닥의 응력 차를 비교${\cdot}$검토하였다. 그 결과 이방성을 무시할 경우 응력 조건에 무관하게 주응력의 크기와 방향이 다르게 나타나며, 이방성 정도가 커질수록 응력차가 증가함을 알 수 있다. 이방성의 방향에 따라 응력 차가 달리 나타나며, 특히 이방성의 방향이 x축으로부터 시계반대방향으로 $45^{\circ}$와 $135^{\circ}$에서 가장 큰 응력 차가 발생함을 확인하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2005년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.1484-1489
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• 2005

An inhomogeneous and anisotropic rock has different properties at different location. Thus, this refers to any of the properties which we may be measuring. There are two concepts of rock mass, namely, CHILE(Continuous, Homogeneous, Isotropic, Linear Elastic) material and DIANE(Discontinuous, Inhomogeneous, Anisotropic, Non-linear Elastic) rock. The former is essentially the properties of intact rock, the latter is essentially the properties governed by the structure of rock. In geotechnical aspect, the most important parameter is strength of rock or rock mass. In particular, characteristics of strength of rock mass depend upon the orientation of discontinuities And this orientation of discontinuities has different properties at different direction of excavation. Therefore, it needs for characterization of different properties of discontinuity orientation against different direction of excavation.

• Geomechanics and Engineering
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• 제24권3호
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• pp.227-235
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• 2021

A criterion and a method for solving a problem on the prevention of mine working fracture under the action of tectonic and gravitational forces are offered. Based on minimal criterion, theoretical analysis of the definition of the optimal shape of working in the rock mass weakened by arbitrarily located rectilinear cracks was carried out. A closed system of algebraic equations allowing to minimize the stress state and stress intensity factors depending on mechanical and geometrical characteristics of the rock, is constructed. The relation between the shape of the working and the stress intensity factors and also location and sizes of the cracks is obtained. The found optimal shape of working increases load-bearing capacity of the rock.

• 터널과지하공간
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• 제10권2호
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• pp.165-172
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• 2000

이방성 암반의 역학적 거동은 해당 암반의 이방성 각도에 따라 다양한 거동을 하게 되므로 터널이나 지하구조물들이 이방성 암반 내에 위치하는 경우, 이러한 특성을 고려한 설계 및 시공이 이루어져야 할 것이다. 따라서 본 연구에서는 먼저, 실내시험을 통하여 편마구조에 대한 역학적 특성을 규명하고 실내시험으로부터 구한 강도특성들을 이용하여 시험편 모델에 대한 유한차분해석을 수행하였으며, 시험편의 파괴메커니즘에 대한 수치해석적 분석을 수행하였다. 본 연구의 결과를 요약하면, 1)비교적 경암에 속하는 화강편마암임에도 불구하고, 퇴적층리나 불연속면을 가진 이방성 모델의 시험결과와 동일하게 편마구조의 각도변화에 따라 파괴강도의 경향을 뚜렷하게 구분할 수 있었으며, 전단강도시험을 제외하고 일반적으로 $\beta$:60$^{\circ}$에서 가장 적은 강도치를 나타내었다. 2) 횡등방성 모델을 이용하여 시험편에 대한 유한차분해석을 수행한 결과, 편마구조의 각도에 따라 응력분포 및 변형특성이 변화함을 알 수 있었다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제6권3호
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• pp.213-233
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• 2014

The present paper is dealing with the investigation of the stress field around the infinitely long cylindrical cavity, of a circular cross section, contained in the transversally isotropic elastic continuum. Investigation is based upon the determination of the stress function that satisfies the biharmonic equation, for the given boundary conditions and for rotationaly symmetric loading. The solution of the partial differential equation of the problem is given in the form of infinite series of Bessel's functions. Determination of the stress-strain field around cavities is a common requirement for estimation of safety of underground rock excavations.