• 터널과지하공간
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• 제4권2호
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• pp.119-131
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• 1994

This is a Double-Track Railway tunnel in typical Tae-Gu black and gray shale forming part of the No.1 Line of the Tae-Gu Subway. The main fault zone at tunnel is a moderately to highly weathered and closely jointed zone, 0.5 m wide with associated paralled jointing which is slickensided and fractured. After excavation by blasting, the soft rocks should need to be reinforced with optimal supporting pattern which might be better redesigned through the consideration of the results of in-situ rock measurements at the field. Performances fo the field tests included Point Load Test, Schmidt Hammer Test, and field joint measurement gave the detail data for the optimum support design and safe excavation of the No.1 Line of Tae-Gu Subway at the No.1-7 consturction site adn the safety of this redesigned supports system was analysed by the FDM program FLAC.

• 터널과지하공간
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• 제21권3호
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• pp.151-163
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• 2011

LCM 시험은 디스크커터의 설계와 굴진성능 예측을 위한 가장 신뢰성 있는 시험으로 알려져 왔다. 하지만, 실대형 시료를 대상으로 실제의 커터 하중을 예측할 수 있는 이점이 있음에도 불구하고, 시료의 채취 및 운반이 용이하지 않고 1회 시험에 많은 비용이 소요된다는 단점을 갖고 있다. 또한 절리를 포함한 시료에 대한 시험의 경우, 시험 과정이 용이하지 않을 뿐만 아니라, 시험에서 예측된 모델을 설계에 반영하기 어려운 경우가 많다. 이러한 한계점을 극복하기 위해 수치해석 모델개발에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 입자의 유동해석을 효과적으로 묘사할 수 있는 PFC2D를 이용하여 디스크커터의 절삭운동에 의한 암석시험편의 파쇄형상 및 균열 전파양상을 분석하고자 하였다. 또한 절리를 포함한 암석시험편을 모델링하여 절리의 경사각, 절리의 경사방향 그리고 절삭면에 노출된 절리의 간격의 변화에 따른 디스크커터의 절삭력을 수치해석적으로 분석하였다. 해석결과, 절리의 경사방향이 디스크커터의 진행방향과 반대일 때, 절리의 경사각이 작을수록, 노출된 절리의 간격이 좁을수록 더 큰 절삭력이 요구됨을 알 수 있었다. 이와 같은 수치해석 결과를 토대로, 디스크커터와 절리의 분포 특성과의 상관관계를 LCM 시험 결과와 비교 분석한다면, 보다 정확한 수치모델을 개발할 수 있을 것으로 판단되며 TBM(Tunnel Boring Machine) 굴착성능 예측 및 디스크커터의 적합 설계에 합리적인 판단기준을 제시할 수 있을 것으로 기대된다.

• 터널과지하공간
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• 제19권2호
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• pp.123-131
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• 2009

불연속성 암반에 2-Arch 터널을 건설할 경우, 필러에 작용하는 응력분포 특성을 파악하기 위하여 대형 모형실험과 수치해석을 수행하였다. 분석결과, 불연속면이 존재하는 경우에는 필러에 작용하는 하중이 매우 불규칙적으로 발생하였으며, 불연속면 경사의 영향이 큰 것을 확인하였다. 수치해석 결과 필러부에는 굴착단계에 따라 위치별로 큰 응력 차이가 확인되었다. 주목할 점은 터널 굴착시 벽체뿐만 아니라 필러 기초부에도 큰 응력 차이가 발생하였다. 필러 설계시 이러한 응력편차 현상을 신중하게 고려할 필요가 있다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제11권6호
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• pp.787-803
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• 2016

DDARF (Discontinuous Deformation Analysis for Rock Failure) is a numerical algorithm for simulating jointed rock masses' discontinuous deformation. While its reinforcement simulation is only limited to end-anchorage bolt, which is assumed to be a linear spring simply. Here, several new reinforcement modes in DDARF are proposed, including lining reinforcement, full-length anchorage bolt and equivalent reinforcement. In the numerical simulation, lining part is assigned higher mechanical strength than surrounding rock masses, it may include multiple virtual joints or not, depending on projects. There must be no embedding or stretching between lining blocks and surrounding blocks. To realize simulation of the full-length anchorage bolt, at every discontinuity passed through the bolt, a set of normal and tangential spring needs to be added along the bolt's axial and tangential direction. Thus, bolt's axial force, shearing force and full-length anchorage effect are all realized synchronously. And, failure criterions of anchorage effect are established for different failure modes. In the meantime, from the perspective of improving surrounding rock masses' overall strength, a new equivalent and tentative simulation method is proposed, it can save calculation storage and improve efficiency. Along the text, simulation algorithms and applications of these new reinforcement modes in DDARF are given.

• 한국지반공학회논문집
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• 제30권2호
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• pp.43-52
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• 2014

본 논문은 암반지층에 설치되는 굴착벽체에 발생하는 토압에 대한 단계별 굴착깊이의 영향을 조사한 것이다. 암반지층에서 발생하는 문제들을 다루기 위해 개별요소법에 근거한 수치해석적 매개변수해석을 수행하였다. 수치해석은 매개변수로서 단계별 굴착깊이, 암반종류 및 절리조건(절리면의 전단강도 및 절리경사각)을 고려하였다. 암반지층에서 발생된 토압과 토사지반에서의 경험토압인 Peck토압이 서로 비교되었다. 비교결과 암반지층에서 발생된 토압은 암반의 종류 및 절리조건에 따라서 크게 영향을 받았으며, 단계별 굴착깊이의 영향은 암반상태가 나빠질수록 증가하는 것으로 나타났다. 더불어, 암반지층에 설치된 굴착벽체에 발생하는 토압은 토사지반에 대한 Peck의 경험토압과는 크게 다를 수 있다는 결과를 얻었다.

• 한국터널공학회:학술대회논문집
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• 한국터널공학회 2005년도 학술발표회 논문집
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• pp.348-358
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• 2005

Although the evaluation of the mechanical properties and behavior of discontinuous rock masses is very important for the design of underground openings, it has always been considered the most difficult problem. One of the difficulties in describing the rock mass behavior is assigning the appropriate constitutive model. This limitation may be overcome with the progress in discrete element software such as PFC, which does not need the user to prescribe a constitutive model for rock mass. Instead, the micro-scale properties of the intact rock and joints are defined and the macro-scale response results from those properties and the geometry of the problem. In this paper, a $30m{\times}30m{\times}30m$ jointed rock mass of road tunnel site was analyzed. A discrete fracture network was developed from the joint geometry obtained from core logging and surface survey. Using the discontinuities geometry from the DFN model, PFC simulations were carried out, starting with the intact rock and systematically adding the joints and the stress-strain response was recorded for each case. With the stress-strain response curves, the mechanical properties of discontinuous rock masses were determined and compared to the results of empirical methods such as RMR, Q and GSI. The values of Young's modulus, Poisson's ratio and peak strength are almost similar from PFC model and Empirical methods. As expected, the presence of joints had a pronounced effect on mechanical properties of the rock mass. More importantly, the mechanical response of the PFC model was not determined by a user specified constitutive model.

• 터널과지하공간
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• 제8권3호
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• pp.184-193
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• 1998

방사성 폐기물의 안전한 처분을 위해서는 암반의 역학적, 열적, 유체 거동 뿐 아니라 암반과 물 사이의 물리 화학적 상호작용을 이해할 필요가 있다. 또한 지질구조, 지하현지응력, 습곡, 열수작용, 마그마의 관입, 판구조 등과 같은 많은 조건을 모델링하고 예측하기 위해서는 암석의 역학적, 수리적 특성을 알아야 한다. 이 연구는 심부 암반에 폐기물 처분과 관련된 암석역학적인 사항들에 대해 연구들에 기초하고 있다. 이 논문은 변하는 온도 상태에서 암반의 역학적 수리적 거동, 암반의 열-수리-역학적 상호작용 해석과 불연속 암석의 거동 특성 등을 포함한다. 역학적 특성은 Interaken 암석역학 시험 시스템으로 측정되었으며, 수리적 특성에는 순간 증압 투수계수 측정 시스템이 사용되었다. 모든 결과에서 암석 특성은 온도 변화에 민감함을 보였다.

• 터널과지하공간
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• 제2권2호
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• pp.212-223
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• 1992

The distinct element method(DEM) si well suited to the kinematic analysis of blocky rock masses. Two distinctive problems, a rock avalache and tunnel in jointed rock masses, are chosen to apply the DEM which is based on perfectly rigid behaviour of blocks. Investigated for both problems are the effects of the input parameters such as contact stiffnesses, friction coefficient and damping property. Using various types of models of the avalanche and tunne, an extensive parametric study is done to gain experiences in the method, and then to alleviate difficulties in determining parameter values suitable for a given problem. The coefficient of frictio has significant effects on all aspects of avalanche motion(travel distance, velocity and travel time), while the stiffnesses affect the rebounding and jumping motions after collision. The motion predicted by the models having single and mutiple blocks agrees well to the observations reported on the actual avalache. For the tunnel problem, the behaviour of the key block in an example tunnel is compared by testing values of the input parameters. The stability of the tunnel is dependent primarily on the friction coefficient, while the stiffness and damping properties influence the block velocity. The kinematic stability of a tunnel for underground unclear waste repository is analyzed using the joint geometry data(orientation, spacing and persistence) occurred in a tailrace tunnel. Allowing a small deviation to the mean orientation results in different modes of failure of the rock blocks around the tunnel. Of all parameters tested, the most important to the stability of the tunnel in blocky rock masses are the geometry of the blocks generated by mapping the joint and tunnel surfaces in 3-dimensions and also the friction coefficient of the joints particularly for the stability of the side walls.

• 한국지반공학회논문집
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• 제36권12호
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• pp.125-132
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• 2020

암반내의 절리는 암반의 전체적인 역학적 거동에 중요한 역할을 한다. 암반에 대한 수치해석은 절리면의 역학적 물성, 방향성, 간격 그리고 연속성을 정교하게 모델링할수 있어야 한다. 본 논문의 내재적 절리-연속체 접근법은 절리군을 포함한 암반의 역학적 모델을 제시한다. 암반에 대한 강성 텐서는 온전한 암석과 절리군의 역학적 특성으로부터 산정하였다. 이는 온전한 암석과 절리군에 대한 연속적 강성 시스템의 컴플라이언스 텐서 합으로부터 산정할 수 있다. 암반사면의 평면파괴에 대한 수치해석은 기존의 daylight envelope과 측면한계를 적용하는 경험적인 방법과 상당히 일치함을 확인하였다. 개발된 내재적 절리-연속체 모델은 연속체 기반으로 수식화되어 기존의 절리에 대한 열-수리-화학적 실험적 결과들을 실제 수치해석에 적용할수 있을 것이다.

• 한국암반공학회:학술대회논문집
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• 한국암반공학회 2000년도 암반공학문제의 수치해석(Numerical Analysis in Rock Engineering Problems)
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• pp.139-146
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• 2000

지하 채굴에 따른 침하와 수리전도도의 변화 양상에 관하여 조사를 하였다. 채굴 후 암반내 발생하는 변형률과 변형률 의존 수리전도도와의 상호 관계를 나타내는 식을 얻기 위하여 절리 암반을 등가 다공질 매질로 고려하였으며, 단일 절리의 수리전도도는 평행판 이론을 적용하여 결정하였다. 해석 결과에 따르면 채굴 후 암반내 수리전도도의 변화는 침하에 의해 발생한 변형률에 직접적으로 연관이 있는 것으로 나타났다. 채굴적의 폭을 증가시킴에 따라 최대 침하량과 수리전도도의 크기가 증가하였다. 절리 간격은 수리전도도의 변화에 영향을 주는 것으로 나타났다.