• Geomechanics and Engineering
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• 제20권5호
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• pp.461-474
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• 2020

Analysing the incompatible deformation and damage evolution around the tunnels in mixed strata is significant for evaluating the tunnel stability, as well as the interaction between the support system and the surrounding rock mass. To investigate this issue, confined compression tests were conducted on upper-soft and lower-hard strata specimens containing a circular hole using a rock testing system, the physical mechanical properties were then investigated. Then, the incompatible deformation and failure modes of the specimens were analysed based on the digital speckle correlation method (DSCM) and Acoustic Emission (AE) data. Finally, numerical simulations were conducted to explore the damage evolution of the mixed strata. The results indicate that at low inclination angles, the deformation and v-shaped notches inside the hole are controlled by the structure plane. Progressive spalling failure occurs at the sidewalls along the structure plane in soft rock. But the transmission of the loading force between the soft rock and hard rock are different in local. At high inclination angles, v-shaped notches are approximately perpendicular to the structure plane, and the soft and hard rock bear common loads. Incompatible deformation between the soft rock and hard rock controls the failure process. At inclination angles of 0°, 30° and 90°, incompatible deformations are closely related to rock damage. At 60°, incompatible deformations and rock damage are discordant due that the soft rock and hard rock alternately bears the major loads during the failure process. The failure trend and modes of the numerical results agree very well with those observed in the experimental results. As the inclination angles increase, the proportion of the shear or tensile damage exhibits a nonlinear increase or decrease, suggesting that the inclination angle of mixed strata may promote shear damage and restrain tensile damage.

• Geomechanics and Engineering
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• 제17권3호
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• pp.237-245
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• 2019

In deep mixed rock strata, a double shield TBM (DS-TBM) is easy to be entrapped by a large force during tunneling. In order to reduce the probability of the entrapment, we need to investigate a favorable driving direction, either driving with or against dip, which mainly associates with the angle between the tunneling axis and strike, ${\theta}$, as well as the dip angle of rock strata, ${\alpha}$. We, therefore, establish a 3DEC model to show the changes of displacements and contact forces in mixed rock strata through LDP (longitudinal displacement profile) and LFP (longitudinal contact force profile) curves at four characteristic points on the surrounding rock. This is followed by a series of numerical models to investigate the favorable driving direction. The computational results indicate driving with dip is the favorable tunneling direction to reduce the probability of DS-TBM entrapment, irrespective of ${\theta}$ and ${\alpha}$, which is not in full agreement with the guidelines proposed in RMR. From the favorable driving direction (i.e., driving with dip), the smallest contact force is found when ${\theta}$ is equal to $90^{\circ}$. The present study is therefore beneficial for route selection and construction design in TBM tunneling.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제19권1호
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• pp.57-70
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• 2017

본 연구에서는 광산이나 오일샌드 등의 분야에서 적용되고 있는 슬러리 파이프 마모량 측정 방법과 슬러리 파이프의 마모량 예측에 관련된 이론식들을 문헌연구를 통해 살펴보고, 실제 싱가포르 슬러리 쉴드 TBM 현장에서 주기적으로 측정한 직선부 슬러리 파이프의 두께 측정 자료로부터 평균 일일 마모율과 굴착거리당 마모율을 산정하였다. Bukit Timah Granite의 풍화등급에 따른 마모율을 구하였는데, 풍화토에 가까운 G (V) 등급 지반 및 G (III)/G (V)의 복합지반에서의 마모율이 G(I)~G (IV)의 암반 등급지반에 비해서 1.5배 높게 나타났다. 슬러리 파이프 마모율은 슬러리 운송속도에 비례하여 증가하는 경향을 보였다. 향후 지반특성 별 파이프 마모율과 합리적인 관리두께 선정을 통하여 보다 최적화된 슬러리 파이프의 교체 및 회전 주기를 산정할 수 있을 것으로 판단된다.

• 자원환경지질
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• 제37권2호
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• pp.195-206
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• 2004

강원도 풍암(갑천)지에 분포하는 백악기 퇴적암류에 대한 고지자기 및 암석자기 연구를 수행하였다. 13개 지점으로부터 총 128개의 정향시료를 착공하였다. 지점별 고지자기 방향은 지층경사보정 후에 D/I=353.1$^{\circ}$/55.6$^{\circ}$, k=21.5, =$$\alpha$_{95}$=10.1$^{\circ}$, 보정 전에 D/I=10.5$^{\circ}$/56.9$^{\circ}$, k=73.9, =$$\alpha$_{95}$=5.3로 나타났으며, 지층경사보정 후에 분산도가 증가하였다. 단계별 경사보정에 따른 정확도상수(k)도 20% 경사보정시 최대값을 보였다. 전자현미경 관찰결과에서는 이차적으로 생성된 적철석이 녹니석 등의 점토광물들과 함께 나타났다. 이러한 결과들은 연구지역의 특성잔류자화가 지층경사 이후에 생성된 적철석에 의하여 기록된 재자화 성분임을 지시한다. 연구지역의 재자화 작용은 주변에 열수맥광상을 형성시킨 마그마수/천수 혼합 유체와 관련된 것으로 해석하였다. 재자화 방향으로부터 계산한 고지자기극의 위치(214.3$^{\circ}$E, 81.6$^{\circ}$N, =$A_{95}$==7.4$^{\circ}$)는 한반도에서 기 보고된 후기 백악기와 제 3기의 고지자기극의 위치와 가깝다. 이 시기의 화학잔류자화에 의한 재자화현상은 옥천대 경계부에 위치한 다른 백악기 소분지들(예, 음성분지, 공주분지, 영동분지)과 옥천비변성대의 고생대 지층에서도 보고된 바 있기 때문에 옥천대에 광역적으로 일어난 것으로 생각된다.