• 한국지반공학회:학술대회논문집
• /
• 한국지반공학회 1993년도 봄 학술회 논문집
• /
• pp.33-40
• /
• 1993

The Bieniawski's geomechanics classification system(1984) is widely employed as a tool of engineering evaluation of rock masses for tunnel design. Since the siz parameters adoped in the system are believed to control the engineering behavior of rock mass under an external load, no question may be raised to the conceptional idea immanent in the system. However, the rating grade for each individual parameter given in the system may be properly measured since an engineering property of rock mass is not stepwise changed but continuously changed. In order to get the proper rating grade based upon the continuously changed properties in each parameter, several equations presented in this paper are obtained through regration analyses with the grades and median values of properties givne in the system. A FORTRAN computer program given in the paper could provide not only RMR value but also rock mass properties (E, c, o, v, etc.) using the empirical equations.

• 터널과지하공간
• /
• 제19권6호
• /
• pp.479-489
• /
• 2009

터널 굴착시 굴진면 전방의 지반상태를 사전에 파악하는 것은 터널의 안정성을 증가시킴과 동시에 시공성을 향상시켜 경제적인 터널 시공을 할 수 있도록 한다. 이에 본 연구에서는 터널 천공시 획득되는 천공데이터를 이용하여 굴진면 전방의 암반강도를 예측하고자 하였다. 이는 암반강도가 현장에서 암반분류 및 지보패턴 설계 등의 핵심인자로 가장 보편적으로 활용될 뿐만 아니라, 암반강도의 변화를 통해 굴진면 전방의 지반상태 변화를 예측하는데도 활용할 수 있기 때문이다. 이를 위해 본 연구에서는 다양한 강도 특성을 보이는 균질한 암석시험편을 대상으로 착암기 종류를 변화시켜가며 천공실험을 수행하였다. 실험결과 천공속도는 다른 천공데이터들과 착암기의 종류 및 암석의 강도에 따라 고유한 값을 보이는 것으로 나타났다. 또한, 동일한 암석에 대해 천공시 타격압이 증가하면 천공속도는 선형적으로 비례하여 증가하는 것으로 나타났다. 이러한 결과를 바탕으로 본 연구에서는 터널 시공 현장에서 착암기의 제원, 현장 계측 데이터 및 천공속도와 암반강도의 상관관계를 이용하여 터널 굴진면 전방의 암반강도를 예측할 수 있는 방안을 제안하였다.

• 터널과지하공간
• /
• 제19권5호
• /
• pp.407-420
• /
• 2009

이 연구에서는 시추 조사와 물리탐사 자료와 같은 다양한 지반 정보를 통합하여 최적의 암반 분류 기법을 도출하는데 지시크리깅을 적용하였다. 최적의 지시크리깅 결과를 얻기 위해서는 효과적으로 hard data(시추조사)와 soft data(물리탐사 자료)를 통합하기 위한 알맞은 방법을 모색할 필요가 있다. 이론적인 베리오그램 모델변수를 결정하기 위해 반복적 비선형 역산 방법을 적용하였고 이 알고리즘의 타당성 검증을 위해 목적함수의 분포양상을 검토한 결과 상관거리에 따른 구배는 대단히 작은 특성을 보였다. 현장 적용지역은 지표에서 터널 계획고까지의 심도가 최대 500 m인 대규모 산악터널 예정지이다. 지시크리깅을 이용하여 soft data인 AMT (Audio frequency Magneto-Telluric) 탐사 자료와 hard data인 RMR자료를 하나로 통합하고자 하였다. 결론적으로 터널계획고와 터널 상부 1D 구간에 대한 암반등급도를 작성하여 도시하였다.

• 터널과지하공간
• /
• 제32권6호
• /
• pp.530-548
• /
• 2022

고준위방사성폐기물 심층처분 부지선정과정은 단계별로 진행될 예정이며, 부지선정과 관련된 평가인자는 103개로 제안된 바 있다. 이 중 암반공학분야에서 무결암, 절리나 암반에 대한 평가인자는 33개가 있으며, 기본조사와 상세조사 단계에서 적용된다. 본 보고에서는 일축압축강도와 원위치 응력, 절리분포, 암반등급을 주요 평가인자로 선정하고, 이 중 일축압축강도와 원위치 응력을 핵심 평가인자로 선정하였다. 선정한 핵심 평가인자에 대한 분포범위를 평가하기 위해 원주와 춘천지역의 화강암을 대상으로 통계적 기법 또는 회귀분석을 수행하였다. 사후분포를 통해 추정된 원주지역의 일축압축강도의 평균은 약 171 MPa, 춘천지역은 약 123 MPa이다. 원주지역에 작용하는 최대 원위치 응력은 30 MPa 이하이며 춘천지역은 40 MPa 이하였다. 회귀분석에 의해 산정된 최대수평응력의 방향은 원주의 경우 101°이며 춘천의 경우는 95°였다.

• 터널과지하공간
• /
• 제28권3호
• /
• pp.232-246
• /
• 2018

이 연구에서는 탄성파 속도를 이용한 암반분류(RMR)의 근거를 정량적으로 확인하기 위해 3공의 시추공 시추자료(지층 경계, RMR 등)와 현장 탄성파 측정 자료들과의 관계를 살펴보았다. 현장에서 획득된 탄성파 속도는 심도가 증가함에 따라 단조증가의 경향을 보인다. 각 시추공의 동일 심도에서 RMR, RQD, 절리간격 등의 상호상관성이 관찰되었으나, 탄성파 속도(Vp)는 RQD, 절리간격, UCS, 암편 Vp, RMR 등과 상관관계가 없는 것으로 나타났다. 반면, 시추공(3공)에서 모든 자료에 대하여 심도를 고려하지 않고 분석하였을 경우 현장 탄성파 속도와 대부분의 RMR 인자들은 상관성이 낮지만(예: 일축압축강도와 절리간격의 결정계수: 각각 0.039와 0.091), RMR과 RQD는 상대적으로 높은 상관관계가 있는 것으로 나타났다(RQD와 RMR의 결정계수: 각각 0.193과 0.211). 이러한 결과는 현장 탄성파 속도로부터 각 심도 지점에서의 개별 인자 값의 유추는 불가능하지만, 암반의 전반적인 물성을 포함하고 있는 RMR의 상관관계를 이용하여 개략적인 지반특성의 파악은 가능하다는 점을 시사한다. 아울러, 널리 이용되는 품셈의 연암-보통암의 경계값이 시추조사를 통해 실제 지반의 연암-보통암 경계값에 비해 속도가 느림이 관찰되는데, 이는 품셈의 기준을 재정립할 필요가 있음을 지시한다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제14권6호
• /
• pp.617-635
• /
• 2012

본 연구에서는 그라우팅이 실시된 4~5 등급(Q 분류의 1 이하)에 해당 되는 암반 터널을 대상으로, 그라우팅 전 후의 암반 투수계수 및 그라우팅 주입량과 Q분류법의 파라미터들간의 상관관계를 분석해 보았다. 연구 대상 터널의 경우 Q 값이 작을수록 그라우팅 전 암반 투수계수는 커지며, 그라우트의 주입량은 작아지는 것으로 나타났다. 또한 투수계수 및 주입량에 가장 큰 영향을 미치는 요인은 RQD 및 절리군수(Jn)인 것으로 나타났다. 또한 보통시멘트를 주입재로 한 암반터널 그라우팅 작업에서 투수계수를 $1.0{\times}10^{-8}$ m/sec이하로 낮추는 것은 매우 어려운 것으로 나타났다.

• Geomechanics and Engineering
• /
• 제29권3호
• /
• pp.249-258
• /
• 2022

A disc cutter is an excavation tool on a tunnel boring machine (TBM) cutterhead; it crushes and cuts rock mass while the machine excavates using the cutterhead's rotational movement. Disc cutter wear occurs naturally. Thus, along with the management of downtime and excavation efficiency, abrasioned disc cutters need to be replaced at the proper time; otherwise, the construction period could be delayed and the cost could increase. The most common prediction models for TBM performance and for the disc cutter lifetime have been proposed by the Colorado School of Mines and Norwegian University of Science and Technology. However, design parameters of existing models do not well correspond to the field values when a TBM encounters complex and difficult ground conditions in the field. Thus, this study proposes a series of machine learning models to predict the disc cutter lifetime of a shield TBM using the excavation (machine) data during operation which is response to the rock mass. This study utilizes five different machine learning techniques: four types of classification models (i.e., K-Nearest Neighbors (KNN), Support Vector Machine, Decision Tree, and Staking Ensemble Model) and one artificial neural network (ANN) model. The KNN model was found to be the best model among the four classification models, affording the highest recall of 81%. The ANN model also predicted the wear rate of disc cutters reasonably well.

• Geomechanics and Engineering
• /
• 제11권4호
• /
• pp.515-530
• /
• 2016

In this paper, five different quantitative parameters were proposed for the characterization of the primary roughness which is the component of surface morphology that prevails during large strike-slip faults of more than 50 m. These parameters are mostly the anisotropic properties of rock surface morphology at various scales: (i) coefficient ($k_a$) and degree (${\delta}_a$) of apparent structural anisotropy of surface; (ii) coefficient ($k_r$) and degree (${\delta}_r$) of real structural anisotropy of surface; (iii) surface anisotropy function P(${\varphi}$); and (iv) degree of surface waviness ($W_s$). The coefficient and degree of apparent structural anisotropy allow qualifying the anisotropy/isotropy of a discontinuity according to a classification into four classes: anisotropic, moderately anisotropic/isotropic and isotropic. The coefficient and degree of real structural anisotropy of surface captures directly the actual surface anisotropy using geostatistical method. The anisotropy function predicts directional geometric properties of a surface of discontinuity from measurements in two orthogonal directions. These predicted data may subsequently be used to highlight the anisotropy/isotropy of the surface (radar plot). The degree of surface waviness allows qualifying the undulation of anisotropic surfaces. The proposed quantitative parameters allows their application at both lab and field scales.

• 터널과지하공간
• /
• 제13권4호
• /
• pp.321-329
• /
• 2003

채굴적의 붕괴에 따른 침하에 의해 발생하는 변형률 의존 수리전도도 변화를 조사하였다. 수직 및 전단벨변형률, 탄성계수감소비, 절리간격 등은 수리전도도 변화를 좌우하는 주요 인자들이다. 탄성계수감소비는 RMR에 의해 절리간격은 RQD로 표현함으로서 심하게 파쇄된 암반에서부터 무결암까지의 모든 조건을 나타내는 현지암반의 수리전도도 변화를 결정할 수 있다. 지표 부근에서의 수리전도도 변화는 별로 나타나지 않으며 채굴적 주변에서의 변화가 큰 것으로 나타났다. 침하에 의해 수리전도도가 1보다 커지는 지역은 채굴적 상부 약 20m 구간까지 인 것으로 조사되었다. 전단변형률도 채굴적 주변에서의 수리전도도 증가에 큰 역할을 하는 것으로 나타났다. RMR이 감소함에 따라 채굴적 주변의 수리전도도는 증가하는 것으로 나타났는데 이는 RMR이 낮은 불량 암반에서의 침하가 수리전도도에 큰 영향을 미친다는 것을 의미한다.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제4권2호
• /
• pp.77-91
• /
• 2003

연속체 해석을 위한 암반거동 모델로서 널리 이용되고 있는 Hoek-Brown 파괴기준은 1980년도에 발표된 이후 수차례의 수정 보완을 거쳐 1994년에 발표된 Generalized Hoek-Brown 파괴기준식을 토대로 현재 암반을 대상으로 한 지반구조물 해석에 많이 적용되고 있다. 그러나 지반구조물 수치해석시 Hoek-Brown 파괴기준의 적용은 일반적으로 등가의 Mohr-Coulomb 전단강도정수를 산정하여 간접적으로 이용하게 되는데, 이때 등가의 암반 전단강도정수를 암반내 주응력 분포와 상관없이 일정 상수로 적용함으로서 Hoek-Brown 파괴기준의 비선형성을 고려하지 못하는 단점이 있다. 따라서 본 연구에서는 암반사면의 안정성 평가를 위한 연속체 해석시 Hoek-Brown 파괴기준의 비선형성을 고려할 수 있는 해석기법을 검토하고, 수치해석기법에 의한 사면안정검토에 주로 이용되고 있는 강도감소법을 이용하여 암반사면의 안정성을 정량적으로 평가하고자 하였다. 특히 최근에 발표된 수정 Hoek-Brown 파괴기준을 토대로 수정된 등가 Mohr-Coulomb 강도정수 산정법과 사면굴착시 발파 및 응력이완에 의한 암반 교란/손상을 고려한 암반교란상수(Disturbance Factor) D을 이용하여 안정해석을 수행하였다.