• 터널과지하공간
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• 제20권5호
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• pp.332-343
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• 2010

본 연구는 시공성, 효율성, 경제성, 안정성, 환경성 측면에서 기존 록 볼트보다 지보재 특성이 우수한 스파이럴 볼트의 적용 확대 활성화 방안으로 대체 지보재로서 스파이럴 볼트의 지보효과를 평가하는데 있다. 본 연구를 위하여 현재 가장 일반적으로 사용되고 있는 기존 록 볼트와 스파이럴 볼트에 대한 역학적 특성을 비교하였으며, 실내인발시험을 수행하여 지보재의 변위, 인발하중, 구속압 등 지보재의 성질을 살펴보았다. 또한 현장 원위치 인발시험을 실시한 결과를 실내인발시험과 비교하여 기존 록 볼트와 스파이럴 볼트의 지보특성 차이점을 평가하였다. 이상의 실내 및 현장시험에서 얻어진 결과를 FLAC3D를 이용한 수치해석 결과와 비교하여 두 지보재의 지보효과 차이를 분석하였다.

• 터널과지하공간
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• 제20권4호
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• pp.267-276
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• 2010

오늘날 전면접착형 록볼트는 암반공학 현장에서 주요 지보재로써 널리 이용되고 있다. 따라서 정밀한 록볼트 지보설계를 위해서는 록볼트의 지보거동 특성을 정확히 이해하는 것이 중요하다. 그 중요성에도 불구하고 아직까지도 전면접착형 록볼트의 지보력이 발휘되는 원리를 완전히 이해하지 못하고 있다. 지금까지 제시된 대부분의 해석적 모델들은 볼트의 경계조건을 단순화시켜 개발되었기 때문에 현장 록볼트의 지보거동을 이해하는 도구로 사용하기에는 적합하지 않다. 이 연구에서는 전면접착형 록볼트의 지보력 발휘 메카니즘을 이해하기 위하 여 3차원 탄성 유한요소해석을 실시하였다. 이를 통해 볼트 선단의 변위경계조건 변화, 암반탄성계수의 변화, 그리고 절리면의 교차가 록볼트의 전단응력 및 축응력 분포특성에 미치는 영향을 분석하였다. 해석결과는 볼트 선단의 고정판 설치 유무가 록볼트의 지보력 발휘 및 보강효과 증대에 큰 영향을 미치고 있음을 보여주었다.

• 화약ㆍ발파
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• 제29권1호
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• pp.10-16
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• 2011

대규모 사면이나 암반구조물의 불안정한 지반을 새로운 평형상태로 유지시키기 위한 지보재로서 그라운 드 앵커, 케이블 볼트, 록 볼트와 최근 새로운 형태로 개발된 지보재인 스파이럴 볼트가 있다. 이에 본 연구에서는 현재 가장 널리 이용되고 있는 지보재인 록 볼트와 새롭게 개발되고 있는 스파이럴 볼트를 대상으로 터널 내 현장 인발시험을 수행하여 지보재의 특성을 분석하였다. 최대인발하중의 변화 양상을 살펴보기 위해 수행한 스파이럴 볼트와 록 볼트에 대한 3회 재인발시험의 결과를 보면 스파이럴 볼트의 경우는 인발시험 횟수에 관계 없이 거의 일정함을 보였는데, 이것은 지보재가 최대인발하중에 도달할지라도 스파이럴 볼트와 충전재 사이에 파괴가 거의 일어나지 않으므로 일정한 최대인발하중을 보이는 것으로 판단된다. 반면에 록 볼트의 경우 인발시 험의 횟수가 증가할수록 인발하중은 점점 감소하였는데, 이것은 지보재가 최대인발하중에 도달할 때 록 볼트와 충전재 사이에 일부분 파괴가 발생함으로 인해서 나타나는 현상으로 판단된다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제11권3호
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• pp.439-455
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• 2016

This paper presented solutions of displacement and stress for a circular opening which is reinforced with grouted rock bolt. It satisfies the Mohr-Coulomb (M-C) or generalized Hoek-Brown (H-B) failure criterion, and exhibits elastic-brittle-plastic or strain-softening behavior. The numerical stepwise produce for strain-softening rock mass reinforced with grouted rock bolt was developed with non-associative flow rules and two segments piecewise linear functions related to a principle strain-dependent plastic parameter, to model the transition from peak to residual strength. Three models of the interaction mechanism between grouted rock bolt and surrounding rock proposed by Fahimifar and Soroush (2005) were adopted. Based on the axial symmetrical plane strain assumption, the theoretical solution of the displacement and stress were proposed for a circular tunnel excavated in elastic-brittle-plastic and strain-softening rock mass compatible with M-C or generalized H-B failure criterion, which is reinforced with grouted rock bolt. It showed that Fahimifar and Soroush's (2005) solution is a special case of the proposed solution for n = 0.5. Further, the proposed method is validated through example comparison calculated by MATLAB programming. Meanwhile, some particular examples for M-C or generalized H-B failure criterion have been conducted, and parametric studies were carried out to highlight the influence of different parameters (e.g., the very good, average and very poor rock mass). The results showed that, stress field in plastic region of surrounding rock with considering the supporting effectiveness of the grouted rock bolt is more than that without considering the effectiveness of the grouted rock bolt, and the convergence and plastic radius are reduced.

• 화약ㆍ발파
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• 제16권2호
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• pp.23-33
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• 1998

본 연구는 현재 시공중에 있는 성주터널에 사용될 Rock Bolt의 설계 기준을 작성하는데 목적을 두었다. 이 성주터널의 개설은 본 구역의 암질이 연약하기 때문에 NATM(New Austrian Tunnelling method)으로 시공하는 것으로 가정하였으며 본 공법에서 소약되는 Rock Blot의 길이와 간격 등의 설계 기준을 작성하엿다. 그 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 1) 터널 주어암석을 조립사암, 상립사암, 사귀하암 그리고 silty세일은 보통암이고 흑색세이로가 그레이와케(Greywacke) 그리고 설암으로 확인되었다. 2) 본 터널에 사용할 Rock Blot의 길이를 3~4m의 것을 활용할때에 Blot의 간격은 사암에는 최소 1.3m에서 최대 1.8로, 혈암에는 최소 1.3m에서 최대 2.0m이다. 그리고, 그레이와케(Grey-wake)의 경우는 공히 1.5m로 설계되었다.

• 터널과지하공간
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• 제1권2호
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• pp.168-180
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• 1991

Through field measurements, it was shown that the shear stresses along a fully grouted rock blot were proportional to the differences between the displacement of a bolt rod and that of surrounding rock. Accordingly the theoretical equation for the displacement along a rock bolt, R(x), can be proposed as differential form; $ \frac{d^2R(x)}{dx^2}-aR(x)=-a^2U(x)$ where U(x) is the displacement of surrounding rock and α is a constant. In this study above equation was applied to the boundary element analysis which can simulate the supporting behavior of each rock bolt around a tunnel and the results of the implementation of boundary element technique were shown.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2008년도 춘계 학술발표회 초청강연 및 논문집
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• pp.521-532
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• 2008

Supporting system design and construction management for the soft and hard rock layers with fractured zones are very important theme for the safety of temporary retaining wall, surrounding ground and structures in the urban deep excavation for the construction of subway, railway, building etc. The prevailing design method of supporting system for the soft and hard rock layers in the deep excavation is mostly carrying out by simplification without proper consideration for the characteristic of rock discontinuities. Therefore the behaviors of rock discontinuities and fractured zones dominate the whole safety of excavation work in the real construction stage, serious disaster due to the failure of temporary retaining wall can be induced in the case of developing large deformations in the ground and large axial forces in the supporting system. This paper introduces examples of deep excavation where the soft and hard rock layers with fractured zones were designed to be supported by shotcrete and rock bolt, deformations of corresponding ground and supporting systems in the construction period and increments of axial force in the upper earth anchors and strut due to the these deformations were investigated through detailed analysis of measurement data, the results were so used for the management of consecutive construction that led to the safe and economical completion of excavation work. The effort of this article aims to improve and develop the technique of design and construction in the coming projects having similar ground condition and supporting method.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제24권4호
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• pp.13-22
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• 2023

본 논문에서는 시험적 연구를 통해 록볼트가 지보효과를 발휘하는 시기를 그라우트 강도로 제시하고, 수치해석적 연구를 통해 지반조건과 경계면 강도감소계수에 따른 록볼트 인발 거동을 분석한 연구를 다루었다. 그 결과 록볼트는 그라우트 강도 5 MPa(재령 18시간)에서 지보효과를 발휘하였으며, 경계면 강도감소계수의 영향은 록볼트 변위의 경우 연약한 지반일수록, 그라우트- 지반의 전단응력의 경우 지반의 탄성계수가 높을수록, 그라우트 응력의 경우 모든 지반조건에서 영향이 큰 것으로 분석되었다. 이러한 연구결과는 록볼트 인발시험의 구체적인 기준 재정립과 록볼트 수치해석에 도움이 될 것으로 판단된다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제13권3호
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• pp.505-515
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• 2017

Based on the collapse characteristics of a shallow rectangular cavity, a three-dimensional failure mechanism which can be used to study the collapsing region of the rock mass above a shallow cavity roof is constructed. Considering the effects of surcharge pressure and surface bolt on the collapsing block, the external rate of works produced by surcharge pressure and surface bolt are included in the energy dissipation calculation. Using variational approach, an analytic expression of surface equation for the collapsing block, which can be used to study the collapsing region of the rock mass above a shallow cavity roof, is derived in the framework of upper bound theorem. Based on the analytic expression of surface equation, the shape of the collapsing block for shallow cavity is drawn. Moreover, the changing law of the collapsing region for different parameters indicates that the collapsing region of rock mass decreases with the increase of the density of surface bolt. This conclusion can provide reference for practicing geotechnical engineers to achieve an optimal design of supporting structure for a shallow cavity.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제17권11호
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• pp.15-21
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• 2016

국내에서는 현장에서 사용되고 있는 록볼트 공법에 대하여 여러가지 연구가 진행 중이다. 대규모 사면이나 터널, 암반구조물의 불안정한 지반을 새로운 평형상태로 유지시키기 위한 지보재로서 그라운드앵커, 록볼트가 있다. 이에 본 연구에서는 현재 가장 널리 이용되고 있는 지보재인 록볼트를 대상으로 원형 모형토조를 이용하여 실내 인발시험을 수행하여 지보재의 특성을 분석하였다. 최대인발하중의 변화 양상을 살펴보기 위해 수행한 록볼트에 대한 인발시험의 결과를 보면 인발시험 횟수에 관계없이 거의 일정함을 보였는데, 이것은 지보재가 최대인발하중에 도달할지라도 록볼트와 충전재 사이에 파괴가 거의 일어나지 않으므로 일정한 최대인발하중을 보이는 것으로 판단되며 금회 실내시험에서 충전재는 콘크리트와 토사로 채워져 있다. 주요 지보재인 록볼트의 충전재를 인공적인 재해를 방지하도록 설치한다. 본 논문에서는 록볼트 충전재인 그라우트재가 흘러내리는 것을 방지하기 위한 밀봉패커를 개발하였으며 그로 인한 터널과 사면에서 시공 시 적용성과 역할을 평가하였다.