• Geomechanics and Engineering
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• 제20권2호
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• pp.103-112
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• 2020

The dynamic response of crossing tunnels under heavy-haul train loads is still not fully understood. In this study, based on the case of a high-speed tunnel underneath an existing heavy-haul railway tunnel, a model experiment was performed to research the dynamic response characteristics of crossing tunnels. It is found that the under-crossing changes the dynamic response of the existing tunnel and surrounding rock. The acceleration response of the existing tunnel enhances, and the dynamic stress of rock mass between crossing tunnels decreases after the excavation. Both tunneling and the excitation of heavy-haul train loads stretch the tunnel base, and the maximum tensile strain is 18.35 µε in this model test. Then, the measured results were validated by numerical simulation. Also, a parametric study was performed to discuss the influence of the relative position between crossing tunnels and the advanced support on the dynamic behavior of the existing tunnel, where an amplifying coefficient of tunnel vibration was introduced to describe the change in acceleration due to tunneling. These results reveal the dynamic amplifying phenomenon of the existing tunnel during the new tunnel construction, which can be referred in the dynamic design of crossing tunnels.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2010년도 추계 학술발표회
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• pp.1190-1200
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• 2010

A method was developed to determine resilient modulus for crushed rock-soil mixtures whose usage has been increased recently without engineering specifications. The method is based on the subtle different modulus called nonlinear dynamic modulus and was lately implemented in residual soils and engineered crushed-stones. Hereby. the same method was expanded to crushed rock-soil mixtures containing as large grain diameter as 300mm. The method utilize field direct-arival tests for the determination of maximum Young's modulus, and a large scale free-free resonant column test, which is recently developed to is capable to test as large grain diameter as 25mm, for modulus reduction curves. The prediction model of resilient modulus was evaluated for crushed rock-soil mixtures of a highway construction site at Gimcheon, Korea.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 1999년도 제2회 학술발표회
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• pp.156-175
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• 1999

물리검층은 최근에 토목지반조사분야에 대한 활용성이 증가하고 있다. 이것은 물리 검층이 시추공 내에서 분해능 높은 다양한 원위치 물성정보를 제공할 수 있는 장점이 있기 때문이다. 현재 토목지반조사분야에서 적용되고 있는 것은 주로 암상구분, 파쇄대 인식과 동탄성계수의 산출, 지하수흐름검층 등이다. 이와 관련하여 최근에 활용성이 증가하는 물리검층법에 대한 소개와 지반조사와 관련한 물리검층 사례, 그리고 완전파형음파검층에 의한 탄성파 속도와 암반분류와 관계에 대한 사례를 소개한다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제22권3호
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• pp.255-264
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• 2020

With the ongoing development of deep mining of coal resources, some coal mine dynamic disasters have exhibited characteristics of both coal-gas outbursts and rockbursts. Therefore, research is required on the mechanism of rockburst-outburst coupling disaster. In this study, the failure characteristics of coal-rock combination structures were investigated using lab-scale physical simulation experiments. The energy criterion of the rockburst-outburst coupling disaster was obtained, and the mechanism of the disaster induced by the gas-solid coupling instability of the coal-rock combination structure was determined. The experimental results indicate that the damage of the coal-rock structure is significantly different from that of a coal body. The influence of the coal-rock structure should be considered in the study of rockburst-outburst coupling disaster. The deformation degree of the roof is controlled by the more significant main role of the gas pressure and the difference in the strength between the rock body and the coal body. The outburst holes and spall characteristics of the coal body after the failure of the coal-rock structure are strongly affected by the difference in strength between the roof and the coal body. The research results provide an in-depth understanding of the mechanism of rockburst-outburst coupling disasters in deep mining.

• 지질공학
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• 제29권3호
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• pp.339-349
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• 2019

국내 40개 구조물 설계 시 수행된 1,646개의 실내 및 현장시험 결과를 활용하여 국내 암종에 따른 동탄성계수의 분포특성을 파악하기 위하여 암종별 P파 속도, 정탄성계수, 동탄성계수 간의 상관식을 도출하고 기존 연구사례와 비교하여 검증하였다. P파 속도와 정탄성계수의 관계를 살펴보면 편마암에서는 선형, 화강암과 사암에서는 지수 함수의 관계를 보인다. 결정계수($R^2$)는 0.491~0.642로 높지 않지만, 결정계수를 0.836~0.990로 제시하고 있는 기존의 연구사례와 유사한 분포범위를 보인다. 정탄성계수와 동탄성계수의 상관식은 모든 암종에서 선형적인 관계를 보이며, 결정계수는 0.543~0.676이다. P파 속도와 동탄성계수의 상관식은 지수함수의 관계를 보이며, 결정계수는 0.875~0.940으로 높게 나타난다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제31권4호
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• pp.45-55
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• 2015

발파에 대한 주변 구조물이나 사면의 안정성은 경험적 진동감쇠식 또는 발파진동 동적 수치해석을 통하여 평가한다. 동적해석을 수행하기 위해서는 발파하중과 지반 감쇠비의 산정이 필요하다. 발파하중에 대해서는 다양한 경험적 방법이 제시되었지만 암반의 감쇠비에 대한 연구는 제한적이며 해석 시 이를 무시하거나 명확한 근거 없이 가정하여 해석에 적용하고 있다. 암반의 감쇠비는 절리의 영향을 크게 받으므로 이를 고려해서 산정해야 한다. 또한, 평면파로 가정할 수 있는 지진파와는 다르게 발파 시에는 구면파가 생성되며 이를 2차원 해석에서 모사하는 경우에는 이의 기하학적 확산을 고려하기 위하여 감쇠비를 조정해야 한다. 본 연구에서는 위의 두 가지 영향이 고려된 2차원 평면변형률 연속체 해석에 적용 가능한 암반의 등가감쇠비를 제안하였다. 이를 위하여 다양한 강성의 암반에 대한 2차원 동적해석을 수행하여 암반의 감쇠비에 따른 진동전파 특성을 분석하였으며 해석결과를 기반으로 진동감쇠식-전단파속도-등가감쇠비와의 상관관계를 규명하였다. 제시된 상관관계는 경험적 진동감쇠식에 상응하는 감쇠비를 산정한 최초의 시도로 중요한 의미가 있으며 동시에 실무에도 쉽게 적용될 수 있는 유용한 방법이다.

• 터널과지하공간
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• 제18권6호
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• pp.457-464
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• 2008

암반 굴착기술의 고속화 및 정밀한 암반손상평가를 위해서는 암석의 동적파괴 메커니즘에 관한 연구가 중요하다. 본 연구에서는 충격파형 제어 Split Hopkinson Pressure Bar (SHPB) 시스템을 이용하여 모의 암석시료에 단계별 충격하중을 가하여 취성재료의 동적파괴 특성 및 동적손상메커니즘을 분석하였다. 실험시료의 손상도 평가를 위하여 충격실험 전후에 모든 시료에 대하여 P파 및 S파 속도를 측정하였으며, 탄성파 속도 감쇠정도에 따른 손상도를 평가하였다. 모의 연암 시료와 경암 시료의 탄성파 속도 감쇠비는 충격하중이 증가함에 따라 비슷한 수준으로 증가하는 경향을 보였으나, 최종 변형률의 경우 모의 연암 시료에서 현저히 높은 값을 나타내었다.

• 터널과지하공간
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• 제27권3호
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• pp.121-131
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• 2017

본 연구에서는 암석과 콘크리트의 정적 및 동적 장기강도시험을 통해 이들 재료의 시간 의존적 거동에 대해 연구했으며, 특히 장기강도시험 중 발생한 미소파괴음 신호를 분석하여 장기 안정성 평가에 활용하고자 하였다. 정적 장기강도시험의 경우 임계하 균열성장시험을 활용하여 Mode I과 Mode II에 대한 장기거동과 미소파괴음 발생특성을 분석하였으며, 동적 장기강도시험의 경우, 반복재하 4점 굴곡시험을 통한 장기강도의 한계와 미소파괴음 발생특성을 분석하였다. 미소파괴음 분석결과, 미소파괴음 히트 누적곡선 대 시간에 따른 곡선은 1차, 2차, 3차 구간이 있는 크립곡선의 모양과 유사한 모양을 보였다. 선형구간에 해당하는 미소파괴음 히트 누적곡선의 2차 구간의 기울기와 지연파괴시간과의 로그-로그 관계로부터 암석과 콘크리트의 정적 및 동적 장기 안정성을 평가하는 방안에 대한 가능성을 제시하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제73권5호
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• pp.599-612
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• 2020

A combination of a gravity wall and an anchor beam is widely used to support the high soil deposit on rock mass. In this study, two groups of shaking table test were performed to investigate the responses of such combined retaining structure, where the rock masses were shaped with a flat surface and a curved surface, respectively. Meanwhile, the dynamic numerical analysis was carried out for a comparison or an extensive study. The results were studied and compared between the combined retaining structures with different shaped rock masses with regard to the acceleration response, the earth pressure response, and the axial anchor force. The acceleration response is not significantly influenced by the surface shape of rock mass. The earth pressure response on the combined retaining structure with a flat rock surface is more intensive than the one with a curved rock surface. The anchor force is significantly enlarged by seismic excitation with a main earthquake-induced increment at the first intensive pulse of Wenchuan motion. The value of anchor force in the combined retaining structure with a flat rock surface is generally larger than the one with a curved rock surface. Generally, the combined retaining structure with a curved rock surface presents a better seismic performance.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제12권4호
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• pp.295-306
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• 2010

암석과는 달리 절리암반은 변형률 의존적 변형특성(탄성계수 및 감쇠비)을 나타낸다. 탄성파를 이용한 현장실험을 통해 미소변형률 수준에서 암반의 최대탄성계수를 얻을 수 있으며 이를 내진 설계에 반영하고 있으나, 미소 변형률 이상의 중변형률($10^{-4}{\sim}0.5%$) 영역의 동적거동에 대한 실험적인 규명과 이에 대한 수치적 적용은 전무한 실정이다. 본 연구에서는 변형률 의존적 전단탄성계수 및 감쇠비의 비선형 거동 특성을 반영하여 동적해석을 수행할 수 있는 FLAC3D 해석 모듈을 개발하였다. 리커 웨이브의 파동 변화를 분석하여 개발된 모듈에 대한 검증을 수행하였다. 절리 암반의 탄성파 전파특성과 동적 거동특성을 모사할 수 있는 절리암반 공진주 시험장비를 통하여 현장에서 채취한 절리암반의 변형률 의존적 전단탄성 계수의 감쇠 특성과 감쇠비의 증폭 특성을 획득하였다. 개발된 비선형 해석 모듈에 실험으로부터 획득된 거동 특성을 반영하여 수직구와 사갱의 접속부에 대한 내진 안정성 평가를 수행하였다. 내진해석 결과, 비선형 해석이 선형 해석보다 더 큰 연직변위와 수평변위 결과를 나타냈다. 라이닝의 휨압축응력은 수직구과 사갱의 접속부에서 집중되는 것으로 나타났으며 비선형해석의 경우 라이닝에 더 큰 휨압축응력이 발생되는 것으로 나타났다. 본 연구를 통하여 변형률 의존적 절리암반의 비선형 거동특성을 보다 깊이 있게 이해하고 해석 및 설계시 고려할 수 있을 것으로 사료된다.