• 한국지반공학회논문집
• /
• 제20권8호
• /
• pp.15-27
• /
• 2004

개착과정에서 대규모 인장균열이 발생한 암반사면의 파괴거동 양상을 분석하였다. 사면지역 암반의 구조적 특성분석을 위하여 전기비저항 탐사를 수행하였으며, DOM 시추작업을 수행하여 불연속면의 방향성과 시추공 내의 출현위치를 측정하였다. 회수된 코어를 관찰하여 개착면 및 인근 자연사면의 파괴 거동이 진행되었을 것으로 추측되는 예상 활동면의 존재성을 확인하였으며, 협재된 팽윤성 점토광물의 조성을 XRD 회절분석을 통하여 조사하였다. 사면 안정성 분석은 사면지역에 표출되는 절리들의 trace 분포 및 방향성을 고려하여 수행하였으며, 사면파괴를 유발시킬 수 있는 절리들의 시추공 내에서의 위치 및 방향성에 의거하여 심도별 지반 거동특성을 분석하였다. 시추공 별 예상 파괴 활동면의 3차원 위치 좌표에 의거하여 구역별 거동 벡터를 산정하고 예상되는 전체적 인 사면거동 양상을 고찰하였다.

• Geomechanics and Engineering
• /
• 제8권6호
• /
• pp.757-767
• /
• 2015

Rock mass is an important engineering material. In hydropower engineering, rock mass of bank slope controlled the stability of an arch dam. However, mechanical characteristics of the rock mass are not only affected by lithology, but also joints. On the basis of field geological survey, this paper built rock mass material containing parallel concentrated joints with different dip angle, different number under different stress conditions by PFC (Particle Flow Code) numerical simulation. Next, we analyzed mechanical property and fracture features of this rock mass. The following achievements have been obtained through this research. (1) When dip angle of joints is $15^{\circ}$ and $30^{\circ}$, with the increase of joints number, peak strength of rock mass has not changed much. But when dip angle increase to $45^{\circ}$, especially increase to $60^{\circ}$ and $75^{\circ}$, peak strength of rock mass decreased obviously with the increase of joints number. (2) With the increase of confining stress, peak strengths of all rock mass have different degree of improvement, especially the rock mass with dip angle of $75^{\circ}$. (3) Under the condition of no confining stress, dip angle of joints is low and joint number is small, existence of joints has little influence on fracture mode of rock mass, but when joints number increase to 5, tensile deformation firstly happened at joints zone and further resulted in tension fracture of the whole rock mass. When dip angle of joints increases to $45^{\circ}$, fracture presented as shear along joints, and with increase of joints number, strength of rock mass is weakened caused by shear-tension fracture zone along joints. When dip angle of joints increases to $60^{\circ}$ and $75^{\circ}$, deformation and fracture model presented as tension fracture zone along concentrated joints. (4) Influence of increase of confining stress on fracture modes is to weaken joints' control function and to reduce the width of fracture zone. Furthermore, increase of confining stress translated deformation mode from tension to shear.

• 터널과지하공간
• /
• 제19권3호
• /
• pp.236-247
• /
• 2009

도심지에서의 인구 및 시설물 과밀화 현상으로 인해 지하 공간의 효율적 활용 문제가 대두되고 있으며, 이에 대한 해결책으로 저심도 지하공간의 개발이 증가되고 있다. 그러나 저심도 터널 굴착시 예상치 못한 붕락 문제도 함께 증가하고 있으므로, 터널 붕락으로 인한 인명과 재산의 피해를 줄이기 위해서는 굴착 개시전에 암반거동 유형을 파악하고 분류하는 것이 필요하다. 특히 붕락(cave-in)의 경우 낙반이나 소성변형보다 발생규모가 크고 빠르게 일어나는 특징이 있으므로 이에 대한 대비책이 마련되어야 한다. 본 연구에서는 7가지의 매개변수-일축압축강도, 암질지수, 절리면 상태, 응력 상태, 지하수, 지진 및 진동, 터널 폭을 이용하여 붕락 거동 유형을 파악하고자 하였다. 이러한 매개변수로부터 붕락 거동을 예측하기 위해서는 현장 사례로부터 충분한 자료를 확보하여야하나 현장자료의 부족 등의 현실적인 한계를 고려하여 7가지 매개변수들간의 상호영향성과 가중치를 산정하기위해 전문가 집단의 의견과 암반공학시스템의 원리를 이용하였다. 그 결과로 저심도 암반터널에서의 붕락 거동 지수를 서울 지하철 9호선 000구간에 적용하였다. 한편 288가지 경우의 불연속체 해석을 통해 붕락 발생 유무를 확인하였고 이를 붕락 거동 지수와 비교하였다. 또한 로지스틱 회귀분석을 통해 도출된 회귀식으로 지보패턴별 파괴확률을 산출하였고 이를 붕락 거동 지수와 비교하였다.

• 터널과지하공간
• /
• 제15권2호
• /
• pp.119-128
• /
• 2005

절리 암반의 역학적 물성 및 거동 평가가 터널 및 지하구조물의 설계에 매우 중요하다 할지라도, 그것은 항상 매우 어려운 문제로 간주되어 왔다. 암반 거동을 모사하는데 있어서 어려움중의 하나는 적절한 구성 모델을 선정하는 것이다. 이러한 한계점은 PFC와 같이 사용자로 하여금 암반의 구성 모델을 요구하지 않는 개별요소 프로그램의 개발과 함께 극복되어질 것이다. 본 연구에서는 도로터널 현장의 30\;m\;\times\;30\;m\;\times\;30\;m 절리 암반블록을 대상으로, 시추 및 지표 지질조사를 통해 얻어진 절리의 기하학적 형태자료를 근거로 개별균열망이 작성되었다. 개별균열망 모델의 절리 형상을 근거로 절리가 없는 상태에서 점차적으로 절리군을 추가해가면서 2차원 PFC모델이 만들어졌다. 또한 각각의 PFC모델에 대한 수치모사를 통하여 각 모델의 응력-변형율 곡선이 얻어졌다. 응력-변형율 곡선으로부터 절리 암반의 역학적 물성이 결정되었다. 절리의 존재는 암반의 역학적 물성에 상당한 영향을 미쳤으며, 더욱 중요한 것은 PFC모델의 역학적 거동은 기존의 수치모델에서 요구되는 구성 모델에 의하여 결정되지 않는다는 것이다.

• 터널과지하공간
• /
• 제15권1호
• /
• pp.47-54
• /
• 2005

암반 불연속면의 조사 및 분석 과정에서 거쳐야할 필수적인 단계 중 하나는 방대한 불연속면 자료로부터 군을 판별하는 것이다. 불연속면 군 분류는 암반분류, 키블록 해석. 개별요소해석 및 불연속연결망 생성과 같은 암반공학적 업무에 있어서 필수적이다. 일반적으로 등고선도를 이용한 수작업 군 분류가 적용되었으나 이 방법은 수작업에 의존한 주관적인 결과를 제공한다는 단점이 있다. 본 연구에서는 유전자알고리즘을 이용한 불연속면 군 분석기법을 도입하였으며 방향성 자료에 적용하기 위해 기본적인 유전자알고리즘을 변경하였다. 최종적으로 이러한 이론을 적용한 FORTRAN 프로그램 GAC를 개발하였으며 두 가지 형태의 불연속면 자료의 군 분석에 적용하였다. 적용 결과 GAC를 적용한 군 분류는 빠르고 효율적인 군 분석방법임을 확인하였으며 최적의 불연속면 군 수를 결정하는 데 있어서 분산에 근거한 적합도 함수가 Davis-Bouldin 지수에 근거한 적합도 함수보다 효율적인 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
• /
• 한국지반공학회 2009년도 세계 도시지반공학 심포지엄
• /
• pp.660-670
• /
• 2009

Neighboring construction becomes mainstream of Ground excavation in downtown area. This causes the displacement, deformation, stress condition, etc of the ground surroundings. Therefore Neighboring construction have an effect on Neighboring structure. All these years a lot of Neighboring construction carried out, and the accumulation of technology also get accomplished. But earth retaining structure collapse happens yet. Types of earth retaining structure collapse are 12. 1. Failure of anchor or strut system, 2. Insufficiency of penetration, 3. H-pile Failure on excessive bending moment, 4. Slope sliding failure, 5. Excessive settlement of the back, 6. Deflection of H-pile, 7. Joint failure of coupled H-pile, 8. Rock failure when H-pile penetration is rock mass, 9. Plane arrangement of support systems are mechanically weak, 10. Boiling, 11. Heaving, 12. Over excavation. But field collapses are difficult for classification according to the type, because collapse process are complex with various types. When we consider the 12 collapse field, insufficient recognition of ground condition is 4 case. Thorough construction management prevents from fault construction. For limitations of soil survey, It is difficult to estimate ground condition exactly. Therefore, it should estimate the safety of earth retaining system, plan for necessary reinforcement, according to measurement and observation continuously.

• 지질공학
• /
• 제21권1호
• /
• pp.15-24
• /
• 2011

기존의 지표탐사 자료가 존재하는 화강암 지역의 파쇄대 및 절리 분포를 파악하기 위해 30m 떨어져 있는 두 개의 시추공에 대한 코어자료 분석 및 물리검층을 실시하였다. 시추 코어 자료를 이용하여 암상을 구분하였고 RMR(암반분류)과 RQD(암질지수)에 의한 암반 상태를 확인하였으며, 기반암에 해당되는 연암과 경암 부분에 대한 파쇄대의 절리 및 분포 상태를 물리검층과 시추공 탄성파 토모그래피를 통해 확인하였다. 이미 탄성파 굴절법탐사에서 해석된 기반암까지의 깊이를 공대공 탄성파 토모그래피를 통해 확인하였고 암반의 동적인 성질을 파악하기 위해 완전파형 음파검층과 감마-감마검층으로 동탄성계수를 계산하여 P파 속도와의 상관관계를 알아보았다. 특히 시추공 BH-2의 경암 부근에서 그 상관성이 넓게 분산되는 현상은 절리 및 파쇄대가 BH-1 지역에 비해 많이 발달한 효과로 보인다. 이 양상은 초음파 주사형 텔레뷰어 및 광학적 영상기법 텔레뷰어와 같은 이미지 검층 자료에서도 충분히 관찰되었다.

• Computers and Concrete
• /
• 제24권5호
• /
• pp.459-468
• /
• 2019

The stability and safety of concrete plug structure of diversion tunnel is crucial for the impoundment of upstream reservoir in hydropower projects. The ongoing Wudongde hydropower plant in China plans to adopt straight column plugs and curved column plugs to replace the traditional expanded wedge-shaped plugs. The performance of the proposed new plug structures under high water head is then a critical issue and attracts the attentions of engineers. This paper firstly studied the joint bearing mechanism of plug and surrounding rock mass and found that the quality and mechanical properties of the interfaces among plug concrete, shotcrete, and surrounding rock mass play a key role in the performance of plug structures. By performing geophysical and mechanical experiments, the contact state and the mechanical parameters of the interfaces were analyzed in detail and provide numerical analysis with rational input parameters. The safety evaluation is carried out through numerical calculation of plug stability under both construction and operation period. The results indicate that the allowable water head acting on columnar plugs is 3.1 to 7.4 times of the designed water head. So the stability of the new plug structure meets the design code requirement. Based on above findings, it is concluded that for the studied project, it is feasible to adopt columnar plugs to replace the traditional expanded wedge-shaped plugs. It is hoped that this study can provide reference for other projects with similar engineering background and problems.

• 지질공학
• /
• 제23권2호
• /
• pp.149-160
• /
• 2013

화산활동은 용암의 분출과 화산재의 퇴적 작용이 복합적으로 발생함에 따라 지질학적으로 매우 복잡한 화산암복합체를 형성하는 경우가 많다. 화산암류 암석들로 구성된 송곡 지구는 단층을 중심으로 한 여러 불연속면의 조합으로 비탈면 하단부에서 붕괴가 발생하였다. 붕괴부를 중심으로 한 평사투영 해석 결과 모든 형태의 붕괴 가능성이 인지되었으며, 개별요소법(DEM)을 이용한 불연속면 거동 특성 분석 결과, 전체변위 207 mm, 절리 최대전단 변위 114 mm로 나타났으며, 소성 영역 발생 구간은 붕괴부의 단층면에서 확인되었다. 화산암류 비탈면은 암종간의 차별 풍화, 암석의 높은 투수성에 기인한 지하수 영향, 냉각 수축에 의한 체계적 절리 발달로 인해 공학적으로 취약한 특성을 보인다. 화산암류 비탈면의 안정화 대책 고려시, 상세 지질조사를 통한 구성암석의 지질학적 특성, 불연속면과 이완암블록의 변화량 분포 등의 자료가 활용되어야 할 것이다.

• 지질공학
• /
• 제25권1호
• /
• pp.115-129
• /
• 2015

대단면 터널 입구부의 대절토 사면은 불안정한 응력분포 및 소성변형 가능성으로 인해 잠재적 취약부로 인식되고 있다. 본 사례연구에는 대단면 터널 갱구부 대절토 사면의 강우 후 유실사고 및 원인규명, 복구공법을 분석하여 제시하였다. 대상 현장은 46 mm의 강우 후 암반의 불연속면을 따라 대규모 평면파괴가 발생하였으며, 상부 절토사면의 불안정을 야기하였다. 지질조사 및 매핑 자료 분석 결과, 붕괴 원인은 풍화된 암반의 불연속면에 협재된 충전물과 지반 포화로 인한 절리면 연화(softening)로 판단되었다. 알칼리 장석이 풍부한 화강편마암은 풍화에 취약한 것으로 나타났다. 침하량 계측자료 분석 결과, 붕괴 직전에 급격한 변위량 증가를 관찰하였으며, 향후 사면 계측관리에 활용할 수 있을 것으로 판단된다. 응급복구 대책으로 콘크리트 공동충전 및 외부로부터 압성토 채움을 성공적으로 시행하였다. 항구복구 대책으로 사면부에는 격자블럭 및 지중 앵커 시스템을, 터널 측벽부에는 추가 락볼트 보강 및 그라우팅 공법을 성공적으로 적용하였다. 한계평형해석과 평사투영해석을 통해 원 사면의 불안정성과 보강방법의 유효성을 확인하였다. 본 사례연구는 향후 유사한 대절토 사면에 귀중한 참고자료로 활용될 것으로 기대된다.