• 한국지반공학회논문집
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• 제25권5호
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• pp.65-73
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• 2009

불연속성 암반에 건설된 2-아치 터널 지표면에 외력이 작용할 경우 지중응력의 분포 특성을 파악하기 위하여 대형 모형실험과 수치해석을 수행하였다 분석결과, 불연속면이 존재하는 경우에는 선형 탄성론에 근거한 응력보다 큰 지중응력이 분포하며, 불연속면의 경사도에 따라 압력구의 형상이 달라지는 것을 확인하였다. 불연속면이 수평이거나 연직인 경우에는 지중응력의 분포가 대칭적 이지만, 경사져 있으면 경사에 대해 수직과 평행한 양방향으로 나뉘어 분포되었다. 또한 불연속면의 경사가 고각일수록 불연속면에 평행인 방향의 지중응력이 더 크게 증가하였다. 연구결과, 불연속성 암반에서는 불연속면의 경사가 음력분포에 지대한 영향을 미치며, 필러에 전달되는 응력을 추정할 경우에는 재하위치와 불연속면의 경사 및 터널 구조물간 상호위치를 고려하는 것이 중요함을 확인하였다.

• 지질공학
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• 제23권1호
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• pp.47-55
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• 2013

대구 지하철 굴착공사 중 노출된 굴착벽의 수평변위분석을 위해 서로 인접한 3개소의 경사계 계측자료를 이용하여 굴착지반의 변위특성 및 원인을 지질공학적 관점에서 고찰하였다. 연구지역은 경상누층군 하양층군 반야월층 지반에 해당하며 안산암질화산암, 석회질셰일, 사암, 호온펠스, 규장암맥 등으로 구성된 하부의 암반층과 이를 부정합으로 피복하고 있는 상부의 토사층으로 구성된다. 경사계 계측공 중 D4 지반의 암반층은 RMR V 등급이며, 층리면과 단층면을 따라 심도 12 m 지점에서 N34W 방향으로 최대수평변위량이 101.39 mm로 분석 되었고, D5 지반의 암반층은 RMR IV 등급이며, 셰일의 층리면, 셰일과 규장암의 접촉면을 따라 심도 9 m와 14 m에서 거의 남쪽 방향으로 최대수평변위량이 53.01 mm ~ 55.17 mm로 측정 되었다. Y6 지반의 암반층은 RMR III 등급이며, 상부 토사층과 하부 암반층의 경계면인 부정합면을 따라 심도 7 m 지점에서 S52W 방향으로 12.65 mm의 최대수평변위량을 나타낸다. 굴착벽에서 측정한 암반 내 불연속면들을 평사투영하여 예상되는 변위방향과 각 경사계 계측분석 결과 얻어진 수평변위방향이 거의 일치하는 결과를 보였으며, 굴착벽의 지중수평변위는 암반 내 불연속면의 발달정도와 종류, 배향 및 암석의 종류에 좌우되며, 굴착벽에 수직방향과 수평평행방향의 벡터 합성 방향으로 많이 발생한다. 또한 토사층 내 지중수평변위의 양상이 심도에 따라 비교적 곡선이며 연속적 궤적을 보이는데 반해 암반층 내 지중수평변위의 양상은 직선적이고 불규칙적 궤적을 나타낸다.

• 한국지형학회지
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• 제21권4호
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• pp.1-17
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• 2014

본 연구는 우리나라의 12개 기반암 지역과 24개 산지와 곡지를 대상으로 지형 기복 특성을 분석하고, 이를 토대로 기반암과 지형 기복 간의 특성 및 관계를 다음의 4가지로 유형화하였다. 1) 편마암-고 산지와 화강암-고의 전체, 산지, 곡지는 지반 융기로 인하여 하천의 하각 작용은 활발하지만, 삭박의 영향이 사면 전체에 전달되지 못하여, 매우 높은 해발고도에 비해 기복과 경사는 상대적으로 크지 않다. 2) 편마암-고 전체, 곡지, 편마암-중 산지, 편암-산지, 화강암-중 산지, 화산암 전체, 산지, 퇴적암-고(역암) 전체, 산지, 곡지, 퇴적암-중(사암, 셰일) 산지, 석회암 전체, 산지 지역은 하천 침식과 사면 운반 작용이 활발하지만, 풍화 침식에 대한 저항력이 강한 기반암이나 지질 구조를 가져서 지형 기복이 큰 편이다. 3) 편마암-중 전체, 곡지, 편암-전체, 곡지, 화강암-중 전체, 곡지, 화산암 곡지, 퇴적암-중 전체, 곡지, 퇴적암-저(셰일) 산지, 석회암 곡지 지역은 풍화 침식에 대한 저항력이 약하며, 사면과 하곡에서 풍화, 사면 운반, 하천의 침식, 운반, 퇴적 작용이 진행되어, 지형 기복이 작은 편이다. 4) 편마암-저 전체, 산지, 곡지, 화강암-저 전체, 산지, 곡지, 퇴적암-저 전체, 곡지 지역은 고도가 낮은 해안에 위치하여, 하천의 침식 작용과 활발한 사면 운반작용은 거의 발생하지 않아, 지형 기복이 매우 작다.

• 문화기술의 융합
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• 제9권1호
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• pp.539-544
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• 2023

연구 대상은 경상북도 ◯◯시 ◯◯동에 위치한 마애여래입상 암반으로서 안정성이 우려되는 중생대 백악기 화강섬록암 마애불상이다. 안정성 해석을 위해 마애불 암반의 3차원 face mapping과 절리의 지질공학적 특성, 3차원 스캐닝, 초음파속도, 편광현미경 분석, 전자현미경 분석 및 XRD 분석을 수행하였다. 더불어 손상상태 조사, 평사투영해석, 암반분류 및 한계평형해석으로 마애불 암반의 안전율을 산정하였다. 구간별로 손상 및 가능한 붕괴의 유형과 규모는 암석의 풍화도와 절리면의 배향과 특성에 따라 다르나 쐐기파괴와 전도파괴가 소규모로 예상된다. face-mapping 자료, RMR, 암석의 물성·역학시험, 평사투영해석 및 한계평형해석으로 종합·검토한 결과, 마애불 암반의 건기 시와 우기 시의 허용안전율 1.2에 미달하여 안정성이 우려된다. 손상유형은 박리, 균열, 입상분해 및 초목생장, 균열 방향별 점유율은 전면이 가장 우세한 것으로 나타난다. 마애불 암석은 화강섬록암이며, 표면 변색의 물질은 K, Fe, Mg로 판명되었고, 4조의 절리 중 J1은 인장절리이고 나머지는 전단절리이다. 초음파탐사로 추정한 일축압축강도는 514kgf/cm2로서 대부분 연암과 일부 풍화암에 해당한다. 암반분류 결과 5등급으로 추산되며, 마애여래입상 전면부 불안정성이 예상된다. 기존의 문화재 안전진단의 방법과 더불어 이들 기법은 석조문화재의 객관적인 해석 및 안정성 검토의 합리적인 도구가 될 것으로 예상한다.

• 터널과지하공간
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• 제15권6호
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• pp.441-451
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• 2005

RMR 암반분류법은 구간별 RMR값 산정시 일정 범위의 값을 채택함으로 인해 불확정성을 피할 수 없다. 이에 본 연구에서는 각 파라미터별로 연속적인 RMR 값을 평가하여 확률밀도함수그래프를 산정하고 모든 경우의 수에 대한 몬테카를로 시뮬레이션과 통계추론을 통해 RMR 산정의 불확정성을 정량적으로 평가하였다. 또한 RMR 산정의 불확정성을 실무에 적용하기 위하여 신뢰수준별 수정 RMR 암반등급 산정표를 제시하였으며, 이를 근간으로 RMR 암반분류의 표준지보패턴 및 지보재 설계 수행절차를 제안하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제25권10호
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• pp.5-15
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• 2009

본 논문에서는 옥천 및 창녕지역에서 총 24회 수행한 암반앵커 현장인발시험의 결과를 나타내었다. 시험앵커의 정착깊이는 1~6m로 서로다른 암반내에 설치하였다. 앵커의 대부분은 고강도 이형철근인 SD40-D51mm를 사용함으로써 다른 파괴가 일어나기 전에 암반파괴가 먼저 일어나도록 유도하여 암반의 인발저항력을 파악하고자 하였으며, 일부에서는 SD40-D32mm앵커를 설치하여 앵커의 파괴도 아울러 살펴보았다. 많은 시험에서 파괴는 항복에 이르는 극한하중까지 관찰할 수 있었으며, 암반파괴형상은 암반이 들어올려지면서 방사상으로 균열이 발달하는 형태를 나타내었다. 또한 시멘트그라우트와 텐던사이의 부착강도를 평가하고자 방식쉬이스가 설치된 앵커에 대해 실내실험을 실시하였다. 실험결과 텐던-그라우트 사이의 부착강도는 그라우트 일축압축강도의 18~25%로 나타났으며, 방식쉬이스에 의한 부착력 감소는 무시할 수 있을 정도로 작게 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제35권5호
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• pp.5-19
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• 2019

암반으로 구성되어 있는 급경사($65^{\circ}{\sim}85^{\circ}$)비탈면이 장기간 안정한 상태로 유지되고 있는 자연현상을 고려할 때, 설계 및 초기 시공 단계에서 위와 유사한 지반 상태로 이루어진 깎기 암반비탈면에 대해 1:0.5(발파암 경사 기준)보다 급한 경사를 적용할 수 있을 것이다. 급경사로 설계 가능한 양호한 연속체 암반비탈면의 안정성을 검토하는 과정에서, 설계실무 측면에서 범용적인 암반강도정수 산정방법이 필요하게 되었다. Hoek 등(2002)이 수정 보완하여 발표한 Hoek-Brown 파괴기준과 GSI분류는 불연속구조의 영향을 충분히 고려한 암반특성화 시스템으로 평가되었으며, 응력변화에 따라 등가 Mohr-Coulomb 강도정수(등면적법)를 산출하는 방법을 제안하였다. 비탈면에서는 등가 M-C 강도정수가 최대구속응력(${{\sigma}^{\prime}}_{3max}$ 또는 수직응력)변화에 따라 민감하게 변화하므로 실무적으로 활용하기에 어려운 점이 있다. 이 연구에서는 양호한 연속체 암반비탈면에 대해 최대구속응력 범위이내에서 범용적으로 적용할 수 있는 강도정수산정방법(등각분할법)을 H-B 파괴기준을 응용하여 제안한다. 등각분할법 강도정수(A)의 타당성 및 적용성을 평가하기 위해, 연구대상 암반비탈면을 기존 실시설계 현장 인근에 있는 급경사 비탈면에서 암석종류별(화성암, 변성암, 퇴적암)로 선정하고, Hoek이 제시한 등가 M-C 강도정수(등면적법)들과 비교 분석하였다. 등면적법 및 등각분할법 등가 M-C 강도정수는 기본적인 자료인 기존 실시설계 현장의 실내 암석 삼축압축시험과 연구대상 암반비탈면의 불연속구조의 특성조사(Face Mapping)를 통해 RocLab 프로그램(H-B 파괴기준을 기본으로 전산화된 지반정수 산정 소프트웨어)을 활용하여 산정하였다. 산정된 등면적법 등가 M-C 강도정수는 상호 연동되어 점착력과 내부마찰각이 아주 크거나($45^{\circ}$ 이상) 작게 나타났다. 등각분할법 등가 M-C 강도정수는 등면적법 등가 M-C 강도정수의 중간 정도이며, 내부마찰각은 $30^{\circ}{\sim}42^{\circ}$의 범위를 보인다. 연구대상 암반비탈면의 등각분할법 강도정수(A)와 기존 실시 설계 현장에서 연구대상 암반비탈면과 유사한 암반상태(동일 등급 RMR)에 적용한 강도정수(B)와 비교 분석하고, 이 지반정수들로 적용한 비탈면 안정해석(한계평형해석과 유한요소해석) 결과를 통해 제안한 등각분할법의 적용성을 간접적으로 평가하였다. A와 B의 강도정수 차이는 10% 정도이다. 한계평형해석 결과(우기 기준), A적용 안전율(Fs)=14.08~58.22(평균 32.9), B적용 안전율(Fs)=18.39~60.04(평균 32.2)이며, 각 동일한 암석종류에 따라 상호 유사하게 나타났다. 유한요소 해석 결과, A적용 변위=0.13~0.65mm(평균 0.27mm), B적용 변위=0.14~1.07mm(평균 0.37mm)으로 매우 유사하다. H-B 파괴기준을 응용하여 등각분할법으로 산출한 지반 정수를 실무적인 전단강도로 적용할 수 있는 적용성 평가에서 유의미한 결과를 확인할 수 있었다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2004년도 춘계학술발표회
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• pp.930-937
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• 2004

In tunnel blasting, rock damage and overbreak at excavation limits are strongly related to stability of the tunnel and cost for rock support, and also affect to maintenance after tunnel construction. In this study, many field tests and measurements have been carried out in highway tunnels so that discordance between blast design and practical production blasting could be settled and actual methods of over break control could be proposed through the understanding of the problems in existing blasting patterns. Test blasting in tunnel was carried out many times in two tunnel sites. Also, long hole blasting longer than existing blasting pattern was executed for good grade of rock mass whose RMR value is more than 60. Using the results of test blasting, new standard blasting patterns for two lane tunnel were proposed. As a result of profile measurement after blasting, drilling is a major factor of overbreak. And then the methods for minimizing overbreak were adapted in new blasting patterns.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제23권6호
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• pp.469-484
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• 2021

터널 설계 시 지반조사를 통한 암반분류 결과는 공사기간 및 공사비 산출, 그리고 터널안정성 평가에 지대한 영향을 미친다. 국내에서 지금까지 완공된 3,526개소의 터널들의 설계 및 시공을 통해 관련 기술들은 지속적으로 발전되어 왔지만, 터널 설계 시 암질 및 암반등급을 보다 정확하게 평가하기 위한 방법에 대한 연구는 미미하여 평가자의 경험 및 주관에 따라 결과의 차이가 큰 경우가 적지 않다. 따라서 본 연구에서는 암석샘플에 대한 주관적 평가를 통한 기존의 인력에 의한 암반분류 대신, 최근 지반분야에서도 그 활용도가 급증하고 있는 머신러닝 알고리즘을 이용하여 시추조사에서 획득한 다양한 암석 및 암반정보를 분석하여 보다 신뢰성있는 RMR에 의한 암반분류 모델을 제시하고자 하였다. 국내 13개 터널을 대상으로 11개의 학습 인자(심도, 암종, RQD, 전기비저항, 일축압축강도, 탄성파 P파속도 및 S파 속도, 영률, 단위중량, 포아송비, RMR)를 선정하여 337개의 학습 데이터셋과 60개의 시험 데이터셋을 확보하였으며, 모델의 예측성능을 향상시키기 위해 6개의 머신러닝 알고리즘(DT, SVM, ANN, PCA & ANN, RF, XGBoost)과 각 알고리즘별 다양한 초매개변수(hyperparameter)를 적용하였다. 학습된 모델의 예측성능을 비교한 결과, DT 모델을 제외한 5개의 머신러닝 모델에서 시험데이터에 대한 RMR 평균절대오차 값이 8 미만으로 수렴되었으며, SVM 모델에서 가장 우수한 예측성능을 나타내었다. 본 연구를 통해 암반분류 예측에 대한 머신러닝 기법의 적용 가능성을 확인하였으며, 향후 다양한 데이터를 지속적으로 확보하여 예측모델의 성능을 향상시킨다면 보다 신뢰성 있는 암반 분류에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2009년도 세계 도시지반공학 심포지엄
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• pp.1001-1010
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• 2009

The study that unconfined compression strength of intact rock which is the most important factor to determine the bearing capacity effects discontinuities in rock mass has been carried out actively so far. However, the study which is related to lithological characters such as vesicle which is one of the primary characteristics of Basalt has barely been conducted. On this study, We have analyzed the correlation-ship between vesicle and unconfined compression strength and the effect on the bearing capacity, based on the reviewing on the changes of unconfined compression strength as the amount of vesicle of Basalt. It is impossible to analyze the amount of vesicle of Basalt as measuring unit. So it was analyzed by the ratio of the core sample's surface area and another area that vesicle takes up. Also, unconfined compression strength was calculated by point load test and unconfined compression strength test. The analysis shows that vesicle area ratio and unconfined compression strength have the exponential relationship and vesicle area ration is the factor to determine the bearing capacity of Basalt. It is considered that the reliability of calculating of the bearing capacity of Basalt will be improved as we study the correlation-ship between the vesicle area ratio and rock mass grade hereafter.