• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2002년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.253-260
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• 2002

Chemical weathering processes related with mineralogical characters and ground water condition are very essential engineering problems in soluble rock masses. Detailed geological mapping were performed and 8 samples were collected from the 2 formations including various rock faces to deduce the possibility of the limestone cavity formation and their mechanism. Petrological descriptions and various petro-mineralogical experiments such as XRD analysis, clay mineral analysis, absorptivity test, impurity analysis were conducted to evaluate the cavity making processes. Laboratory solubility test for rock specimen were also carried out under the strong acid (pH=1) condition. From the experimental data and geological mapping data, it is found that the formation of limestone cavities in limestones are strongly related with geological structures such as beddings, cleavages and the contents of impurities rather than CaCO$_3$contents. In case of dolomites, rock textures, grain size, amounts and types of clay minerals as well as geological structures are major controlling factors of cavity forming processes

• Geomechanics and Engineering
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• 제16권6호
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• pp.655-667
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• 2018

To evaluate the stability of a rock slope with one pre-exiting vertical crack, this paper performs corresponding probabilistic stability analysis. The existence of cracks is generally ignored in traditional deterministic stability analysis. However, they are widely found in either cohesive soil or rock slopes. The influence of one pre-exiting vertical crack on a rock slope is considered in this study. The safety factor, which is usually adopted to quantity the stability of slopes, is derived through the deterministic computation based on the strength reduction technique. The generalized Hoek-Brown (HB) failure criterion is adopted to characterize the failure of rock masses. Considering high nonlinearity of the limit state function as using nonlinear HB criterion, the multivariate adaptive regression splines (MARS) is used to accurately approximate the implicit limit state function of a rock slope. Then the MARS is integrated with Monte Carlo simulation to implement reliability analysis, and the influences of distribution types, level of uncertainty, and constants on the probability density functions and failure probability are discussed. It is found that distribution types of random variables have little influence on reliability results. The reliability results are affected by a combination of the uncertainty level and the constants. Finally, a reliability-based design figure is provided to evaluate the safety factor of a slope required for a target failure probability.

• Geomechanics and Engineering
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• 제12권4호
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• pp.595-609
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• 2017

Due to high in-situ stress and brittleness of rock mass, the surrounding rock masses of underground caverns are prone to appear splitting failure. In this paper, a kind of loading-unloading variable elastic modulus model has been initially proposed and developed based on energy dissipation principle, and the stress state of elements has been determined by a splitting failure criterion. Then the underground caverns of Dagangshan hydropower station is analyzed using the above model. For comparing with the monitoring results, the entire process of rock splitting failure has been achieved through monitoring the splitting failure on side walls of large-scale caverns in Dagangshan via borehole TV, micro-meter and deformation resistivity instrument. It shows that the maximum depth of splitting area in the downstream sidewall of the main power house is approximately 14 m, which is close to the numerical results, about 12.5 m based on the energy dissipation model. As monitoring result, the calculation indicates that the key point displacement of caverns decreases firstly with the distance from main powerhouse downstream side wall rising, and then increases, because this area gets close to the side wall of main transformer house and another smaller splitting zone formed here. Therefore it is concluded that the energy dissipation model can preferably present deformation and fracture zones in engineering, and be very useful for similar projects.

• 화약ㆍ발파
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• 제38권3호
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• pp.15-29
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• 2020

본 논문에서는 Hoek-Brown (HB) 파괴기준을 Holmquist-Johnson-Cook (HJC) 콘크리트 재료모델에 접목시킴으로써 LS-DYNA 상에서 암반발파를 모델링할 때 현장암반의 고유한 특성이 잘 반영될 수 있도록 도모하였다. 이것은 많은 지질학적 불연속면을 포함하고 있는 현장암반이 지니고 있는 독특한 특징을 강조하기 위함이다. 두 모델의 접목은 HB 파괴기준으로 HJC 재료모델의 정적 강도 부분을 교체함으로써 이루어지며, 교체과정은 통계학적 곡선적합 기법에 의해 수행된다. 본 논문에서는 접목의 과정이 상세하게 소개되며, 획득된 HJC 재료모델의 사용에 대한 실례도 제시된다. 제시된 수치계산은 현장의 석회암 암반의 단일공 발파에 대한 평면변형률 모델링으로서 LS-DYNA가 제공하는 유체-구조물 상호작용(FSI) 기법과 다중재료 라그랑주-오일러(MMALE) 정식화 기법을 조합하여 수행된다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제21권2호
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• pp.207-213
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• 2020

Umbrella Arch Method (UAM) often employed in the tunnel construction under poor rock mass conditions in Korea. Insertion of steel pipes at the periphery of the tunnel and infiltration of grouts along the pipes into the rock masses increases tunnel stability. There are two major effects of grouts expected at the tunnel face: 1) increase of face stability by enhancing the frictional resistance of discontinuities and 2) decrease of permeability along the rock masses. Increase of resistance and decrease of permeability requires a certain curing time for the grout. In Korea, we require 24 hours for curing of grout, which means no progress of excavation for 24 hours after infiltration of grouts. This step delays the tunnel construction sequences. To eliminate such inefficiency, we propose MTG (Method for Tunnel construction using Grouting technology), which uses extended length of steel pipes (14 m) compared to conventional pipe roof method (12 m). The merit of MTG is the reduction of curing time. Because of the approximately 2 m extension of the length of steel pipe, blasting can be done after infiltration of grouting. For this paper, we conducted experiments on the shear strength behaviors of grout infilled rock joint with elapsing of curing time and blasting induced vibration. The results show that blasting induced vibration under MTG does not influence the mechanical features of grout material, which indicates no influence on the mechanical behaviors of grout, contributing to the stability of tunnels during excavation. This result indicates that MTG is a cost effective and fast construction method for tunneling in Korea.

• 한국지반공학회논문집
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• 제15권3호
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• pp.161-176
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• 1999

본 논문에서는 기존의 불연속 변형 해석(DDA) 방법에 대한 세가지 방향의 새로운 개선 방법들이 제시되었다. 이 개선 방법들은 암반 균열에서 암석 블록과 지하수 흐름의 수리-역학적 커플링, 연속적인 하중 재하 또는 제하, 그리고 록볼트, 숏크리트와 콘크리트 라이닝에 의한 보강으로 구성되었다. Shi (1988)와 Lin (1995)에 의한 기존 DDA 프로.그램은 이 방법들에 의하여 추가로 개선되었으며, 이 새로운 DDA프로그램에 대한 몇 가지 적용예들이 제시되었다. 또한, 경부고속철도 공사의 일부인 운주 터널의 지하굴착에 대한 시뮬레이션을 통하여 절리를 통한 지하수의 흐름, 굴착순서, 그리고 록볼트와 숏크리트에 의한 보강이 터널안정에 미치는 영향을 연구하였다. 그 결과 절리를 통한 지하수의 흐름과 부적절한 굴착순서는 터널의 안정성에 악영향을 미치나, 한편 록볼트와 숏크리트에 의한 보강은 터널을 안정화 시킨다는 사실을 밝혀냈었다. 그 결과 세가지 개선방법이 추가된 DDA프로그램은 지하구조물 설계에 있어서 유용한 해석방법으로 사용될 수 있다는 사실을 보여주었다.

• 터널과지하공간
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• 제26권2호
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• pp.131-142
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• 2016

본 연구에서는 채수율 향상을 목적으로 채굴공동의 대형화를 계획하는 주방식 하이브리드 채광법이 적용되고 있는 갱내 석회석 광산에 대해 갱내절리면 조사, 시추코어 분석, 암석물성시험 등을 통해 굴착손상영역의 범위와 물성의 변화양상을 실험적으로 규명하였으며, 이를 불연속체 수치해석에 직접 반영하여 대형 채굴공동의 안정성을 분석하였다. 채굴공동이 대형화할수록 굴착손상영역의 영향은 커질 수 있음이 확인되었으며 이를 통해 굴착손상영역을 제어할 수 있는 고정밀의 발파패턴이 대안으로 제시되었다.

• 터널과지하공간
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• 제9권2호
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• pp.149-157
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• 1999

불연속 변형 해석법(Discontinuous Deformation Analysis Method)은 1988년에 Shi에 의해 개발되었으며, 암반-구조물 상호작용 모델링에 매우 효율적인 해석법이다. 이 해석법에서 암반은 유한하고 변형가능한 블록으로 간주되며, 암반의 대변형 및 이동이 가능하다. 그 후, DDA 방법에 대한 여러가지 보완사례가 발표되었으나, 균열이 발달한 암반의 지표 또는 지중 굴착 모델링에 긴요한 지하수-암반블록 상호작용 모델링은 불가능하다. 본 논문에서는 암반 블록 사이의 수리 력학적 커플링을 고려하기 위한 새로운 방법이 제시된다. 또한, 이 방법이 보완된 새로운 DDA해석법의 적용 예가 제시된다. 본 연구결과 암반 균열 사이를 흐르는 지하수는 터널의 안정성에 나쁜 영향을 미친다는 사실이 확인되었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제3권2호
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• pp.23-32
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• 2001

암석은 지질학적 생성과정으로 인해 많은 역학적 결함을 포함하고 있으며 이러한 결함 사이에는 암석 브릿지가 존재하게 된다. 이러한 암석 브릿지에서의 균열의 전파 및 결합(coalescence)과정은 터널의 안정성에 영향을 미치게 된다. 본 연구에서는 단축압축 하에서 균열의 형상변화에 따른 암석 브릿지에서의 균열의 개시, 전파 및 결합거동 변화를 강화석고의 일종인 Diastone과 여산 대리석 시료에 대해 알아보았다. 하중을 가하면서 날개형 균열 개시응력, 날개형 균열 전파각도, 균열결합 응력을 측정하였으며, 전단, 인장, 혼합형의 3가지 균열결합 유형이 나타났다. 또한, 정규화된 최대강도(normalized peak strength)를 구하여 Ashby & Hallam 모형(1986)의 이론해와 비교, 분석하였다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제10권3호
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• pp.257-267
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• 2016

Charts are used extensively in slope practical application to meet the need of quick assessment of rock slope design. However, Charts for estimating the shear strength of the rock mass of a slope are considerably limited. In this paper, based on the Hoek-Brown (HB) criterion which is widely used in rock slope engineering, we present charts which can be used to estimate the Mohr-Coulomb (MC) parameters angle of friction ${\phi}$ and cohesion c for given slopes. In order to present the proposed charts, we firstly present the derivation of the theoretical relationships between the MC parameters and ${\sigma}_{ci}/({\gamma}H)$ which is termed the strength ratio (SR). It is found that the values of $c/{\sigma}_{ci}$ and ${\phi}$ of a slope depend only on the magnitude of SR, regardless of the magnitude of the individual parameters ${\sigma}_{ci}$(uniaxial compressive strength), ${\gamma}$(unit weight) and H (slope height). Based on the relationships between the MC parameters and SR, charts are plotted to show the relations between the MC parameters and HB parameters. Using the proposed charts can make a rapid estimation of shear strength of rock masses directly from the HB parameters, slope geometry and rock mass properties for a given slope.