• 터널과지하공간
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• 제25권2호
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• pp.144-154
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• 2015

암석시료에 응력이 가해질 경우 역학적 에너지가 대상 물체에 누적되고, 대상 암석에 한계응력 이상이 가해질 경우 시료의 파괴가 발생한다. 이 때 시료 내부에 저장되어 있던 역학적 에너지는 물리적 변형뿐만 아니라 빛, 열, 소리 등 다양한 형태의 에너지로 발산된다. 본 연구에서는 $-10^{\circ}C$ 저온 환경에서 섬록암, 현무암, 응회암을 대상으로 일축압축강도 시험과 점하중강도 시험을 수행하고, 이때 발생하는 온도 변화를 열적외선카메라를 이용해 측정하고 정량적으로 분석하였다. 파괴 직전 파괴면에 응력이 집중되어 온도가 상승하였고, 파괴 순간 축적된 에너지가 열에너지의 형태로 방출되며 파괴면의 온도가 급격히 상승하는 것이 감지되었다. 강도가 높고 신선한 섬록암과 현무암 시료의 온도 상승폭이 상대적으로 강도가 낮고 풍화된 암석인 응회암 시료의 온도 상승폭에 비해 더 크게 나타났다. 본 연구결과는 저온지역에 위치한 암반사면, 터널, 광산 내부의 응력 집중지점을 감지해 향후 발생 가능한 재해를 예방하는데 적용될 수 있으며, 지진예측을 위한 위성영상 분석에도 적용될 것으로 기대된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권4호
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• pp.149-160
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• 2007

본 논문에서는 송전철탑 심형기초의 주면마찰력을 평가하고자 충북 음성지역의 편마암에 대해 총 6회(1/8규모 5회, 1/2규모 1회) 현장시험을 실시하였다. 시험결과 파괴형태는 기초체와 암반의 마찰파괴가 아닌 굴착으로 인한 손상된 주변암반 및 기존암반의 절리상태에 지배되는 것으로 나타났으며, 주면마찰력 평가결과 기존의 송전철탑 심형기초에 적용하고 있는 값보다 약 20$\sim$30% 증가되는 것을 확인할 수 있었다. 또한 기초타설시 사용되는 라이너플레이트의 영향을 살펴보고자 기존 철탑 기초에 대해 시추조사를 4회 실시하였다. 라이너플레이트 배면콘크리트의 압축강도는 타설시 설계강도의 63$\sim$72%였으며, 주면마찰력의 설계기준치를 만족하는 것으로 나타났다.

• 화약ㆍ발파
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• 제37권1호
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• pp.14-23
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• 2019

암석이나 콘크리트와 같은 취성재료의 경우에는 역학적 강도의 하중속도 의존성을 보임에 따라 발파 및 충격해석에 있어 이를 반영코자 하는 노력이 증가하고 있다. 이와 같은 암석의 동적강도의 경우에는 순간적으로 높은 하중이 작용하는 동적하중의 가압특성에 따라 시험편 내의 응력평형상태를 고려한 평가가 수행되어야함이 제안된 바 있다. 본 연구에서는 스플릿 홉킨슨 압력봉 장비를 이용한 포천 화강암의 동적일축압축강도 실험을 통해 응력평형조건의 충족 유무에 따른 암석의 동적파괴과정 및 역학적 강도특성에 대해 고찰하였다. 연구결과 적절한 응력평형상태가 이루어지진 않은 상태에서 평가된 암석의 동적일축압축강도는 상대적으로 과소평가되는 것으로 나타났으며, 이는 하중의 가압면에서 발생하는 조기파괴에 따른 에너지 파괴에너지 손실 및 변형률속도 과대평가에 의한 것으로 판단되었다. 결론적으로 합리적인 동적강도 평가를 위해서는 암석의 변형거동특성에 대한 분석 및 파괴패턴에 대한 검토를 통한 응력평형조건의 세밀한 검증이 수반되어야 할 것으로 판단하였다.

• 화약ㆍ발파
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• 제28권2호
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• pp.133-147
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• 2010

본 연구에서는 암반분류를 현장에서 바로 실시할 수 있는 암반분류법을 도출하고 도출된 분류법과 기존분류법간의 상관관계를 고찰하는데 그 목적이 있다. 암반 묘사를 위한 분류인자를 먼저 암반강도와 암반구조로 나누었으며, 암반강도는 점하중강도와 절리상태, 암반구조는 RQD와 절리간격을 통하여 평가하였다. 변수의 평가를 위한 지표는 기존의 분류법에서 획득하여 이용하였으며, 이를 통하여 암반의 강도 특성과 구조적 특성을 모두 나타내었다. 도출된 각 각의 변수에는 25점의 배점을 할당하였다. $RMR_{basic}$과 본 연구와의 상관관계는 $RMR_{basic}$ = 0.86(X-Method)+14.47, 수정 RMR과 본 연구와의 상관관계는 $RMR^*$ = 0.87(X-Method)+9.20로 나타났다. 결정계수는 각각 $R^2$=0.841, $R^2$=0.846으로 나타났다.

• 터널과지하공간
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• 제23권3호
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• pp.212-218
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• 2013

풍화된 응회암 시험편을 모사하기 위하여 최고 예열온도를 200, 400, 600($^{\circ}C$)로 한 예열시험편을 제작하였다. 각 예열시험편에 대한 실내시험을 통해 비중, 흡수율, 탄성파속도, 일축압축강도, 압열인장강도, 탄성계수, 포아송비, 슬레이크 내구성 지수를 측정하였다. 암석에 열을 가하는 경우 물성의 열화가 발생하는 것으로 나타났으나 예외적으로 슬레이크 내구성 지수는 별로 영향을 받지 않는 것으로 평가되었다. P-파 속도와 일축압축강도, 압열인장강도, 탄성계수, 흡수율 간에는 상당한 상관성이 있는 것으로 해석되었으며, P-파 속도를 알면 일축압축강도, 압열인장강도, 탄성계수, 흡수율을 추정할 수 있는 회귀식을 도출하였다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제29권4호
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• pp.451-461
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• 2022

The roadways surrounded by rock and coal will lose their stability or even collapse under rock burst. Rock burst mainly involves an evolution of dynamic loading which behaves quite differently from static or quasi-static loading. To compare the dynamic response of coal and rocks with different static strengths, three different rocks and bituminous coal were selected for testing at three different dynamic loadings. It's found that the dynamic compression strength of rocks and bituminous coal is much greater than the static compression strength. The dynamic compression strength and dynamic increase factor of the rocks both increase linearly with the increase of the strain rate, while those of the bituminous coal are irregular due to the characteristics of multi-fracture and heterogeneity. Moreover, the absorbed energy of the rocks and bituminous coal both increase linearly with an increase in the strain rate. And the ratio of absorbed energy to the total energy of bituminous coal is greater than that of rocks. With the increase of dynamic loading, the failure degree of the sample increases, with the increase of the static compressive strength, the damage degree also increases. The static compassion strength of the bituminous coal is lower than that of rocks, so the number of small-scale fragments was the largest after bituminous coal rupture.

• 터널과지하공간
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• 제24권3호
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• pp.243-254
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• 2014

본 연구에서는 GBM-UDEC(grain based model combined with Universal Distinct Element Code) 모델을 통해 암석의 역학적 거동을 모사하기 위한 수치해석기법을 소개하였다. 이를 적용하여 암석의 광물학적 구조를 다각형 입자의 집합체로 표현하고, 압축하중 하에서 암석의 파괴 특성 및 인장균열의 전파 양상를 살펴보았다. 제시된 수치해석모델은 단축압축강도시험 및 간접인장강도시험을 통해 관찰되는 암석의 역학적 거동 특성을 합리적으로 모사할 수 있는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권2호
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• pp.147-157
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• 2003

사면이나 터널과 같은 암반 구조물의 안정성에 영향을 미치는 절리면은 크게 절리면의 상태(돌기 강도, 충전재, 돌기 경사)와 주위 암반에 의해 구속되는 경계조건에 따라 지배된다. 본 연구에서는 암반 구조물에 작용하는 경계조건 과 절리상태에 따른 전단특성을 규명하기 위하여 PID 알고리즘에 의해 서보제어가 되는 절리면 전단시험 장비를 개발하였다. 그리고 돌기 경사가 일정한 톱니형 형상의 절리면에 대하여 일련의 실험을 수행하여 시험장비의 제어성능을 확인하고 사면이나 터널과 같이 경계조건이 다른 암반구조물에서는 전단강도 평가기법을 달리하여야 함을 알 수 있었다.

• 터널과지하공간
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• 제22권5호
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• pp.339-345
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• 2012

동적하중 하에서 암석의 변형거동 및 파괴강도는 발파, 지진 또는 암반돌출의 지진동에 의한 지하구조물의 안정해석에 중요하다. 본 연구에서는 스플릿 홉킨슨 압력봉(SHPB) 충격실험시스템을 석회암시료의 일축압축시험과 압열인장시험에 적용하여 고변형률과 동적강도 평가를 수행하였다. 충격봉의 발사속도를 제어하여 파괴강도 이하 동적응력 상태에서의 석회암시료의 동적응력-변형거동을 분석하였다. 시료 내 파괴여부 및 파괴양상을 파악하기 위하여 Micro-focus X-ray 단층촬영을 수행하였다. 동적 압축강도 실험결과, 석회암시료의 동적압축강도는 변형율속도 의존성을 보였으며, 동적 압축파괴강도는 140 MPa 이상으로 평가되었다. 동적 압열 인장 실험결과, 석회암시료의 동적 압열인장강도는 21 MPa 이상으로 정적 압열인장강도보다 3배 이상 높은 것으로 평가되었다.

• 터널과지하공간
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• 제9권2호
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• pp.158-167
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• 1999

주관적이고 정성적인 암판정 방법들 때문에 굴착될 토충과암석의 물량과 이에 따른 굴착비용 산정시에 일반적으로 어려움이 많다. 그러므로 본 논문은 굴착 목적에서 서울 화강암에 대하여 객관적이고 정량적이고 쉽게 적용될 수 있는 암반판정 방법들을 제시한다. 슈미트해머와 점하중강도 시험들은 서울 화강암의 암석에 대한 일축압축강도를 정량적으로 추정하기 위한 신뢰도가 높고 손쉽게 수행할 수 있는 방법들로서 입중되었다. 또한 지표면에서 약 12m 깊이인 천부지역의 화강암 암반상태를 확인하기 위하여, 지반조건을 직접 관찰할 수 있는 수직 절취사면의 최상부에서 현장 탄성파탐사 방법이 사용되었다. 이로서 현장 탄성파탐사로서 암반 상태 및 깊이를 판단하는 신뢰성을 확인할 수 있었는데 매우 정확한 1 m의 오차만 있었다. 그러므로 비교적 천부인 서을 화강암 암반의 굴착난이도 상태를 판단하기 위하여 현장에서 절취사면에 대한 정밀 지반조사방법은 매우 유용하고 경제적인 방법으로서 고려될 수 있다.