• 터널과지하공간
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• 제33권6호
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• pp.445-471
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• 2023

수만년 이상의 기간동안의 장기 안전성을 확보하는 것이 처분장 건설에서의 최우선 조건이나, 건설 및 운영중 대심도 지하 사용후핵연료 처분장의 역학적 안정성 확보 역시 안전한 터널 공사 및 운영을 위해 필수적인 요소이다. 처분장의 장기 안전성에 중요한 요소인 벤트나이트 충전재 및 완충재의 차폐 성능을 저감시킬 가능성이 있는 숏크리트, 콘크리트, 그라우팅 등의 터널 지보공 및 차수공을 금지 내지는 제한하는 조건은 암반공학자 및 터널 기술자에게 매우 도전적인 과제로 판단된다. 본 연구에서는 처분장 부지 선정과정에서 올바른 처분장의 선정에 도움이 될 수 있는 대심도에 건설할 것으로 예상되는 처분장의 터널 네트워크, 처분 터널 및 처분공의 역학적 안정성을 확보하기 위한 제반 조건의 광범위한 탐색의 일환으로 지하 500 m 심도의 처분장을 무지보 상태로 건설할 경우 2차원 및 3차원 수치해석 검토를 통해 안정성의 확보 가능한 물성 범위를 탐색하고자 하였다. 예비 연구결과 처분장의 중앙터널과 처분터널 안정성 확보 가능 암반물성의 범위를 파악하였으며, 3차원 해석을 통해 수직구 주변 터널 네트워크의 안정성을 확인하여 처분장 건설을 위한 기초적인 암반 조건이 파악된 것으로 판단된다.

• 화약ㆍ발파
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• 제23권2호
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• pp.23-35
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• 2005

지하수로 포화된 암반내의 공동을 굴착하면 공동 주위에서 응력의 재분배로 인하여 초기 공극수압의 변화가 발생한다. 이러한 공극수압의 변화는 다시 암반의 역학적 거동에 영향을 미치게 된다. 그러므로 공동 주변 암반에서 굴착으로 인해 형성된 공극수압이 소산과정에서 암반의 거동은 공극수압의 변화를 고려하지 않은 해석과 차이를 보이게 된다. 이 연구에서는 굴착직후 짧은 시간 동안에서 공동주변에서 발생하는 응력재분포와 공극수압변화 양상을 수치해석적으로 검토하였다. 공극수압을 고려하지 않는 탄성해석과는 달리 굴착직후 짧은 시간동안에는 공동 벽면의 직후방에서 최대접선응력이 형성되고 있음을 확인할 수 있었다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제14권5호
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• pp.429-437
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• 2018

In order to reduce deformation of roadway floor heave in deep underground soft rockmass, four support design patterns were analyzed using the Fast Lagrangian Analysis of Continua (FLAC)3D, including the traditional bolting (Design 1), the bolting with the backbreak in floor (Design 2), the full anchorage bolting with the backbreak in floor (Design 3) and the full anchorage bolting with the bolt-grouting backbreak in floor (Design 4). Results show that the design pattern 4, the full anchorage bolting with the bolt-grouting backbreak in floor, was the best one to reduce the deformation and failure of the roadway, the floor deformation was reduced at 88.38% than the design 1, and these parameters, maximum vertical stress, maximum horizontal displacement and maximum horizontal stress, were greater than 1.69%, 5.96% and 9.97%. However, it was perfectly acceptable with the floor heave results. The optimized design pattern 4 provided a meaningful and reliable support for the roadway in deep underground coal mine.

• 지질공학
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• 제5권2호
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• pp.201-213
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• 1995

열극암반(Fractured rockmass)의 지하수유동해석을 위해서는 열극현상에 대한 전반적인 이해를 필요로 한다. 열극현상과 관련된 분야는 열극(Fracture)의 생성과 역학이론, 전파, 종식, 분포체계와 구조 및 열극체계 모델링등 다양한 분야가 이에 속한다. 그러나 이러한 분야의 연구는 일부 분야를 제외하고 외국에서도 그 역사가 깊지 못하며, 우리나라의 경우 근래에 일부 학계와 업계에서 관심을 보이고 있을 뿐이다.산업사회의 발달과 함께 다양한 목적으로 지하공간의 이용을 필요로 하게 되었고, 지하공동의 성능평가에 대한 적용방법 또한 복잡하고 다양한 접근방법을 요구하고 있다. 열극현상에 대한 정확한 이해가 지질학과 같은 어느 한 분야의 지식만으로 접근할 수가 없으므로, 열극의 정확한 분포 특성과 열극생선과정의 이론을 근간으로 열극체계 및 유동해석모델의 적절한 연관성을 도출하도록 조화를 이루므로써 신뢰성 높은 성능평가의 목표를 달성할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2003년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.53-67
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• 2003

In this paper, a new systematic method will be introduced, in which a Rock-mass Prediction System(RPS) predicts the geological conditions and rock mass movements before tunnel excavation and the appropriate counter-measures are taken in the expected weak zones during tunnel construction. The Rock-mass Prediction System(RPS) consists of the LIM, a horizontal con drilling and a seismic exploration method (TSP/HSP). In the Rock-mass Prediction System(RPS), the seismic exploration method (TSP/HSP) gives information on the locations of the weak zones such as major faults and voids in wide-range, and the horizontal core drillings are utilized to find exact location and widths of the faults or voids near the weak zones which was predicted by the seismic exploration method (TSP/HSP). The LIM is used to find the hardness of the rock mass and small weak zones near the excavation face. The Rock-mass Prediction System(RPS) was successfully applied to the Sol-An Tunnel and the effectiveness of the system was verified.

• Geomechanics and Engineering
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• 제24권6호
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• pp.505-518
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• 2021

The present paper has been carried out to understand the effects of impact loading on the rock tunnels, constructed in different region corresponding to varying unconfined compressive strength (UCS), through finite element method. The UCS of rockmass has substantial role in the stability of rock tunnels under impact loading condition due to falling rocks or other objects. In the present study, Dolomite, Shale, Sandstone, Granite, Basalt, and Quartzite rocks have been taken into consideration for understanding of the effect of UCS that vary from 2.85 MPa to 207.03 MPa. The Mohr-Coulomb constitutive model has been considered in the present study for the nonlinear elastoplastic analysis for all the rocks surrounding the tunnel opening. The geometry and boundary conditions of the model remains constant throughout the analysis and missile has 100 kg of weight. The general hard contact has been assigned to incorporate the interaction between different parts of the model. The present study focuses on studying the deformations in the rock tunnel caused by impacting load due to missile for tunnels having different concrete grade, and steel grade. The broader range of rock strength depicts the strong relationship between the UCS of rock and the extent of damage produced under different impact loading conditions. The energy released during an impact loading simulation shows the variation of safety and serviceability of the rock tunnel.

• 지질공학
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• 제26권1호
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• pp.87-99
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• 2016

본 연구에서는 단열을 포함하는 불포화 암반에서의 지하수 유동 흐름을 예측하기 위한 2차원 수치 모델링을 수행하였다. 특히, 불연속 단열망 모델링(Dscrete Fractured Network, DFN)을 통하여 도출된 투수계수의 분포를 나타내는 k-field를 모델링 입력변수로 적용하였다. 투수계수 차이는 불포화대에서 지하수의 이동속도 차이를 야기시키는 중요한 인자로 적용되었다. 연구지역의 지표 토양층으로부터 지하 대수층까지의 불포화대 깊이를 적용하여 지하수 유동 모델링의 초기조건을 실제와 유사하게 설정하였다. 강우의 지표 침투율은 인공구조물과 자연 토양층의 침투율 차이를 적용하여 실제 불포화 암반을 거쳐서 포화대까지 지하수의 이동흐름을 해석하고 시각화하였다. 특히, 오염물질의 이동 시작점이 될 수 있는 인공구조물의 하부에 모니터링 지점을 설정하여 실제 오염물질원이 지하수에 용해되어 불포화대를 이동할 때의 경로를 예측 하였으며 중력방향인 직하부로 이동하는 것을 확인되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제16권4호
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• pp.63-70
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• 2000

불연속성 암반의 강도특성이나 변형특성에 대한 해석중 가장 중요한 점은 불연속면의 정량적인 파악과 조사방법에 있다. 그러나, 실질적으로 불연속면의 조사 인자들이 암반의 역학적인 특성과의 관계에 대하여는 분명한 해답을 내릴 수 없는 단계에 있다. 본 연구에서는 첫째로 불연속면의 현장 조사 항목 중 절리밀도, 절리길이, 절리 간격을 변화시키면서 암반의 탄성계수와의 상호관계를 밝히고 둘째로, 불연속성 암반의 탄성계수에 직접적인 관계를 가지며 불연속성 암반의 탄성계수를 정리할 수 있는 새로운 인자를 제안하는 것이 목적이다. 해석방법으로는 불연속성 암반의 기본모델로써 난수발생법에 의하여 불연속면을 발생시킨 기본단위구조를 가정하고 이를 균질화법과 유한요소법을 이용한다. 이들 방법을 통한 수치해석으로 불연속성 암반의 탄성계수를 구한다. 그 결과 불연속면의 조사항목과 탄성계수와의 상호관계성 뿐만 아니라 불연속성 암반의 탄성계수와 선형적인 관계를 가지는 새로운 파라메타로써 영향면적률을 제안한다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제3권1호
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• pp.47-55
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• 2002

압력분사 그라우팅 네일을 이용한 사면보강공법은 천공 후 그라우트재에 압력을 가하여 그라우트재의 천공홀 충전뿐만 아니라 지반으로의 침투주입 효과를 일으켜, 전체적인 보강력 증대를 기대하는 공법이다. 이런 특성을 설계에 반영하기 위해서는 구조재료 자체에 의한 지반보강효과 뿐만 아니라 압력분사 그라우팅에 따른 지반강도의 증진효과를 정량적으로 평가하는 것이 선행되어야 하나 아직까지는 이에 대한 연구가 부족한 실정이다. 따라서 절리가 발달한 풍화암 사면을 대상으로 시험시공 및 계측을 실시하고, 얻어진 계측값을 평가하여 절리가 발달한 풍화암 사면에서의 보강특성을 확인하였다. 또한 계측값으로부터 얻은 보강특성을 설계에 적용하기 위한 역해석 기법을 제안하였으며, 제안된 역해석 기법을 통하여 암반사면에서의 압력분사 그라우팅 네일 공법의 효용성을 확인하였다.

• 터널과지하공간
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• 제8권3호
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• pp.226-233
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• 1998

자연적으로, 혹은 인위적으로 발생된 균열들은 현지암반의 공학적 거동에 대한 중요한 자료를 제공한다. 일정한 방향으로 분포하는 미세균열들은 암반의 물성에 현저한 영향을 미치게 되지만, 다른 요인들에 의한 이방성이 큰 경우에는 이들의 영향은 감소한다. 본 연구에서는 초음파속도의 이방성과 점하중 재하에 의한 인공균열의 진행방향을 기초로, 암석조직이 암석의 물성에 미치는 영향에 대하여 조사하였다. 암석시료는 우백질의 포천화강암 석재에서 코어링한 NX 시험편과 현장 시추코어를 사용하였다. 시료에 분포하는 균열들의 주 방향을 기준으로 설정한 후, 초음파속도의 이방성을 측정한 결과, 균열에 수직한 방향에서 초음파속도의 최소치가 측정되었다. 속도측정에 사용한 NX코어로부터 EX크기의 원판형 시험편을 성형한 수 점하중 재하실험을 수행하였으며, 점하중재하에 의한 인공균열의 진행방향은 기존의 미세균열의 방향과 거의 일치하였다.