• 터널과지하공간
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• 제22권5호
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• pp.330-338
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• 2012

일축압축강도(UCS)는 암석의 주요 물성 중 하나이다. 그러나 항상 UCS 실험을 위한 시료를 취득할 수는 없다. 이러한 경우 점하중시험과 같은 간접시험법이 유용한 대안이 될 수 있다. 본 연구에서는 임계지역에 분포하는 석회암을 대상으로 일축압축강도와 점하중강도지수 사이의 상관관계를 분석하였으며 선형 회귀식이 제안되었다. 또한 석회암을 대상으로 수행된 이전 연구결과와 이번 연구 결과를 비교하였다. 동일한 암종이라도 국내에서 분포하는 지역에 따라 변환계수가 다를 수 있으며, 분석의 정확성을 높이기 위해서는 더 많은 자료가 필요할 것으로 판단된다.

• 터널과지하공간
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• 제24권1호
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• pp.46-54
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• 2014

암반 구조물의 안정성에 결정적인 영향을 미치는 절리의 특성을 파악하기 위해서는 일반적으로 직접전단시험을 통한 연구가 수행되고 있으나, 본 연구에서는 3차원 개별요소법에 근거한 3DEC을 사용하여 직접전단시험을 수치해석적으로 수행하였다. 톱니각과 강도가 상이한 인공 절리시험편에 대해 수직하중을 4단계로 변화시켜가며 일정수직하중 조건에서 실험실 직접전단시험으로 최대전단강도를 측정하였다. 그리고 실내시험을 통해 얻은 시험편의 역학적 물성으로 수치해석 모델링을 수행하였고, 획득한 전단강도를 실험실 직접전단시험으로 수행한 전단강도와 비교 분석하였다. 그 결과 개별요소법에 의한 수치해석은 암반의 전단거동을 잘 모사할 수 있을 것으로 사료된다.

• 터널과지하공간
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• 제19권4호
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• pp.355-365
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• 2009

정수압 지압조건의 심부 암반에 굴착되는 원형터널의 지보재로 설치되는 콘크리트 라이닝의 유한차분 탄소성해석법을 제안하였다. 암반과 라이닝의 항복은 Mohr-Coulomb 조건식을 따르는 것으로 가정하였다. 일반적으로 콘크리트 라이닝의 설치 전 선행내공변위가 발생된다는 점을 고려하기 위하여 라이닝 바깥 경계면에 작용하는 지압의 크기를 계산하는 과정에서 굴착 후 라이닝 설치지연 효과를 반영시킬 수 있도록 하였다. 암반과 라이닝의 소성영역에서 발생하는 응력 및 변위분포 계산을 위해 Lee & Pietruszczak(2008)의 해석법을 적용하였다. 제안된 방법의 활용성을 보여주기 위해 가상의 압축공기 저장용 터널에 시공된 콘크리트 라이닝에 대해 탄소성해석을 실시하였다. 해석결과 라이닝의 안쪽 및 바깥쪽 경계부에 작용하는 압력의 크기를 정확하게 산정하는 것이 라이닝의 안정성 해석에서 매우 중요함을 알 수 있었다.

• 한국암반공학회:학술대회논문집
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• 한국암반공학회 2003년도 춘계학술발표회 논문집
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• pp.13-30
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• 2003

본 고에서는 터널 굴착전 대상지반의 지질상태 및 암반거동을 암반예측시스템(RPS)을 통해 사전에 예측하고, 시공중 취약구간에 대해 적절한 대응을 하는 새로운 종합적인 방법을 소개하고자 한다. 암반예측시스템(RPS)은 선진보링(LIM), 선진수평시추, 탄성파탐사(TSP/HSP)로 구성되어 있다. 암반예측시스템에서 탄성파탐사(TSP/HSP)는 주요 단층과 공동등 연약대의 위치에 대한 개략적인 정보를 제공하며, 선진수평시추는 탄성파탐사(TSP/HSP)에 의해 예측된 연약대 전방에서 단층 또는 공동의 위치와 폭을 확인하는 데 활용된다. 선진보링(LIM)은 암반의 연경도와 굴착면 부근의 작은 연약대를 발견하는 데 활용된다. 암반예측시스템(RPS)은 영동선 철도현장의 솔안터널에 성공적으로 적용되어 그 효용성이 입증되었다.

• 지질공학
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• 제32권4호
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• pp.725-733
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• 2022

본 연구에서는 기존 패커를 개량한 하이브리드패커를 장착한 수압암반절개시스템을 벤치컷 공법에 적용하였다. 하이브리드패커는 주입압을 이용하여 수압파쇄균열을 생성시키고 고무패커를 팽창시켜 수압파쇄균열을 확장하고 연장시키는 두 가지 기능을 하나의 패커에 접목시킨 패커시스템으로, 무소음·무진동 수압암반절개에 효율적으로 적용할 수 있도록 설계되었다. 본 연구에서는 벤치컷 굴착을 위해 사면 최상단에 설치된 실험공과 자유면으로부터의 이격거리와 주입설정 등 실험조건을 조정하면서 현장실험을 수행하여 주입 조건에 따른 암반 굴착 효율성을 비교하였다. 5 m의 이격거리를 지닌 조건에서는 굴착이 이루어지지 않은 부분이 발생하였으나 1 m의 이격거리에서는 굴착되지 않은 부분이 발생하지 않았다. 주입압에 의해 생성된 수압파쇄균열은 대체적으로 자유면과 평행하게 발달하여 고무팽창에 의해 확장 및 연장되어 벤치컷 굴착이 용이하게 이루어졌다. 벤치컷 암반 굴착에 수압암반절개공법을 체계적으로 적용하기 위해서는 다양한 암반 상태에 대하여 실험조건을 변화하면서 현장실험 결과를 축적하여야 할 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권2C호
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• pp.95-107
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• 2010

일반적으로 암반에 소켓된 현장타설말뚝기초의 선단지지력은 일축압축강도를 이용하여 산정하고 있다. 그러나, 풍화대 지반에서는 불교란시료의 채취가 어려워 일축압축강도를 확인하는 것이 곤란하므로 기존 지지력산정공식을 사용할 수 없다. 따라서 본 연구에서는 풍화대 지반에서 수행할 수 있는 원위치시험들(SPT, DCPT, PMT, BST)의 특성치와 현장타설말뚝의 선단지지력과의 관계를 말뚝선단부에 인접한 5개의 구간들(선단부, 선단~하부1D, 선단~하부2D, 상부1D~하부1D, 상부1D~하부2D)에 대하여 분석하였다. 그 결과 DCTP의 결과가 가장 신뢰성 있는 상관관계를 나타내었다. 또한 DCPT를 이용한 선단지지력의 설계도표를 제안하였다.

• 지질공학
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• 제19권1호
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• pp.63-70
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• 2009

한국원자력연구원 내에 위치하는 지하연구시설의 안정적인 운영을 위하여 터널 내 벽면과 주변 사면의 지반변위 및 온도 변화를 실시간 감시할 수 있는 시스템을 구축하였다. 이 시스템은 광섬유센서케이블의 센서 기능을 활용하여 케이블 전체가 하나의 센서 기능을 하는 분포개념의 온도 및 변형을 측정기법을 이용한 것으로서 기존의 특정지점 계측방법과는 확연하게 차별된다. 이 기법은 구조물의 특성에 따라 선택적으로 탄력적 적용이 가능하여, 최대 매 1 m 간격으로 총연장 30 km까지 하나의 운영체계로 감시할 수 있는 기능을 가지고 있다. 변형특성의 계측 범위는 1 m 당 1 mm 변위 크기까지 계측이 가능하며, 변위 발생 위치와 변위가 진행하는 방향까지 계측 가능하다. 온도는 $0.01^{\circ}C$ 해상도를 가지며 케이블 종류에 따라 $-160{\sim}600^{\circ}C$까지 계측이 가능하다. 지하연구시설에서 1년 간의 모니터링 결과, 터널 벽면 및 주변 사면에서 뚜렷한 변위 혹은 거동은 확인할 수 없었으나, 지하수 누출에 의해 점진적으로 영향이 미칠 것으로 예상되는 징후를 확인하였다. 이로서 숏크리트로 처리한 터널 벽면의 균열변형 및 붕괴/낙반사고를 사전에 감지하고, 암반 내 지하수위의 등락과 함께 연구 터널내 환기상태를 감시, 관리할 수 있는 시스템을 구축하게 되었다. 이 외에도 이 시스템은 복잡한 구조를 갖는 플랜트의 변형은 물론 장대 구조물과 고층빌딩, 대형선박, 장대 교량, 댐과 송수관로 및 지하철 등의 안전 유지상태 및 누수 등의 감시에도 적용 가능하다. 특히 온도 변화 감시 기능은 목재 건조물에도 효과적으로 이용할 수 있다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제10권3호
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• pp.221-232
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• 2008

록볼트는 지하구조물의 주지보재로 적용되고 있다. 록볼트 건전도 평가를 위한 비파괴 방법으로 유도초음파의 투과법을 이용한 기법이 우수한 결과를 보여주고 있다. 하지만 투과법은 철근의 양 끝단에 센서를 부착하기 때문에 암반에 이미 설치되어 있는 록볼트의 건전도 평가는 불가능하다. 본 연구의 목적은 록볼트 철근 두부에 가진센서와 수진센서를 나란히 설치하여 선단에서 반사되어 오는 파를 측정하는 반사법을 자유구속조건 및 지중관입조건에 적용하며, 이를 투과법과 비교하는데 있다. 유도초음파의 가진과 수진을 위해 피에조 디스크 엘리먼트와 AE 센서를 사용하였으며, 측정된 신호로부터 웨이브렛 변환을 통하여 에너지 속도를 산정하였다. 실험결과, 반사법의 결과가 투과법과 거의 일치하였으며, 결함비율이 증가함에 따라 에너지 속도가 증가하는 것으로 나타났다. 본 논문은 유도초음파의 반사법이 록볼트 건전도 평가에 있어 현장 적용 가능성 있는 방법이 될 수 있음을 보여준다.

• 터널과지하공간
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• 제22권6호
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• pp.462-470
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• 2012

일반화된 Hoek-Brown 암반파괴조건식을 Mohr-Coulomb 파괴조건에 기초한 암반구조물 해석법에 적용시키기 위해서는 등가 마찰각과 등가 점착력을 계산하는 과정이 필요하다. Balmer(1952)이론에 기초한 기존의 접선 순간마찰각과 순간점착력 계산식은 최소주응력 ${\sigma}_3$의 함수로 표시되므로 등가 강도정수의 정수압 의존성 및 응력경로 의존성을 이해하는 데 적합지 않다. 이 연구에서는 응력불변량을 이용하여 일반화된 Hoek-Brown식의 접선 순간마찰각과 순간점착력 계산하는 방법을 제시하여 기존의 방법이 갖는 단점을 극복하였다. 제시된 방법을 이용한 예제 해석을 통해 접선 순간마찰각과 순간점착력의 정수압 의존특성 및 파괴곡면의 팔면체 단면에서 Lode각의 의존성을 고찰하였다. 접선 순간마찰각은 삼축신장 응력조건에서 가장 크며, 접선 순간점착력은 삼축압축 응력조건에서 가장 큰 것으로 나타났다. 접선 순간마찰각과 순간점착력의 정수압 및 Lode각 의존성은 GSI 값이 큰 양호한 암반에서 상대적으로 큰 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제30권7호
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• pp.17-26
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• 2014

절리를 포함한 암반에서 터널굴착시 발생하는 내공변위는 터널의 안정성과 필요 확보공간 및 시공성을 위해서 매우 중요한 인자이다. 터널굴착시 발생할 수 있는 내공변위의 크기는 탄성계수가 큰 영향을 미치는 인자이며 특히 절리면이 터널거동을 지배하는 암반에서는 신뢰성 있는 절리암반의 탄성계수를 산정하는 것은 매우 중요하다. 절리암반의 탄성계수는 암석종류, 절리조건, 하중조건 등과 같은 많은 인자에 의해서 영향을 받는다. 그럼에도 불구하고 기존의 대부분의 연구는 암석 및 절리, 터널 굴착하중 조건 등을 체계적으로 고려하지 않고 압축하중 조건에 근거한 대략적인 경험식에 초점을 두고 있다. 그러므로 본 연구에서는 터널 굴착하중 조건에서의 절리암반의 탄성계수를 보다 합리적으로 추정하기 위하여 암석 및 절리조건을 체계적으로 고려하였다. 본 연구에서는 암석종류, 절리전단강도, 절리경사각, 절리군의 수 및 절리간격을 해석인자로서 고려하였다. 다양한 암석 및 절리조건을 고려하여 수치해석적 매개변수 연구를 수행하였고, 그 결과를 기존의 경험적인 방법들과 비교분석하였으며, 다양한 암석 및 절리조건에서의 탄성계수에 대한 변화도표를 제시하였다. 본 연구를 통해 얻어진 결과는 절리암반에서 터널굴착으로 인해 발생되는 터널 내공변위를 파악하는데 실무적으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.