• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제19권2호
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• pp.13-21
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• 2018

The magnitude and distribution of earth pressure on the excavation wall in jointed rock mass were examined by considering different wall permeability conditions as well as rock types and joint inclination angles. The study was numerically extended based on a physical model test (Son & Park, 2014), considering rock-structure interactions with the discrete element method, which can consider various characteristics of rock joints. This study focused on the effect of the permeability condition of excavation wall on the earth pressure in jointed rock masses under a groundwater condition, which is important but has not been studied previously. The study results showed that the earth pressure was highly influenced by wall permeability as well as rock type and joint condition. Earth pressure resulted from the study was also compared with Peck's earth pressure in soil ground, and the comparison clearly showed that the earth pressure in jointed rock mass can be greatly different from that in soil ground.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제17권1호
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• pp.29-37
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• 2016

This study examined the magnitude and distribution of earth pressure on the support system in a jointed rock mass due to the different joint spacing as well as varying the rock type and joint condition (joint shear strength and joint inclination angle). Based on a physical model test and its numerical simulation, a series of numerical parametric analyses were conducted using a discrete element method. The results showed that the magnitude and distribution of earth pressure were strongly affected by the different joint spacing as well as the rock type and joint condition. In addition, the study results were compared with Peck's earth pressure for soil ground, which indicated that the earth pressure in a jointed rock mass could be considerably different from that in soil ground. The study suggests that the joint spacing as well as the rock type and joint condition are important factors affecting the earth pressure in a jointed rock mass and they should be considered when designing a support system in a jointed rock mass.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제6권1호
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• pp.115-124
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• 1998

A novel boundary stress resolution method is suggested in this paper, which is based upon the displacements of finite element analysis and of high precision with stress boundary condition strictly satisfied. The method is used to modify the Zienkiewicz-Zhu ($Z^2$) a posteriori error estimator and for the h-version adaptive finite element analysis of crack problems. Successful results are obtained.

• 지질공학
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• 제17권3호
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• pp.471-481
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• 2007

우리나라의 경우 자연사면 산사태는 대부분이 여름철의 집중호우에 의해 발생되며, 암반보다는 주로 토질특성에 영향을 받는다. 그리고 자연사면의 토층은 기반암의 풍화현상에 의해 형성되기 때문에 토질특성은 지질조건에 따라 다르다. 따라서 자연사면의 지반상태를 평가하기 위해서는 지질의 분포양상과 함께 지질조건에 따른 토질특성의 파악이 중요하다. 이 연구는 주로 화산암과 화강암 및 퇴적암이 분포하고 있는 부산지역 자연사면의 토층을 대상으로 지질조건에 따른 토질특성을 분석하였다. 이를 위하여 자연사면에서 채취한 토층시료를 대상으로 각종 토질시험을 수행하여 물리적 성질과 공학적 특성을 파악하고 지질조건과의 상관성을 분석하였다. 그 결과 토층은 주로 양호한 입도의 점토질 모래로 분류되었다. 습윤밀도는 $1.07{\sim}1.99kg/cm^3$, 전단저항각은 $28.2{\sim}39.6^{\circ}$, 투수계수는 $8.10{\times}10^{-5}{\sim}8.38{\times}10^{-2}cm/sec$의 범위로서 대체로 양호한 전단강도와 보통${\sim}$빠른 정도의 투수성지반으로 평가되었다. 그리고 토질특성은 지질별로 서로 다른 경향성을 보였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제31권12호
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• pp.59-69
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• 2015

본 연구는 절리형성 암반지층 굴착벽체에 작용하는 토압에 대한 암반종류 및 절리조건 (전단강도 및 절리경사각)뿐만아니라 절리군의 수에 대한 영향을 조사하였다. 모델실험 및 그에 대한 시뮬레이션결과를 토대로 다양한 수치해석적 매개변수연구가 수행되었다. 해석결과, 굴착벽체에 발생하는 토압은 절리군에 포함된 절리경사각에 큰 영향을 받았지만, 절리군의 수 자체만으로는 토압에 큰 영향을 주지는 않았다. 연구결과는 또한 토사지반에서의 토압인 Peck 토압과 상호 비교되었으며, 이를 통해 절리가 형성된 암반지층 굴착벽체에 발생하는 토압은 토사지반에서 발생하는 토압과 크게 다를 수 있다는 것을 파악하였다. 본 연구를 통해서 향후 암반지층에 설치되는 굴착벽체 설계시 적용하는 토압은 암반종류 및 절리조건과 더불어 절리군에 포함된 절리경사각을 고려하여 산정해야 할 것으로 판단된다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제29권1호
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• pp.91-97
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• 2022

The cohesive non-swelling soil (CNS) cushion technology has been widely applied in the subgrade and slope improvement at expansive soil regions. However, the mechanism of the inhibition effect of the CNS layer on expansive soil (ES) has not been fully understood. We performed four outdoor model tests to further understand the inhibition effect, including different kinds of upper layer and thickness, under the unidirectional seepage condition. The swelling deformation, soil pressure, and electrical resistivity were constantly monitored during the saturation process. It is found that when a CNS layer covered the ES layer, the swelling deformation and electrical resistivity of the ES layer decreased significantly, especially the upper part. The inhibition effect of the CNS layer increases with the increase of CNS thickness. The distribution of vertical and lateral soil pressure also changed with the covering of a CNS layer. The electrical resistivity can be an effective index to describe the swelling deformation of ES layer and analyze the inhibition effect of the CNS layer. Overall, the CNS deadweight and the ion migration are the major factors that inhibit the swelling deformation of expansive soil.

• Geomechanics and Engineering
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• 제18권3호
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• pp.225-234
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• 2019

A numerical stepwise approach for cavity expansion problem in strain-softening rock or soil mass is investigated, which is compatible with Mohr-Coulomb and generalized Hoek-Brown failure criteria. Based on finite difference method, plastic region is divided into a finite number of concentric rings whose thicknesses are determined internally to satisfy the equilibrium and compatibility equations, the material parameters of the rock or soil mass are assumed to be the same in each ring. For the strain-softening behavior, the strength parameters are assumed to be a linear function of deviatoric plastic strain (${\gamma}p^*$) for each ring. Increments of stress and strain for each ring are calculated with the finite difference method. Assumptions of large-strain for soil mass and small-strain for rock mass are adopted, respectively. A new numerical stepwise approach for limited pressure and plastic radius are obtained. Comparisons are conducted to validate the correctness of the proposed approach with Vesic's solution (1972). The results show that the perfectly elasto-plastic model may underestimate the displacement and stresses in cavity expansion than strain-softening coefficient considered. The results of limit expansion pressure based on the generalised H-B failure criterion are less than those obtained based on the M-C failure criterion.

• 한국지반공학회논문집
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• 제18권2호
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• pp.23-37
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• 2002

절취 사면에서의 파괴는 사면의 내부 또는 외부 요인들의 결합에 의해 발생한다. 내부 요인은 사면 자체의 지질 또는 형상 조건과 관련된 파괴 요인이며, 외부 요인은 자연적 또는 인위적으로 사면에 가해지는 파괴 요인이다. 각 요인에 의한 사면 파괴에 기치는 영향의 정도는 사면을 구성하는 지반 조건에 따라 다르며, 사면의 거동 특성에 의해 제어된다. 이 연구에서는 사면의 지반 조건을 거동 특성에 따라 구분하는 기준으로 토층심도율(SR), 블록크기비(BR) 및 암석강도를 사용하였다. 이런 기준에 의하면 사면의 지반 조건은 불연속체적 절리 암반과 연속체적 토상 지반, 파쇄 암반, 괴상 암반으로 구분된다. SFi-system은 이와 같이 구분된 지반 조건에 따라 내부 파괴 요인과 외부 파괴 요인을 평가함으로써 사면 파괴 지수(SFi)를 결정하는 평가 시스템이다. 이 평가 시스템을 실제적으로 사면에 적용한 결과, 사면 파괴 지수는 사면 파괴의 가능성 및 규모와 밀접한 관련이 있음을 보여준다. 따라서 SFi-system은 사면의 파괴 예측과 그 특성 분석을 위한 효과적인 도구로 사용될 수 있다.

• 터널과지하공간
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• 제5권4호
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• pp.336-346
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• 1995

Geotechnical Information System (GTIS) for efficient management of three dimensional borehole data has been developed. Some problems were raised during the input process of borehole data, and alternative solutions were sought. According to the previous geotechnical reports, there is no unified weathering classification scheme. A criterion, 100 times/30cm from SPT, was turned out inappropriate to the discrimination of weathered rock from weathered soil. It has also been suggested that weathered soil, weathered rock, soft rock, and hard rock should be defined as CW, HW, MW, and SW~fresh condition. For better comparison of RQD, the use of NX size coring is recommended for the whole area although BX size coring has been used in excavated area. The limit of drilling depth up to 1 m from the top of surface of hard rock should be extended to avoid possible wrong interpretation of rock head due to the existence of corestone. The input data were analysed by geostatistical methods. It is found that the range in semivariogram is about 300m, and the variance of gneiss is greater than that of granite. It is because the granite data analysed came from almost single uniform rock mass(i.e.Seoul granite), but gneiss data came from the rock mass(i.e. Gyeonggi gneiss complex experienced several metamorphic metamorphic processes.

• 한국지반공학회논문집
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• 제33권11호
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• pp.83-95
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• 2017

본 연구는 절리가 형성된 암반지층에서 암석종류, 절리경사각, 토압계수 및 지하수조건을 달리할 때 굴착벽체에 발생하는 토압의 크기 및 분포에 대해서 조사하였다. 모형실험(Son and Park, 2014)에 근거하여 확장연구를 수행하였으며, 이 때 암반-구조 상호작용과 암반의 절리특성을 고려하기 위하여 개별요소법을 이용한 수치해석을 수행하였다. 본 연구로부터 굴착벽체에 작용하는 토압은 암석종류, 절리경사각 및 토압계수 뿐만 아니라 지하수조건에 의해서 크게 영향을 받는다는 것을 파악하였다. 이와 더불어 본 연구로부터 조사된 토압을 토사지반에 적용되는 Peck의 경험토압과 비교하였으며, 이를 통해 절리형성 암반지층 굴착벽체에 발생하는 토압은 토사지반에서 발생하는 토압과 크게 다를 수 있다는 것을 확인하였다.