• Geomechanics and Engineering
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• 제16권2호
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• pp.151-157
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• 2018

The constrained conditions of roof and floor for the coal pillar affect the strength of coal pillar very seriously. To analyze the influence of rock mass for the roof and floor on the stability of coal pillar comprehensively, one method based on the mechanical method for the composite rock mass was proposed. In this method, the three rock layers of roof, floor and coal pillar are taken as the bedded composite rock mass. And the influence of rock mass for the roof and floor on the elastic core of coal pillar has been analyzed. This method can obtain not only the derived stress by the cohesive constraining forces for the coal pillar, but also the derived stress for the rock mass of the roof and floor. Moreover, the effect of different mechanical parameters for the roof and floor on the stability of coal pillar have been analyzed systematically. This method can not only analyze the stability of strip coal pillar, but also analyze the stability of other mining pillars whose stress distribution is similar with that of the strip coal pillar.

• 산업기술연구
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• 제24권A호
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• pp.139-155
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• 2004

A room and pillar mining method has been adopting at the Jeungsun limestone mine. To check stability of pillar with multiple and irregular openings, the size, shape and spacing of rib pillar were first designed using some empirical suggestions. The Finite Difference Method(FDM)was used to analyze the pillar stability. Twelve different cases with the variation of K(horizontal/vertical stress)values, different height and different spacing of pillar were used in this study. Finally Mohr-Coulomb criterion was adopted to calculate the safety factors. Horizontal and vertical displacement, maximum and minimum principal stresses, range of plastic zone and safety factors were calculated at each case. As a result of analysis, the size of one block is 160m long, 70m wide, 40m high with 20m wide rib pillar and 20m square column pillar. The overall recovery at this case can be estimated about 40%.

• Geomechanics and Engineering
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• 제28권5호
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• pp.463-475
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• 2022

In the mine exploitation stage; one of the critical issues is the stability assessment of post-pillars. The instability of post-pillars leads to serious safety hazards in mining operations. The focus of this study is to assess the stability of post-pillars in the 130# stope in the central ore body at Trepça hard rock mine by employing both conventional (i.e., critical span curve) and numerical methods (i.e., FLAC3D). Moreover, a new numerical based index (i.e., Pillar Yield Ratio-PYR) was proposed. The aim of PYR index is to determine a border line between stable, potentially unstable, and failure state of post-pillars at a specific mine site. The critical value of pillar width to height ratio is 2.5 for deep production stopes (e.g., > 800 m). Results showed that pillar size, mining height and mining depth significantly have affected the post-pillar stability. The reliability of numerical based index (i.e., PYR) is verified based on empirical underground pillar stability graph developed by Lunder, 1994. The proposed pillar yield ratio index and pillar stability graph can be used as a design tool in new mining areas at Trepça hard rock mine and for other situations with similar geotechnical conditions.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제9권4호
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• pp.387-401
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• 2007

최근 용지매입의 제한, 주변 구조물과의 간섭 등으로 두 터널의 이격거리가 매우 작은 근접 병설터널의 시공이 증가하고 있다. 이러한 경우 터널의 안정성뿐만 아니라 중앙 필라부의 안정성 확보를 위한 보강공법의 선정은 매우 중요한 문제라 할 수 있다. 본 연구에서는 상 하행선의 터널단면이 다른 비대칭 형태이면서, 두 터널간의 이격거리가 매우 근접한 병설터널에 대한 안정성 평가 및 필라부 보강방안에 대하여 상세한 해석적 검토를 수행하였다. 또한 근접 병설터널의 안정성을 확보할 수 있도록 암반 필라의 안정성 검토와 보강공법 등 근접 병설터널의 사례연구를 토대로 보강공법의 적정성과 합리적인 대안을 제시하였다. 특히, 굴착순서, 이격거리, 굴착방법에 따른 터널 거동 파악을 위하여 암반 필라의 응력상태 및 터널변위를 분석하여 암반파괴이론에 근거한 안정성 평가를 수행하였다. 또한 암반 필라부 보강공법의 적정성 검토 및 향후 근접병설 터널에서의 암반 필라 안정성 확보를 위한 개선방안을 제안하였다

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제15권6호
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• pp.585-597
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• 2013

본 연구에서는 주방식 지하구조물의 안정성 검토방안을 마련하기 위해 암주와 천장부의 거동을 수치해석 방법으로 검토하였다. 또한, 기존 자원개발 분야에서 고려하는 주방식 공법의 설계 개념과는 달라져야 하는, 공간 확보차원에서의 합리적인 주방식 공법의 설계 절차 및 개념을 제시하였다. 주어진 지반 조건에서 암주의 형상비와 천장부의 길이에 따른 수치해석을 수행하였으며 초기 이완이 시작되는 시점에서의 파괴유형과 위치 변화를 검토하였다. 해석결과, 천장부 폭과 암주 폭과의 비(w/s)와 파괴시점의 상재하중간의 관계는 선형관계를 보였으며, 천장부 폭과 암주 폭의 비가 주방식 채광 설계에서는 매우 중요한 설계인자로 다루어지는 암주의 폭과 높이 비(w/H)보다 구조물의 안정성 확보차원에서는 더욱 민감한 설계인자인 것으로 나타났다. 이는, 암주의 안정성 만을 확보하는 차원에서 수행되는 주방식 채광 설계법과는 달리, 암주부와 함께 구조물 천장부 및 어깨부의 안정성까지도 함께 고려하여 지하구조물의 안정성을 확보할 수 있는 구조물 설계가 되어야 함을 의미한다. 또한, 지하구조물의 형상에 따라 초기 이완대가 발생하는 위치와 전단 또는 인장파괴 등 파괴유형도 다르게 나타나, 주방식 지하구조물에 대한 설계는 상재하중에 따른 천장부와 암주의 안정성을 연계하여 수행하는 것이 필요하다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제13권2호
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• pp.115-131
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• 2011

최근 들어 방재 및 환경훼손 측면을 고려하여 병설터널의 시공 사례가 증가하고 있다. 병설터널의 굴착 시 필라(Pillar)부에 응력이 집중되어 터널의 안정성이 저하된다. 필라부의 거동에 대한 기존 연구들은 주로 수치해석과 실내 모형 실험을 통한 병설터널의 거동평가 및 지표침하 경향 분석 등에 국한되어 있어서, 필라부의 정량적 안정성 평가에는 한계가 있다. 따라서 본 연구에서는 병설터널의 필라폭이 터널의 안정성에 미치는 영향을 정량적으로 살펴보았다. 이를 위해 토피고가 다른 두 단면에 대해 전단강도 감소법을 이용한 수치해석적 방법으로 구한 터널 전체 안전율, Matsuda 등이 제안한 식을 이용하여 구한 필라부 국부안전율, 및 필라부의 강도/응력비를 산정하고 결과를 분석하였다. 합리적인 병설터널의 필라부 설계를 위해, 평균 강도/응력비, Matsuda 제안식에 의한 안전율, 수치해석적으로 구한 전체 안전율이 독립적으로 사용되기보다는 유기적으로 사용되어야 할 것으로 판단되었다.

• 터널과지하공간
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• 제27권2호
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• pp.109-119
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• 2017

다양한 현장조건을 고려하기 위하여 필라 폭, 암반등급, 측압계수를 달리한 각종 병설터널을 모델링하고, 수치해석과 모형실험을 통해 필라의 안정성을 알아보았다. 수치해석을 통해 얻어진 필라 중앙부의 응력, 필라 전체의 평균응력, 필라 좌우단부의 응력을 각각 적용하여 필라의 강도/응력비를 구하였다. 이중 필라 좌우단부의 응력을 적용하였을 때의 강도/응력비는 가장 보수적인 값을 나타내었고, 분할굴착과 지보체계를 고려한 시공단계해석에서도 굴착 시점과 부합한 실제적인 값을 보였다. 또한, 병설터널의 모형실험에서 필라의 파괴균열은 필라 좌우단부로부터 필라 중앙부를 향해 점진적으로 발생하였다. 따라서 필라의 국부적 손상을 방지하고 터널 안정성을 보수적으로 평가하기 위해서는 필라 좌우단부의 응력을 적용하여 필라의 강도/응력비를 구하는 방법이 적합한 것으로 판단된다.

• 터널과지하공간
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• 제25권5호
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• pp.423-434
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• 2015

본 연구에서는 필러 폭과 모형재료의 강도가 서로 다른 등방성 및 이방성 암반 내 쌍굴터널의 모형실험을 통해 얻어진 터널의 변형과 필러부 균열이 발생한 이축압력 자료를 이용하여 터널 간 이격거리, 지반 강도, 등방성 및 이방성이 터널 안정성에 미치는 영향을 알아보았다. 모형재료의 일축압축강도에 대한 균열개시압력의 백분율을 균열개시압력비율이라고 정의할 경우, 강도가 큰 지반에 시공되는 쌍굴터널은 강도가 작은 지반에 비하여 균열개시압력 값은 크지만, 균열개시압력비율은 작게 나타났다. 이에 비해 필러 폭이 큰 쌍굴터널은 필러 폭이 작은 경우에 비하여 균열개시압력 값이 클 뿐 아니라 균열개시압력비율도 크게 나타나, 필러 폭은 쌍굴터널 안정성에 영향을 미치는 주된 요소로 판단된다. 지반의 등방성과 이방성 여부도 터널 안정성에 영향을 미쳤는데, 이방성 모형은 등방성 모형에 비해 균열개시압력과 균열개시압력비율이 작을 뿐 아니라 필러부에 존재한 기존 불연속면을 따라 균열이 발생하였다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제30권2호
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• pp.107-121
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• 2022

Coal pillar assessment is of broad importance to underground engineering structure, as the pillar failure can lead to enormous disasters. Because of the highly non-linear correlation between the pillar failure and its influential attributes, conventional forecasting techniques cannot generate accurate outcomes. To approximate the complex behavior of coal pillar, this paper elucidates a new idea to forecast the underground coal pillar stability using combined unsupervised-supervised learning. In order to build a database of the study, a total of 90 patterns of pillar cases were collected from authentic engineering structures. A state-of-the art feature depletion method, t-distribution symmetric neighbor embedding (t-SNE) has been employed to reduce significance of actual data features. Consequently, an unsupervised machine learning technique K-mean clustering was followed to reassign the t-SNE dimensionality reduced data in order to compute the relative class of coal pillar cases. Following that, the reassign dataset was divided into two parts: 70 percent for training dataset and 30 percent for testing dataset, respectively. The accuracy of the predicted data was then examined using support vector classifier (SVC) model performance measures such as precision, recall, and f₁-score. As a result, the proposed model can be employed for properly predicting the pillar failure class in a variety of underground rock engineering projects.

• 터널과지하공간
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• 제20권3호
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• pp.131-144
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• 2010

근접병설터널은 충분한 이격거리를 확보한 병설터널의 거동특성과는 구별되는 거동특성을 보이므로 이에 대한 체계적인 안정성 평가방법을 대단면 근접병설터널 설계사례를 중심으로 고찰하였다. 또한 대단면 근접병설의 경우 필러부의 안정성을 확보하는 것이 본 터널의 안정성을 좌우하는 매우 중요한 요소라 할 수 있다. 본 검토에서는 대단면 근접병설터널 시공경험을 바탕으로 이격거리, 지반조건 및 굴착순서에 따른 필러부의 역학적 거동특성을 해석적으로 검토하여 대단면 근접병설터널 계획시 합리적인 터널설계 시공이 이루어질수 있도록 도움이 되고자 하였다.