• 지질공학
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• 제6권3호
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• pp.137-153
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• 1996

본 연구는 이미 알려져 있는 공동 지역에서 1년 6개월에 걸친 고정점 관측 및 이동 관측망에 의한 실험을 통하여 지하 매질에 공동이 존재할 때에 나타나는 지진파의 이상 현상에 의하여 지하에 존재하는 공동을 탐지 및 식별할 수 있는 가능성을 찾는데 그 목적이 있다. 한양 대학교 지진 연구소에서는 경기도 화성군 봉담면에 위치한 삼보 광산에서 고정 지진 관측을 수행하였다. 이 자료의 대부분은 인근 골재 채취장에서의 화약류 발파에 의한 것이며 본 연구에서는 이 화약류 발파에 의한 자료를 이용하였다. 고정 관측소 관측의 경우 지상 관측과 삼보 광산의 갱도 안에서의 지하 관측을 수행하였다. 이 두 자료으 경우 종파의 초동 후 150 ~ 250 msec 후에 전환파(converted phase)의 출현에 의하여 편파 특성이 매우 급격하게 변하는 양상을 보여 준다. 전환파가 발생하는 깊이는 평균 약 190m 정도로서 삼보 광산의 갱도 깊이와 잘 일치되는 결과를 보여 준다. 또한 횡파 분열(Shear-wave Splitting) 현상이 관측되었다. 빠른 횡파(fS)와 느린횡파(sS)의 시간 차이는 약 30-60ms 정도의 차이(평균 42 ms)를 보인다. 이러한 결과는 다른 연구의 결과보다는 상당히 큰 값을 보여 주는데 이는 지하 공동에 의한 균열(Crack)이 상당히 발달해 있는 것을 나타내는 결과이다. 또한 화약 발파 실험에 의한 자료는 공동에 설칠한 지진계와 비공동 지역에 설피한 지진계를 비교 분석하였다. 공동 지역에서 설치한 지진계의 경우 고정 관측소의 경우와 같이 종파의 초동후에 편파 특성이 매우 급격하게 변하는 양상을 보이나 비공동 지역에 설치한 지진계의 경우는 편파 특성이 매우 안정적인 양상을 보인다. 또한 공동 지역을 지난 지진파의 특징은 현저한 고주파수 성분의 감쇄와 탁월한 저주파의 성질을 갖는 위상이 관측되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제37권11호
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• pp.93-105
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• 2021

본 연구에서는 매립토의 세립분 함량이 파손된 하수관으로 인해 유발되는 지하 공동 및 지반함몰에 미치는 영향을 평가했다. 국내 강우 조건 및 지반 조건을 모사하였으며, 서로 다른 세 가지 세립분 함량(7.5%, 15%, 25%)을 적용해 지반함몰 모사시험을 수행했다. 모형지반을 조성한 뒤 하수관 손상부를 모사한 부분을 통해 지하수를 유입하고 배출시키는 과정을 두 차례 반복하며, 지표면 침하량 및 배토량을 측정했다. 또한 모형시험 중에 일정 시간 간격으로 디지털 이미지를 촬영하고 이를 PIV 기법을 통해 분석하여 내부 변위 및 변형(지하 공동 형성 과정)을 측정하였다. 시험 결과, 지하수 유입 및 배출 단계가 반복됨에 따라, 세립분 함량이 높을수록 배토량이 적고 지하 공동 형성이 억제되는 것으로 나타났다. 다만, 지표면 붕괴로 확인되는 지반함몰은 세립분 함량이 15%인 경우에만 발생했다. 이는 배토된 흙의 세립분 함량 변화를 통해 서퓨전(suffusion) 현상에 기인한 것으로 분석되어, 세립분 함량이 서퓨전 현상 발현에 미치는 영향과 이에 따른 지반 강도 변화에 대한 추가연구가 필요함을 확인했다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제19권2호
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• pp.5-12
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• 2018

최근 도심지 지역에서 도로함몰로 이어질 수 있는 지반 내 공동의 탐사를 수행하고 있으며, 도로함몰을 방지하기 위하여 지반 내 공동의 적절한 충진이 요구되고 있다. 본 논문에서는 발포성 경량그라우트재에 대하여 플로우 시험, 팽창 전후의 단위중량 및 공기량 측정, 그리고 일축압축강도 시험을 수행하여 공동 충진의 적합성과 공학적 특성을 평가하고자 하였다. 배합 재료는 물, 시멘트, 발포제를 사용하였으며, 발포제의 비율을 조절하여 두 가지 배합비로 조성된 시료에 대한 공학적 특성을 평가하였다. 각각의 시험 결과, 두 배합비 모두에서 플로우 값이 200mm 이상인 것으로 측정되고, 28일 일축압축강도가 1.3MPa 이하로 측정되어, 두 배합은 유동성 및 강도의 측면에서 공동 충진에 적합한 재료로 평가되었다. 단, 배합 시 물과 발포제가 충분히 혼합되지 않는 경우 재료 내부에 존재하는 기포가 불균질하게 분포될 수 있으므로 물과 발포제의 혼합 시 주의가 필요하다.

• 터널과지하공간
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• 제27권4호
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• pp.205-216
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• 2017

지하수위 변동은 석회석 폐광산에서 발생하는 지반침하의 주된 요인이다. 본 연구에서는 지하수로 포화된 석회석 채굴공동에서 발생하는 지하수 유동을 자연상태와 골재 충전, 임시배수로 구분하여 지반 안정성에 미칠 영향을 3차원 지하수 유동 해석을 통해 평가하였다. 해석 결과 골재 충전시 지반 및 소류지의 지하수위가 상승하였지만 강우나 소류지 농업용수 사용으로 발생하는 수위차 보다 작고 유속 또한 자연상태의 유속과 유사하게 나타났다. 임시배수시에는 지반 및 소류지의 지하수위가 급격하게 하강하고 공동 내 유속이 최대 25배 이상 증가하는 것으로 나타나 지반침하 위험성이 증가하는 것으로 나타났다.

• 터널과지하공간
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• 제26권6호
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• pp.455-465
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• 2016

광물자원 채굴을 위한 지하 채굴공동의 붕괴는 인간이 생활하고 있는 지역의 지반침하 피해를 유발할 수 있다. 지반침하를 방지하기 위하여 과거 광산지역에 대한 도면이나 사진 자료는 광해방지사업을 위하여 중요한 정보가 되고 있다. 광산지역의 조사, 광산 안정성 평가, 보강공사 등 일련의 과정은 통상적으로 과거 폐광산의 도면 및 사진정보에 근거하여 수행된다. 한국은 일제강점기 및 1960년대 광산 활황기에 수많은 광산이 무질서하게 개발되었다. 그러나 광산 관련 정보는 사용에 제한적인 상황이며, 시간이 지남에 따라 더 희소해질 것으로 본다. 한국광해관리공단은 현실적인 대안을 수립코자 한다. 본 연구에서는 과거 광산개발 굴진에 관련한 대한 기초정보를 통계적으로 검토하고, 진보된 폐광산 지하공동 측정기술에 대하여 연구하였다. 한국의 1,784개 폐광산에 대한 4473개 갱도(갱구) 조사자료를 수집하여 정리하였다. 분석결과, 한국의 소규모 갱도(갱구) 평균 수치는 높이 1.982 m이며, 폭 1.959 m로 분석되었다. 또한 형상계수(shape factor, S)의 평균값은 0.485로 분석되었다. 이러한 폐광산 수치 자료는 한국의 폐광산을 이해하고 연구하는 데 도움이 된다. 따라서, 광산 지하공동 측정기술의 발전은 미래의 광산 지반침하방지사업의 효율화에 기여할 것으로 본다.

• 터널과지하공간
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• 제2권2호
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• pp.237-250
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• 1992

The cavities formed by the excavation of coal seam cause unstable within rock body, leading to large displacement around adjacent roadway. This displacement brings the closure of roadway and deformation of support. Therefore, it is necessary to understand and predict the deformation characteristics of roadway while coal seam is under excavation. In this study, the observed displacements are compared with the calculated ones through the analysis using Linear Boundary Element Mothod under the elastostatic conditions, in order to determine the virgin stress state and deformation modulus which affect the deformation characteristices.

• 터널과지하공간
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• 제1권
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• pp.32-38
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• 1991

9 nuclear power plants are presently in operation in Korea. They produce radioactive waste of which the most long-lived radioactive elements need to be safely stored for hundreds of thousands of years, isolated from humanity and the environment. The safe disposal of high level radioactive waste in mined cavities requires knowledge of the mechanical. thermal and fluid flow characteristics of rock as perturbed by a thermal pulse The literature review was performed to assemble data on the following properties: modulus tensile strength compressive strength thermal expansion specific heat, thermal conductivity thermal diffusivity and permeability.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제21권5호
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• pp.699-715
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• 2019

도시기반시설인 지중관거의 노후화가 심화되면서, 최근 도심지의 관거 주변에서 공동발생과 지반함몰 사례가 빈번하게 보고되고 있다. 지중관거 균열과 관련된 공동발생 및 지반함몰에 대해 많은 연구가 수행된 바 있으나, 기존 연구내용은 주로 관거의 균열 발생원인과 지반침하 거동에 집중되어 있다. 본 연구에서는 관거의 균열을 통한 지하수와 토립자 유출특성과 공동발생 메커니즘을 조사하였다. 또한, 토사유출로 인해 공동이 발생하고 지반함몰로 발전해가는 과정에 대한 가설을 수립하여 토립자 유출의 수리적 특성을 규명하고자 하였다. 관거 균열을 통한 토립자 유출 및 공동발생 메커니즘 규명을 위해 실내모형실험을 수행하였다. 모형실험으로부터 관거 균열을 통해 유출된 토립자를 측정하고, 실험과정을 영상촬영하여 PIV 분석을 통해 입자의 이동특성을 조사하였다. 본 연구를 통해 지중에서 발생하는 토립자의 이동, 공동발생 및 지반함몰 거동은 근본적으로 지하수의 이동에 의해 발생하는 것이며, 균열 위치와 관거 형상에 영향을 받음을 확인하였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제11권4호
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• pp.368-372
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• 2008

이 연구는 카르스트 지역에서 발생하는 연약층 또는 지하 석회암 공동의 영상화를 위한 지표 전기비저항 탐사의 유용성을 파악하고자 수행되었다. 연약층 또는 공동은 잠재적인 위험성을 가지고 있으며, 이들은 도로 및 건축물의 붕괴를 야기한다. 따라서 이 연구에서는 이미 지반침하가 있었음이 보고된 바 있는 전남 무안군 영월리에 있는 한 도로를 따라 2-3차원 전기비저항 탐사를 수행하여 지반 침하 현상을 조사하였다. 이 지역의 쌍극자배열 전기비저항 탐사 결과, 풍화된 표토층과 연약층 또는 공동 그리고 기반암이 뚜렷이 구분되어 나타났으며, 또한 여러 곳의 저비저항 이상대가 나타났는데 이는 점토로 충전된 공동으로 시추결과 확인되었다. 아울러 시추 결과와 전기비저항 탐사 결과는 매우 일치함을 알 수 있었다. 따라서 지반 침하를 평가하는 데 있어 전기비저항 탐사를 통한 지하영상화 작업이 매우 높은 분해능을 가짐을 알 수 있었으며 또한 지반 침하 지역을 조사하고 이를 평가함에 있어 $2{\sim}3$차원 전기비저항탐사가 매우 유용함을 확인할 수 있었다. 이러한 탐사 결과를 바탕으로 연구지역 주변의 재해 취약정도를 작성하였다.

• 터널과지하공간
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• 제31권4호
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• pp.211-220
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• 2021

한국의 대심도 (>40m 깊이) 터널 공사 시에 터널 붕괴 사고가 종종 일어나고 있으며, 도심지 지하공간의 얕은 심도에 인공적으로 조성된 지반에는 자연 공동뿐만 아니라 상수도관, 하수도관, 전력구 및 지하철 건설로 인한 인위적인 공동들이 복잡하게 분포되어 있다. 대심도 터널 굴착을 위해서는 이러한 다공질의 특성을 보이는 다양한 지반의 특성 및 지질구조가 지반의 안전에 미치는 영향을 이해하여야 한다. 본 연구는 국내외 사례를 바탕으로 한국의 대심도 굴착에서 암반의 위험 산정을 위한 위험 인자를 분석하였다. 연구결과, 대심도 터널 굴착시 지반의 안정성에 영향을 주는 총 7개의 카테고리들과 총 38개의 인자들이 도출되었다. 가중치가 상대적으로 높은 인자들은 단층 및 단층점토, 차응력, 암종, 지하수 및 머드 유입, 암석의 일축압축강도, 터널 단면의 크기, 터널 상부 암반의 두께, 카르스트 및 계곡지형, 습곡, 석회암의 협재, 지하수위 변동, 터널 심도, 암맥, RQD, 절리 특성, 이방성, 암반파열(rockburst) 등으로 나타났다.