• 터널과지하공간
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• 제5권2호
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• pp.123-133
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• 1995

A two dimensional visco-plastic finite element model capable of handling the multistep excavaton was developed for investigating the effect of excavation-support sequences on the behaviour of underground openings in the jointed rock mass. Ubiquitous joint pattern was considered in the model and joint properties in each set were assumed to be identical. Passive, fully-grouted rockbolts were considered in the model. Visco-plastic deformations of joints and rockbolts were assumed to be governed by Mohr-Coulomb and von Mises yield criteria, respectively. With the ability of removing elements, the model can von Mises yield criteria, respectively. With the ability of removing elements, the model can simulate the multi-step excavation-support sequences. The reliability of the model to the stability analysis for the underground excavation in practice was checked by simulating the behavior of underground crude oil storage caverns under construction.

• 지질공학
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• 제5권1호
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• pp.31-44
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• 1995

본 연구에서는 지하공동이 해석적용기준을 제시하기 위하여 암반의 역학적 특성과 지하공동에 작용하는 초기응력을 검토하였고, 지하암반을 선형 탄성의 균질한 암석으로 가정하여 공동주위의 거동을 검토하였으며, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. - 지하암반공동의 유한요소경계는 공동의 중심으로 부터 공동 반지름의 6배이상으로 하여야 한다. - 원형공동의 경우, 수직응력과 수평응력의 비인 $K_0$ 값이 증가함에 따라 공동측면에서는 변형이 공동의 중심방향으로 증가하고, 공동상부에서는 공동의 중심방향으로 변형이 감소한다. 또한 $K_0$ 값이 1/4보다 작을 경우 공동주변암반체에서 인장영역이 발생함을 알 수 있었다. - 마제형인 공동 I과 Powerstation 형인 공동 II에 발생하는 변위는 원공동과 거의 비슷한 경향을 나타내고, 공동 I, II에 발생하는 응력집중은 공동의 벽면과 바닥으 교차부에서 발생하며, 공동 II에서 보다 큰 응력집중이 발생함을 알 수 있었다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 1994년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.149-157
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• 1994

In this study two dimensional visco-plastic finite element model capable of handling the multi-step excavation was developed for investigating the effect of excavation support sequences on the behavior of underground openings in the jointed rock mass. First, the finite element model which is capable of handling the multi-step excavation is developed and verified. And then the model is combined with visco-plastic joint model. Ubiquitous joint pattern was considered in the model and joint properties in cach set were assumed to be indentical. Passive, full-grouted rockbolts were cosidered in the numerical model. The visco-plastic deformations of joints and rockbolts were assumed to be governed by Mohr-Conlomb and von Mises yield criteria, respectively. With the ability of removing elements, the model can simulate the multi-step excavation-suppport sequences. The reliability and applicability of the model to the stability analysis for the underground excavation in pratice was checked by simulating the behavior of underground crude oil storage caverns under construction.

• 터널과지하공간
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• 제4권1호
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• pp.1-16
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• 1994

The study on the flow characteristics and analysis of groundwater in discontinuous rock mass is very important, since the water inflow into the underground opening during excavation induces serious stability and environmental problems. To investigate the flow through single rock joint, the effect of various aperture distribution on the groundwater flow has been analyzed. Observed through the analysis is the "channel flow", the phenomenon that the flow is dominant along the path of large aperture for given joint. The equivalent hydraulic conductivity is estimated and verified through the application of the joint network analysis for 100 joint maps generated statistically. Both the analytic aproach based on isotropic continuum premise and the joint network analysis are tested and compared analyzing the gorundwater inflow for underground openings of different sizes and varying joint density. The joint network analysis is considered better to reflect the geometric properties of joint distribution in analyzing the groundwater flow.ater flow.

• 터널과지하공간
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• 제8권4호
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• pp.351-358
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• 1998

현장에서 측정된 절리 trace 길이에 의거하여 영속성을 산정할 수 있는 통계적 분석법을 개발하였다. 이 방법에서는 잠재적 키블록과 불연속면의 상대적인 규모에 따라 절리 trace 기링 또는 원형절리의 직경에 대한 확률밀도분포를 이용한다. 대규모 지하공동의 설계 및 안전적 굴착에 대한 개발된 분석법의 활용성을 설명하기 위하여 규모 및 영속성이 다른 잠재적 키블록의 안정성을 고찰하였다.

• 터널과지하공간
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• 제29권6호
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• pp.407-424
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• 2019

지하 채굴공동의 충전은 채굴공동의 붕괴에 의한 지반침하의 근본적인 원인을 제거하여 광산지역의 장기적인 안정성을 확보할 수 있는 방법으로 알려져 있다. 이러한 채굴공동의 효율적인 충전을 위해서는 계측을 함께 수행하여 충전효과와 채움재의 역학적인 특성을 파악하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 국내 지하광산의 안정성 유지를 위하여 광산채움재의 충전에 대한 기술수준을 검토하고, 광산채움재의 실시간 계측시스템을 구축하였다. 국내외 충전 및 계측사례를 조사하여 기술수준을 검토하고, 이를 기반으로 국내 지하광산에 적합한 계측기기와 항목을 산정하였으며, 효율적인 계측기기의 운영을 위하여 실시간 모니터링 프로그램을 개발하였다. 또한, 실시간 계측시스템의 현장적용성을 검토하기 위하여 광산채움재를 충전하고 계측을 수행하는 실물모형시험을 진행하였으며, 실물모형시험으로부터 계측된 결과를 분석하고, 국외의 충전 및 계측사례와 비교하였다. 이로 인해 본 연구에서 수행된 실물모형시험의 적합성을 확인하였으며, 실시간 계측시스템의 현장적용성이 확보된 것으로 판단하였다.

• Earthquakes and Structures
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• 제13권6호
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• pp.519-529
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• 2017

The surrounding rocks of underground openings are natural materials and their mechanical behavior under seismic load is different from traditional man-made materials. This paper proposes a framework to comprehensively model the mechanical behavior of surrounding rocks. Firstly, the effects of seismic load on the surrounding rocks are summarized. Three mechanical effects and the mechanism, including the strengthening effect, the degradation effect, and the relaxation effect, are detailed, respectively. Then, the framework for modelling the mechanical behavior of surrounding rocks are outlined. The strain-dependent characteristics of rocks under seismic load is considered to model the strengthening effect. The damage concept under cyclic load is introduced to model the degradation effect. The quantitative relationship between the damage coefficient and the relaxation zone is established to model the relaxation effect. The major effects caused by seismic load, in this way, are all considered in the proposed framework. Afterwards, an independently developed 3D dynamic FEM analysis code is adopted to include the algorithms and models of the framework. Finally, the proposed framework is illustrated with its application to an underground opening subjected to earthquake impact. The calculation results and post-earthquake survey conclusions are seen to agree well, indicating the effectiveness of the proposed framework. Based on the numerical calculation results, post-earthquake reinforcement measures are suggested.

• 화약ㆍ발파
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• 제34권3호
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• pp.10-16
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• 2016

최근 석회석광산은 분진 소음 등 환경적인 문제와 함께 석회석 품위 저하 현상으로 갱내 채광이 증가하고 있다. 석회석을 파쇄시키기 위한 파쇄 시설을 갱내 설치하려면 대규모 지하공동이 필요하게 되며, 공동의 규모가 커짐에 따라 낙석이나 낙반의 발생 가능성이 높아지게 된다. 그리고 석회석 지하공동 주변 암반은 다양한 절리가 발달하여 낙석 발생에 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 채광 발파 시 대형갱도 내 낙석발생 여부 관찰과 발파진동 계측을 수행하여, 이를 바탕으로 불연속면 수치해석 소프트웨어인 UDEC를 이용하여 절리암반 동해석 모델을 제안하고 발파진동 여기에 의한 대형 지하갱도의 낙석 발생을 해석하였다. 또한 절리암반 모델에 다양한 절리특성(경사각, 간격)의 변화와 발파굴착 손상영역을 고려하였다.

• 터널과지하공간
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• 제29권1호
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• pp.30-37
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• 2019

해외의 일부 광업 선도국에서는 정량적인 설계지침을 제시하거나 별도의 광산 갱도 설계지침을 개발하여 배포함으로써 지하광산 운영 시 대규모 인적 물적 피해로 이어질 가능성이 높은 낙반 및 붕락 재해의 발생을 최소화하기 위해 노력하고 있다. 국내의 경우에는 광산안전기술기준 등 광산개발 관련 지침을 통해 근로자 사고 방지를 위한 안전수칙과 작업지침을 제공하고 있으나, 갱도설계에 대한 부분에서는 정성적이고 불명확한 시공 지침만을 제공하는 데에 그치고 있다. 최근 국내 환경규제 및 천부 자원 고갈로 인해 광산이 점차 심부화되고 있는 추세이며, 갱도의 안정성을 확보하기 위해 정량적인 설계 규격을 제공할 수 있는 전문적이고 체계적인 광산 갱도설계 지침에 대한 수요가 증가하고 있다. 이에 따라 본 원고에서는 국내외 광산 갱도설계 실태와 연구동향 및 현행 설계지침에 대한 현황 조사를 통해 국내 갱도 설계지침 개발을 위한 사전연구를 수행하였다.

• 터널과지하공간
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• 제33권2호
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• pp.95-107
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• 2023

본 연구에서는 휴·폐광산 채굴 공동을 다른 목적으로 사용코자 할 경우, 특히 갱도 내에서 발생하는 반복 교통 진동이 채굴 공동의 장기적인 안정성에 미치는 영향을 분석하였다. 연구 대상 광산은 주방식 채광법이 적용된 지하 석회석 광산이며, 해당 광산이 물류 창고로 활용되는 상황을 가정하여 동적 수치해석을 수행하였다. 특히 해당 광산에서 광산차량의 운행으로 실제 발생하는 교통진동을 직접 측정하여 이를 진동파형 형태로 동적수치해석용 입력자료로 반영하였다. 20,000회의 교통 진동이 반복된 상황을 고려한 동적수치해석 이후, 채굴 공동은 안정적인 것으로 분석되었지만, 해석 단면 전체에 걸쳐 최대주응력의 증가와 탄소성 거동 영역의 추가 발생이 확인되었다. 또한 채굴 공동 벽면의 변위와 체적 변형률, 최대주응력의 변화 양상에서 반복 교통 진동이 지속될 경우, 공동 주변의 응력 변화로 인해 공동의 불안정성이 증대될 수 있음을 확인하였다. 채굴 공동에 작용하는 교통 진동의 영향을 분석한 국내 연구 사례가 부족한 상황에서 본 연구는 국내 휴·폐광산 활용을 위한 기초연구자료로 활용될 것을 기대한다.