• Geomechanics and Engineering
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• 제30권3호
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• pp.281-291
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• 2022

Complex rock masses include various joint planes, bedding planes and other weak structural planes. The existence of these structural planes affects the mechanical properties, deformation rules and failure modes of jointed rock masses. To study the influence of the parameters of a nonpersistent joint network on the mechanical properties and failure modes of jointed rock masses, synthetic rock mass (SRM) technology based on discrete elements is introduced. The results show that as the size of the joints in the rock mass increases, the compressive strength and the discreteness of the rock mass first increase and then decrease. Among them, the joints that are characterized by "small but many" joints and "large and clustered" joints have the most significant impact on the strength of the rock mass. With the increase in joint density in the rock mass, the compressive strength of rock mass decreases monotonically, but the rate of decrease gradually decreases. With the increase in the joint dip angle in rock mass, the strength of the rock mass first decreases and then increases, forming a U-shaped change rule. In the analysis of the failure mode and deformation of a jointed rock mass, the type of plastic zone formed after rock mass failure is closely related to the macroscopic displacement deformation of the rock mass and the parameters of the joints, which generally shows that the location and density of the joints greatly affect the failure mode and displacement degree of the jointed rock mass. The instability mechanism of jointed surrounding rock is revealed.

• Geomechanics and Engineering
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• 제38권1호
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• pp.45-56
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• 2024

The weakening effect of water on rocks is one of the main factors inducing deformation and failure in rock engineering. To clarify this weakening effect, immersion tests and post-immersion triaxial compression tests were conducted on sandstone and mudstone. The results showed that the strength of water-immersed sandstone decreases with increasing immersion time, exhibiting an exponential relationship. Similarly, the strength of water-immersed mudstone decreases with increasing environmental humidity, also following an exponential relationship. Subsequently, a statistical damage model for water-weakened rocks was proposed, changes in elastic modulus to describe the weakening effect of water. The model effectively simulated the stress-strain relationships of water-affected sandstone and mudstone under compression. The R² values between the theoretical and experimental peak values ranged from 0.962 to 0.996, and the MAPE values fell between 3.589% and 9.166%, demonstrating the model's effectiveness and reliability. The damage process of water-saturated rocks corresponds to five stages: compaction stage - no damage, elastic stage - minor damage, crack development stage - rapid damage increase, post-peak residual stage - continuous damage increase, and sliding stage - damage completion. This study provides a foundational reference for researching the fracture characteristics of overlying strata during coal mining under complex hydrogeological conditions.

• 한국환경복원기술학회지
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• 제9권1호
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• pp.100-111
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• 2006

This study was carried out to increase the efficiency of site investigation through the evaluation of the applicable methods of investigation for cutting slope design. In an effort to find out the applicability of the method employed during the slope investigation, some tests were carried out on 6 subjects i.e location of weak zones, characteristics of discontinuities, distribution of strata, in situ tests for geo-technical properties, laboratory test and estimation of weathering. The method was highly applicable and produced expected results during the test of weak zones, discontinuities and distribution of strata. In order to apply the method to in- situ test for geo-technical properties and laboratory test on soil and rock slope, a statistic analysis of the existing data were required in advance. However its design applicability on rock slope was good although actual cases of application were not many due to limitation of the cases for investigation. The method was frequently referenced but not actually applied for anti seismic design test and estimation of weathering.

• 건설안전기술
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• 통권45호
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• pp.60-70
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• 2008

20여 년 전부터 TBM 등에 의한 기계화 터널공법이 국내에서도 보편적으로 적용되고 있음에도 그들의 적용에 따른 시공상 문제점들이 거의 보고되고 있지 않다. 이는 NATM 터널에서와는 달리, 해외에서도 불량한 지반조건에서 기계화 터널시공 중에 발생하였던 사고사례에 대한 연구는 희귀한 편이다. 본 연구에서는 먼저 화산쇄설암류의 지층 경계부에서 심하게 변질된 연약 암반대에서 발생된 터널붕락 사례를 소개하며, 그 붕괴원인을 분석하기 위한 일환으로 실시된 체계적인 지반조사를 통하여 연약 암반의 특성을 규명하였다. 또한 그 연약암반대에 대한 실험결과와 일반 암반에서의 측정범위를 비교하여, 터널붕괴 위험성을 판단할 수 있는 지표를 설정하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 1998년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.121-128
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• 1998

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제23권3호
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• pp.5-13
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• 2022

본 논문은 기존에 설치되어있는 국내 일반도로용, 고속도로용 낙석방지울타리의 방호성능을 알아보기 위해 100kJ급의 낙석에너지를 이용한 취약부위를 파악하기 위한 시험을 실시하였다. 국내의 경우 국외에 비해 낙석방지울타리의 성능 등급(48~61kJ)이 매우 낮은 편이다. 만약 높은 낙석에너지가 발생했을 시 기능을 제대로 할 수 있는지 파악할 필요가 있으며, 또한 더 나아가 기존에 설치된 낙석방지울타리에 100kJ급으로 향상시킬 수 있는 보강 기술이 개발되어야 한다. 따라서 본 연구는 기존의 낙석방지울타리 시스템(일반도로용, 고속도로용)에 100kJ급 낙석에너지를 이용하여 방호성능을 확인하고, 지주 및 와이어로프, 망의 취약부위를 파악하며, 나아가 기존 설치되어있는 낙석방지울타리(48~61kJ)를 해체하지 않고 100kJ급의 보강 기술을 개발하기 위한 기초 자료로 사용될 예정이다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2005년도 지반공학 공동 학술발표회
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• pp.285-289
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• 2005

The Cenozoic Era consists of two period , the Tertiary and the Quaternary Period. Weak rock types may include areas containing: 1) poorly cemented or uncemented sediments, 2) highly weathered rock, or 3) fault lines. Especially this paper deal with poorly cemented or uncemented sedimentary rocks in slope. Mechanical weathering is caused by physical processes such as absorption and release of water, and changes in temperature and stress at or near the exposed rock surface. It results in the opening of discontinuities, the formation of new discontinuities by rock fracture, the opening of grain boundaries, and the fracture or cleavage of individual mineral grains. Decomposition causes some silicate minerals such as feldspars to change to clay minerals. There was a strong negative correlation between water absorption and important engineering properties such as strength and durability.

• 터널과지하공간
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• 제4권3호
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• pp.297-304
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• 1994

This study aimed at analysis of induced stress and deformation behavior in rock mass around coal seams of Sam Chuck coal mine. For this study Vibrating Wire Stressmeters and Multi-point Borehole Extensometers were installed in the area of coal shale near coal seams. Induced stress and displacement in this area were coutinuously increased for 6 days from the begining of measurement, and then converged. But induced stress and displacement occurred when there were another openings by tunnelling and mining. The value of final induced stress was 21.8kgf/$\textrm{cm}^2$, displacement of rod extensometer was 1.3 mm at arch. Especially, over 1 mm of displacement between E2 and E3 in rod extensometer was measured.

• 한국암반공학회:학술대회논문집
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• 한국암반공학회 2000년도 암반공학문제의 수치해석(Numerical Analysis in Rock Engineering Problems)
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• pp.183-193
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• 2000

본 논문에서는 인도네이사 Kalirnantan섬에 위치하는 Pasir탄전의 노천채탄장을 대상으로 기존 지질자료의 분석 및 지질조사, 암반평가, 현지 및 실험실 시험을 통하여 관련 암석들에 대한 물성시험의 수행과 평사투영법과 수치해석에 의한 안정성해석 등을 근거로 채광장내의 전체사면 특히 Roto 북부 및 남북구역의 사면을 적절하게 설계할 수 있는 방안을 재시하고자 하였다. Roto 지역의 주요 불연속면들은 주로 층리로 구성되어 있으며, 층리의 경사는 북쪽의 약 $60^{\circ}$ 에서 남쪽 지역은 $80^{\circ}$ 전후로 남으로 가면서 경사가 급해지며, 많은 사면에서 평면파괴와 전도파괴가 일어나고 있따. Roto 전 지역의 암석물성 시험결과는 이암온 평균 일축압축강도가 9MPa 이고, 사암은 12MPa로 이암보다는 다소 강도가 높다. 현장조사에 의한 암질을 국제암반역학회 분류기준에 따라 분류하면 Roto 북부지역의 암석은 R2~R3 등급에 속할 정도로 대부분 연약하였으며, 석탄층의 강도는 R1~R2 등급에 해당된다. Roto 북부의 4개 지역(동부, 서부,남부 및 북부)과 Roto 남부의 2개 지역(동부 및 서부)의 사면에 대한 상세한 안정성 해석이 수행되었다. 본 연구에서는 최소 사면안전율을 1.2로 결정하여 평사투영법과 한계평형법의 해석을 통해 계산된 30~60$60^{\circ}$의 사면 경사각에 대하여 다시 유한차준법(FLAC)에 의한 안정성 분석을 실시하였다. 최종 사면각으로 Roto 북부지역의 동부사면은 $34^{\circ}$, 서부사면은 $33^{\circ}$, 북부사면은 $32^{\circ}$, 그리고 Roto 남부의 최종사면각은 동부 및 남부사면 모두 $36^{\circ}$로 제안하였다. 본 노천채탄장의 최종사면과 같이 장기적인 유지를 필요로 하는 사면은 사면의 변형거동을 감시하기 위해 보다 체계적인 계측을 필요로 하며, 또한 사면이 많은 비에 노출되기 쉽기 때문에 사면의 풍화와 침식에 대한 대책연구도 수행되어야 한다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제21권5호
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• pp.657-673
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• 2019

최근 음향방출(Acoustic Emission, AE) 센서를 이용하여 지하 암반 내 구조물의 손상을 평가하는 기법이 활발하게 사용되고 있다. 암반 손상 시 발생되는 미소파괴음은 시간 및 주파수 영역에서 다양한 음향방출 특성인자로 분석된다. 암반 내 초기 균열 발생부터 최종 파괴까지의 특징을 파악하기 위해서는 외부응력 수준과 암반 강도에 따른 음향방출 특성인자 발생 양상을 이해하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 경암과 연암 강도를 가진 화강암 시편을 이용하여 일축 압축시험을 수행하여, 암석 시편 파괴 시 발생하는 음향방출 특성인자를 분석하였다. 실험결과, 응력 비율이 증가할수록 이벤트 횟수, 실효값, 최대 진폭, 절대 에너지가 경암 시편에서 연암 시편 보다 높은 경향을 보였다. 또한, 주파수 관련 특성인자는 응력 비율 증가나 시편의 물성특성에 대해 민감도가 낮은 것으로 분석되었다. 본 연구에서 암석 시편 파괴에 따른 음향방출 특성인자 분석 결과, 실효값(RMS)이 가장 민감한 인자로 평가되었다. 본 연구의 결과는 음향방출 기반 모니터링 수행 시 암반 손상 정도 평가를 위하여 유용하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.