• 터널과지하공간
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• 제30권4호
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• pp.335-358
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• 2020

본 연구에서는 TOUGH-FLAC 연동해석기법을 통해 단층의 수리역학적 거동을 평가할 수 있는 수치해석 모델을 제안하였다. 이는 국제공동연구 DECOVALEX-2019 Task B의 일환으로 수행되었으며, 불투수성 암반 내 유체 주입으로 인한 단층의 재활성을 예측하고 주변 암반의 수리역학적 안정성을 평가할 수 있는 해석모델을 개발하는 데에 그 목적이 있다. 본 연구에서는 TOUGH2 수리유동모델과 FLAC3D의 역학적 인터페이스 모델의 연동을 통해 단층의 역학적 거동을 보다 합리적으로 구현할 수 있는 해석기법을 제안하고, 벤치마크 해석과 스위스 Mont Terri 지하연구시설 현장시험에 적용하여 그 타당성과 유효성을 검증하였다. 개발된 해석 모델은 유체의 주입으로 인한 단층 내 압력 분포의 발달, 역학적 변형에 따른 수리간극의 변화, 변위와 응력 등 단층의 수리역학적 거동을 적절히 재현할 수 있는 것으로 나타났다.

• 지질공학
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• 제11권3호
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• pp.279-294
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• 2001

지하구조물 건설시에 구조물의 안정성을 확보하거나 우물을 굴착할 때 충분한 양의 지하수를 확보하기 위해서는 정확한 수리적 매개변수를 알아내는 것이 필수적이다. 본 연구에서는 금정산 화강암지역에 시추된 6개 시험공의 여러 심도에서 수압시험을 실시하고, Moye식과 Hvorslev식을 이용하여 수리전도도를 구하였다. 또한 수리전도도와 텔레뷰어검층 및 시추코어자료로부터 얻어진 단열빈도를 서로 비교하고, 이들간의 상관성을 구하였다. 그 결과, 대부분의 시험공에서 텔레뷰어 자료가 시추코어자료보다 수리전도도와의 상관성이 높으나, 상관계수는 0.5미만이다. 이것은 연구지역 화강암의 수리전도도가 단열빈도뿐만 아니라 단열의 간극, 길이, 연결성, 방향, 경사도 그리고 충전물 등과도 복합적으로 관련됨을 암시한다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제8권2호
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• pp.177-183
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• 2005

이 논문에서는 수리시설물을 효율적으로 유지관리하기 위하여 저수지 제체에 계측 시스템을 설치하고, 전기비저항, 수위, 간극수압 및 지중변위를 주기적으로 모니터링하여 그 결과를 분석함으로써 제체의 누수현상 및 안정성 평가를 시도하였다. 저수지 제체의 댐마루에 설치된 전기비저항 측정 시스템으로부터 측정한 각 단계별 전기비저항의 변화영상을 구하고, 변화추이를 비교분석함으로써 누수현상을 정확하게 파악할 수 있었고, 수위, 간극수압 및 지중변위량의 자료를 종합적으로 해석함으로써 제체의 안정성을 평가할 수 있었다. 이러한 결과로부터 종래의 일시적으로 실시한 전기비저항탐사 결과로부터 누수현상을 파악하는 것보다 전기비저항 등 모니터링 계측시스템을 설치하여 운용하는 것이 수리시설물을 효율적이고 경제적으로 유지관리하기 위한 방법임을 알았다.

• 지질공학
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• 제32권1호
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• pp.41-57
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• 2022

본 연구는 부산 기장지역에 분포하는 백악기 흑운모 화강암에 대한 사례연구를 통하여 DFN(discrete fracture network) 유동해석 기반의 REV(representative elementary volume) 크기 및 삼차원 수리전도텐서 추정을 위한 워크플로우를 제시하였다. 연구지역을 대표하는 이차원 DFN에 대하여 절리텐서의 일차불변량을 이용하여 절리의 빈도 및 길이가 보정되었다. 현장수압시험을 수행하여 선형의 등가유로관으로 취급된 현장의 절리에 대한 유효수리간극이 추정되었다. 연구지역의 이차원 DFN 블록에 대한 REV의 크기는 블록 크기에 따른 지향적 블록수리전도도의 변화를 분석하여 20 m × 20 m으로 결정하였다. 연구지역의 이차원 DFN에 대하여 산정된 지향적 블록수리전도도는 현장의 수리적 거동과 관련하여 강한 이방성을 지시한다. 다양한 방향으로의 이차원 DFN에서 산정된 지향적 블록수리전도도를 바탕으로 연구지역의 절리성 암반에 대한 삼차원 수리전도텐서가 추정되었다. 삼차원 수리전도텐서의 주성분 방향은 현장에서 구분된 주 절리군의 방향과 일치한다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제13권6호
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• pp.463-499
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• 2011

지중에 건설되는 터널은 대부분 지하수위 하부에 위치하므로 지하수 처리문제는 터널의 장기운영에 있어 매우 중요하다. 배수형 터널의 경우 수리기능이 원활하면 라이닝에 수압이 작용하지 않으나 장기 운영으로 인해 배수시스템의 열화가 진행되면서 라이닝 배면에 잔류수압이 작용할 수 있다. 본 연구에서는 배수재 및 배수공 폐색 조건에 따른 터널에 작용하는 수압분포를 ICFEP프로그램을 활용하여 수치해석적으로 고찰하고 현재 적용중인 잔류수압과의 비교 분석을 통해 라이닝에 작용하는 합리적인 잔류수압 적용 방안을 검토하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권6호
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• pp.77-84
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• 2007

유입량과 라이닝에 작용하는 간극수압은 터널 설계시 고려해야 할 중요한 요소 중 하나이다. 간극수압의 발생은 누수를 가속화시키며 라이닝 열화를 초래한다. 본 논문에서는 모형실험을 통하여 배수시스템 기능저하로 인한 간극수압의 발생과 그 영향을 조사하였다. 배수시스템 기능저하거동은 배수재의 투수계수제어법과 유량 조절법으로 모사화 하여 터널 라이닝의 잔류수압발생 메카니즘을 확인하였다. 또한, 유량제어법이 배수시스템 기능저하현상을 모사하기에 보다 더 효과적인 방법임을 알 수 있었다. 모형실험을 수치해석으로 재현한 결과, 배수시스템 기능저하로 인한 영향을 Coupled 수치 모델링을 통해 이론적으로 예측 가능함을 확인할 수 있었다.

• 터널과지하공간
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• 제32권2호
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• pp.144-159
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• 2022

본 연구에서는 지반의 열-수리-역학적 복합거동을 모델링하기 위한 순차적 접근법 기반의 시뮬레이터를 개발하고 적용된 연계해석 알고리즘의 계산성능을 분석하였다. 본 연구의 순차적 연계해석에서는 다공성 매질의 열 및 유체거동 분석을 위한 오픈소스 기반의 OpenGeoSys 수치코드와 역학해석을 위한 상용 소프트웨어 FLAC3D가 연동되었다. 해석해가 주어진 열-수리-역학적 복합거동 문제를 토대로 개발된 시뮬레이터에 대한 벤치마크 테스트가 수행되었다. 적용된 벤치마크 문제는 완전포화된 지반 내 점열원 작용 시 지반거동(시간에 따른 온도, 간극수압, 응력, 변형 변화)과 관계된다. 해석해와 수치해석 시뮬레이션 결과를 비교 분석하고 연계해석 시뮬레이터의 적정성을 조사하였다.

• 터널과지하공간
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• 제33권4호
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• pp.265-280
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• 2023

터널누수는 주변지반의 응력 및 간극수압을 변화시켜 터널 안정성 및 지반변형에 영향을 미칠 수 있는 결함요소이다. 장기간 또는 큰 규모의 누수발생은 터널 라이닝의 불안정성 및 지표침하와 같은 터널 구조물 및 주변지반 환경에 손상을 일으킬 수 있다. 본 연구에서는 누수발생 시 터널의 구조 안정성 및 지반거동에 미치는 영향을 수치해석적으로 분석하였다. 고려된 터널은 내부로 주변 지하수의 유입을 허용하지 않는 비배수 조건으로 가정하였고 터널 완공 후 라이닝에서 누수가 발생하는 것으로 설정하였다. 누수로 인한 터널 구조물 및 지반의 거동을 모사하기 위해 수리역학 연계해석이 수행되었으며 파이썬으로 개발된 TOUGH-FLAC 시뮬레이터가 사용되었다. 누수 발생량과 누수위치를 변화시켜 수치모사가 수행되었으며 수리역학 해석을 위한 연계항들이 복합거동 결과에 미치는 영향을 조사하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제28권4호
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• pp.101-113
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• 2012

터널 노후화로 인한 배수능력 저하는 터널 주변 간극수압의 상승을 유발하고 이로 인해 터널 배면 라이닝 응력이 증가하여 터널 안정성에 영향을 미치게 된다. 본 연구에서는 시공된 지 30여년이 지난 재래식 터널인 남산 3호 터널을 대상으로 수발공 폐색에 따른 배수조건 변화와 그에 따른 터널 주변 간극수압 및 라이닝 안정성의 관계를 수치해석을 통하여 분석하였다. 해석방법은 남산 지역에 대하여 지하수 유동 모델링을 수행하고 이로부터 설정된 수리경계조건을 적용하여 터널 침투류와 응력-간극수압 연계 3차원 유한요소해석을 수행하는 것으로 하였다. 이를 통하여 운영 중인 터널 현장에서 비교적 간단히 측정가능한 수발공 유출량 데이터를 이용하여 터널 주변 간극수압과 라이닝 응력을 산정할 수 있었으며, 본 연구에서 적용한 해석방법은 기존 자료가 부족하고 현장 조사에 제약이 많은 운영 중인 노후터널에 대하여 현재 터널의 배수상태를 고려하여 터널 안정성을 평가하는데 도움이 될 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제44권5호
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• pp.695-705
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• 2024

힌남노 태풍으로 인하여 포항 지역에 다수의 비탈면 파괴가 발생하여 실제 강우로 인한 침투 및 비탈면 안정해석이 필요하다. 붕괴가 발생한 지역을 대상으로 시료를 채취하였고, 불포화토의 수리-역학적 물성을 분석하였다. 단일모드에 의한 함수특성곡선으로 실제 거동을 모델하기 곤란하여 이중모드에 의한 함수특성곡선을 모델하였다. 이중모드는 함수특성시험 측정치를 더 적합하게 모델하는 결과를 보여주었다. 단일모드 및 이중모드에 대한 불포화 수리전도도를 산정하고 강우시 부정류 침투해석을 수행하였다. 세 군데 산사태 지역에 대하여 강우에 따른 포화도 및 간극수압의 변동을 계산하였다. 불포화토의 유효응력에 기반한 안정성 해석을 수행하고 시간단계에 따라서 안전율을 계산하였다. 이중모드 모델의 경우에는 힌남노 태풍에 의하여 발생한 산사태를 재현할 수 있었다. 반면 단일모드 모델에서는 최소안전율이 1.2~1.3으로 나타나서 비탈면 파괴를 예측할 수 없었다. 수리특성에 대한 이중모드 모델은 태풍시 간극수압의 변동을 적절하게 계산하고 비탈면의 불안정을 정확하게 예측하였다.