• 터널과지하공간
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• 제21권1호
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• pp.20-32
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• 2011

개착과정에서 붕락현상이 발생한 암반사면의 거동양상을 분석하였다. 개착사면 암반의 특성 분석을 위하여 시추작업을 수행하였으며, BIPS 영상 분석을 통하여 불연속면의 방향성과 시추공 내의 출현 위치를 측정하였다. 회수된 코어를 관찰하여 암반 내부의 구조적 취약성을 고찰하였다. 절리면에 협재된 팽윤성 점토광물의 조성을 X-선 회절분석을 통하여 조사하였으며, 직접전단실험을 수행하여 절리면 전단강도를 측정하였다. 사면파괴를 유발시킬 수 있는 절리들의 위치 및 방향성을 고려한 블록해석을 수행하여 규모별 블록안정성을 산출하였다. 횡단면 해석기법을 이용하여 개착과정 중에 발생할 수 있는 지반거동 양상을 분석하였으며, 안정성 확보를 위하여 소요되는 보강량을 산정하였다. 보강작업이 수행된 개착사면의 추가적인 거동양상을 계측 해석을 통하여 고찰하였다.

• 터널과지하공간
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• 제27권5호
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• pp.263-270
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• 2017

수압암반절개기술은 천공된 시추공에 설치된 이중패커의 인터벌에 암반의 인장응력 이상의 수압을 가하여 균열을 발생시킴으로써 암반을 절개시키는 방법이다. 본 연구에서는 흑운모화강암 사면에 대하여 다양한 배열설계 및 주입설계에 따라 수압암반절개기술을 현장에 적용하였다. 실험 결과, 주입에 따라 새로운 균열이 발생되어 주변 공과 연결되거나 기존 균열이 연장되어 암반이 파괴되었다. 특히, 본 실험에서는 유도 슬롯과 평행한 방향을 지닌 균열이 발생되어 균열 생성방향을 제어할 수 있는 가능성을 제시하였다. 균열생성에 대한 제어 기술을 발전시키기 위해선, 균열생성에 영향을 미치는 여러 요소를 고려한 다양한 배열설계 및 주입설계를 암반 현장에 적용하여야 할 것이다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제18권4호
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• pp.119-126
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• 2002

본 논문에서는 암반사면의 절토시 현장지반 시추조사의 불충분한 자료와 비균질한 지반특성에서 오는 불확실성이 암사면의 파괴확률에 미치는 영향을 알아보기 위하여 신뢰성해석을 실시하였고 이를 확정론적 해석결과와 비교하였다. 해석에 사용된 확률변수는 절리면의 점착력과 마찰각, 암반의 단위중량 이었으며 절리면의 경사각은 확률변수로 적용한 경우와 그렇지 않은 경우로 나누어 해석하였다. 해석 결과 대상 절토사면의 경우 확정론적 해석시 안정하게 나타남에도 신뢰도 해석에서는 연약 지질층의 영향에 의한 높은 불명확성으로 인하여 높은 파괴확률을 갖는 것으로 나타났다. 각 확률변수의 평균값과 분산에 대한 파괴확률의 민감도는 점착력이 가장 큰 것으로 나타났으며 평균값이 미치는 민감도가 분산의 경우보다 크게 나타나 현장 지반물성치들에 대한 평균값의 정확한 산출이 중요한 것으로 나타났다.

• 터널과지하공간
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• 제26권5호
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• pp.396-408
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• 2016

암석파괴역학은 토목공학과 암반공학의 다양한 분야에서 널리 적용되는 학문이다. 그러나 대부분의 암반 공학 문제에서 mode II 거동이 우세함에도 불구하고 관련 연구는 mode I 거동에 대한 것이 대부분이다. 현재 mode I의 경우 4개, mode II 파괴인성의 경우 단 한 개의 ISRM 표준시험법이 있다. 본 연구에서 제안하는 새로운 시험법은 문헌조사를 통해서 필요조건으로 구속압 가능 여부, 노치성형의 용이성, 기존 시험장비의 활용, 단순한 시험절차를 정하고 이에 부합하도록 개발하였으며 SCC(Short Core in Compression)로 이름을 정하였다. Mode II 파괴인성 계산에 필요한 응력확대계수 계산식을 3차원 수치해석을 통해 선하중과 분포하중 조건에 대해서 구하였고 노치성형을 위한 지그도 제작하였다. 개발된 시험법을 MTS 시스템을 사용하여 화강암에 적용하였으며 가압속도는 0.002 mm/s로 하였다. 시험 결과 $2.33MPa{\sqrt{m}}$의 mode II 파괴인성을 얻었다. 동일한 화강암 블록에서 확보한 시험편에 대하여 간접인장시험으로 구한 mode I 파괴인성은 $1.12MPa{\sqrt{m}}$였다. 따라서 $K_{IIC}/K_{IC}=2.08$로 mode II 파괴인성이 mode I보다 크게 나타났다. 또한 비교적 매끄러운 파괴면과 암분의 생성을 통하여 SCC 시험법이 mode II 거동을 잘 표현함을 확인하였다. 따라서 제안된 SCC 시험법은 암석의 mode II 파괴인성을 결정하는 데 사용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 지질공학
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• 제29권3호
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• pp.315-327
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• 2019

매립지 비탈면의 전단파괴 해석은 일반적으로 역해석 통한 파괴원호활동면을 추정하고 안전율을 산정한다. 그러나 현장 상황과 해석을 통해 산정된 원호파괴면 사이에는 서로 상이한 경우가 존재한다. 그래서 연구에서는 매립장에서 발생된 파괴면을 정확히 판정할 수 있는 근거가 될 수 있는 지반내 전단활동 파괴면의 위치를 파악하기 위하여 연구를 실시하였다. 이를 위해 콘관입시험, 시추조사, 연 X-선 영상 분석, 밀도검층, 초음파주사검층 등의 현장 및 실내실험을 실시하였다. 조사 결과 콘관입시험 결과로 부터 관입저항치, 간극수압, 비배수전단강도가 주변 구간에 비해 현저히 감소하는 특정 구간을 확인할 수 있었고 지반내의 전단파괴면으로 예측된다. 추가 확인을 위해 실시된 연 X-선 영상 판독 결과 예상 활동 지반층에서 층리가 교란된(경사진) 것으로 나타났다. 밀도검층과 초음파주사검층 결과에서도 유사하게 파괴면 위치에서 다른 위치와는 다른 경향을 보이는 구간을 확인하였다. 본 연구에서 사용된 방법으로 지반내 파괴면 추정이 가능함을 알 수 있었다.

• 지질공학
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• 제16권3호
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• pp.235-244
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• 2006

한국원자력연구소 내에서 시추된 화강암 코어시료를 대상으로 1550회의 반복하중을 가할 때 미세균열의 발달 정도를 미소파괴음(AE)을 이용하여 연구하였다. 반복하중 조건에서 미소파괴음은 반복횟수에 따라 두 가지 type의 발생 특성을 보였다. 첫 번째 type은 반복횟수가 적었을 때 나타나는 특성으로 낮은 에너지와 분산된 주파수가 특징이며, 두 번째 type은 반복횟수가 많았을 때 나타나는 특성으로 높은 에너지와 일정한 주파수가 특징적이다. Type 1은 시료내의 공극이나 미세균열이 닫히거나 성장하는 과정에서 발생하는 미소파괴음의 특성을 나타내는 반면에, type 2는 하중을 가할 때에는 미세균열이 전단되거나 닫혔다가 하중이 제거될 때에는 전단으로부터 회복하거나 미세균열이 열리면서 발생하는 미소파괴음의 특성으로 판단된다. 또한 반복횟수 50, 150, 350, 750, 1550회 때 탄성파(P파) 속도와 Felicity 비를 측정하였다. 측정결과 탄성파속도는 반복횟수가 증가하여도 변화가 없었으나 Felicity 비의 경우 반복횟수가 증가함에 따라 점점 감소하여 시료가 반복하중에 의해 손상을 받고 있음을 지시하였다. 따라서 암석의 손상정도를 판단하는데 있어서 미소파괴음 측정을 통한 Felicity 비가 탄성파속도보다 더 효과적으로 판단된다.

• 지질공학
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• 제12권2호
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• pp.137-150
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• 2002

최근 경상분지 퇴적암 지대에서 절개사면 형성 시, 20$^{\circ}$ 저각 경사의 층리면을 따른 평면파괴 양상이 빈번하게 발생하고 있다. 부산시에서 1999년 발생한 황령산 산사태도 이 범부에 속한다. 현재 황령산사면은 사면구배가 1:2.0으로 재조정 되어 2000년도에 공사가 마무리되었다. 황령산 산사태의 사면파괴형태에 대한 분석을 하기위하여 현장 암반조사 및 시험, 시추, 실내 시험, 항공사진판독, X-선 회절분석, 평사투영법 및 한계평형법을 이용한 사면 안정성 분석등이 실시되었다. 그 결과, 산사태 발생 1년 전부터 인장균열들이 연장 발달하는 것이 확인 되었고, 인장균열은 여러방향의 절리들이 합쳐저 생성된 것으로 생각된다. 파괴암체도 각각 다른 층리면을 따라 붕괴된 것으로 분석되었다. 평사투영법 및 한계평형법을 이용한 안정성 검토결과 활동면으로 작용한 녹회색 응회질 셰일층이 풍화된 경우 평면파괴의 위험성이 있는 것이 확인되었다. 향후 이와 유사한 지역에서 절개사면 건설 시, 박층의 풍화에 약한 층에 대한 세밀한 조사가 필요하며 이에 대한 안정성 분석이 수행되어야 한다.

• 지질공학
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• 제11권3호
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• pp.303-313
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• 2001

연구지역은 경기도 남양주시 화도읍 구암리 부근 절개면으로 2000년 8월 28일 400mm이상의 집중호우시 붕괴가 발생한 곳이다. 붕괴절개면은 경사가 40$^{\circ}$ (1:1.2)로 도로설계기준을 충분히 만족함에도 불구하고, 구성암석 내에 발달하는 불연속면을 따라 암괴가 이동되어 붕괴된 현장이다. 본 연구목적은 당 절개면의 붕괴원인 규명을 위한 불연속면 자료수집 과정에서 발생하는 불연속면의 조사방법에 따른 상관성에 대한 비교검토로서, 현장조사에 의하여 절개면 법면에 나타나는 불연속면의 육안관찰 및 구성암석의 지질학적인 특성을 조사하고, 절개면 붕괴와 관련되는 불연속면의 방향성을 분석하였다. 광역적 범위에서 취할 수 있는 선구조는 항공사진을 통하여 자료를 추출하였으며, 방향성을 분석하였다. 광역적 범위에서 취할 수 있는 선구조는 항공사진을 통하여 자료를 추출하였으며, 지표면 하에 불연속면 자료는 시추조사 및 시추공영상촬열(Borehole Image Processing System, BIPS)에 의해 나타난 불연속면 방향성을 수집하였다. 조사방법에 따라 불연속면의 상관관계에 대하여는 스피어맨 순위상관관계를 이용하여 상관성을 도출하였으며, 그 결과 상관계수는 ${\gamma}_s$ = 0.91에 해당되어 상관성이 있는 것으로 나타났다. 또한, 분석된 불연속면의 방향성을 토대로 하반구 등면적 투영망을 통한 안정성 해석을 실시한 결과, 평면파괴에 대하여 불안정한 상태에 해당되는 것으로 나타났다. 본 절개면에 대하여는 절개면 안정화에 대한 대책으로 기존의 경사도 완화뿐만 아니라 불연속면의 방향성에 대한 근본적인 대책이 마련되어야 할 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권4호
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• pp.149-160
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• 2007

본 논문에서는 송전철탑 심형기초의 주면마찰력을 평가하고자 충북 음성지역의 편마암에 대해 총 6회(1/8규모 5회, 1/2규모 1회) 현장시험을 실시하였다. 시험결과 파괴형태는 기초체와 암반의 마찰파괴가 아닌 굴착으로 인한 손상된 주변암반 및 기존암반의 절리상태에 지배되는 것으로 나타났으며, 주면마찰력 평가결과 기존의 송전철탑 심형기초에 적용하고 있는 값보다 약 20$\sim$30% 증가되는 것을 확인할 수 있었다. 또한 기초타설시 사용되는 라이너플레이트의 영향을 살펴보고자 기존 철탑 기초에 대해 시추조사를 4회 실시하였다. 라이너플레이트 배면콘크리트의 압축강도는 타설시 설계강도의 63$\sim$72%였으며, 주면마찰력의 설계기준치를 만족하는 것으로 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권7호
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• pp.33-38
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• 2017

지진 발생시 도시 고도화에 따른 라이프라인 시설물의 피해가 증가하고 있다. 피해 예측을 위해 피해예측기술을 통한 라이프라인 시설물의 피해저감기술 분석이 필요하다. 따라서 본 논문에서는 라이프라인 시설물중 하수도관의 피해예측즉기술개발을 위한 일환으로서써 지진취약도 평가를 통해 지진발생시 구조물의 취약 정도를 확률론적으로 평가하였다. 실제 도시지역 지반의 응답을 도출하기 위해서 서울시 지역 158개의 시추공데이터와 7개의 실측지진파를 통해 부지응답해석을 수행하였고, 총 29822번의 시간이력해석을 통해 지진취약도를 도출하였다. 그리고 내구연한이 지난 하수도관 평가를 위해 황산염침식에 의한 강도 감소 연구결과를 적용하여 평가하였다. 결과적으로 대표단면 중 관경이 가장 작은 관 300과 800의 파괴확률 차이가 약 2배정도 차이가 나는 것을 확인하였고, 관경의 크기가 지진취약도 함수에 미치는 영향이 크다는 것을 알 수 있었다. 그리고 강도감소율이 커짐에 따라 지진하중에 대한 파괴확률이 최대 10배 이상 높아지는 것을 알 수 있었다. 본 연구의 결과를 이용하여 하수도관의 피해 예측 및 대응방안에 대한 수단으로 활용될 수 있으며, 지하 시설물에 대한 내진설계에도 반영될 수 있을 것이다.