• Proceedings of the Korean Society for Rock Mechanics Conference
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• 2001.03a
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• pp.97-108
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• 2001

절리가 발달한 암반의 거동평가를 위한 해석적 방법은 연속체 모델과 불연속체 모델을 사용하는 방법으로 대별할 수 있으며, 연속체 모델을 사용할 경우에는 유한요소법이나 유한차분법을 이용하는 방법이 주종을 이루고 있다. 불연속체 모델은 개별 블록들의 움직임을 일일이 계산하므로 매우 매력적인 방법이지만 현재의 지반조사 기술수준으로는 지반내의 절리발달사항을 정확히 파악하기가 매우 어려우며, 컴퓨터의 계산용량이 너무 과다해지는 단점이 있다. 따라서, 불연속면을 포함한 암반을 연속체로 가정한 편재절리 모델(ubiquitous joint model)을 이용한 연구가 요구된다. 한편, 터널의 경우는 사면의 경우와는 달리 파괴면의 형상을 사전에 가정하기 어렵기 때문에 한계평형법에 기초한 해석법 등을 적용하여 안전율을 구하기가 곤란하다. 이러한 이유에서 터널을 대상으로 한 수치해석은 안전율을 구하기보다는 안정성을 평가하는 데만 제한적으로 사용되어 왔다. 본 논문에서는 편재절리모델을 이용한 절리암반터널의 거동 평가기법과 수치해석에 의해 터널의 안전율을 구하는 방법을 제시하는 데에 그 목적이 있다. 이를 위해 터널의 안전율 구하는 방법을 강도감소기법에 근거하여 제시하였다.

• Tunnel and Underground Space
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• v.27 no.2
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• pp.100-108
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• 2017

As a measure of the combined effect of fracture geometry, the fabric tensor parameters could quantify the status of the connected fluid flow paths in discrete fracture network (DFN). The correlation analysis between fabric tensor parameters and hydraulic properties of the 2-D DFN was performed in this study. It is found that there exists a strong nonlinear relationship between the directional conductivity and the fabric tensor component estimated in the direction normal to the direction of hydraulic conductivity. The circular radial plots without significant variation of the first invariant ($F_0$) of fabric tensor for different sized 2-D DFN block are a necessary condition for treating representative element volume (REV) of a fractured rock mass. The relative error (ER) between the numerically calculated directional hydraulic conductivity and the theoretical directional hydraulic conductivity decreases with the increase in $F_0$. A strong functional relation seems to exist between the $F_0$ and the average block hydraulic conductivity.

• Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association
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• v.3 no.2
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• pp.3-12
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• 2001

This paper presents the proposed methods of DE (distinct element) modelling to estimate the stability of tunnels in jointed rock masses. First, the criterion to select the joint set(s) contributed to the discontinuous behaviour in a tunnel section is proposed. Selected joint set(s) is(are) considered to form the edges of distinct elements (rock blocks) and the others to modify the elastic properties of rock blocks. The complex DE model with the average and the deviation of joint orientation and joint length for each joint set was compared to the simple model with only the average of joint orientation and the assumption that joint length is infinite. As a result, the latter is suitable to the purpose of tunnel design because it can show the consistent behaviour of a jointed rock mass such as the locally discontinuous failure and the global anisotropic behaviour.

• Tunnel and Underground Space
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• v.21 no.1
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• pp.20-32
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• 2011

Failure aspects of cut-slope, which induce the sequential collapses during the excavation stage, have been analyzed. Slope rock structures are investigated by examining the orientations and positions of discontinuity planes calculated based on the BIPS image inside the boreholes. Drilled core log has been also used to identify the structural defects. Clay minerals of swelling potentials are detected through XRD analysis. Numerical analysis for slope stability has been performed by utilizing the joint shear strength acquired from the direct joint shear test. Cut-slope collapse characteristics have been studied by investigating the posture of failure-prawn joint planes and the stability of tetrahedral blocks of different sizes. Cross-section analysis has been also performed to analyze the cut-slope behavior and to estimate the amount of reinforcement required to secure the stability of cut-slope. Behavior of reinforced cut-slope is also investigated by analyzing the slope monitoring data.

• Geotechnical Engineering
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• v.36 no.5
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• pp.38-53
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• 2020

• Proceedings of the KSEG Conference
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• 2002.04a
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• pp.259-266
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• 2002

• Tunnel and Underground Space
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• v.29 no.1
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• pp.64-74
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• 2019

Behavior of a rock block consisting of rock joints during excavation of an underground opening is an important factor for the mechanical stability of the opening. In this study, the behavior of a rock block under different geostatic stress and joint property conditions was analyzed quantitatively. The behavior of the rock block analyzed by 3DEC numerical analysis was compared with that of the theoretical calculation, and the error between the theoretical value and the numerical analysis result was analyzed under various geostatic stress and joint property conditions. The result of the stability analysis of a rock block showed less than 5% of error with numerical simulation result, which verified the applicability of the purposed analytic solution.

• The Journal of Engineering Geology
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• v.32 no.1
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• pp.59-72
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• 2022

This study employed a 3-D numerical analysis based on the distinct element method to estimate the strength and deformability of a Cretaceous biotite granitic rock mass at Gijang, Busan, Korea. A workflow was proposed to evaluate the scale effect and the representative elementary volume (REV) of mechanical properties for fractured rock masses. Directional strength and deformability parameters such as block strength, deformation modulus, shear modulus, and bulk modulus were estimated for a discrete fracture network (DFN) in a cubic block the size of the REV. The size of the mechanical REV for fractured rock masses in the study area was determined to be a 15 m cube. The mean block strength and mean deformation modulus of the DFN cube block were found to be 52.8% and 57.7% of the intact rock's strength and Young's modulus, respectively. A constitutive model was derived for the study area that describes the linear-elastic and orthotropic mechanical behavior of the rock mass. The model is expected to help evaluate the stability of tunnels and underground spaces through equivalent continuum analysis.

• Explosives and Blasting
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• v.20 no.1
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• pp.5-14
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• 2002

파쇄 암석의 파쇄도는 발파효율을 나타내는 중요 척도로서 적재와 분쇄 작업에 큰 영향을 미친다. 그러나 현장에 쌓여 있는 발파암 더미로부터 파쇄도를 조사한다는 것은 용이한 작업이 아니다. 본 연구에서는 석산 발파에서 가장 중요한 요소인 천공방식과 암질의 변화가 파쇄도와 발파진동에 미치는 영향을 조사하였다. 파쇄 입도에 영향을 미치는 중요한 변수인 천공방식, 암질등급(RMR), 현지 암반의 블록 크기, 발파진동 등의 영향을 파쇄암의 평균입도(MFS)와 상위 5개의 대괴 평균치$(L_5)$로 나타내었다. 연구결과, 파쇄암의 평균입도는 상위 5개의 대괴 평균치와 선형적인 관계를 보였다. 발파방법과 파쇄도 평가 결과 재래식 발파에서는 파쇄도를 예측할 수 없었고 커다란 옥석이 생성되었으나, 벤치발파에서는 평균파쇄암의 크기가 비교적 양호한 파쇄 상태를 유지하였다. 현지 암반 블록 크기는 평균 파쇄암의 크기와 선형적 관계를 나타내었다. RMR값이 커짐에 따라 발파진동 추정식의 진동상수 K와 감쇠지수 n의 절대값과 평균 파쇄암의 크기, 그리고 상위 대괴의 크기는 대체적으로 증가하는 경향을 나타내었고, 진동상수 K와 감쇠지수 n도 증가하는 경향을 보였다.

• Proceedings of the Korean Society for Rock Mechanics Conference
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• 2009.03a
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• pp.153-159
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• 2009

불연속변형해석(DDA)은 유한요소법(FEM)과 개별요소법(DEM)의 장점을 모두 가지고 있는 해석법이다. 3차원 불연속변형해석의 안정성과 해석속도는 접촉찾기(Contact Detection) 알고리즘과 벌칙스프링(Penalty spring)을 이용한 접촉처리 알고리즘에 의해 크게 좌우되는데, 블록의 꼭지점(vertex) 간의 접촉이 발생할 경우, 적합한 접촉면을 결정하는 과정에서 많은 해석오류와 시간적 손실이 발생할 가능성이 있다. 본 연구에서는 블록의 꼭지점에 내접하는 구(inscribed sphere)를 삽입하여 가상의 접촉점과 접촉면을 생성하는 알고리즘을 연구하였다. 이로 인해 발생할 수 있는 해석의 오차의 크기를 확인하고, 간단한 불연속 변형해석의 해석 실례에 적용해 보았다.