• 터널과지하공간
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• 제30권6호
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• pp.551-558
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• 2020

기존 시험법은 암석시편의 절리면 직접전단시험시 겉보기 면적의 변화를 고려해야 한다고 명시하고 있다. 본 기술보고는 암석코어 시편의 절리면 직접전단시험시 겉보기 면적 계산방법을 제시하였다. 암석코어 시편의 초기 절리면을 타원으로 가정하고, 타원의 중첩면적 감소를 계산하는 수식을 정리하였다. 전단변위와 겉보기 면적을 정규화하면 타원형상에 관계없이 일정한 변화 비율을 가지는 것을 확인하였다. 암석코어 시편 전단시험을 위한 정규화 실험상수를 제안하여 일반화된 계산방법을 제안하였다. 그 방법을 실제 전단시험의 데이터에 적용하여 결과 변화값을 확인하고, 정확도에 대해 간략히 토의하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제23권10호
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• pp.13-19
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• 2022

본 연구는 암석의 압축강도를 비파괴적으로 산정하기 위하여 암석시편 초기타격 및 반발에 의한 연속적인 반복타격 시 발생하는 타격력에 대한 응답신호를 모두 측정하고 이를 누적한 전체 타격력 신호에너지를 이용하고 그 결과를 제시하는 것에 관한 것이다. 본 연구에서는 이를 위해서 타격 및 측정장치를 고안 및 셋업하였고 이를 이용하여 암석시편을 회전 자유낙하에 의해 초기 타격토록하고 반발작용에 의한 반복타격이 이루어질 수 있도록 하였다. 본 연구에서는 서로 다른 세 종류의 암석시편에 대하여 타격력실험을 실시하고 발생신호를 측정하였다. 각 시편별 초기 및 반발타격으로부터 발생된 신호로부터 산정된 전체 타격력 신호에너지와 각 시편별 측정한 직접압축강도와 상호 비교하였다. 비교결과, 타격력 응답신호로 부터 산정된 전체 타격력 신호에너지는 시편의 직접압축강도와 직접적인 관계가 있다는 것을 확인하였으며, 이를 통해 암석의 압축강도는 타격 시 발생하는 타격력 응답신호로부터 산정된 전체 타격력 신호에너지를 이용하여 비파괴적으로 산정할 수 있음을 알 수 있었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제14권4호
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• pp.421-435
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• 2012

연마재 워터젯을 이용하여 다양한 영향변수에 따라 암석시편에 굴착(제거)실험을 수행하였다. 현장암반굴착 가능성을 판단하기 위해 신선한 경암(화강암) 시편을 기준으로 수압, 노출시간, 그리고 이격거리에 따라 굴착성능 및 굴착형상을 분석하였다. 특히 이격거리는 현장에서 요구하는 높은 수준의 조건에서 실험을 실시였다. 추가적으로 암석에 따른 굴착성능을 비교하기 위해, 실제 굴착현장에서 획득한 암석시편을 대상으로 P파 속도를 측정하여 동일한 조건에서 워터젯 실험을 수행하였다. 획득된 실험결과로부터 워터젯 변수가 암반제거에 미치는 영향을 분석하였다.

• 화약ㆍ발파
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• 제38권1호
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• pp.30-37
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• 2020

본 연구에서는 암석의 인장강도를 측정하는 데 터진고리(split ring; SR) 형태의 시편(NX 코어)을 이용하는 굽힘시험법의 적용성을 검토하였다. SR 시험법은 반고리(half ring; HR) 형태의 시편을 이용하는 HR 시험법(Choi et al., 2019)과 개념적으로는 동일하지만 파괴면이 하중방향과 직교하는 특징이 있다. 이 직교성 때문에 SR 시험법은 HR 시험법보다 더 높은 정확성을 발휘할 수 있을 것으로 예상되었다. HR 시편과 마찬가지로 SR 시편은 균일단면을 가진 굽은 각봉이다. 이 특수한 각봉의 이론적 인장강도는 재료강도학의 굽힘이론으로부터 계산할 수 있다. 일련의 LS-DYNA 수치해석을 수행한 결과, 예상대로 인장형 및 압축형 SR 시험법의 강도오차는 1% 및 5%로서 HR 시험법의 오차(12%)에 비해 매우 낮게 나타났다. 두 SR 시험법의 성능을 확인하기 위하여 실내실험을 실시하였다. 비교를 위하여 HR 시험과 Brazilian 시험도 함께 수행하였다. 실험 결과, Brazilian 강도에 대한 인장형 및 압축형 SR 시험의 강도비는 각각 1.2~1.4 및 1.1~1.2로 나타났는데, 이는 통상적인 굽힘시험의 경험치에 비해 너무 작은 수치였다. 결과적으로 SR 시험은 NX 코어로 성형한 암석시편에 대해서는 실용성이 없는 것으로 판단하였다. 반면, HR 시험의 강도비는 선행연구와 본 연구를 통해 1.7~2.0의 범위에 속하여 높은 일관성을 보였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제19권8호
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• pp.5-10
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• 2018

본 연구는 암석표면 타격 시 발생하는 사운드압력에 대한 응답신호를 모두 측정하고 이를 누적한 전체 사운드 신호에너지를 이용하여 화강편마암의 압축강도를 비파괴적으로 산정하는 방법과 그 결과를 제시하는 것이다. 이를 위해서 다수의 화강편마암 암석시편을 준비하였고 각 시편에 대하여 고안된 타격장치(회전 자유낙하에 의한 초기타격 및 반발작용에 의한 연속적인 반복타격 가능 장치)를 이용하여 타격하고 타격 시 발생한 모든 사운드압력을 시간에 따른 신호로서 측정하였다. 암석시편별 측정된 사운드 신호를 모두 누적하고 그 값(전체 사운드 신호에너지라 명명함)을 암석시편별 직접 측정된 압축강도와 상호 비교하였다. 비교결과, 화강편마암의 각 시편에 대해서 타격을 통해 얻어진 전체 사운드 신호에너지는 해당 시편의 직접압축강도와 직접적인 비례관계가 있다는 것을 확인하였으며, 또한 전체 사운드 신호에너지를 이용한 강도예측식을 이용하여 화강편마암의 압축강도를 90% 이상 신뢰성 있게 예측할 수 있음을 파악하였다. 더 나아가 본 연구결과를 통해 향후 다양한 암석 및 콘크리트 등의 압축강도는 전체 사운드 신호에너지를 이용하여 비파괴적으로 예측할 수 있을 것으로 판단된다.

• 터널과지하공간
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• 제27권5호
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• pp.253-262
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• 2017

본 연구는 암석 및 콘크리트 시편의 압축실험을 통해 균열 특성을 분석하고자 한다. 길이의 변화를 측정하는 변형률센서와 균열에 의해 발생한 탄성파를 측정하는 AE 센서를 시편에 부착하여 동시 측정함으로써 실험을 수행하였다. 측정된 시편의 변형률로부터 계산된 균열체적변형률은 암석과 콘크리트 시편에서 다른 형상을 보여주고 있다. 이것은 재료의 취성정도에 따른 것으로 추측된다. 하지만, 파괴 및 손상도와 관계되어 있는 균열체적변형률은 두 개의 시편결과가 유사함을 관찰 할 수 있었다. 또한 AE 센서를 통해 측정한 시편의 누적 균열 신호에너지가 변형률센서로 예측한 균열체적변형률과 매우 유사한 것을 관찰할 수 있었다. 이것은 AE 센서로도 구조물의 손상없이 실시간으로 손상도를 예측할 수 있음을 의미한다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제16권6호
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• pp.161-172
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• 2000

자연암석절리 및 인공 절리에 대하여 일정수직응력제어, 일정 수직하중제어 그리고 무한 강성제어가 가능한 암석 절리면 전단기 시험기를 개발하였다. 이 시험기는 전단변위에 의한 첩촉면적의 변화량을 계산하여 하중변화량을 조절하여 일정수직응력상태를 유지한다. 수직하중에 따른 시험기 강성에 의한 변화향이 제어 프로그램 내에서 제어되어 순수한 시편의 변위량을 출력하도록 하였다. 전단하중에 따른 시험기 강성에 의한 변위량은 상, 하부 전단상자의 상대변위 측정으로 최소화하였다. 전단거동 중의 자유도는 전당방향에 대하여 수평이도, 연직이동, 피칭, 롤링이 가능하도록 하였다. 자연절리면을 모사한 석고시편에 대하여 일정 수직응력 제어, 일정수직하중제어 그리고 무한 강성제어 조건으로 시험하여 제어상태 검증 및 비교를 하였다. 또한 경사각이 16.7˚와 22.6˚인 톱니형 시편에 대하여 시험한 결과 경사각 16.7˚와 22.6˚는 JRC로 10과 15를 나타내었으며, 첨두팽창각이 첨두전단강도에서 발생되며, Barton의 모델과 잘 일치함을 보였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제36권9호
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• pp.45-55
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• 2020

X-ray CT는 암석시편의 공극 및 균열과 같은 내부 미세구조와 손상들의 정량적 분석에 활용되어 왔다. 원위치 CT는 외력 등 다양한 외적 요인에 영향을 받고 있는 암석 시편의 내외부 변화 과정을 관찰할 수 있게 해준다. 이의 확인을 위해, 암반/지반재료 특성분석에 활용한 원위치 X-ray CT 기술에 관한 최신 연구동향을 파악하였으며, 원위치 CT이미징이 가능한 암석의 수리-역학적 실험용 삼축셀을 개발하였다. 직경 25~50 mm 화강암 및 사암 코아시편의 원위치 CT이미징이 성공적으로 진행되었으며, 34~105 ㎛ 범위의 픽셀피치의 해상도를 취득할 수 있었다. 본 사전검토 촬영 실험을 통해 마이크로미터 스케일에서 암석의 내부구조 변화의 원위치 CT관찰이 가능한 것을 파악하였다. 요오드화 칼륨 용액은 CT이미지의 대비를 증가시키고 암석의 수리-역학 실험에서 주입유체로 사용할 수 있다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제19권3호
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• pp.121-130
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• 2016

다양한 지름의 암석코어에 대해 비교적 간편하고 정확하게 열전도도를 측정할 수 있는 divided bar형 열전도도 측정 시스템인 PEDB (potable electronic divided bar system)를 도입 이용하여 열전도도 측정시 고려해야 할 요소에 대해 검토하였다. 또한, 지열조사를 위해 울릉도에서 채취한 70개의 코어시료에 대해 적용하고 그 특성을 살펴보았다. 열전도도 측정에 있어서 실내온도의 변화가 가장 큰 영향을 미치므로 되도록 실내온도의 변화가 적거나 항온 환경에서 측정하는 것이 바람직하다. 열원(heat source)의 온도, 안정된 상태에서 평균하는 온도의 구간 등에 의한 영향은 실내온도 변화에 비해 미미하다. 열접촉 보조제인 바셀린을 사용하면 시편의 열전도도가 다소 높게 평가되고 특히 접촉면이 고르지 않은 암석시편에서는 그 차이가 더 크게 나타난다. 하나의 시편에 대해 반복 측정할 때, 실내온도가 $1^{\circ}C$ 이내로 유지된다면 표준시편에서는 ${\pm}0.3%$ 이내, 암석시편에서는 ${\pm}4%$ 이내의 좋은 반복성을 얻을 수 있다. 울릉도의 두 지열 조사공에서 얻은 암석코어의 열전도도는 심도 증가에 따라서 대체로 열전도도가 커지는 경향이 있으나 암종 변화와 특별한 상관성을 보이지는 않았다.

• 터널과지하공간
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• 제17권2호
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• pp.83-89
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• 2007

충격반향기법은 특정 매질에 충격을 가하여 매질의 동적 불성을 측정할 수 있는 비파괴 시험법이다. 본 연구에서는 암석시편에 충격반향기법을 수행할 수 있는 시험장비를 설치하고, 동적 물성치를 측정할 수 있는 시스템을 구축하였다. 이를 통해 국내 5개 지역에서 채취한 암석 시료 및 시멘트 모르타르와 알루미늄 합금에 대해 시험을 수행하여 동적 물성치를 측정하고, 1회의 충격시험으로 종파 및 횡파의 공진주파수와 감쇠비를 결정하였다. 그 결과. 동탄성계수와 정탄성계수는 10%내외의 차이를 가진 결과치가 도출되었고, 동포아송비는 정포아송비에 비해 0.07 이상 높은 값이 측정되었다. 또한 풍화도가 높거나 절리가 발달한 암석일수록 감쇠비가 증가하는 현상을 관찰하였다.