• 터널과지하공간
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• 제15권4호
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• pp.288-295
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• 2005

암반은 여러 가지 지질학적 요인에 기인한 역학적 결함을 많이 포함하고 있기 때문에 이방성 거동을 보이는 경우가 대부분이다. 그러므로 안정한 암반구조물이나 암반기초의 설계를 위해서는 이방성 암반에서 응력분포의 특성을 이해하는 것이 매우 중요하다. 이 연구에서는 반무한 평면이방성 지반의 표면에 선하중이 작용할 때 지반에 야기되는 탄성응력 분포의 특성을 고찰하였다. 절리의 강성과 절리의 간격, 경사각이 응력분포 형태에 미치는 영향이 검토되었다. 절리면의 미끄러짐 조건으로 Mohr-Coulomb 식을 가정할 경우, 절리면을 통한 미끄러짐이 발생할 수 있는 영역에 대한 고찰도 수행되었다.

• 보존과학회지
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• 제37권5호
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• pp.505-515
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• 2021

포항 달전리 주상절리(천연기념물 제415호, 이하 주상절리)에 대한 사면안정성 평가 및 낙석 시뮬레이션을 통하여 낙석의 최대 에너지, 도약높이, 이동거리를 산출하였으며, 낙석 위험 범위를 설정하였다. 주상절리가 분포하는 사면의 경우 왼쪽(SW)에서 오른쪽(NE)에 이르기까지 93.79°, 131.99°, 165.54°, 259.84°의 경사방향을 가지며 전체적으로 부채꼴의 형상을 하고 있다. 이러한 사면의 경사방향을 따라 4구간으로 구분하였으며, 각 구간별 노출되어 있는 주상절리의 단면에서 개별적인 불연속면의 방향성을 측정한 결과 1구간은 125개, 2구간은 261개, 3구간은 262개, 4구간은 43개로 확인된다. 평사투영법을 이용한 각 구간별 사면 안정성 평가 결과, 평면 및 전도파괴 영역에 해당되나 이는 노출된 주상절리면의 개별 방향성에 대한 해석 결과로 주상절리에 대하여 평면 및 전도파괴의 가능성을 진단하기 어렵기 때문에 현재에도 발생되고 있는 낙석으로부터 위험 가능성을 평가하는 것이 바람직한 것으로 판단된다. 또한 낙석 시뮬레이션을 통해 측정된 낙석의 최대 이동거리는 약 66 m이며, 낙석 위험 범위는 사면 아래 전 영역이 해당됨을 알 수 있다. 따라서 이러한 낙석의 거동은 지형학적 요인에 의해 다양한 방향으로 굴러떨어져 낙하지점을 예측하기 힘들기 때문에 낙석으로부터 안정성 확보를 위한 낙석 방지시설 설치를 제안하고자 한다.

• 대한토목학회논문집
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• 제34권2호
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• pp.505-513
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• 2014

본 논문은 암반지층에서 다양한 암반종류 및 절리조건들을 고려하면서 굴착벽체에 작용하는 토압에 대한 절리의 영향을 조사한 것이다. 이를 위해 본 연구는 먼저 기존 선행연구에 대해서 살펴보고 그 다음으로 기존 선행연구의 한계를 극복하기 위하여 개별요소법에 근거한 수치해석적 매개변수해석을 수행하였다. 수치해석은 매개변수로서 암반종류 및 절리조건(절리면의 전단강도, 절리경사각 및 절리군의 수)을 고려하였으며, 지반과 굴착벽체의 상호작용하에 발생된 토압의 크기 및 분포특성이 조사되었다. 이와 더불어, 암반지층에서 발생된 토압과 토사지반에서의 경험토압인 Peck토압이 서로 비교되었다. 비교결과 절리가 형성된 암반지층에서 발생된 토압은 암반의 종류 및 절리조건에 따라서 크게 영향을 받았으며 토사지반에 대한 Peck의 경험토압과 서로 다른 결과를 나타내었다.

• 지질공학
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• 제29권1호
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• pp.1-12
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• 2019

지진은 진원지 주변의 지반의 응력상태를 변화시키고, 암반의 단열계에 영향을 미칠 수 있다. 국내에서 2016년 9월 12일과 2017년 11월 15일에 각각 발생한 지진규모 5.8의 경주지진과 지진규모 5.4의 포항지진은 양산단층대와 관련되며, 양산단층대 및 인근 지역 암반의 단열계에 영향을 미쳤을 가능성이 있다. 본 연구에서는 동해안 지역에 위치하는 중 저준위 방사성폐기물 처분장 부지 내 암반의 단열계 특성(방향성, 주향에 따른 절리개수, 절리간격, 절리간극, 경사각, 심도 구간별 절리빈도, 상대 암반강도)이 경주지진 및 포항지진에 의해서 영향을 받았는지를 분석하기 위하여 부지내 감시공에서 2005년과 2018년에 실시한 초음파 주사검층자료를 비교 분석하였다. 초음파 주사검층 분석 결과, 주향에 따른 절리개수, 절리간극, 심도 구간별 절리빈도는 2005년보다 2018년에 대체로 증가하였다. 이러한 증가는 지진의 영향으로 인한 단열체계의 변화로 인한 영향이거나, 2005년 감시공 설치 이후 10년 이상의 오랜 기간 나공 상태에서 공벽의 풍화로 인한 것일 수도 있다. 또한 KB-14공에서 전체 절리의 방향성과 절리의 평균 간격이 2005년과 2018년 사이에 다소 차이를 보이고 있으나, 절리면 경사와 상대 암반강도는 전반적으로 2005년과 2018년이 유사하게 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제32권10호
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• pp.41-53
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• 2016

토사층 하부에 절리암반층이 존재하는 복합지반을 굴착하고 설치하는 흙막이 구조물의 안정성은 배면에 작용하는 토압에 의해 결정된다. 보통 복합지반에서는 암반층을 토사로 간주하고 암반층의 지반강도 정수를 적용하여 경험적으로 토압을 구하는데, 암반층의 불연속면을 고려하지 않기 때문에 대개 실제 작용 토압보다 작게 산정된다. 본 연구에서는 복합지반에서 토사층과 암반층의 구성비율 및 암반층의 절리경사에 따라 흙막이 벽체에 작용하는 토압의 크기와 분포형태를 규명고자 대형토조(높이 3.0m, 길이 3.0m 폭 0.5m)에서 축척 1/14.5로 2차원 대형 모형실험을 수행하고, 같은 조건으로 수치해석을 수행하였다. 실험지반은 토사층과 암반층의 분포비가 각각 65%:35%와 50%:50%가 되도록 조성하였고, 암반층의 절리는 굴착측으로 $0^{\circ}$, $30^{\circ}$, $45^{\circ}$, $60^{\circ}$ 각도로 구성하였다. 그 결과 흙막이 벽체에 작용하는 토압은 암반층 절리 경사각(J)이 커질수록 증가 하였으며, 암반층비율이 증가함에 따라 암반층에 작용하는 토압도 증가하였다. 암반층에 작용하는 토압은 암반층의 비가 50%(R50)이고, 암반층의 절리 경사각이 $60^{\circ}$일 때 가장 크게 발생하였다. 대형모형실험과 수치해석 결과를 바탕으로 임의 복합지반을 굴착할 때 발생하는 토압을, 최상단 버팀대토압과 최대토압 및 굴착하단을 꼭짓점으로 하는 사각형분포로 이상화하고, 암반층비율과 절리경사각도를 고려하여 토압을 구할 수 있는 토압식을 제안하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제40권3호
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• pp.101-108
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• 2024

터널 공사중 발생 가능한 쐐기블록(Key block)을 막장관찰 중 인지하여 전방으로 형성되는 쐐기블록을 예상하고, 안전율을 확인할 수 있는 시스템을 개발하였다. 막장관찰시, 레이저 스캐너를 이용하여 암반면의 3차원 점군을 수집하고, 이를 근거로 굴착면을 형상화한 후, 암반 절리면을 도출한다. 절리면은 주향과 경사각을 가지고 있으므로, 절리면들의 조합을 통해 형성되는 쐐기블록을 반복 계산을 통해 도출하고, 각 쐐기블록의 안전율을 계산한다. 모형실험을 통해 시스템의 절리면 특성 산출의 정확성을 확인하였고, 절리면 정보를 입력하여 계산되는 기존 상용 소프트웨어의 결과값과 비교하여 개발 프로그램이 오차 1%이내로 계산 결과를 얻을 수 있음을 확인하였다.

• 터널과지하공간
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• 제13권1호
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• pp.33-43
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• 2003

암반구조물 설계를 위한 지반조사에서 지하 암반에 분포된 불연속면들의 방향성 파악은 시추공 내부에 대한 영상촬영 기법에 전적으로 의존되어 왔다. 그러나, 공내 영상촬영은 고가의 장비가 요구되며 시추작업 완료 후 측정작업이 추가로 소요되어 극히 제한적으로 수행되고 있다. 본 연구에서는 시추조사시 간편하게 불연속면의 방향을 측정하여 신뢰성 있는 지반정보 자료를 제공할 수 있는 Discontinuity Orientation Measurement (DOM) 시추장비 및 불연속면 분포해석 모델 RoSA-DOM을 개발하였다. DOM 시추 장비에서 기 설정된 방향성을 지시하는 기준선이 표시된 시추 코어가 회수되면 코어 상의 절리 단면에서 측정된 3개 지점의 자표를 이용하여 절리면의 경사방향 및 경사각을 산정한다. 또한 코어 축이 절리면을 관통하는 지점의 좌표를 산정하여 절리 위치를 설정한다. 절리군 형성은 clustering algerian을 활용하여 분석한다. 코어 축을 조사선으로 설정하여 전체 절리 간격 및 군 간격을 해석한다. 전체 시추구간 및 특정 구역에서의 RQD를 산정하여 암반의 공학적 활용도 고찰을 위한 기본 자료를 도출한다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제30권7호
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• pp.17-26
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• 2014

절리를 포함한 암반에서 터널굴착시 발생하는 내공변위는 터널의 안정성과 필요 확보공간 및 시공성을 위해서 매우 중요한 인자이다. 터널굴착시 발생할 수 있는 내공변위의 크기는 탄성계수가 큰 영향을 미치는 인자이며 특히 절리면이 터널거동을 지배하는 암반에서는 신뢰성 있는 절리암반의 탄성계수를 산정하는 것은 매우 중요하다. 절리암반의 탄성계수는 암석종류, 절리조건, 하중조건 등과 같은 많은 인자에 의해서 영향을 받는다. 그럼에도 불구하고 기존의 대부분의 연구는 암석 및 절리, 터널 굴착하중 조건 등을 체계적으로 고려하지 않고 압축하중 조건에 근거한 대략적인 경험식에 초점을 두고 있다. 그러므로 본 연구에서는 터널 굴착하중 조건에서의 절리암반의 탄성계수를 보다 합리적으로 추정하기 위하여 암석 및 절리조건을 체계적으로 고려하였다. 본 연구에서는 암석종류, 절리전단강도, 절리경사각, 절리군의 수 및 절리간격을 해석인자로서 고려하였다. 다양한 암석 및 절리조건을 고려하여 수치해석적 매개변수 연구를 수행하였고, 그 결과를 기존의 경험적인 방법들과 비교분석하였으며, 다양한 암석 및 절리조건에서의 탄성계수에 대한 변화도표를 제시하였다. 본 연구를 통해 얻어진 결과는 절리암반에서 터널굴착으로 인해 발생되는 터널 내공변위를 파악하는데 실무적으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국철도학회논문집
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• 제12권4호
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• pp.548-556
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• 2009

암반절취사면의 지질구조를 측정하기 위하여 개발된 조사시스템의 현장 적용성을 겸토하기 위하여 절취사면에 대해 클리노 컴퍼스와 조사시스템을 이용하여 암반 불연속면을 1차 7개, 2차 10개를 측정하여 그 결과를 비교하였다. 1차 시험은 불연속면의 절리형태와 경사각에 따른 측정 결과 값의 차이를 비교하였고, 2차 시험은 촬영 시간과 촬영위치를 달리하여 비교분석하였다. 비교 결과 1차 시험은 클리노 컴퍼스로 측정한 값과 경사방향 $1^{\circ}{\sim}4^{\circ}$, 경사각 $0^{\circ}{\sim}4^{\circ}$의 차이를 보였고, 2차 시험은 경사방향 $0^{\circ}{\sim}6^{\circ}$, 정사각 $0^{\circ}{\sim}6^{\circ}$의 차이를 보였다. 일반적으로 클리노 컴퍼스를 활용한 암반 불연속면 조사시 표면상태가 고르지 않고 측정위치에 따른 경사방향과 경사각의 차이가 ${\pm}10^{\circ}$정도 나타날 수 있다는 점과 측정자의 숙련도에 따른 오차를 감안할 때 본 조사시스템의 정확성에 대한 신뢰도는 비교적 높은 것으로 나타났다.

• 터널과지하공간
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• 제11권3호
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• pp.270-278
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• 2001

한라 석회석 광산에서 높이가 대체로 58m이고 사면의 경사각이 70$^{\circ}$인 암반 사면의 안정성 해석을 위하여 암반을 연속체로 가정한 FDM과 절리의 강도 특성 등을 주로 고려한 DEM 등 두 가지 수치해석법을 사용하였다. 수치해석법으로 사면의 안정성을 안전율로 표시하기 위하여 강도감소법을 이용하였다. 연속체 해석 결과에서는 사면의 안정이 유지되는 것으로 판단할 수 있으나 절리의 특성을 고려한 해석 결과 사면의 안전율이 1.3보다 크도록 사면을 안전하게 유지하기 위해서는 사면 높이 를 45m로, 경사를 55로$^{\circ}$로 변경 하는 것이 바람직 한 것으로 판단되었다.