• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제26권4호
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• pp.327-344
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• 2024

일반적인 터널 설계 및 해석 시 암반을 등방성으로 가정하나, 등방성 조건에서는 재료특성이 모든 방향에서 균일하므로 터널의 안정성이 높게 평가되는 경향이 있다. 그러나 실제 암반은 절리, 층리, 단층 등 불연속면이 존재하며 방향에 따라 재료의 특성이 다른 이방성 특징을 가진다. 이러한 암반의 이방성은 터널 굴착 시 발생하는 응력 분포에 큰 영향을 미쳐, 불균일한 터널 변형을 유발하고 손상 위험을 증가시키기 때문에 사전에 철저한 분석이 필요하다. 본 연구에서는 암반의 이방성에 따라 굴착 과정에서 발생하는 막장면과 터널이 굴착된 후 수렴된 위치에서 발생하는 변형과 응력 변화에 초점을 두었다. 탄성계수의 비율(E₁/E₂)에 따른 이방성지수(I_E)와 경사각을 변수로 선정하여 3차원 수치해석을 수행하였다. 결과적으로 이방성 지수가 증가할수록 터널에서 발생하는 변위가 증가하고 응력집중 현상이 크게 발생하였으며, 경사면이 터널과 접하는 부분에서 최대 변위가 발생하고 전단응력이 가장 크게 발생하는 것을 확인하였다.

• 지질공학
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• 제8권2호
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• pp.131-143
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• 1998

본 연구는 충청남도 논산군 벌곡면 일대 즉 벌곡면 도산리와 수락리에 발달한 지하수 충진지역을 대상으로 하였다. 조사 지역의 수계는 남북 방향으로 발달되어 있으며, 지질은 가장 고기에 해당하는 옥천계 창리층(Och)이 중앙부에 위치하며, 본 지역의 서쪽의 경상계 유천층군에 대비되는 응회암(Kslt)은 동쪽의 화강암(Kqb)과 북쪽의 석영반암(Kgf)에 의하여 관입 되었다. 각 지역에서 측정된 약 3000개의 절리면을 경사 방향과 각도를 구면투영하여 통계학적으로 우세한 방향을 찾아본 결과 화강암의 경우는 dipdirection/dip이 228~257/73~88, 010~150/70~85 두방향이, 창리층의 경우는 134~164/40~90, 214~249/55~89, 응회암은 291~332/75~82, 235~241/73~71의 방향이 우세하였다. 그러나 북부에 소규모로 분포하는 석영반암은 뚜렷한 방향성을 나타내지 않았다. 기반암에서의 P파 전달속도를 측정하여 최대치와 최소치를 비교한 결과 석영반암은 $5000(240)~2380(360^{\circ})m/s$로, 화강암은 $3846(210^{\circ})~1408(150^{\circ})m/s$ 응회암은 $5000(360^{\circ})~2323(150^{\circ})m/s$, 창리층 지역에서는 $6667(180^{\circ})~2000(030^{\circ})m/s$로 나타났다. 암석의 공학적 성질은 시료를 26면체의 시편으로 제작한후 각 방향별 동탄성계수 즉 뽀아송의 비, 강성률, 영률, 체적탄성률을 산출하여 야외에서 측정된 자료와 비교 분석 하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제19권12호
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• pp.25-32
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• 2018

본 논문은 암반에 형성되어 있는 불연속면이 지진 또는 발파에 의해 유발되어 암반을 통해 전달되는 동적 전단응력파에 미치는 영향에 대해서 수치해석적 매개변수 연구를 통해 조사하고 그 결과를 제시하는 것이다. 수치해석적 매개변수 연구를 수행하기 위해서 먼저 이론적 해를 얻을 수 있는 조건에 대해서 타당성해석을 수행하고 그 결과를 이론해와 비교한 후 암반조건 및 불연속면 조건을 달리한 경우에 대해서 매개변수해석을 수행하였다. 암반조건으로는 암반 초기 현장응력 상태가 고려되었으며 불연속면조건으로서는 불연속면의 전단강도 정수인 마찰각과 점착력이 고려되었다. 또한 불연속면의 경사각 또한 매개변수로서 고려되었다. 이와 같은 다양한 조건의 매개변수연구를 통해 전단응력파의 변화를 파악한 결과, 매질을 통해 전달되는 동적 전단응력파는 암반의 초기 현장응력조건 뿐만 아니라 불연속면의 전단강도 및 경사각 조건에 크게 영향을 받는 것으로 나타났다. 이를 통해 지진 또는 발파유발 동적하중이 절리형성 암반지층이나 서로 다른 지층으로 이루어진 토사지층을 통과할 때, 지층의 초기응력 상태와 더불어 불연속면 또는 지층경계면의 특성 등을 반드시 고려하여 주변시설물 및 구조물에 대한 동적영향을 파악해야 할 것으로 판단된다.

• 지질공학
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• 제22권1호
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• pp.1-13
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• 2012

본 연구에서는 퇴적암지역에서 발달하는 지질구조들이 비탈면의 안정성에 어떠한 영향을 미치는지를 이해하고자 하였다. 연구지역과 같이 퇴적암지역 비탈면의 경우, 도로 양쪽의 비탈면이 층리의 경사방향에 따라 매우 다른 양상을 보인다. 또한 단층대가 존재하는 경우에는 보강공사가 완료된 후에도 지속적인 파괴가 관찰되고 있었다. 하지만 대부분의 대규모 단층에서 비탈면 안정성 조사 시 단층대를 정확하게 인지하기 어려워 새로운 누적절리밀도를 통한 단층대 인지방법을 제안하였다. 또한 최근 대규모 공사로 인하여 많은 비탈면들이 다면비탈면의 형태로 나타나는 경우가 많다. 이 경우 일정한 주향을 가진 대표비탈면들의 방향에 따라 구간을 설정하고, 이를 바탕으로 비탈면 안정성 분석을 실시하여, 각 구간에 따라 다른 비탈면 안정성 평가가 이루어져야 하는 예를 보여주었다. 따라서 퇴적암지역에서의 비탈면설계 시 층리와 불연속면의 방향 그리고 이들 사이의 상관관계 등 지질구조들의 발달특성을 잘 고려한다면 공사단계에서도 작업의 효율을 높일 수 있고, 공사 후에도 비탈면의 안정성을 높일 수 있을 것으로 판단된다.

• 지질공학
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• 제24권1호
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• pp.39-52
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• 2014

다양한 원인에 의해 형성된 석회동굴 내 주굴과 가지굴 등은 일정한 방향성을 가지고 발달하게 된다. 이러한 원인은 주변에 분포하고 있는 층리나 절리, 단층 등과 같은 불연속면의 영향을 받고 형성된다고 알려지고 있다. 석회동굴에 발달된 방향성은 구간별로 어떤 불연속면의 영향을 받고 있는지는 확인이 가능하지만, 전체적으로 주된 영향을 준 불연속면과 발달 방향성을 방향을 명확히 파악하기는 어렵다. 본 연구는 이러한 석회동굴의 발달 방향성을 전체적으로 파악하기 위하여 연장성에 가중치를 적용하는 평균 폭 비율법(Average Span Ratio Method)과 개별 발달 비율법(Individual Development Ratio Method)을 새롭게 제안하여 분석하였다. 새로운 분석법을 적용하기 위해 국내 석회동굴 9개를 임의 선정하여 분석하였다. 분석 결과, 발달 방향성 분포만을 해석한 것보다 두 가지 방식을 적용한 해석기법이 동굴 발달 방향성을 더욱 명확하게 해석할 수 있음을 확인하였다. 석회동굴의 주 층리각과 평균 폭의 연관성 분석을 통해 주 층리의 경사각이 저각일수록 석회동굴 폭 확장에 더 많은 영향을 주고 있음을 확인할 수 있었다. 현장자료를 이용하여 RMR 분석을 수행함으로써 각 석회동굴의 지반안정성을 분석하였다.

• 지질공학
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• 제26권1호
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• pp.63-70
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• 2016

연구지역은 고생대 지층인 석회암류과 석회암층 사이에 셰일층이 협재하고 이 석회암 상부에 사암 및 탄질셰일층이 분포 한다. 이 퇴적암들의 층리는 서북서 방향의 주향에 북동방향으로 경사지고 있으며 절리들은 경사각이 75도 이상이고 주향은 여러 방향으로 발달한다. 이 지역에는 층리방향과 거의 평행한 파쇄대들은 대규모로 발달하며 이들 파쇄대는 지하 깊이까지 연장되고 있다. 급격한 지하수위의 변화는 5월에 일차 그리고 6월초와 6월 중순에 2차 약 1달 사이 총 3차례의 -4 m에서 시작하여 최대 -15 m까지 하강과 회복을 반복하였으며 이는 지표의 강수량과는 무관함이 확인되었다. 이에 따라 지표침하의 원인은 석회암 내 풍화대와 연결된 터널 심도까지 발달하는 파쇄대와 석회암과 셰일, 석회암과 사암 및 탄질셰일과의 경계부에 발달하는 파쇄대들에서 터널 시공 시 하루에 1000톤 이상의 지하수가 용출되며 지하수위의 급격한 강하와 이에 따라 지하수의 급격한 하강 시 지반에 흡입력을 증가하면서 지표에 침하가 일어난 것으로 해석된다.

• 한국측량학회지
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• 제24권5호
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• pp.433-441
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• 2006

최근 전자기술의 발달로 대상물에 접촉하지 않고, 장비에서 발사된 레이저가 측정대상물에 직접 반사되어 거리를 측정 가능하게 하였다. 더욱이 3차원위치를 결정할 수 있는 무 프리즘 토털스테이션이 등장하여 도로, 공항, 항만 등의 토목분야 뿐 아니라 구조물변위, 계측 등의 건축분야에 그 활용이 증대되고 있다. 따라서 본 연구에서는 무 프리즘 토털스테이션의 정확도를 평가하기 위하여 관측거리에 따른 재료 및 반사각도별로 관측하여 정확도를 분석하였고, 그 활용성을 위하여 지형측량에 적용하였다. 연구한 결과는 무 프리즘 토털스테이션은 반사각도가 $90^{\circ}$일 때는 재료와 상관없이 매우 양호한 값으로 분석되었다, 점차적으로 반사각도가 예각으로 증가할 때 RMSE는 높아지는 양상이 보였다. 그리고 관측거리에 따른 재료 및 반사각도별로 회귀분석 한 결과, 관측거리와 반사각도는 상관성이 있는 것으로 판단되며, 재료와는 상관성이 없는 것으로 분석되었다. 일반적인 지형측량에 있어서 무프리즘 토털스테이션을 적절히 활용한다면, 교통의 흐름이 많은 곳의 도로, 경사각이 높은 암벽의 절리면, 기타 위험지역에서 측량자의 안전과 신속한 측량작업을 제공할 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2009년도 세계 도시지반공학 심포지엄
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• pp.775-784
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• 2009

풍화된 엽리는 연장성이 크고 거칠기가 적어서 치명적인 활동면으로 작용할 수 있다. $\bigcirc\bigcirc$ 도로공사 현장에 발생된 대절토 사면의 붕괴는 엽리와 평행한 단층면의 활동에 의한 것으로 후기 풍화에 의해 단층면에 녹니석 점토 성분이 충진 되면서 절취에 의해 변경된 지반환경을 수용치 못하고 갑작스런 붕괴가 발생된 사례이다. 붕괴사면의 안정화 방안을 수립하기 위해서는 내부 엽리구조의 3차원 분포를 정확히 파악하는 것이 매우 중요하였다. 이를 위하여 사면에 격자 형태로 10개의 시추를 수행하였으며, 각 시추공에서 시추공영상촬영을 수행하였고, 그 결과를 15개의 단면에 투영하여 사면 내부에 분포하는 엽리, 절리, 단층의 3차원 배열을 분석하였다. 분석 방법으로는 측정된 시추공의 면구조를 절취면에 투영하기 위하여 개발된 Fracjection을 사용하였다. 투영분석 결과 평면에 투영된 엽리의 구조들은 엽리의 주향이 사면의 좌측으로 가면서 사면 내부로 깊어짐을 보여주고 있어서 사면의 우측에서 붕괴된 지질구조는 현 붕괴면 위치와 사면의 좌측 부분에 또 하나의 쐐기파괴 위험성이 존재함이 조사되었다. 전기한 지질 구조의 3차원 조사자료를 기초로 예상 활동면이 설정되었으며, 그 활동면을 기초로 한계평형 분석을 수행하여 현 사면의 경사 완화와 앵커 및 억지말뚝과 피암터널의 설계방안 등이 검토 되었다.