• 터널과지하공간
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• 제19권1호
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• pp.52-63
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• 2009

대규모 암반 절리면의 거칠기를 구하는 여러 가지 방법이 있으나, 길이 10 cm의 절리를 Barton 등이 제안한 표준절리면곡선과 비교하여 절리면 거칠기계수 JRC (joint roughness coefficient)를 결정하고 대규모 절리의 길이에 따라 보정하는 것이 가장 일반적인데, 적합한 표준 절리면곡선을 선택할 때 측정자에 따라 달라자는 경우가 많다. 따라서 대규모 암반 절리면의 거칠기 JRC는 길이에 따른 보정 없이 직접 측정하는 것이 정확할 것이나 측정방법에 한계가 있다. 본 연구에서는 대규모 암반절리를 LIDAR (light detection and ranging)로 스캔하고 절리의 길이 L과 절리면 상의 돌출부(asperity) 높이의 진폭 a를 이용하여 대규모 암반 절리의 거칠기계수 JRC를 구하였다. 그 결과 대규모의 암반 절리면에서도 절리의 길이 증가에 따라 거칠기 계수 JRC가 감소하는 비 정상상태(non-stationary)의 치수효과와 거칠기 측정방향에 따라 절리면 거칠기계수 JRC가 다른 것을 확인하였다.

• 자원환경지질
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• 제35권5호
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• pp.407-420
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• 2002

군위 삼존석굴(국보 109호)은 반상 흑운모 화강암으로 구성되고 이들의 훼손은 풍화에 의해 미생물얼룩, 백색피막, 갈색녹, 입상분해, 변색과 절리 등으로 나타나며 풍화의 요인은 주로 빗물, 누출수분, 기온변화, 생물서식 등이다. 이들의 환경인자는 수분이며 이의 공급원은 빗물이고 공급통로는 절리이다 빗물이 화강암 내의 절리를 따라 스며들어 석굴내부로 누출되어 습기를 많게 하며 미생물을 서식케 하고 결빙을 일으킨다. 삼존석굴 주변의 화강암은 북동동과 북서서 절리조를 규칙적으로 발달시키며, 서로 공액관계에 있어 하나의 절리계를 나타낸다. 북동동 절리조가 훨씬 뚜렷하게 나타나고 석굴 주위에서 4개 절리대를 형성하며, 이중에 J$_{m}$ 과 J$_{3}$ 절리대가 누수의 직접적인 원인이 된다 J$_{m}$ 절리대는 석굴 안쪽의 인장절리로 통하며, 이 인장절리는 석굴 상위의 큰 소나무가 J$_{m}$ 절리틈을 벌림으로서 J$_{m}$ and J$_{3}$ 절리대간의 암반이 토플링 효과로 벌어진 단열이다. 이 경로는 매우 길기 때문에 작은 빗물은 석굴내부까지 누출되지는 않겠지만 큰비는 누출을 상당히 오래 지속시킬 것으로 생각된다. J$_{3}$ 절리대는 석굴입구에서의 훼손에 영향을 미치며, 이곳에는 절리와 균열이 매우 많고 경로가 매우 짧기 때문에 10 mm 이내의 작은 비에도 빗물이 쉽게 석굴내부로 스며든다. 결과적으로 J$_{m}$ 과 J$_{3}$ 절리대가 누수의 원인을 제공하는 빗물의 주 유입부인 것으로 판단되고 문화재를 훼손하는데 큰 영향을 미치는 것으로 생각된다.

• 지질공학
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• 제32권3호
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• pp.351-361
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• 2022

본 연구에서는 무등산국립공원 입석대 주상절리대의 거동을 예측하고 안정성을 파악하기 위하여 수치해석을 실시하였다. 수치해석은 불연속체 해석이 가능한 개별요소법 기반인 3DEC을 사용하였다. 수치해석 시 사용한 지반 물성의 결과 평균 밀도는 2.68 kN/m³ 평균 수직강성은 3.15 GPa/m, 평균 전단강성은 1.00 GPa/m, 평균 점착력은 0.51 MPa, 평균 마찰각은 33°으로 나타났다. 입석대 주상절리대 전망대와 등산로 사이 15개의 입석대 주상절리대에 대하여 현장조사 결과를 바탕으로 모델링을 실시하였다. 수치해석 시 주상절리 윗면과 밑면의 모서리의 변위를 분석하여 각 주상절리의 거동을 분석하였고, 최대 변위는 6번 주상절리에서 약 0.67 mm로 가장 크게 나타났고, 최소 변위는 11번 주상절리에서 0.21 mm로 가장 크게 나타났다. 수치해석 결과 최소변위가 가장 크게 발생한 11번 주상절리 내부의 분리면 5개 거동을 분석한 결과 2층에서 가장 큰 변위가 발생하였고, 그 다음으로 5층, 4층, 1층, 그리고 3층 순으로 나타났다. 이를 통해 입석대 주상절리 15개에서 발생한 변위의 총량을 고려하면 안정한 것으로 판단된다. 하지만 무등산국립공원의 문화적, 역사적 가치를 고려해볼 때 사면전체 안정성 뿐만 아니라 입석대 주상절리 개별 블록에 대한 모니터링도 실시하여 현재의 안정성을 유지해야할 것으로 사료된다.

• 지질공학
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• 제26권3호
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• pp.383-392
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• 2016

본 연구는 무등산국립공원 주상절리대 중 입석대 주상절리대를 대상으로 물리역학적 특성을 살펴보았다. 이를 위하여 무등산응회암에 대한 물리적 및 역학적 성질과 불연속면 특성, 주상절리대 주변의 진동 및 국지 기상 측정, 그리고 주상절리대 자체하중에 의한 지반변형을 살펴보았다. 물리적 성질의 경우 평균 공극률은 0.65%, 평균 비중은 2.69, 평균 밀도는 2.68 g/cm³, 평균 종파속도는 2411 m/s로 나타났다. 역학적 성질의 경우 평균 일축압축강도는 323MPa, 평균 탄성계수는 81 GPa, 그리고 평균 포아송비는 0.25로 나타났다. 절리면 전단시험의 경우 평균 수직강성은 3.15 GPa/m, 평균 전단강성은 0.38 GPa/m, 평균 점착력은 0.50 MPa, 그리고 평균 내부마찰각은 35°로 나타났다. 절리면 거칠기를 측정한 결과 거칠기 상수(JRC) 표준도에 따르면 4~6 범위, JRC 차트에 따르면 1~1.5 범위가 우세하게 나타나 약간 거침 상태를 보였다. 또한 주상절리 표면에 대한 실버슈미트해머 반발경도 Q값을 측정한 결과 평균 57(약 90MPa)로 나타났으며, 이는 원래 일축압축강도의 약 28% 수준이다. 입석대 주상절리대 주변의 진동을 측정한 결과 최대 진동값은 0.57 PPV (mm/s)~2.35 PPV (mm/s) 범위를 보여 주상절리대 주변의 탐방객들에 의해 발생되는 진동은 미약한 것으로 나타났다. 주상절리의 표면 및 부근에서 온도, 습도, 풍속 등 국지기상을 측정한 결과 측정 당일의 날씨 영향을 크게 받은 것으로 나타났다. 입석대 주상절리대 자체하중에 의한 지반변형 상태를 수치해석한 결과, 오른쪽 지반에서 최대 변위는 지반거리가 약 2.5m일 때 최대값을 보이며, 6m까지 급격하게 감소하다가 그 이후부터는 미미하게 증가했다. 중간 지반에서 최대 변위는 지반거리가 0~2 m에서 최대값을 보이며, 3 m에서 급격하게 감소하다가 12m에서 미미하게 증가하는 경향을 나타냈다. 그리고 왼쪽 지반에서 최대 변위는 지반거리가 5~6 m일 때 최대값을 보이며, 6~10 m까지 급격하게 감소하다가 그 이후부터는 미미하게 증가하는 것으로 나타났다.

• 보존과학회지
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• 제11권1호
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• pp.15-27
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• 2002

군위 삼존석굴은 주로 반상 흑운모 화강암으로 구성되며 그 내부가 기계적, 화학적 및 생물적 풍화작용에 의해 훼손되었다. 이 풍화작용의 근본요인은 빗물에 의해 일어나며 이 빗물은 절리를 따라 스며들어 석굴내부로 누수된다. 그러므로 누수를 일으키는 절리를 조사하고 누수 경로를 추적하여 차수대책을 강구하였다. 석굴 주위의 반상 흑운모 화강암은 북동동과 북서서 절리조를 규칙적으로 발달시키며, 그 중에 북동동 절리조가 훨씬 뚜렷하게 나타난다. 북동동 절리조는 4개 절리대를 형성하며 이중에 $J_m$과 $J_3$, 절리대가 누수의 직접적인 원인이 되며 석굴훼손에 큰 영향을 미친다. 석굴 안쪽의 인장절리는 $J_m$ 절리대로 통하며, 이 경로는 작은 빗물이 석굴내부까지 누수되지는 않겠지만 큰비는 누수를 일으키며 상당히 오래 지속될 것으로 생각된다 석굴입구 천장의 절리와 균열들은 $J_m$ 절리대로 연장되며 10mm 이내의 작은 비에도 빗물이 쉽게 석굴내부로 스며든다. 차수대책은 누수부위보다 L: -9m에서 L: +10m까지 범위의 $J_m$ 절리대와, 반경 5m 원 상반부의 J3 절리대의 빗물 유입부를 차단하는 방안이 가장 바람직하다. 처리제는 충진제와 발수경화제를 사용하여 절리와 열극의 틈을 일일이 막아야만 하며, 점도를 높이기 위해 경화제와 속결제를 혼합하여 사용하는 것이 좋다.

• 대한자원환경지질학회:학술대회논문집
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• 대한자원환경지질학회 2002년도 춘계 공동학술발표회
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• pp.321-324
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• 2002

• 대한토목학회논문집
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• 제36권3호
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• pp.493-502
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• 2016

이 연구에서는 암반의 상태가 유도분극에 의한 전하 충전성(chargeability)과 전기비저항에 미치는 영향을 살펴보았다. 이론 연구에서 지반의 충전성과 이에 영향을 미치는 변수들 사이에 관계식을 유도하고, 변수 민감도 분석으로부터 충전성에 가장 큰 영향을 미치는 요인은 입자 사이의 좁은 간극의 크기($r_1$)이며, 그 다음으로는 간극수의 염도($C_0$)임을 밝혔다. 실내 실험에서는 암반 절리대(파쇄대)를 축소 모사하여, 절리 틈새 크기와 간극수 염도 및 절리대 위치에 따라 충전성과 비저항을 측정하였다. 또한, 서로 다른 충전성을 가진 지층이 복합적으로 구성된 경우도 살펴보았다. 실험 결과, 충전성은 간극수의 염도($C_0$)가 증가하면 감소하였다. 또한, 전하가 흐르는 각각의 경로(current flow lines)에서 나타나는 충전성에 의해 전체 충전성이 결정되었으며, 각 경로에서의 충전성은 암반 파쇄상태가 아닌 경로 상의 좁은 간극($r_1$)에 의해 결정되었다. 따라서 충전성이 상대적으로 큰 암반이 하부에 존재하는 복합지층의 경우, 충전성을 이용해 복합지층 구성 여부에 대한 파악이 가능하였다. 이러한 결과로부터, 전기비저항 변화만으로는 지반 해수침투 또는 지반 복합구성 여부가 지반 파쇄상태에 따른 비저항 변화와 혼동되어 분간이 어려우나, 충전성을 함께 측정하면 이를 명확히 구분하는데 매우 유용하게 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 자원환경지질
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• 제55권5호
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• pp.497-510
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• 2022

포항 달전리 주상절리(천연기념물 제415호)에서 발생하고 있는 낙석의 원인을 파악하기 위해 2018년 1월부터 2022년 8월까지 월별 모니터링과 3차원 스캔 측량, 전기 비저항탐사를 실시하였다. 약 5년간 주상절리대에서 떨어져 나온 낙석은 총 3,231개이며, 낙석의 크기(길이)는 20cm 이하가 1,521개(47%)로 가장 많고, 20~30cm는 978(30.3%), 30cm 이상은 732개(22.7%)가 발생하였다. 2018년부터 연도별 낙석 발생 개수는 감소하는 반면, 30cm 이상의 낙석 발생 빈도는 증가하는 경향을 보인다. 대규모의 낙석은 해빙기(3월~4월)와 장마기(6월~7월)에 주로 발생하였으며, 누적강우량과 낙석 발생 관계 분석에서 3~4일 간의 누적강우량도 낙석 발생에 밀접한 관계가 있는 것으로 나타났다. 주상절리 내의 사면물질(충진물)을 대상으로 한 XRD 분석에서 팽창성 점토광물인 스멕타이트와 일라이트가 관찰되었으며 전기비저항탐사에서 단층파쇄대가 존재하는 것이 확인되었다. 또한, 확인된 단층파쇄대와 3D 정밀측정을 통해 분석된 최대 침식지점이 무인카메라에서 관찰된 주 낙석 발생 지점과 일치하였다. 따라서 포항 달전리 주상절리의 낙석 발생 주요 원인은 내부요인(단층파쇄대와 절리의 발달, 암석의 풍화, 팽창성 점토광물의 존재)과 외부요인(강우량, 해빙기 급속한 융해현상)이 복합적으로 작용하여 대규모 낙석을 발생하는 것으로 판단된다. 반면, 일부에서 지속적으로 제기 되었던 포항-경주 지진은 주요 원인이 아님이 확인되었다.

• 터널과지하공간
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• 제16권2호
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• pp.166-178
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• 2006

암반구조물의 대형, 대단면화에 따라 자유면에 노출된 암반블록의 거동특성 평가가 더욱 중요해지고 있으며, 최근 들어 지진이나 발파, 고속철도의 운행에 의한 진동 등으로 야기되는 동적하중의 발생빈도가 증가하는 추세이므로 동적 하중조건 하에서 암반 절리의 거동특성 파악을 위한 연구의 필요성이 증대되고 있다. 본 연구에서는 거친 절리면의 동적 마찰거동 특성 파악을 위해 인공 인장절리시료를 제작하고 3차원 표면거칠기 측정을 통해 인장절리면의 거칠기 특성을 분석하였으며, 다양한 조건에서 진동대 시험을 수행하였다. 절리면이 맞물린 조건에서 경사시험을 통해 구한 한계 경사각과 진동하중 하에서의 임계가속도로부터 역산한 정적 마찰각을 비교한 결과 동하중 하에서 정적 마찰각이 평균 $2.7^{\circ}$ 정도 낮게 산정되는 경향을 보였다. 엇물린 상태에서 진동하중에 의해 미끄러지는 암석블록의 가속도 및 변위 계측결과를 블록거동 프로그램에 의한 결과와 비교하여 동적 마찰각을 산정하였는데 동적 마찰각 역시 한계 경사각에 비해 평균 $1.8^{\circ}$ 감소하는 결과를 얻었다. 미끄러짐 변위패턴을 4가지로 분류하였으며 이는 절리면의 1차 거칠기와 관련있는 것으로 나타났다. 절리면이 맞물린 상태에서 측정된 한계 경사각과 정적 마찰각은 2차 거칠기를 표현하는 파라미터인 평균 거 각과 상관성을 가지는 것으로 보이나, 엇물린 상태에서 측정된 한계 경사각과 동적 마찰각은 거칠기 파라미터와 특별한 상관성을 파악할 수 없었다. 진동대 시험에 의한 동적, 정적 마찰각은 직접전단시험에 의한 마찰각 결과보다 작게 산정되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권10호
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• pp.97-107
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• 2007

대규모 암반비탈면은 소규모 암반비탈면과 달리 파괴블록의 크기를 사면전체로 가정했을 경우 비합리적인 안정성 평가가 이루어질 가능성이 매우 크다. 즉, 파괴블록의 크기에 따라서 안전율, 절리면 강도정수 등이 변하기 때문에 대규모 비탈면의 경우에는 공학적인 방법으로 파괴 가능 블록크기 평가가 필요하다. 따라서 본 연구에서는 연구대상 부지의 절리조사자료를 이용하여 절리의 방향성(joint orientation) 및 절리간격(joint spacing) 통계분석, 3차원 절리발생 강도(joint intensity)분석 등의 과정을 거쳐 3차원 절리계를 생성한 후, 이를 이용하여 파괴가능 블록(failure block) 크기를 분석하였다. 분석결과 파괴유발이 우려되는 블록은 33개가 관찰되었으며, 최소크기 1.4m, 최대크기 38.7m, 평균크기 15.2m로 나타났다. 또한, 3차원 절리계 생성과정에서 발생되는 절리자료를 활용하여 확률론적해석, 2, 3차원 불연속체해석 등에 직접적으로 활용할 수 있었다.