• 헤리티지:역사와 과학
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• 제51권2호
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• pp.78-91
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• 2018

경남 고성 상족암 일대는 화석, 연흔, 암맥, 주상절리 등 다양한 지질유산이 분포하고 있어 천연기념물 제411호(고성 덕명리 공룡과 새발자국 화석산지)로 지정되었다. 이 중 상족암의 주상절리는 해안에 인접하고 있어 아름다운 해안 경관을 이루고 있으며, 전체적인 형상은 거대한 병풍 모양을 연상케 하여 병풍바위라 불린다. 병풍바위에는 하위 퇴적층과의 경계면에 수직한 방향으로 주상절리가 특징적으로 발달하고 있다. 이번 연구에서는 병풍바위에 나타나는 주상절리를 대상으로 야외 및 현미경 관찰, 전암대자율 분석, X-선 회절 분석, 지화학 분석 등 암석 광물학적 연구와 대자율이방성(AMS) 분석을 통한 자기미세구조 연구를 수행하여 병풍바위와 주상절리의 형성과정에 대해 논의하였다. 병풍바위에 나타나는 산성 암상의 화학조성은 유문암의 조성을 가지며, 석영, 장석, 백운모, 견운모, 불투명광물 등이 관찰된다. 병풍바위에 대한 대자율이방성 분석 결과, 각 지점에서 입자들의 장 단축 방향을 나타내는 $k_1$과 $k_3$의 군집도가 매우 높게 나타나며, 납작한 형태의 엽리구조가 발달하고 있는데 이는 암맥, 용암류보다는 암상에서 발달하는 석리(rock fabric)로 해석된다. 결론적으로 병풍바위는 퇴적층의 층리면을 따라 관입한 암상이며, 주상절리는 관입한 유문암질 마그마의 냉각에 따른 수축에 의해 형성되었다. 이번 연구는 향후 국내에 분포하는 주상절리의 형성 메커니즘을 이해하는데 기초 자료로 활용할 수 있을 것이라 판단된다.

• 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.

• 터널과지하공간
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• 제11권4호
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• pp.311-318
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• 2001

RQD는 암반의 파쇄정도를 평가하고 암반분류의 변수로서 중요하나 이방성 및 산정길이에 따른 오차를 내포하고 있다. 따라서 보다 정확하게 토목시공 대상암반의 RQD를 평가하기 위해서는 3차원공간에서치 RQD 변화특성을 파악하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 등각평사투영망상에 RQD의 3차원적 분포를 도시하고 산정길이와 절리빈도에 따른 RQD의 오차 정도를 파악하고자 하였으며 이후 설계과정에서의 영향을 검토하고 또한 이를 국내현장에 적용하여 보았다. 이러한 시도는 지질조사 결과를 보다 정확하게 설계 및 시공에 반영하고 이후 시공과정에서의 지질조사에도 적용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 터널과지하공간
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• 제29권6호
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• pp.425-438
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• 2019

본 연구에서는 일정한 방향의 층리가 발달한 퇴적암에 굴착된 지하철 병설터널을 모델링하여 축소모형 실험을 실시하였다. 연구대상 터널의 규격은 6.2 m×6.8 m이고 필러 폭은 4 m이다. 차원해석을 통해 현장암석에 적합한 모형재료를 선정하였고, 이를 사용하여 이방성 모형시험체를 제작하였으며 이축압축시험을 통해 터널의 파괴 및 변형거동을 알아보았다. 모형시험체에 하중을 증가시킴에 따라 필러의 중앙부에서 병설터널 사이를 가로지르는 최초의 균열이 발생하였고, 터널 천정부와 바닥부에서도 점차 파괴가 진행되었다. 필러부의 모든 균열은 기존의 층리면을 따라 발생하여 암반의 층리면이 필러 파괴의 주요 원인으로 나타났다. 또한, FLAC의 유비쿼터스 절리모델을 사용하여 실험 조건에 대한 수치해석을 실시함으로써 실험의 결과를 검증해 보았다. 여기서 얻어진 소성영역의 분포경향은 모형실험의 결과와 대체로 부합하여 실험의 신뢰성을 확인하였다.

• 터널과지하공간
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• 제13권1호
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• pp.44-51
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• 2003

응력 재분포에 의해 발생하는 수리전도도의 변화를 평가하기 위하여 변형률 의존 수리전도도 변화방정식을 사용하였다. 주요 입력 변수는 탄성계수 감소비와 응력 재분포에 의해 발생한 변형률이다. 무결암에서부터 완전히 파쇄된 암반조건을 나타내기 위하여 탄성계수 감소비 대신에 탄성계수 감소비와 RMR간의 상관관계를 이용하였다. 전단 변형에 따른 팽창이 수리전도도의 증가에 영향을 미치지만 그 영향 정도는RMR에 따라 달라졌으며, 인장변형률이 절리에 작용하는 경우 암반의 RMR이 감소함에 따라 수리전도도는 증가하는 것으로 나타났다. 암반에 작용하는 응력 상태에 따라 수리전도도의 변화도 다른 것으로 나타났는데, 수평응력 대 수직응력의 비가 다른 이방성 응력 상태가 수리전도도의 변화에 가장 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제10권2호
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• pp.119-128
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• 2008

원형수직구의 경우 지형적인 요인과 지반의 불균질성으로 인하여 등분포의 대칭하중이 작용하는 경우보다는 비대칭의 편하중이 작용하는 경우가 많을 것으로 예상된다. 지금까지 지반조건에 따른 원형수직구 벽체에 작용하는 편하중 산정을 위한 정량적인 연구는 미흡한 실정이다. 본 연구에서는 불연속암반의 불균질성을 고려한 불연속체 해석을 통하여 이방성 거동에 따른 원형수직구 벽체에 작용하는 편하중 분포특성을 분석하였다. 또한, 깊이에 따른 암반등급 및 초기응력이 편하중에 미치는 영향을 분석하였다. 검토 결과 절리특성에 따라 양호한 경암반에서는 25%이하의 편하중이 발생하는 것으로 분석되었으며, 수직구 깊이에 따른 암반등급의 영향을 검토한 결과 경암의 편하중비는 25%이하, 연암에서는 $30%{\sim}40%$로 나타났다. 또한, 풍화가 진행된 파쇄연암의 편하중비는 $40{\sim}50%$로 나타났다. 깊이 100m의 경암반에 대하여 초기응력을 나타내는 측압계수(Ko)를 변수로 한 불연속체 해석을 수행하였다. 해석 결과 측압계수가 2.0보다 작은 경우의 편하중비는 약 25%의 값을 나타내나 측압계수가 2.0보다 큰 경우에는 편하중비가 점차 증가하는 경향을 나타냈다.

• 터널과지하공간
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• 제31권4호
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• pp.211-220
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• 2021

한국의 대심도 (>40m 깊이) 터널 공사 시에 터널 붕괴 사고가 종종 일어나고 있으며, 도심지 지하공간의 얕은 심도에 인공적으로 조성된 지반에는 자연 공동뿐만 아니라 상수도관, 하수도관, 전력구 및 지하철 건설로 인한 인위적인 공동들이 복잡하게 분포되어 있다. 대심도 터널 굴착을 위해서는 이러한 다공질의 특성을 보이는 다양한 지반의 특성 및 지질구조가 지반의 안전에 미치는 영향을 이해하여야 한다. 본 연구는 국내외 사례를 바탕으로 한국의 대심도 굴착에서 암반의 위험 산정을 위한 위험 인자를 분석하였다. 연구결과, 대심도 터널 굴착시 지반의 안정성에 영향을 주는 총 7개의 카테고리들과 총 38개의 인자들이 도출되었다. 가중치가 상대적으로 높은 인자들은 단층 및 단층점토, 차응력, 암종, 지하수 및 머드 유입, 암석의 일축압축강도, 터널 단면의 크기, 터널 상부 암반의 두께, 카르스트 및 계곡지형, 습곡, 석회암의 협재, 지하수위 변동, 터널 심도, 암맥, RQD, 절리 특성, 이방성, 암반파열(rockburst) 등으로 나타났다.