• 터널과지하공간
• /
• 제26권4호
• /
• pp.283-292
• /
• 2016

본 연구는 절리의 수리간극의 변화가 절리암반의 수리상수에 미치는 영향을 평가하기 위하여 등가유로관 연결구조에 기반을 둔 이차원 DFN(discrete fracture network) 유체유동 해석 프로그램 코드를 개발하고 수리간극 변화를 고려한 수치실험을 수행하였다. 수치실험에 사용된 이차원 DFN 시스템은 두 절리군을 사용하여 절리의 방향성, 빈도 및 길이분포를 고정하고 절리의 수리간극을 절리군별로 서로 다른 일정한 값을 갖는 경우와 수리간극이 확률분포 특성을 갖는 경우를 고려하였다. 추계론적으로 생성한 총 216개의 $20m{\times}20m$ DFN 블록에 대하여 블록수리상수가 산정되었다. 수리간극의 변동성은 이차원 DFN 시스템의 이방성 및 등가연속체 취급 가능성에 유의미한 영향을 미치는 것으로 평가되었다.

• 지질공학
• /
• 제19권2호
• /
• pp.119-129
• /
• 2009

사면의 안정성 분석과 관련하여 지질학적 특성과 지질공학적 특성을 각각 정면적법과 선조사법을 사용하여 선정된 세 사면에 대하여 비교 분석하였다. 분석한 사면의 파괴유형의 결과와 실제 노두 사면에서 발생한 파괴양상과 비교하여 사면 안정성 분석의 방법상 어떤 방법이 더 잘 적용될 수 있는 지 판단한다. 불연속면의 방향성, 확률밀도분포와 간격, 경사방향과 빈도수 및 연장성과 빈도수에 관하여 비교분석한 결과, 각 사면마다 대체로 서로 유사하게 분석되었다. 하지만 방향성 분석에서 사면 2에서는 서로 상이한 결과를 얻었으며, 이는 사면 2에 분포하는 절리군의 방향성은 절리의 길이와 빈도수에서 서로 다르며 선조사법을 이용하여 측정하였을 때 서로 다른 방향성을 보여주는 새로운 절리군의 출현을 의미한다. 절리의 확률밀도분포와 간격은 사면 3에서 높게 나타나며, 이는 사면 3을 구성하는 사질의 암석과 소습곡구조의 발달과 관련이 있는 것으로 사료된다. 선정된 세 사면의 안정성분석에서 정면적법과 선조사법의 비교 분석결과와 그리고 실제노두에서 발생한 사면파괴 양상과의 결과를 비교하였을 때 정면적법이 연구지역의 절취사면의 안정성 분석에서 더 세밀한 파괴유형을 예측할 수 있었으며 선조사법보다 더 유효한 방법으로 분석되었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제6권4호
• /
• pp.303-314
• /
• 2004

본 연구에서는 터널을 굴착할 때 절리가 있는 암반의 역학적 거동특성을 실험적으로 규명하고자 하였다. 절리와 터널의 이격거리, 측압계수를 변화시키며 실험을 수행하였다. 터널주변에 수직절리가 있는 경우 천단부와 수직절리 반대편의 어깨부에서 가장 큰 영향이 발생되며 측압이 작을 경우에는 천단부 보다 절리 반대편 측벽부에서 접선 방향의 응력이 크게 증가된다. 반면 $45^{\circ}$의 경사절리가 있는 경우 발생하는 압축응력은 절리면 방향의 터널 좌측부가 무절리 상태의 3배정도로 터널의 안정성에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다.

• 터널과지하공간
• /
• 제19권5호
• /
• pp.440-449
• /
• 2009

LCM 시험은 TBM에서의 디스크 커터 설계와 굴진성능 예측을 위한 가장 신뢰성 있는 시험 중의 하나이다. 그러나 이는 실대형 암석시료의 채취, 운반 및 거치에 많은 비용이 소요되는 단점을 가지고 있으며, 절리가 포함된 시료에 대한 시험이 용이하지 않아 시험에서 예측된 모델을 설계에 활용하기 어려운 경우가 많다. 따라서 LCM 시험이 갖는 이러한 경제적 시간적 제약점들을 극복할 수 있는 현실성 있는 수치모델링이 고려된다면, 현장에서의 복잡한 검토과정 없이 현장에 직접 적용할 수 있는 적합한 형태의 TBM 절삭모델을 제시할 수 있을 것이다. 본 연구에서는 UDEC을 이용하여 단일절리를 포함한 암석시료에 대한 디스크 커터의 절삭 메커니즘 분석을 위해 디스크 커터의 가압지점의 위치와 절리의 방향성에 따른 균열전파양상을 분석하였으며, 이를 통하여 절리의 방향에 따른 적절한 디스크 커터의 가압지점 위치 및 디스크 커터의 적정 간격을 도출하였다.

• 터널과지하공간
• /
• 제16권4호
• /
• pp.313-325
• /
• 2006

본 연구에서는 이방성 암반의 방향성 및 측압조건이 터널 변형거동에 미치는 영향을 조사하기 위하여 서로 다른 15가지 이방성 터널 모형에 대해 축소모형실험을 실시하였다. 이를 위해 모래 석고 물의 중량비를 달리한 모형재료에 대한 물성 실험을 통하여 모형재료의 특성을 연구하였다. 대부분의 이방성 터널 모형은 응력이 집중되는 곳에서 전단파괴 현상을 보였으며 절리면을 따라 미끄러짐이 발생하여 절리면의 경사 방향이 터널 변형거동에 큰 영향을 미친 것으로 나타났다. 절리 경사가 $30^{\circ}$보다 작은 모형에서는 반팽창현상이 두드러지게 나타났으며 절리경사가 $50^{\circ}$인 모형은 측압조건에 관계없이 수직 및 수평 내공변위가 가장 작게 나타나 실험된 모형중에서 가장 안정적인 모형으로 판단된다. 또한 모형터널의 파괴 및 변형양상은 측압계수 조건에 따라 매우 상이하게 나타났다.

• 암석학회지
• /
• 제17권2호
• /
• pp.83-94
• /
• 2008

안동시 풍천면 지역은 선캠브리아기 변성암류, 쥬라기 화성암류, 백악기 퇴적암류 (하산동층, 진주층, 일직층), 그리고 백악기 화성암류 (반려암체, 암맥류) 등으로 구성되어 있으며, 몇몇 주요 단층들이 발달한다. 이들은 백악기 경상분지와 선캠브리아기-쥬라기 기반암류(영남육괴)의 경계단층에 해당하는 동북동 방향의 안동단층, 이에 평행한 남후단층, 북북서 방향의 매봉단층, 남남동 방향으로 볼록한 활형의 광덕단층, 북북동 방향의 하회단층 등이다. 이 논문에서는 층리, 절리, 단층, 끌림 습곡에 대한 상세한 기하적인 분석을 통하여 이들 주요 단층 주변지역의 지질구조를 연구하였다. 그 결과, 활형의 광덕단층과 그의 동부 연장선상에 발달하는 하회단층 주변에서 측정된 층리의 극점 배열로부터 상부가 남남동 방향으로 충상하는 단층운동에 수반된 광역적인 끌림습곡작용이 인지되며, 광덕단층의 서부와 하회단층에서는 비교적 폭이 좁고 광덕단층의 중부와 동부에서는 비교적 폭이 넓은 약 150 m-300 m 폭의 광덕 끌림습곡대가 설정된다. 이는 이전 연구결과와 달리 하회단층과 광덕단층은 하나의 단층으로써 그 운동성과 운동시기가 광덕단층과 동일함을 의미한다. 연구지역에는 두 종류의 방향 단층[(동)북동${\sim}$동서 방향(단충 I), 서북서${\sim}$북북서 방향(단층 II)과 네 종류의 방향절리 [동서(I), (북)북서 (II),북북동 (III), 북동 (IV) 방향 절리]가 인지되며, 이들은 적어도 다음과 같은 네 번의 변형단계를 걸쳐 형성되었다 (1) Dn 단계; 동서 방향의 압축 응력에 의한 절리 (I) (광덕절리)의 형성과 동서 방향의 산성질 암맥의 관입작용, (2) Dn+1 단계, (북)북서 방향의 압축 응력에 의한 절리 (II) (매봉절리) 형성, 산성질 암맥의 렌즈상 부딘작용, 광덕절리의 사교이동성 역단층운동 (단층 I-광덕단층 형성)과 이에 수반된 광역적인 광덕 끌림습곡대 형성, (3) Dn+2 단계; 북북동 방향의 압축 응력에 의한 절리 (III) 형성, 매봉절리의 우수 주향이동 단층운동 (단층 II-매봉단층 형성)과 이에 수반된 Dn+1 구조물의 연장성 단절작용, (4) Dn+3 단계; 북동 방향의 압축 응력에 의한 절리 (IV) 형성과 단층 II의 우수향 성분이 우세한 사교이동성 단층으로의 재활동 등이다. 이러한 연구결과는 매봉단층은 안동단층과 광덕단층의 충상 지구조운동과 관련된 인열단층이라기 보다는 이들 단층보다 후기에 생성되었음을 지시한다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제36권12호
• /
• pp.125-132
• /
• 2020

암반내의 절리는 암반의 전체적인 역학적 거동에 중요한 역할을 한다. 암반에 대한 수치해석은 절리면의 역학적 물성, 방향성, 간격 그리고 연속성을 정교하게 모델링할수 있어야 한다. 본 논문의 내재적 절리-연속체 접근법은 절리군을 포함한 암반의 역학적 모델을 제시한다. 암반에 대한 강성 텐서는 온전한 암석과 절리군의 역학적 특성으로부터 산정하였다. 이는 온전한 암석과 절리군에 대한 연속적 강성 시스템의 컴플라이언스 텐서 합으로부터 산정할 수 있다. 암반사면의 평면파괴에 대한 수치해석은 기존의 daylight envelope과 측면한계를 적용하는 경험적인 방법과 상당히 일치함을 확인하였다. 개발된 내재적 절리-연속체 모델은 연속체 기반으로 수식화되어 기존의 절리에 대한 열-수리-화학적 실험적 결과들을 실제 수치해석에 적용할수 있을 것이다.

• 터널과지하공간
• /
• 제19권1호
• /
• pp.31-42
• /
• 2009

수렴다중촬영기법을 응용하여 개발된 가이드포인트법(GP법)의 측정 시스템을 개발하였다. GP법은 사진측량기법의 하나로 본 연구에서는 암반 사면에 노출된 절리의 방향성을 측정하기 위하여 개발된 시스템을 적용하였다. 개발된 기법의 현장 적용에 앞서 오차 수준과 촬영영향요소 분석을 위해 실내검증시험 및 최적촬영배열 설계가 이루어졌다. 실내 검증 결과 적정 수렴각은 $25^{\circ}{\sim}150^{\circ}$로 나타났으며, 2M 화소의 디지털 사진기를 사용할 경우 측정 오차 한계를 만족하는 최적 촬영거리는 약 5.5 m이었다. 현장 석용에서는 GP법의 효용성을 극대화하기 위하여 본 연구에서 개발된 확장해석 기법이 적용되었다. 확장해석기법은 넓은 지역에 대한사진측량 조사를 실시할 경우 적용할 수 있는 것으로 최초 촬영면에서 측정된 특정 점들의 좌표를 인접한 다음 촬영면에서 조절점으로 사용함으로써 현장에서의 촬영 시간을 단축시킬 수 있는 방법이다.

• 한국지반공학회지:지반
• /
• 제13권6호
• /
• pp.147-164
• /
• 1997

본 논문은 절리 암반물성의 크기효과가 암반의 불균질성 및 불연속성에 기인한다고 가정하였다. 이를 위해 대표체적요소의 개념이 적용되는 일반적인 등가물성이론을 탈피하여 불규칙적인 절리기하와 임의의 절리수 및 임의의 절리 방향성을 고려할 수 있는 등가물성이론에 대해서 연구하였다. 이론적인 연구를 바탕으로 이 이론을 실제 문제에 적용한 결과 암반요소의 크기에 따라 달라지는 물성 변화를 관찰하고, 크기효과에 관한 여러 가지 연구를 수행하였다. 특히, 수치해석적인 방법으로 크기효과를 증명하는 과정의 타당성을 입증하고 크기효과의 구체적인 원인을 알아보기 위해서 4개의 모델에 대해서 전산실험을 수행하였다. 이 실험으로부터 증명된 내용을 토대로 실제 3차원 구조물을 대상으로 크기효과 실험을 수행하였다. 이 실험 과정 중 절리의 여러 역학적인 성질들이 암반강도 및 탄성계수의 크기효과에 미치는 영향을 관찰해 보았다. 또 크기효과가 특정 절리구조에서 발생되는 것이 아니고 절리를 포함하는 모든 경우에서 발생됨을 증명하기 위해 절리 구조가 다른 두 모델을 대상으로 크기효과 실험을 수행하였다.

• 터널과지하공간
• /
• 제21권3호
• /
• pp.151-163
• /
• 2011

LCM 시험은 디스크커터의 설계와 굴진성능 예측을 위한 가장 신뢰성 있는 시험으로 알려져 왔다. 하지만, 실대형 시료를 대상으로 실제의 커터 하중을 예측할 수 있는 이점이 있음에도 불구하고, 시료의 채취 및 운반이 용이하지 않고 1회 시험에 많은 비용이 소요된다는 단점을 갖고 있다. 또한 절리를 포함한 시료에 대한 시험의 경우, 시험 과정이 용이하지 않을 뿐만 아니라, 시험에서 예측된 모델을 설계에 반영하기 어려운 경우가 많다. 이러한 한계점을 극복하기 위해 수치해석 모델개발에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 입자의 유동해석을 효과적으로 묘사할 수 있는 PFC2D를 이용하여 디스크커터의 절삭운동에 의한 암석시험편의 파쇄형상 및 균열 전파양상을 분석하고자 하였다. 또한 절리를 포함한 암석시험편을 모델링하여 절리의 경사각, 절리의 경사방향 그리고 절삭면에 노출된 절리의 간격의 변화에 따른 디스크커터의 절삭력을 수치해석적으로 분석하였다. 해석결과, 절리의 경사방향이 디스크커터의 진행방향과 반대일 때, 절리의 경사각이 작을수록, 노출된 절리의 간격이 좁을수록 더 큰 절삭력이 요구됨을 알 수 있었다. 이와 같은 수치해석 결과를 토대로, 디스크커터와 절리의 분포 특성과의 상관관계를 LCM 시험 결과와 비교 분석한다면, 보다 정확한 수치모델을 개발할 수 있을 것으로 판단되며 TBM(Tunnel Boring Machine) 굴착성능 예측 및 디스크커터의 적합 설계에 합리적인 판단기준을 제시할 수 있을 것으로 기대된다.