• 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.

• 지질공학
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• 제11권2호
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• pp.141-152
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• 2001

영천댐 도수로 터널 중 청송군 현서면 지역의 터널 구간(연장 1,484m)에 대한 터널내 유입량과 수리지질학적 특성간의 관계를 연구하였다. 본 연구에서는 터널내로 유입되는 초기 유입량(라이닝 및 그라우팅 이전의 유입량)과 터널지역의 사암층, 절리빈도, 절리간극 및 간격, 단층, 수리전도도간의 관계를 분석하였다. 그리고 절리빈도와 수리전도도의 관계도 고찰하였다. 본 연구지역에서는 단층폭과 터널내 지하수 유입량의 관련성이 가장 크며, 사암의 두께, 수리전도도, 절리빈도순으로 관련성이 낮아지는 것으로 판단된다.

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

• 자원환경지질
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• 제53권3호
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• pp.271-285
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• 2020

본 연구는 절리의 기하학적 속성이 절리성 암반의 변형 특성에 미치는 영향을 평가하기 위하여 삼차원 불연속절리망(DFN; discrete fracture network) 시스템에 대한 개별요소법 기반의 응력-변형 해석과 관련된 수치실험을 수행하였다. 1~2 개의 확정적 방향성을 갖는 절리군을 사용하여 절리의 빈도와 길이분포를 달리하며 추계론적으로 생성한 총 12개의 1000㎥ 정육면체 DFN 블록에 대하여 삼차원 직교좌표계의 축 방향에 따른 변형계수가 산정되었다. 또한, 일부 DFN 블록은 삼차원상에서 매 30° 간격의 선주향 및 선경사 방향을 축차응력 방향으로 설정하고 변형계수를 산정하였다. 절리의 길이가 증가할수록 DFN 블록의 변형계수는 더욱 저감되는 것으로 평가되었다. 절리의 빈도 증가는 절리의 길이가 짧아서 상대적으로 암교 효과가 큰 경우 DFN 블록의 변형계수 저감에 유의미한 영향을 미치지 못 할 가능성도 있지만 절리길이가 길수록 절리빈도의 증가가 DFN의 이방적 변형계수에 지대한 영향을 미치는 것으로 평가되었다. 절리의 길이와 빈도 변화에 따른 이방적 변형계수의 변화는 DFN에 분포하는 절리군의 개수 및 방향성에 크게 좌우된다. DFN 블록의 변형 특성은 삼차원상의 방향에 따라 다르게 발현되는 것으로 평가되었다. 마지막으로 본 연구는 절리의 기하학적 속성이 고려된 응력-변형 해석을 위한 수치해석 절차를 제시하였으며 현장규모의 실무 적용을 위한 방법론에 대하여 토의하였다.

• 터널과지하공간
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• 제13권5호
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• pp.331-343
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• 2003

주입공법은 터널 등 지하구조물의 보강법으로 적용사례가 증가하고 있으나, 그 효과의 공학적 평가에 관한 연구는 매우 부족한 실정이며, 특히 절리를 포함한 불연속암반의 주입재에 의한 역학적 특성변화에 대한 연구는 거의 이루어지지 않고 있는 형편이다. 따라서 본 연구에서는 주입에 의한 불연속암반의 변형특성을 규명하기 위하여 절리군의 경사, 절리군의 간격을 달리한 절리암반모형을 제작한 후, 이에 대한 주입전후에 대한 이축압축시험을 실시하여 변형특성을 조사하였다. 또한 시멘트현탁액 주입공법이 적용된 고속도로터널에 대한 3차원 유한차분해석을 실시하여, 이를 현장계측자료와 비교함으로써 해석의 타당성을 검토하였다. 주입후 절리 암반모형에 대한 이축압축시험결과, 절리암반의 하중-변형곡선은 주입전의 비선형에서 선형적으로 변하였으며, 변형계수도 증가하는 것으로 나타났다. 절리간격과 최소주응력이 커짐에 따라 주입전 변형계수에 대한 주입후 변형계수의 비가 지수함수적으로 감소하는 경향을 보였다. 주입전후의 이축압축시험결과로부터 주입전 암반의 변형계수와 주입후 암반의 변형계수의 관계를 지수함수로 표현한 경험식으로 제시하였다. 현지암반의 주입에의한 보강효과를 3차원 유한차분법을 이용하여 해석한 결과, 주입공법이 적용될 경우 터널의 천단과 측벽에서 발생되는 변위는 현저하게 감소하는 것으로 해석되었으며, 굴착이 진행됨에 따라 발생하는 변위의 양상이 현장 계측결과와 유사한 경향을 나타내었다.

• 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.

• 자원환경지질
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• 제50권1호
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• pp.61-71
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• 2017

본 연구는 절리의 빈도 및 길이분포가 절리암반의 수리지질학적 특성에 미치는 영향을 평가하기 위하여 이차원 불연속절리망 (DFN; discrete fracture network) 유체유동 해석을 바탕으로 한 수치실험을 수행하였다. 두개의 절리군을 사용하여 절리의 빈도와 길이분포를 달리하며 추계론적으로 생성한 총 51개의 DFN 시스템에 대하여 $0^{\circ}$부터 매 $30^{\circ}$ 간격으로 총 12 방향으로 구현한 총 612개의 $20m{\times}20m$ DFN 블록에서 방향에 따른 블록수리전도도가 산정되었다. 또한, 각각의 DFN 시스템에서 이론적 블록수리전도도와 더불어 주 수리전도도텐서, 평균 블록수리전도도 등이 산정되었다. 절리군의 빈도의 증가 또는 길이의 평균 및 표준편차 증가에 따라 임의 방향으로의 블록수리전도도는 증가하며 DFN 시스템에 대한 등가연속체 취급 가능성이 높아지지만, 절리군 간의 빈도 차이가 커지면 블록수리전도도의 이방성 증대로 인하여 등가연속체 취급 가능성이 낮아질 수 있는 것으로 평가되었다. 두 절리군의 교차각이 작을수록 등가연속체 특성은 빈도 및 길이분포의 변화에 상대적으로 더욱 영향을 받는 것으로 평가되었다. 등가연속체로 취급하기 어려울 정도로 두 절리군의 교차각이 작아도 절리군의 빈도 또는 길이 분포가 증가하면 등가연속체 취급 가능성은 높아진다.

• 지질공학
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• 제11권1호
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• pp.101-113
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• 2001

절취암의 물량산정과 사석의 절취 효율성을 판단하기 위한 목적으로 욕망산 인근지역의 지반조사를 실시하였다. 조사지역은 경상분지 동남부의 지질구조를 지배하는 양산단층대의 말단에 위치하여 안산암질암, 유문암질암 등의 화산암류와 이를 관입하고 있는 화강암으로 구성되어 있으며, 북북동-남남서 방향의 우수향 주향이동단층에 의해 규제되고 있다. 단층들은 분포된 절리의 간격과 빈도수 그리고 절리면 압축강도에 직접적인 영향을 끼치고 있다. 절리빈도는 단층면 인접지역에서 최대치를 나타내고 단층에서 멀어짐에 따라 감소된다. 지질조사를 기초로하여 구조도를 작성하고 이를 활용한 채취물량의 산정 결과 현장의 공사에 필요한 암편의 최소 크기를 고려할 때 채취 물량은 암반(기반암)체적의 61%인 4,018,000m$^3$이며, 표토와 풍화암이 포함된 욕망산 체적의 48%에 해당된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제25권5호
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• pp.15-19
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• 2024

본 연구는 대심도 조건에서 고효율 그라우팅 기술 개발을 목표로 하여, 다양한 주입 재료의 적용 가능성을 실험적으로 검증하였다. 1종 보통 포틀랜드 시멘트(OPC)와 마이크로 시멘트(MC)의 입자 크기 분석 및 주입 모형 실험을 통해 각 재료의 주입성능을 평가했다. 국내 대심도 기준, 즉 지하 40미터 이하 조건에서 Barton's Cubic Network 이론을 활용하여 암반 절리 간격을 산정했으며, 선정된 조건에서 입자 크기의 통과 가능성을 분석한 결과, MC는 암반 절리 간격을 통과한 반면, OPC는 간극을 통과하지 못하였다. 실험 장치 및 면적 계산 프로그램을 활용한 주입 모형 실험 결과에 따르면, OPC는 입자 크기가 크기 때문에 주입에 실패한 반면, MC는 고점도 조건에서도 주입이 가능한 것으로 나타났다. 이러한 연구 결과를 바탕으로, 주입 재료에 따른 대심도 조건에서 그라우트 재료의 적용 가능성을 정량적 및 가시적으로 도출하였으며, 고점도 MC 재료는 대심도 암반 절리면 차수 보강에 효과적일 것으로 예상된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권11호
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• pp.67-76
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• 2007

낙석에 영향을 주는 요소로는 기울기, 높이, 표면 거칠기 등의 비탈면 형태, 식생, 퇴적물질 등의 사면 구성재료 및 낙석 형상, 무게 등이 있다. 이들 영향요소 중 낙석의 크기 즉, 무게는 낙석시뮬레이션 결과에 큰 영향을 미침에도 불구하고 낙석무게에 대한 연구는 많이 이루어지고 있지 않다. 또한, 낙석의 크기는 현장의 절리간격에 의해서 영향을 많이 받으며, 현장의 발생 가능한 낙석무게분포는 절리간격을 이용하여 산정할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 절리간격을 이용하는 체적절리개수(volumetric Joint count, $J_{\nu}$) 및 $RQD-J_{\nu}$ 관계를 이용하여 낙석무게분포를 산정하였으며, 이는 연구부지에 대한 직접적인 현장낙석 조사결과 및 기존 문헌자료를 이용하여 비교 검증을 수행하였다. 낙석무게 추정결과 분석방법에 따라서 유사한 결과를 보이는 것으로 분석되었으며, 200kg 이하는 $75.3{\sim}76.7%,\;200{\sim}400kg$은 $15.0{\sim}16.6%$, 400kg 이상은 $6.7{\sim}9.7%$의 분포를 보이는 것으로 나타났다. 또한, 현장의 낙석무게분포와 비교한 결과 유사한 분포를 보이는 것으로 나타났다. 따라서 본 연구에서 제시한 방법으로 산정한 낙석무게분포는 낙석시뮬레이션의 입력 자료로 사용할 수 있을 것으로 판단되며, 그 추정 결과를 본 현장사면의 낙석 검토시 사용할 경우 경제적인 검토결과를 보이는 것으로 나타났다.