• 터널과지하공간
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• 제16권1호
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• pp.11-25
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• 2006

일본 기후현의 카미오카광산은, 채광후의 지하공간을 연구나 실험시설로서 재활용하고 있는 광산중의 하나이다. 동 광산의 지하 약 1,000 m의 대심도에, 우주에서 도래하는 소립자의 관측과 양자의 붕괴현상 등을 연구하기 위한 실험시설 SUPER-KAMIOKANDE(KAMIOKA Nucleon Detective Experiment)가 건설되었다. 이 시설을 수용하는 지하공간은 직경 40m, 높이 42.4 m의 원통부와 그 상부에 높이 15.2 m의 반 타원형 돔부로 구성되어 있으며, 총 굴착 량은 $69,000\;m^3$ 균이었다. 지하공동 단면의 크기는 대형지하발전소와 비슷한 규모이지만, 공동의 형상이 종래에 그 예를 찾아 볼 수 없는 원통형이라는 것, 지하 10 m의 대심도이기 때문에 커다란 초기지압이 존재한다는 것, 그리고 굴착방법으로서 높이 10 m의 장공발파를 이용한다는 특수조건 하에서 공동의 굴착을 안전하고 경제적으로 실시하기 위해 초기지압결과를 이용하여 계측단면을 설정하여, 암반거동에 관한 계측계획 을 입안하였고, 지중 변위 측정, 록볼트 축력측정, 응력변화 측정을 실시하면서 시공관리를 실시하였다.

• 터널과지하공간
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• 제10권1호
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• pp.80-91
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• 2000

석회석의 노천 채굴법은 갱내 채굴법에 비하여 채수율, 품위조절, 원가, 안전면에서 유리한 것으로 인식되고 있으나 발파로 인한 지반진동, 소음, 분진 등 환경 오염원을 유발시키며 특히 지형과 산림을 훼손한다 본고에서는 백두대간에 인접한 한라 석회석 광산을 모델로설정하고 연구하였다. 환경 오염원을 저감시키고, 원 지형 및 산림의 보존을 위하여 노천 채굴과 함께 갱내 채굴을 동시에 채택할 것을 제의한다. 갱내 채굴의 경우 중단 채굴법을 추천하며 이때 한 광획의 크기는 80(높이)$\times$70(너비)$\times$(100~120m)(연장)이며, 태수율은 약 42%로 예상된다. 환경오염 저감을 위한 대책도 제시하였다. 파쇄입도의 조정을 위하여 암반태 불연속면의 발달 상태를 고려하고, 장약공 밑부분과 중간부분의 장약밀도를 변경해야 한다. 환경오염 저감의 한 방안으로 차폐벽의 채택과 갱내 채굴시 출광 가능량 등을 검토하였다.

• 터널과지하공간
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• 제10권4호
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• pp.533-543
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• 2000

본 연구에서는 지하공간의 굴착에 따른 수직파이프 구조물의 변형거동 및 안정성을 수치해석적으로 검토하였다. 지반의 수직거동은 파이프의 압축변형 및 압축응력을 발생시키며, 수평거동은 파이프의 굴곡변형 및 쉽응력을 발생시킨다. 또한, 지반의 수평응력은 파이프를 압착시켜 접선응력을 발생시킨다. 본 연구의 해석대상 구조물은 지하 천연가스의 생산정으로 서, 인접 지반의 굴착이 파이프에 미치는 영향과 최대 영향 요소를 고찰하였다. 이를 위해 보안탄주의 폭과 가스생산정의 위치가 서로 다른 세 가지 사례를 해석하고 비교하였다. 두께 2.5m인 탄층이 심도 237.5m에 위치할 때 45.8m 폭의 보안탄주는 외경 10$\frac{3}{4}$ in., 두께 0.4 in.인 API-55 강철 파이프 구조물을 안전하게 보호할 수 있다. 또한, 실제로 파괴가 발생한 가스생산정을 검토한 결과, 발생된 전단음력이 강철 재료의 허용음력을 초과하였다.

• 터널과지하공간
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• 제18권6호
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• pp.447-456
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• 2008

노천광산에서 사면설계는 안정성과 경제성 측면에서 동시에 접근하여 결정해야 한다. 또한 일반 도로나 철도 연변의 사면과는 달리 대부분 지보나 보강없이 굴착해야 하기 때문에 사면각도가 가장 중요한 설계 변수이다. 본 연구에서는 인도네시아 파시르에 위치한 노천채광방식의 대규모 석탄광산 사면에 대하여 안정성 측면에서의 사면 각도 및 한계사면높이를 결정하였으며 이러한 설계가 가지고 있는 불확실성을 보완할 수 있는 계측 및 계측자료 해석을 수행하였다. 연구 결과, 사면각도(Overall Elope angle) $30^{\circ}$를 유지하는 경우 안전율 1.5를 확보하는 최대개발심도는 $353{\sim}438m$로 계산되었으나 강도정수에 대한 민감도분석결과를 고려할 때 사면높이는 300m를 초과하지 않는 것이 바람직하다. 또한 변위계측자료에 대한 역변위속도 분석 결과가 현장사면 사례와 잘 일치하여 이 방법을 통해 사면의 불안정성 및 파괴시기를 대략적으로 예측할 수 있을 것으로 판단된다.

• 터널과지하공간
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• 제14권6호
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• pp.411-422
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• 2004

폐광지역에서 흔히 발생하는 싱크홀 형태의 지반침하는 인근 지역 주민의 안전은 물론, 지상구조물에 심각한 위해 요소로 작용할 수 있다. 본 연구에서는, 이러한 싱크홀의 발생양상을 수치해석적으로 규명하기 위해, 아주 특별한 형태의 유한요소해석을 실시하였다. 특히, 갱도 천반의 붕락에 의해 야기되는 공간이나, 파쇄된 암반이 쌓여서 이루는 폐석더미 등 기존의 수치해석기법으로서는 쉽사리 표현할 수 없었던 현실적인 문제들을 수치적으로 모사하기 위해 active-passive-active 유한요소를 사용하였다. Active 요소 즉 고체 요소는 싱크홀이 형성되는 영역 내에서 인장파괴 기준식을 만족하게 되면 passive 요소 즉 공간 요소로 전환될 수 있다. 싱크홀이 완전히 형성되게 되면 이들 passive요소들은 다시 active요소로 바뀌면서 폐석더미를 수치적으로 모사할 수 있게 된다. 채굴적의 폭, 심도, 천반의 상태 및 붕락 암반의 부피팽창율 등이 싱크홀에 미치는 영향을 검토하기 위해 여러 가지 조건에 의한 유한요소모델이 해석되었다. 본 연구는, 이와 같이 싱크홀이 발생하는 과정이나 천반이 붕락하는 현상 등을 해석하기 위해 수치해석상에서 active-passive-active유한요소들이 효과적으로 사용될 수 있음을 보여준다.

• 터널과지하공간
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• 제16권4호
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• pp.296-306
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• 2006

국내 천연가스 수요의 동고하저의 수요패턴과 도입패턴의 불일치 및 저장시설의 한계 등으로 수급관리의 어려움이 내재하고 있고 LNG 생산지 사고 등 도입선 공급불안 요인이 상존하고 있다. 따라서 LNG의 안정적 수급관리를 위하여 장기간 저장이 가능한 대규모 저장시설의 확보가 매우 중요한 실정이다. 이에 한국지질자원연구원에서 Pilot Plant 운영을 통하여 검증된 복공식 저장공동기술의 국내 적용성 여부를 검토하고자 한다. 이 기술은 기존의 지상식과 반지하식에 비하여 경제성 안전성 및 환경친화성 등에 유리하며 특히 기화율 저감으로 인한 LNG 장기 저장이 가능하다는 장점을 가지고 있다. 따라서 LNG 지하공동 비축시스템의 국내 도입을 위하여 지하저장기술의 기술적 타당성 건설 및 운영비용 등에 대하여 살펴보았다.

• 터널과지하공간
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• 제21권4호
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• pp.264-273
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• 2011

고준위폐기물처분장에서 벤토나이트완충재는 공학적방벽의 중요한 구성요소 중 하나이다. 벤토나이트완충재는 방사성폐기물로부터의 붕괴열, 주위 암반으로부터의 지하수 유입, 고밀도로 압축된 벤토나이트 자체의 높은 팽윤압에 의해 큰 영향을 받는다. 그러므로 벤토나이트완충재의 열-수리-역학적 특성 이해와 평가모델의 입력데이터 확보는 고준위폐기물처분장의 성능 및 안전성 평가를 위해서 선행되어야 할 중요한 과제이다. 본 논문에서는 우리나라 고준위폐기물처분장 완충재 후보물질을 대상으로 지금까지 수행된 열-수리-역학적 특성을 분석하고, 기준벤토나이트완충재 조건을 설정하여, 이 조건에 부합되는 벤토나이트완충재의 열-수리-역학적 특성치를 제시하였다.

• 터널과지하공간
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• 제28권3호
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• pp.193-208
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• 2018

암반사면을 안전하고 효과적으로 해석하기 위해서 암반의 역학적 특성을 면밀하게 조사해야 한다. 하지만 클리노미터를 사용한 절리조사의 한계점으로 인해 이를 보완한 새로운 측정법의 연구가 필요하다. 본 연구에서는 절리방향의 특성을 분석하기 위해 절리의 방향성을 현장에 적용할 수 있는 절리조사 측정장비를 개발하였다. 개발된 측정장비는 해석 소프트웨어와 하드웨어로 구분된다. 하드웨어는 암반 절리 방향성을 측정하는 측정모듈, 측정자료를 전송하는 전송모듈로 구성되었다. 소프트웨어는 측정모듈을 통해 얻은 데이터로부터 절리의 방향성을 분석하기 위해 개발하였으며 Drone Joint Orientation Survey Measurement로 명명하였다. 개발된 측정장비는 접근이 어려운 지역 등 조사자가 측정할 수 없는 경우에 현장적용성이 양호하며 절리의 방향성에 대한 실내시험결과를 효과적으로 분석할 수 있었다.

• 터널과지하공간
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• 제28권5호
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• pp.493-511
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• 2018

본 논문에서는 그라운드 앵커의 긴장력 손실에 대응하고자 긴장력 상시확인을 위한 앵커 긴장력 상시 육안확인장치에 대한 내용을 다루었다. 그라운드 앵커는 사회적 인프라 시설의 안정성을 확보하기 위해 시공되었지만 지속적인 긴장력 손실로 인해 시설물에 대한 안전이 심각하게 우려되고 있는 실정이다. 이에 앵커의 유지관리가 요구되지만 현재 잔존긴장력의 계측은 경제적인 측면을 고려하여 표본조사로 이루어지고 있어 정밀도에 대한 한계점을 지니고 있다. 따라서 본 논문에서는 앵커의 긴장력을 육안으로 확인할 수 있는 앵커 긴장력 상시 육안확인장치의 개발을 목적으로 개념설계, 실내 인장실험을 통한 규격화를 수행하였으며, 현장시험을 통해 성능을 확인하였다.

• 한국정밀공학회지
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• 제29권4호
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• pp.461-468
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• 2012

Silo is a warehouse for storing granular materials such as grain, cement, petroleum compound and coal. When compared to other warehouses, the silo can use space efficiently. The coal silo are consists of silo, tunnel and extractor. Of these, there are not sufficient study and design data on tunnel. It depends heavily upon trial and error method by field engineers with several years of experience. Recently, silos are constructed with a large size, and tunnel becomes to be in danger of severe cracking and collapse by a huge load of coal. So it is necessary to analyze structural safety for tunnel. In this study, the problems of the tunnel are analyzed by field data, and reinforcement of structural weak area using FE analysis has been carried out to design the tunnel satisfying structural safety. From FE Analysis, the reinforced model which does not exceed the yield strength of the material has been proposed.