• 터널과지하공간
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• 제20권2호
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• pp.119-124
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• 2010

암석의 인장강도에 미치는 변형률 속도 및 수분포화의 영향을 파악하기 위하여 건조상태 및 포화상태 3종류의 암석에 대해서 여러 가지 변형률 속도에서의 홉킨슨효과를 이용한 인장파괴실험을 실시하였다. 실험결과 건조상태뿐만 아니라 포화상태에서도 변형률 속도가 증가할수록 암석의 인장강도는 증가하였다. 특히, 건조 상태에 있어서 암석의 동적인장강도는 암석의 종류와는 상관없이 변형률 속도의 약 1/3승에 비례하는 경향을 나타내었다. 또한, 수분포화의 영향으로 공극률이 높은 사암과 응회암은 건조상태와 비교하여 인장강도가 감소하였으나, 공극률이 0.49%로 낮은 화강암은 건조상태와 포화상태와의 사이에 유의한 차이는 없었다.

• 터널과지하공간
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• 제28권5호
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• pp.476-492
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• 2018

본 연구에서는 한반도 남부 지역에서 취득 가능한 응회암, 현무암, 섬록암 시험편에 대하여 다양한 실내 시험을 수행하였다. 건조/포화 조건으로 대별하여 실내실험을 수행했으며 이를 바탕으로 포화에 따른 암석 물성변화를 실험적으로 고찰하였다. 실험결과, 비교적 공극률이 작은 시험편을 대상으로 했음에도 불구하고 확연한 강도 저하와 변형 특성 변화가 관찰되었다. 실험결과를 바탕으로 암석의 주요 역학적 물성인 일축압축강도, 탄성계수, 간접인장강도를 예측할 수 있는 회귀모델을 구성하였다. 비파괴 물성인 P파 속도, Shore 경도를 독립변수로 이용하였으며 그 결과 만족할 만한 수준의 물성 예측 모델이 구성되었음을 확인하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제34권12호
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• pp.29-42
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• 2018

대구경북지역 셰일 및 이암은 다른 암석에 비해 강도가 낮고 풍화에 약하므로 이러한 암석의 포화상태나 균열 발달 정도가 강도에 미치는 영향에 대해 분석할 필요가 있다. 이에 본 연구에서는 대구경북지역 토목공사 현장에서 셰일 및 이암을 채취한 다음 흡수율, SEM, 화학성분, 내구성시험과 같은 기본 물성시험을 실시하였으며, 셰일에 비해 이암의 공극률(흡수율)은 31%(25%) 정도로 6(8)배 정도 높은 값을 보였다. 물에 쉽게 풀리는 이암의 경우 활성도가 높은 스멕타이트 군의 점토광물이 많이 포함되어 있는 것으로 나타났다. 채취한 암석을 소형 정육면체로 가공한 다음 일축압축시험을 실시하여 암석의 건조 및 포화 상태에 따른 일축압축강도를 비교하였다. 또한, 전자레인지를 이용하여 암석 공극 내 물을 가열시켜 내부에서 균열이 발생하도록 유도하였으며, 작동시간을 달리하여 내부 균열의 발생 정도에 따른 강도를 비교하였다. 건조된 셰일과 이암의 일축압축강도는 평균 62MPa, 11MPa이며, 이를 포화시키면 일축압축강도는 셰일은 평균 33MPa, 이암은 4MPa로 47% 및 64% 정도 감소하였다. 전자레인지로 15초 작동시켜 균열을 유발할 경우 포화 상태보다 셰일은 49%, 이암은 52% 정도 강도가 감소하였다. 20초 정도 작동 시 대부분의 암석이 여러 조각으로 파쇄되었으며, 이때 소형 암석 내부의 온도는 200도 정도였다.

• 지구물리
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• 제2권3호
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• pp.225-233
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• 1999

암석의 비저항값은 암석 자체의 성질뿐만 아니라 유체의 종류, 온도, 물 포화율, 접촉상태, 유도분극, 측정기기 및 사용전원의 주파수 등, 여러 요인에 의하여 영향을 받는다. 이 연구는 암석의 비저항을 정확하고 정밀하게 측정하기 위한 기초 연구의 일환으로서, 비저항 실측자료를 비교 분석하는 과정을 통하여 비저항 측정에 영향을 주는 다양한 요소들을 추적하고, 아울러 비저항 측정에 있어서 최적의 환경 조건을 찾고자 하였다. 특히 온도, 물 포화율, 시료와 전극의 접촉상태, 측정 주파수의 영향 등이 종합적으로 분석되었으며, 전도성 접착제와 절연 테이핑 방법 그리고 시계열 비저항자료의 이용이 비저항 측정의 정확도와 정밀도 향상에 크게 기여할 수 있음을 보였다.

• 한국광물학회지
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• 제24권1호
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• pp.37-42
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• 2011

지구의 암권에서 가장 중요한 자성광물은 자철석이다. 암석 내에 존재하는 자철석의 성분과 입자 크기에 관한 정보를 알아내는데 저온 자화특성을 이용하려 한다. 물리적 방법의 하나인 저온 자화특성 실험은 비파괴적이며 운석과 같이 연구 대상 시료의 수량이 제한된 경우 특히 유용하게 사용된다. 금번 연구에서는 세 종류의 합성 자철석 시료와 세 종류의 자철석 함유 암석 시료에 대해 저온포화잔류자화의 가열실험과 실온포화잔류자화의 냉각/가열 실험을 수행하였다. 실험 결과 저온포화잔류자화는 가열함에 따라 자철석의 버웨이변환온도(~105~120 K)를 지나며 급격히 감소한다. 자철석의 버웨이변환온도와 등방점(135 K)를 모두 거치는 실온포화잔류자화의 냉각과 가열 실험 결과에서는 저온포화잔류자화의 가열 실험 결과와 비교하였을 때 자화회복력이 뛰어나고, 자화상실이 상대적으로 완만히 진행된다. 저온포화잔류자화와 실온포화잔류자화 모두 자철석의 입자 크기가 증가할수록 소실되는 포화잔류자화의 비가 증가한다. 결국 저온포화잔류자화기억도와 실온포화잔류자화기억도 모두 자철석의 입자가 커질수록 감소한다. 따라서 저온 자화특성을 이용하면 암석 내 자철석 입자의 크기를 비파괴적인 방법으로 유추할 수 있다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제14권1호
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• pp.58-68
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• 2011

전기 및 탄성파 탐사를 이용한 이산화탄소 지중저장의 모니터링의 기초연구로써, 수포화 암석시료에 $CO_2$주입시 비저항과 P파속도를 측정하였다. 암석시료는 Berea사암이며, $CO_2$는 초임계상태 (10 MPa, $40^{\circ}C$)로 주입하였다. 초임계 $CO_2$주입에 의해 비저항의 증가 및 P파속도와 진폭이 감소하였다. P파 속도 토모그램은 암석시료에 주입한 초임계 $CO_2$의 거동양상을 보여주었다. 비저항과 탄성파속도는 $CO_2$거동 모니터링하는데 유용하다. 그러나 P파 속도는 비저항 변화에 비해 $CO_2$포화도가 20% 이상 일때 변화를 보이지 않았다. 비저항으로부터 $CO_2$포화도 예측은 탄성파 속도로부터 $CO_2$포화도 예측의 어려움을 보완할 수 있다. 비저항과 탄성파 속도의 동시측정에 의해 암석시료에 주입한 초입계 $CO_2$ 거동 및 $CO_2$포화도 분포를 예측할 수 있다.

• 터널과지하공간
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• 제30권4호
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• pp.417-431
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• 2020

이 연구에서는 라이다(LiDAR) 반사강도를 이용하여 암반 풍화도 및 변질도를 산정하는 작업의 기초연구를 진행하였다. 실내 시험을 통하여 라이다 반사강도에 직접적으로 영향을 미치는 인자와 그 영향 정도를 정량적으로 고찰하고자 하였다. 영향 인자로는 주사거리, 입사각, 표면거칠기, 표면색상, 암석물성, 광물조성, 포화도를 선정하였다. 실험에서는 FARO 라이다 장비와 12가지 종류의 시험편을 사용하였다. 실험 결과 반사강도는 표면색상, 입사각, 주사거리, 암석물성, 포화도 혹은 표면습윤상태, 표면거칠기 순으로 영향을 크게 미치는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제28권9호
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• pp.69-83
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• 2012

국내에서 출토빈도가 높은 9개 암종을 대상으로 침투에 의한 함수시 강도저감에 대한 연구를 시행하였다. 함수에 의한 강도저감은 암종에 관계없이 암석강도에 지배된다는 사실을 확인하였다. 강도가 약한 암일수록 강도저감 민감도가 예민함을 알 수 있다. 강도에 따라 0.5%의 함수비에 50% 내외의 강도 저감현상이 발생하는 일은 매우 흔하게 관찰된다. 대부분의 암석은 포화함수비의 1/4~1/2의 포화에서 파괴가 일어난다는 사실도 확인할 수 있었다. 함수시 암석강도의 약화는 교질물질의 접착강도 약화와 용탈에 의한 것으로 사료된다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제12권4호
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• pp.328-337
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• 2009

암석 시료의 전기비저항과 공극수의 전기비저항의 관계를 고찰하기 위한 실험에 있어서 일반적으로 코어의 유효공극 내의 공극수를 포화시키고자 하는 전해질 용액이 완전히 치환하였다고 가정한다. 이 연구에서는 용액의 전기전도 도가 8, 160, 3200, 64000 ${\mu}S$/cm인 4종류의 소금물을 동일한 시멘트 시험편에 각각 4회씩 포화과정을 반복하며 함수율의 변화에 따른 전기비저항을 측정하고, 그 변화로부터 포화과정의 반복에 의해 공극수가 치환되는 정도에 대한 고찰하였다. 용액의 전기전도도를 높여가며 각각 4회씩 반복하고 다시 낮춰가면서 4회씩 포화과정을 반복하였다. 반복 횟수가 많아질수록 용액이 공극수를 더 많이 치환할 것이다. 따라서 용액의 전기전도도를 높여가며 측정한 전기비저항과 낮춰가며 측정한 전기비저항의 기하평균을 용액이 공극수를 완전히 치환하였을 때의 전기비저항으로 간주하고 비교의 기준으로 삼았다. 포화과정을 4회 반복함으로써 공극수가 치환하고자 하는 용액으로 치환되어 이전 공극수의 전기전도도와는 상관없이 암석의 전기비저항을 10% 이내의 편차로 측정할 수 있었다. 반면, 전기전도도가 낮은 용액으로부터 높은 용액으로 순차적으로 포화과정을 1회만 수행했을 경우에는 측정되는 암석의 전기비저항에 있어서 최대 40%의 오차를 보였다. 측정된 시료의 전기비저항과 공극수의 전기비저항의 관계는 변형된 병렬저항모델로 대체적으로 설명되어지나, 이를 일반화하기 위해서는 다양한 공극율을 가지는 암석 시료에 대해 다양한 공극수의 전기비저항에 대한 자료의 축적이 필요하다.

• 터널과지하공간
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• 제24권3호
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• pp.224-233
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• 2014

지하 하중 조건에서 암석물성이 변한다는 것은 잘 알려져 있다. 따라서 침수상태에 놓인 폐광산이나 폐공동에서의 하중에 따른 암석 물성변화와 일반적인 건조상태의 하중에 따른 물성 변화와의 관계에 대하여는 연구가 필요하다. 침수-하중 조건에서의 암석 물성 변화를 파악하기 위해 다양한 실험실 실험이 실시되었다. 암석에 가해지는 하중은 단축압축강도의 20~80%로 조절하였다. 침수 및 건조 조건에서 동일한 하중을 가할 경우 발생하는 암석의 열적, 역학적, 물리적 물성 변화를 비교함으로써 건조조건에 비해 침수조건에서의 물성변화가 더 크게 일어남을 알 수 있었다.