• 터널과지하공간
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• 제19권6호
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• pp.534-544
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• 2009

지표 하부 공동의 붕괴는 인간 활동의 대상인 도로 및 건물의 안정성에 영향을 미치는 지반침하를 야기할수 있다. 그러므로 이러한 지반침하를 사전에 예방하기 위해서는 지하공동 충전에 의한 지반보강공법의 적용이 필요하다. 본 연구에서는 장기적으로 친환경적인 칼슘알루미네이트 광물을 지반침하보강공법에 적용하고자 급결 충전물질 및 충전시스템, 급경사 광산채굴적 충전 손실 개선에 관한 현장적용성 연구를 수행하였다. 본 연구에서 개발된 급결 경화 충전물질은 급결 성능재료와 보조 재료로 구성된다. 개발된 재료는 급결 성능 및 수중 불분리 특성을 가지고 있어 수중공동에서 재료의 손실을 최소화하면서 효과적으로 지하댐을 형성하였다. Hg, Cd, As, $Cr^{6+}$, Pb와 같은 중금속 용출시험결과, 환경적으로도 적합한 물질로 분석되었다.

• 터널과지하공간
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• 제25권5호
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• pp.408-416
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• 2015

광물자원 채굴을 위한 지하 채굴공동의 붕괴는 인간이 생활하고 있는 지역의 지반침하 피해를 유발할 수 있다. 한국은 일제강점기 및 1960년대 광산 활황기에 수많은 광산이 무질서하게 개발되었다. 복잡한 지질학적 여건 및 광산개발 방식으로 인하여 한국에서는 지표 천부에 급경사의 위험한 채굴적이 발생되었으며, 이러한 여건으로 인하여 외국의 광해방지기술을 광산 채굴공동 현장에 그대로 기술을 적용하기 어렵다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 한국의 지하 채굴적 및 공동에 효과적인 지반안정화 기술을 개발이 필요하다. 한국 정부 및 한국광해관리공단은 대학 연구자 및 전문광해방지사업자 등 관련자들과 함께 지속적으로 실용화 연구개발을 수행해오고 있으며, 다양한 실용화 조사 및 탐사기술, 공동 충전재료 및 보강방법이 개발되어 현장에 적용되고 있다. 본 보고에서는 향후 연구 및 기술개발 방향을 수립하기 위하여 과거와 현재의 지반침하분야 기술개발 동향을 검토하였다.

• 터널과지하공간
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• 제13권2호
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• pp.100-107
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• 2003

본 암석에 외력을 가하면 내부 응력이 발생하고, 이로 인해 변형이 발생하게 된다. 암석재료에서 크리프 변형이 장기간 지속되어 어느 한계에 도달하면 급작스런 파괴로 이어진다. 따라서 구조물의 장기적 안정성 검토 시에 지반의 크리프 특성 파악이 필수적이라 할 수 있다. 본 논문에서는 일축압축강도의 40% 50%, 60%, 70%에 해당하는 하중을 가하여 변형률을 측정하였다. 크리프 특성을 비교 . 분석한 결과로써 변형률 속도의 경우 하중 이 증가함에 따라 변형률 속도 상수$\alpha$ , ${\gamma}$ 도 증가하는 경향이 나타났다. 크리프 곡선에서 Griggs가 제안한 식이 Li와Xia, Singh식 보다 적합하였으며, Burger's model을 적용하여 구한상수 G$_2$는 응력수준의 증가에 파라 감소하며, η$_1$,η$_2$, G$_1$의 경우 불규칙하게 나타났다.

• 터널과지하공간
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• 제29권1호
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• pp.30-37
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• 2019

해외의 일부 광업 선도국에서는 정량적인 설계지침을 제시하거나 별도의 광산 갱도 설계지침을 개발하여 배포함으로써 지하광산 운영 시 대규모 인적 물적 피해로 이어질 가능성이 높은 낙반 및 붕락 재해의 발생을 최소화하기 위해 노력하고 있다. 국내의 경우에는 광산안전기술기준 등 광산개발 관련 지침을 통해 근로자 사고 방지를 위한 안전수칙과 작업지침을 제공하고 있으나, 갱도설계에 대한 부분에서는 정성적이고 불명확한 시공 지침만을 제공하는 데에 그치고 있다. 최근 국내 환경규제 및 천부 자원 고갈로 인해 광산이 점차 심부화되고 있는 추세이며, 갱도의 안정성을 확보하기 위해 정량적인 설계 규격을 제공할 수 있는 전문적이고 체계적인 광산 갱도설계 지침에 대한 수요가 증가하고 있다. 이에 따라 본 원고에서는 국내외 광산 갱도설계 실태와 연구동향 및 현행 설계지침에 대한 현황 조사를 통해 국내 갱도 설계지침 개발을 위한 사전연구를 수행하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제21권4호
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• pp.455-478
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• 2019

본 논문에서는 고강도 강관을 이용한 강관 보강 그라우팅의 보강 효과 검증을 통해 현장 적용성에 관한 실험적 내용을 다루었다. 기존 강관보강 그라우팅 공법에는 SGT275 (구 STK400) 강관을 일반적으로 적용하고 있으나, 강관 보강 그라우팅이 적용된 터널의 붕락사례를 보면 강관의 과도한 꺾임, 파단 등의 사례가 발생되고 있다. 이러한 사례가 발생하는 여러 원인 중 굴착에 따른 터널의 이완하중에 대응하는 강관의 강성 부족이 그 원인이 될 수 있다. 최근 들어 고강도 강관(SGT550)의 개발로 강관의 강도가 증가했으나, 강도 증대를 고려한 보강방안에 대한 연구가 미흡하므로 이에 대한 연구가 필요한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 고강도 강관과 일반 강관의 이음 유무, 주입재의 충전 여부 등 다양한 조건에 대해 인장강도 및 휨 전단력 실험을 수행하고, 기존 제시된 설계법을 통해 강관의 강도 차이에 따른 효율적인 현장 적용성에 대한 기초 연구를 수행하였다. 특히, 실제 현장에 고강도 강관과 일반 강관을 시공하고 굴착에 따른 강관의 변위형상과 응력에 대한 계측 결과를 통해 고강도 강관의 보강 효과를 검증하였다. 연구결과 고강도 강관은 휨 강도가 우수하여 보강효과가 우수한 것으로 나타났으며, 강도 증진효과로 인해 아칭효과도 기대된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권12호
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• pp.8879-8888
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• 2015

도심지에 지진과 같은 재난 발생시 건물이나 기타 지하부를 갖는 지하철, 터널 공간 등의 붕괴사고로 인해 수많은 인명 및 재산피해가 발생된다. 특히 붕괴 잔해에 매몰된 인명의 생존 상태를 파악하거나 매몰자의 매몰위치를 정확하게 파악하는 것이 곤란하여 구호에 상당한 시간과 인력이 투입되는 실정이며, 추가 붕괴에 따라 2차 피해가 발생될 수 있다. 본 연구에서는 이를 해결하기 위해 무선통신 기술을 활용하여 2차원 평면에서 매몰자의 휴대기기 위치를 측위하여 구호 정보를 제공할 수 있도록 하는 확률적 방법론을 제안하는 것이 목적이다. 즉, Wi-Fi 무선신호 기반의 매몰자 탐지 방식을 선정하여, 거리별 신호 강도 특성을 확인하였으며, 2차원 평면에서의 확률적 기반 위치 탐지 모델을 제안하였다. 이는 향후 국가 재난발생시 신속한 매몰자 구호를 위한 단서를 제공함으로써, 국민의 안전과 인명을 보호 할 수 있는 핵심기술로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 터널과지하공간
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• 제31권1호
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• pp.52-65
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• 2021

본 연구에서는 멕시코시티 외곽에 있는 프로판 저장기지인 PEMIX 터미널에서 발생한 프로판 누출에 따른 증기운 폭발을 분석하였다. 누출된 4750 kg의 프로판에 대한 TNT 등가량은 9398 kg으로 평가되었다. 폭원으로부터 40~400 (m) 떨어진 지점에서의 최대과압, 양의 압력 지속시간, 충격량과 같은 폭발변수를 TNT 등가법과 다중에너지법을 적용하여 구하였다. 폭발 변수들을 이용하여 구한 프로빗 함수를 적용하여 폐 손상, 고막 파열, 머리 충격, 전신 전위 충격으로 인한 손상 확률을 평가하였다. 고려한 모든 거리에서 다중에너지법을 이용하여 구한 최대과압이 TNT 등가법을 적용하여 구한 최대과압보다 큰 것으로 나타났으나, 200 m 이후 지점부터는 큰 차이가 없는 것으로 평가되었다. 다중에너지법에 의해 구해진 최대과압을 적용하여 구조물 손상 범위를 평가한 결과 폭원으로부터 100 m 이내에 있는 구조물의 경우 완전히 붕괴될 것으로 예측되고, 400 m 떨어진 구조물의 유리창도 거의 파손될 것으로 추정되었다. 폐 손상에 의한 사망 확률은 충격파 진행방향으로 위치하고 있는 인체의 자세에 따라 달라지는 것으로 나타났으며, 인체 주변에 반사면이 있는 경우 사망 확률이 가장 큰 것으로 평가되었다. 충격파가 폐 손상, 고막 파열, 머리 충격, 전신 전위 충격에 미치는 영향을 평가한 결과 전신 전위 충격 < 폐 손상 < 고막파열 < 머리 충격 순으로 영향을 미치는 것으로 나타났다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제16권5호
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• pp.445-458
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• 2014

터널 시공 중 측정된 계측 데이터는 굴진면 전방에 분포하는 지반과 터널 거동을 예측하는데 있어 중요한 요소이다. 그러나 현장에서 측정된 계측 데이터의 변동성을 객관적으로 분석할 수 있는 관리 기준이 명확하게 설정되어 있지 않다. 본 연구에서는 응용 통계 관리기법의 일종인 x-MR 관리도기법을 이용하여 시공 중 붕괴 또는 구조물 균열 등을 발생시키는 현장의 계측 데이터를 분석하고 분석기법의 적용성을 검토하였다. x-MR 관리도를 통해 관리 한계선을 설정하여 분석한 결과, 붕괴 발생 전 약 5~13m 이전에 이상 거동에 대한 예측이 가능하였으며, 시간에 따른 변위의 분석 결과, 최소 1일 전에 예측이 가능하였다. 또한, x-MR 관리도 작성시 이동 범위(k)는 5~10으로 설정하는 것이 이상 거동 예측에 적절한 것으로 판단된다.

• 터널과지하공간
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• 제29권6호
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• pp.407-424
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• 2019

지하 채굴공동의 충전은 채굴공동의 붕괴에 의한 지반침하의 근본적인 원인을 제거하여 광산지역의 장기적인 안정성을 확보할 수 있는 방법으로 알려져 있다. 이러한 채굴공동의 효율적인 충전을 위해서는 계측을 함께 수행하여 충전효과와 채움재의 역학적인 특성을 파악하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 국내 지하광산의 안정성 유지를 위하여 광산채움재의 충전에 대한 기술수준을 검토하고, 광산채움재의 실시간 계측시스템을 구축하였다. 국내외 충전 및 계측사례를 조사하여 기술수준을 검토하고, 이를 기반으로 국내 지하광산에 적합한 계측기기와 항목을 산정하였으며, 효율적인 계측기기의 운영을 위하여 실시간 모니터링 프로그램을 개발하였다. 또한, 실시간 계측시스템의 현장적용성을 검토하기 위하여 광산채움재를 충전하고 계측을 수행하는 실물모형시험을 진행하였으며, 실물모형시험으로부터 계측된 결과를 분석하고, 국외의 충전 및 계측사례와 비교하였다. 이로 인해 본 연구에서 수행된 실물모형시험의 적합성을 확인하였으며, 실시간 계측시스템의 현장적용성이 확보된 것으로 판단하였다.

• 터널과지하공간
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• 제19권4호
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• pp.287-303
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• 2009

한라산 정상부의 백록담 암체는 백록담조면현무암이 분포하는 동측구역과 한라산조면암이 분포하는 서측구역으로 구분된다. 백록담에서 진행되는 풍화, 암벽붕괴, 낙반은 전반적으로 백록담 서측구역에 분포하는 한라산 조면암의 풍화작용과 밀접한 연관성을 가지며, 동측구역에서는 개별 암석 블록들의 국지적 붕락현상이 발생한다. 본 연구에서는 한라산조면암 분포지역의 지질학적 특성을 조사하였으며, 풍화단계별로 조면암 시료를 채취하여 편광현미경분석, X-선 회절분석, 지화학적 분석, 공학적 특성시험을 수행하였다. SEM, XRD, XRF 분석을 통하여 2차 변질광물의 종류와 함량 및 광물조성 변화를 관찰한 결과 점토광물이 확인될 정도의 심한 화학적풍화작용은 발생하지 않았지만 풍화에 따른 화학적풍화지수와 주요원소의 함량 변화에 대한 분석 결과에 의거할때 화학성분의 용탈에 의한 미약한 화학적풍화작용이 발생한 것으로 판단된다. 풍화에 기인된 암석의 공학적특성변화를 고찰하기 위하여 밀도, 비중, 흡수율, 공극률, 탄성파속도, 일축압축강도, 슬레이크내구성지수, 동결-융해시험을 수행하였다. 인공풍화시험을 통한 균열발현 양상과 물리적 특성 측정 결과 기계적풍화작용은 미세균열 및 공극을 발달시켜 암반의 역학적 강도 저하를 야기하고 있으며, 기계적풍화 진행에 의한 추가적인 공극률 저하 양상을 고려할 때 $D_B$ = 1.5 또는 공극률 = $20{\sim}21%$ 범위에서 한라산조면암의 공학적 강도 특성이 소멸될 것으로 분석되었다.