• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2005년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.431-438
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• 2005

In this paper, the characteristics of excessive horizontal stress components in Korea were studied using the in-situ hydraulic fracturing stress measurement data over five hundred in 110 individual test boreholes. Based on the in-situ testing data, the magnitude and orientation of the horizontal stress component and variation of stress ratio (K) with depth were investigated. And also horizontal stress magnitude versus depth relationships and distribution limits of stress ratio components were suggested. For the subsurface space above 310 m depth in the entire territory, the stress ratio has a tendency to diminish and be stabilized with depth, but for some areas, it was revealed that the excessive horizontal stress fields with stress ratio close to 3.0 below 200 m in depth have formed. The result of investigation for excessive horizontal stress regions indicates that there exist several regions above 300 m in depth where localized excessive horizontal stresses enough to induce potentially brittle failure around future openings have formed.

• Geomechanics and Engineering
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• 제37권3호
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• pp.213-222
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• 2024

Determination of jointed rock mass properties plays a significant role in the design and construction of underground structures such as tunneling and mining. Rock mass classification systems such as Rock Mass Rating (RMR), Rock Mass Index (RMi), Rock Mass Quality (Q), and deformation modulus (Em) are determined from the jointed rock masses. However, parameters of jointed rock masses can be affected by the tunnel depth below the surface due to the effect of the in situ stresses. In addition, the geomechanical properties of rocks change due to the effect of metamorphism. Therefore, the main objective of this study is to apply correlation analysis to investigate the relationships between rock mass properties and some parameters related to the depth of the tunnel studied. For this purpose, the field work consisted of determining rock mass parameters in a tunnel alignment (~7.1 km) at varying depths from 21 m to 431 m below ground surface. At the same excavation depths, thirty-seven rock types were also sampled and tested in the laboratory. Correlations were made between vertical stress and depth, horizontal/vertical stress ratio (k) and depth, k and Em, k and RMi, k and point load index (PLI), k and Brazilian tensile strength (BTS), Em and uniaxial compressive strength (UCS), UCS and PLI, UCS and BTS. Relationships were significant (significance level=0.000) at the confidence interval of 95% (r = 0.77-0.88) between the data pairs for the rocks taken from depths greater than 166 m where the ratio of horizontal to vertical stress is between 0.6 and 1.2. The in-situ stress parameters affected rock mass properties as well as metamorphism which affected the geomechanical properties of rock materials by affecting the behavior of minerals and textures within rocks. This study revealed that in-situ stress parameters and metamorphism should be reviewed when tunnel studies are carried out.

• 한국지반공학회논문집
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• 제21권5호
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• pp.103-110
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• 2005

이 논문에서는 현장 수압파쇄시험에서 얻어진 500개 이상의 측정 자료들을 이용하여 국내 과잉 수평응력의 분포 특성에 대한 연구를 수행하였다. 현장 자료를 바탕으로 수평응력 성분의 크기와 작용방향성, 측압계수 분포에 대한 상세 분석을 하였다. 또한 심도에 따른 수평응력 성분들의 상관식과 측압계수 분포 영역의 상, 하한 경계식을 제안하였다. 심도 310m 미만 영역에서 측압계수는 심도 증가에 따라 감소되고 안정화되는 경향을 나타내지만 지역에 따라 심도 loom 이상의 영역에 3.0에 가까운 측압계수를 가지는 과잉 수평장이 형성되어 있는 것으로 조사되었다. 과잉 수평응력장 분포지역에 대한 평가 결과 국내 여러 지역의 심도 310m 이내 구간에서 암반 구조물 굴착시 응력에 의한 취성파괴의 가능성이 있는 것으로 분석되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제27권7호
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• pp.35-45
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• 2011

본 연구에서는 콘크리트 라이닝의 설계개념을 명확히 정립하여 라이닝뿐만 아니라 주지보재의 경제적인 설계 및 시공이 가능토록 하기 위하여, 콘크리트 라이닝에 작용하는 지반이완하중을 Terzaghi의 이론적 방법과 수치해석 방법을 이용한 다양한 해석방법에 따라 비교하였다. 그리고 풍화토, 풍화암에서의 각지 다른 지반조건과 측압계수($K_0$) 변화에 따른 터널 콘크리트 라이닝에 작용하는 지반이완하중을 비교 분석하였다. 본 연구 결과, Terzaghi의 지반이완하중은 수치해석 결과보다 다소 크게 나오는 경향이 있었고 풍화암보다 풍화토에서 다소 큰 지반이완하중이 산정되었다. 또한, 측압계수가 증가할수록 터널 라이닝에 미치는 단면력은 Terzaghi의 이론식을 사용 시 측압계수가 증가할수록 감소하는 반면 수치해석 방법을 사용 시 그 증감 영향은 미미하였다.

• 터널과지하공간
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• 제18권1호
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• pp.80-89
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• 2008

암반 내 작용하는 초기응력이 지하 암반 구조물의 안정성에 미치는 영향은 시공 심도가 깊어지고 단면 규모가 커질수록 증가하게 된다. 일반적으로 초기응력 측정은 암반 구조물의 설계단계에서 시공 예상지역 내 지표 수직공을 이용하여 수압파쇄법에 의해 이루어져 왔다. 그러나 조사단계에서 초기응력 측정이 이루어지지 않았거나 지형, 지질 특성상 과지압의 가능성이 있거나 또는 조사 과정에서 높은 수준의 초기응력장 분포가 확인된 지역에서는 시공의 안정성과 기존 설계의 적합성을 확인하기 위해서는 시공 현장의 지하 공간에서 상세 초기응력 측정을 수행하는 것이 바람직하다. 본 논문의 연구지역은 전라남도 OO시 남동부에 위치한 추가 석유 비축기지 건설현장으로 설계 전 상세 지반조사를 통해 측압계수 3.0 이상의 값을 가지는 과잉 수평응력장이 관찰된 지역이다. 본 연구에서는 비축기지 지하 건설 현장 내 굴착된 수벽터널용 공동에서 시추된 2개의 시험공에서 수압파쇄법에 의한 초기응력 측정을 시행하였다. 조사 범위는 지표로부터 약 $180m{\times}300m$ 심도구간이며 균열 조사에는 초음파 주사검층법을 적용하였다. 지표로부터 심도 200m 이상인 일부 조사 구간에서 측압계수 2.50 이상의 값을 가지는 큰 수평응력 성분들이 관찰되었고 전반적인 시험 결과는 설계 전 단계에서 수행된 조사 결과와 매우 유사한 양상을 나타내었다.

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

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2005년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.916-923
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• 2005

In this study, to observe aging effect of undrained shear behavior for Nak-Dong River sand, undrained static and cyclic triaxial tests were performed with changing relative density ($D_r$), consolidation stress ratio($K_c$) and consolidation time. As a result of the test, the modulus of elasticity to all samples estimated within elastic zone by the micro strain of about 0.05% in case of static shear behavior increased with the lapse of consolidation time significantly, so aging effect was shown largely. Also strength of phase transformation point(S_{PT}$) and strength of critical stress ratio point($S_{CSR}$) increased with the lapse of consolidation time. Undrained cyclic shear strength($R_f$) obtained from the failure strain 5% increased in proportion to relative density($D_r$) and initial static shear stress($q_{st}$), $R_f$ of consolidated sample for 1,000 minutes increased about 10.6% compared to that for 10 minutes at the loose sand, and $R_f$ increased about 7.0% at the medium sand. In situ application range of $R_f$ to the magnitude of earthquake for Nak-Dong River sand was proposed by using a increasing rate of $R_f$ as being aging effect shown from this test result.

• 대한토목학회논문집
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• 제7권3호
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• pp.183-193
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• 1987

점토입자(粘土粒子)가 등방적으로 퇴적된 후 $K_0$-압밀(壓密)이력을 받으면 응력유도이방성(應力誘導異方性)을 지니게 되므로 정규압밀점토(正規壓密粘土)의 현위치거동(現位置擧動)을 조사하려면 $K_0$-압밀(壓密)에 의한 영향을 검토할 필요가 있다. 실내에서 반죽성형하여 얻은 점토공시체(粘土供試體)에 대하여 등방압밀 및 $K_0$-압밀을 실시한 후 비배수삼축압축시험 및 배수삼축압축시험을 실시하여 $K_0$-압밀이력의 영향을 검토하였다. $K_0$-압밀이력은 축차응력거동(軸差應力擧動)에 영향을 크게 미치나 유효주응력비거동(有効主應力比擧動)에는 영향이 작다. 특히 비배수시험의 초기변형단계에서는 축차응력거동(軸差應力擧動)에 영향을 크게 미친다. 따라서, $K_0$-압밀시료의 비배수강도거동은 등방압밀비배수시험으로 추정될 수 없다. 그러나, 최대유효주응력비(最大有效主應力比擧動)파괴기준에 의한 파괴포락선은 압밀이력 및 배수조건에 관계없이 유일한 곡선(曲線)이다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제10권1호
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• pp.63-70
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• 1994

수평지반내의 한 지점에 대한 원위치의 압밀상태는 $K_0$-이방압밀 되어있으며 토압계수 $K_0$값은 흙의 성질과 옹력이력에 따라 다르다. $K_0$-이방정규압밀점토지반의 원위치 비배수전단강도를 등방압밀시헙에 의해서 추정하기 위하여 4가지의 압밀응력비($K={\sigma}'_{3c}/{\sigma}'_{1c}$)로서 이방압밀시킨 비배수전단시험을 시행하여 ($S_u/{\sigma}'_{1c})_{CKU}=\alpha(S_u/{\sigma}'_{1c})_{CIU}$로 나타내는 강도비 $\alpha$와 압밀응력비 K의 관계를 나타내었다. 시험결과 강도비 $\alpha$는 압밀웅력비가 클수록 증가하고 내부마찰각$\Phi'$와 $\Phi'_{CKU}/\Phi'_{CIU}/$비도 압밀 응력비가 클수록 동시에 증가한다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제13권11호
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• pp.93-101
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• 2012

모래다짐말뚝(SCP)는 연약지반 내에 다짐에 의해 형성된 모래말뚝을 조성하여 지반 개량효과를 극대화하는 공법이다. 점성토 지반에서는 압밀촉진 및 배수 효과, 느슨한 모래지반에서는 다짐 등을 통해 액상화 대책공법으로 주로 사용되고 있다. SCP의 설계에 있어 강성이 큰 SCP 본체 부분도 함께 고려하지 않으면 과도하게 안전을 고려한 설계가 되며 시공비용이 늘어나 경제적으로도 불리할 가능성이 매우 높다. SCP 타설에 의한 지반 내의 응력상태의 변화나 다짐 메커니즘에 대해서는 지금까지의 연구 결과에 의해 어느 정도 구명되었으나, SCP와 원지반을 복합지반으로 고려한 연구는 사례가 적어 충분히 설명될 만큼 연구 성과를 얻지 못하고 있다. 이에 본 연구에서는 SCP 개량지반을 SCP와 원지반으로 구성된 복합지반으로 취급하였으며, SCP 타설에 의한 응력상태나 밀도변화를 모사한 요소시험(CID test)을 수행하여 SCP 시공에 따른 원지반의 응력상태의 변화를 $K_0$와 SCP 치환율의 관계를 통해 고찰하였다. 동시에 반복삼축압축 시험장치를 이용하여 SCP의 시공과정을 실내에서 재현할 수 있는지에 대해도 검토하였다. 시험결과 SCP 시공 초기 원지반의 응력상태의 변화가 가장 크게 발생하고 있으며, 특정 시점 이후에는 SCP 시공을 위한 진동이 지반의 응력특성 변화에 큰 영향을 미치지 못하고 있었다. 또한 SCP에 의한 원지반의 거동을 실내에서 재현하기 위해서는 케이싱 진동에 해당하는 반복재하를 실시하는 것이 반드시 필요하다고 판단된다.