• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2002년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.205-212
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• 2002

Carbonate rocks such as limestone are susceptible to solution and show numerous solution cavities. For the construction of the structures such as bridge foundations and tunnel on the limestone cavities, the geological unconformities developed in the bed rocks, cavity systems and the filling types of solution deposits should be surveyed and analyzed. And also, the stability of structures on the limestone cavities must be taken into consideration in the view of the geotechnical engineering. As a result of analysis of the foundation settlement, an economic and effective reinforcement method is to be proposed and the construction by the proposed method is to be accompanied with verification of reinforcement effect. This paper is a case study of design and construction for the reinforcement of bridge foundations on the limestone cavity covered with thick bedded colluvial soils.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제6권1호
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• pp.63-72
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• 2005

석회암은 지질학적, 공학적 특성상 견고하여 지지층으로 충분한 역할을 할 수 있으나, 지반 내의 불안정한 요소인 용해성 공동과 연약점토층이 협재된 파쇄대가 있을 경우 구조물의 지지력과 침하에 대한 장기적인 안정성 검토와 대책이 필요하다. 따라서 본 논문에서는 석회암 공동의 안정성 검토를 위해 허용지지력과 변위특성에 대해 연구하였다. 허용지지력은 Bell과 Bowles의 결과치가 비슷하지만, Hoek-Brown의 제안식에 의한 값은 다른 제안식들에 비해 상당히 크게 산정되었다. 풍화암질 석회암인 경우 석회공동의 크기와 심도에 따라 안정성 여부가 변화하였지만, 연암 및 경암의 경우 최대 변위량이 허용치 이내에 있어 석회공동이 기초의 안정에 큰 영향을 미치지 않았다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2004년도 춘계학술발표회
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• pp.137-145
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• 2004

Limestone zone in korea have been distributed to diagonal line so that it is wide from the Gangwondo to the Jeonlanamdo. The limestone cavity and fractured zone were formed by chemical weathering. Limestone cavity and fractured zone was reinforced with cemented milk(w/c=60%)by high pressure jet grouting by tripple -pipe to establish bridge foundation on the ground condition like limestone cavity. To analyze property of limestone and solid of cement milk(w/c=65%), mixed solid of cement, core NX size in the limestone cavity and fractured zone and compressive strength. Seismic tomograpy exploration was pcrforn1cd to analyze deformation modulus of limestone. The analysis suggests that deformation modulus of limestone has effect on uniaxial compressive strength, seismic velocity, seismic elasticity modulus. Average static elasticity modulus of limestone is $5.08{\times}10^5kgf/cm^2$, cement and coal mixed solid is $0.25{\times}10^5kgf/cm^2$, $0.095{\times}10^5kgf/cm^2$. Average seismic velocity of limestone is 5.240m/sec, cement and coal mixed solid is 2,211.3m/sec, 1,447.5m/sec. Average uniaxial compressive strength of limestone was $1,221.3kgf/cm^2$ and limestone specimen mixed with cement milk and solid of cement milk mixed with coal were $125.22kgf/cm^2$, $35kgf/cm^2$ each other. Average friction angle of limestone was $49.14^{\circ}$ and limestone specimen mixed with cement milk and solid of cement milk mixed with coal were $38.39^{\circ}, 25.83^{\circ}$ each other. Average cohesion of limestone was $137.7kgf/cm^2$ and limestone specimen mixed with cement milk and solid of cement milk mixed with coal were $23.5kgf/cm^2$, $15.5kgf/cm^2$ each other. Average deformation modulus of limestone was $2.84{\times}10^5kgf/cm^2$ and limestone specimen mixed with cement milk and solid of cement milk mixed with coal were $0.4{\times}10^5kgf/cm^2, 0.12{\times}10^5kgf/cm^2$ each other. It was analyzed that the elasticity and uniaxial compressive strength, seismic velocity of solid of cement milk mixed limestone pieces and coal had an highly interrelation regardless of existence of limestones pieces and coal but it had shown that limestones had an lower interrelation. In case of field seismic velocity and deformation of limestone, SIC solid of cement milk mixed with coal and limestone pieces had an highly interrelation.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2002년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.253-260
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• 2002

Chemical weathering processes related with mineralogical characters and ground water condition are very essential engineering problems in soluble rock masses. Detailed geological mapping were performed and 8 samples were collected from the 2 formations including various rock faces to deduce the possibility of the limestone cavity formation and their mechanism. Petrological descriptions and various petro-mineralogical experiments such as XRD analysis, clay mineral analysis, absorptivity test, impurity analysis were conducted to evaluate the cavity making processes. Laboratory solubility test for rock specimen were also carried out under the strong acid (pH=1) condition. From the experimental data and geological mapping data, it is found that the formation of limestone cavities in limestones are strongly related with geological structures such as beddings, cleavages and the contents of impurities rather than CaCO$_3$contents. In case of dolomites, rock textures, grain size, amounts and types of clay minerals as well as geological structures are major controlling factors of cavity forming processes

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제4권2호
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• pp.113-121
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• 2002

석회암 지역에서 불규칙하게 발견되고 있는 공동의 규모와 위치를 표준화하여 터널에 미치는 영향을 수치해석적으로 접근하여 영향권을 설정하였다. 공동의 불규칙한 모서리 부분의 응력집중 문제는 해석의 한계때문에 타원형으로 모델링 되었다. 공동의 위치가 터널의 천단부와 하부 모서리에 있는 경우 가장 큰 영향을 나타났다. 굴착되는 터널크기의 공동이 1D (터널직경)정도 이격되어 있으면 안정성에는 큰 영향이 없는 것으로 나타났다. 터널과 공동의 이격거리가 0.25D (터널직경) 이내의 경우에는 변위 및 지보재에 미치는 영향이 큰 것으로 나타났다.

• 터널과지하공간
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• 제24권4호
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• pp.255-274
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• 2014

본 연구는 강원도 강릉시 소재의 ${\bigcirc}{\bigcirc}$ 석회석 광산에서 2012년 8월 23일 오후 7시경 붕괴된 대규모 암반사면을 대상으로 한다. 붕괴 이전에 사면의 높이는 약 200 m이고 평균경사는 $45^{\circ}$로 형성되어 있다. 사면 붕괴 후 추정된 붕괴량은 $1,500,000m^3$ 정도이다. 사면 붕괴의 원인을 분석하기 위하여 시추, 물리탐사, 지표지질조사, 선구조분석, 공내영상촬영, 입체사진영상촬영, 실내시험 및 현장시험, 년도별 채광현황 및 강우량 분석등의 현장 및 지반조사를 실시하였다. 사면의 안정성을 파악하기 위하여 SMR, 평사투영법, 한계평형법, 연속체 및 불연속체 해석을 수행하였다. 이 결과들로부터 사면붕괴의 원인은 지형, 강우, 암종 및 암질, 불연속면, 석회암 공동이나 단층의 지질구조적 특성 등 여러 요인들이 복합적으로 작용하여 사면활동이 발생한 것으로 추정되지만, 석회암 공동을 고려하지 않을 경우 사면 붕괴는 발생하지 않는 것으로 분석되었다. 석회암 공동을 고려한 연속체 해석에서 사면 안전율이 0.66으로 나타났다. 따라서 대규모 사면붕괴의 근본적인 원인은 단층대를 따라 발달하고 있는 석회암 공동의 영향에 기인하는 것으로 판단된다.

• 터널과지하공간
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• 제17권1호
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• pp.66-74
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• 2007

석회암 용식지역 상부에 위치한 주거지역에 대하여 지반침하 안정성을 분석하였다. 석회암지역에 분포한 공동을 조사하기 위하여 전기비저항 토모그래피, 전자탐사를 실시하였으며 지반특성을 규명하기 위하여 시추조사를 포함한 지반공학적인 조사를 실시하였다. 조사 결과를 바탕으로 공동의 형상과 지하수 조건에 대하여 지반침하 분석 및 예측을 위한 수치해석을 실시하였다. 지반침하를 일으키는 주요인은 지하수위의 하강으로 예측되었는데 이는 표토 하부의 지하수위가 감소함으로써 지반의 역학적 평형상태가 교란되고 공동이나 지표면의 침하가 발생해 표토 토양층이 유실되기 때문이다. 석회암 용식지역에서의 지반침하를 방지하기 위하여서는 천부 공동 상부의 지하수위를 지속적으로 유지시키는 것이 필수불가결한 것으로 보인다.

• 터널과지하공간
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• 제26권6호
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• pp.493-507
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• 2016

본 연구에서는 축소모형실험을 통해 석회암 공동 상부에 존재하는 구조물 기초의 안정성을 검토하였다. 공동의 형상은 단축장축비율 1/3인 타원형으로 가정하고, 공동의 심도, 위치, 경사, 크기, 개수를 변화시킨 5가지 그룹, 12개 모형들을 실험하였다. 실험결과로서 모형별 균열개시압력, 최대압력, 변형거동, 파괴양상, 침하곡선을 구하였으며, 공동의 제반 조건들이 기초의 안정성에 어떠한 영향을 미치는지를 알아보았다. 무공동 모형은 전단파괴를 보였으나, 공동 포함 모형들은 관입파괴만 발생한 경우, 전단파괴와 관입파괴가 함께 발생한 경우, 전단파괴가 이중으로 발생한 경우 등의 다소 복잡한 파괴형식을 보였다. 공동의 심도가 작을수록, 크기가 클수록, 개수가 많을수록 기초의 안정성은 감소하였다. 공동의 일부가 기초저면의 직하부에 놓일 때는 부등침하가 관찰되었고, 공동들의 분포상태에 따라 침하곡선은 다른 형태를 보였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 1999년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.399-406
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• 1999

Recently, the construction of the several highway bridges in the karst area have encountered severe problems associated with cavities and sinkholes. To solve this problems, it is important to understand the distribution characteristics of cavities in the construction site on limestone area. This paper briefly describes the different types, the distribution control factors and the infill sediment types of lime-cavities in the study area, bridge site in the karst area and propose the effective method of survey design. Cavity system may be divided into two main groups, 1)'slot and cave system'and 2)'sinkhole and cave system'. And the shape, the size and the distribution pattern of cavity are controlled by three main factors - rock type, geological structure and ground water condition. Additionally, infill sediment may be considered as one of the important design factors for foundation design and divided into four types by sediment properties. There are geophysical thechnics and geologic survey and drilling test, etc. by the survey method to interpretate characteristics of cavity system, and this methods are optimally designed at the site investigation stage.

• 한국지반공학회논문집
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• 제27권1호
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• pp.5-16
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• 2011

본 연구에서는 3차원 유한요소해석을 이용하여 석회공동형성 암반에 시공된 말뚝기초의 하중지지 메카니즘 변화를 분석하였다. 이를 위하여 공동의 기하학적 조건을 변화시키며 말뚝기초의 극한지지력, 지반의 항복형태, 말뚝과 공동 주위의 응력분포 및 말뚝기초의 침하와 공동의 변형 등 해석결과를 고찰하여 말뚝기초의 역학적 거동을 검토하였다. 본 연구결과, 말뚝의 하중지지 메카니즘, 지반의 파괴형태 및 말뚝기초의 극한지지력 감소율은 공동의 기하조건에 의해 결정되며 이러한 경향을 토대로 공동의 특정조건에 대한 말뚝의 극한지지력 감소율 그래프를 제시하였다.