• 한국암반공학회:학술대회논문집
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• 한국암반공학회 2000년도 암반공학문제의 수치해석(Numerical Analysis in Rock Engineering Problems)
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• pp.147-154
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• 2000

고속철도터널 시공전에 폐광된 광산의 채굴공동의 변형거동이 철도터널의 안정성에 미치는 영향을 조사하고자 이지역에서 지질조사, 암반의 공학적 평가 및 평가요소에 대한 다중회귀분석, 수치해석 입력자료의 취득을 위한 많은 조사를 수행하였다. 암반의 공학적 분류결과 절리면에 대한 상태가 RMR 값을 결정하는데 가장 중요한 변수로 나타났고, Q값을 결정하는데는 절리군의 수가 가장 중요한 변수인 것으로 분석되었다. FLAC에 의한 해석 결과 고속철도구간 서측 하부 50 m지점에 위치한 채굴적의 변형거동은 암반의 역학적 특성에 따라 변형양상은 다를 수 있으나 고속철도터널에 침하성 변위를 유발시킬 가능성이 있을 것으로 판단되었다. 그러나 채굴적을 광체와 같은 역학적 특성을 갖는 재료로 충전 시켰을 때 침하성 변위는 나타나지 않는 것으로 나타났다.

• 터널과지하공간
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• 제19권2호
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• pp.158-166
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• 2009

Hoek-Brown 암석에서 응력에 의해 발생되는 균열의 전파특성을 수치해석적으로 분석하기 위한 기초연구로서 탄성균열의 균질화 기법이 제안되었다. 균열의 개시조건으로 Hoek-Brown 경험식이 이용되었고, 균열의 방향 탐색을 위해 임계면법이 이용되었다. 균열물질과 무결암으로 구성된 대표체적에 대해 체적평균 응력 및 변형률 개념을 적용하여 균열과 신선암의 역학적 특성을 균질화시킴으로써 등가 이방성매질의 구성관계식을 유도하였다. 제안된 균질화모델을 포트란 코드로 작성하여 상업유한요소 코드인 COSMOSM에 이식하였다. 제안된 수치해석모델의 적합성을 검증하기 위하여 2차원 평면변형률조건에서 수치 일축압축시험을 실시하였다. 모델 상하부 가압면의 구속조건을 달리한 2가지 해석모델을 선정하여 구속조건이 일축압축시험편의 변형 및 파단면 형성형태에 미치는 영향이 분석되었다. 균열의 균질화를 고려한 수치 일축압축시험 결과는 실제 실험에서 발생되는 형태와 유사한 변형거동 및 파단면 형성 특성을 잘 나타내었다.

• 지질공학
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• 제18권2호
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• pp.197-205
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• 2008

보강효과 및 계측조건의 영향이 배제된 무보강 상태의 전변위는 터널 굴착에 따른 암반 거동의 정량적 지표가 될 수 있으며, 이러한 변위는 지질학적 특성에 의존한다. 본 연구는 암반 상태별로 굴착에 따른 암반의 거동 특성을 잘 반영할 수 있는 암반 평가법의 제안을 목적으로 한다. 이를 위해 퇴적암을 기반으로 하는 터널을 대상으로 형상, 굴진장 및 굴착 조건 등이 고려된 3차원 수치해석을 수행하였으며, 이를 통긍 암반 상태에 따른 무보강 상태의 전변위를 산정하였다. 그리고 산정된 전변위를 외적기준으로 하고, 각 RMR 인자들을 설명변수로 하는 수량화분석을 수행하였다. 그 결과 각 RMR 인자의 변위 영향도를 결정하였으며, 최종적으로 수정된 RMR 배점 체계를 제안하였다.

• 지질공학
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• 제16권1호
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• pp.1-14
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• 2006

국내의 대표적 암종이라 할 수 있는 화강암체와 편마암체에 대해 탄성계수 측정 방법으로 자주 이용되고 있는 Goodman jack시험, PS검층, 초음파 속도측정, 일축압축 변형 시험을 실시하여 각 탄성계수를 측정하고 그 특징을 알아보았다. 실내에서 측정 된 동.정탄성계수는 측정시 가해진 응력의 크기, 측정시 이용된 주파수의 범위, 가압/감압 등의 측정 조건에 따라 상당히 다른 결과를 보였다. 실내 측정조건이 현장조건에 가까워질수록 현장암반의 탄성 계수와 비슷한 값으로 측정되는데 이는 실내시험시 현장 상태를 구현하는 것이 중요하다는 점을 시사한다. 동탄성계수는 정탄성계수에 비해 대체로 높게 측정되었으며 그 원인으로는 (미세)균열의 응력에 따른 거동양상, 측정시 이용한 주파수의 범위 차이, 그리고 변형 진폭의 차이 등의 효과로 설명 할 수 있다. 다양한 방법으로 측정된 각 탄성 계수 상호간의 관계 및 특징은 현장 암반 탄성계수의 적절한 판단을 위해 도움이 될 것으로 기대된다.

• 터널과지하공간
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• 제26권4호
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• pp.293-303
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• 2016

이산화탄소 지중저장 기술은 이산화탄소 저감을 위한 가장 효과적인 방법 중 하나로 주목받고 있다. 본 연구에서는 이산화탄소 저장조건을 실험실에서 모사하였다. 사암과 셰일 시료를 1M NaCl 용액에 포화시킨 후 $45^{\circ}C$, 10기압의 조건에서 4주 동안 반응시키며 물리적 성질과 미세구조적 성질의 변화를 측정하였다. 부피, 밀도, 탄성파속도, 포아송비, 동탄성계수 등 모든 항목에서 사암 시료에 비해 셰일 시료의 물리적 성질 변화가 크게 나타났다. X선 단층촬영을 통한 미세구조 분석 결과 두 가지 시료 모두에서 공극의 총개수가 감소하였고, 각각의 공극들이 가지는 평균 부피, 평균 표면적, 평균 등가직경 등이 변화하였다. 이는 이산화탄소와 광물의 반응으로 인한 점토 광물의 팽창 및 유출이 원인인 것으로 판단된다. 본 연구결과는 이산화탄소 지중저장 시 발생되는 암반의 물리적, 미세구조적 변화를 예측하는 데 효과적으로 이용될 것으로 기대된다.

• 터널과지하공간
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• 제13권6호
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• pp.476-485
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• 2003

본 연구의 목적은 막장전방에 파쇄대가 존재할 때 터널 3차원 내공변위를 여러 가지 방법으로 해석하여 변위의 변화 경향을 밝히고 지질변화를 예측하는 계측해석기법을 제시하는 것이다. 안정된 지하 암반에 터널을 굴착하게 되면, 터널 막장면을 포함한 무지보 굴착면 주위에 3차원적인 하중전이 현상이 나타나는데 막장 전방의 지반 상태가 변화하거나 연약 파쇠대층이 존재하면 특정한 변위 경향을 보이는 것으로 기존 연구결과 알려져 있다. 터널 천단부 축방향 변위/수직변위 비 등으로부터 터널 막장 전방에서 지반의 강성이 변화하는 불연속면의 존재를 예측할 수 있다. 그러므로, 시공중인 터널 내에서 3차원 절대 내공 변위를 측정하여 본 연구에서 제시된 계측해석 기법을 적용하면 터널 막장 전방의 지층변화나 파쇄대층의 존재를 사전에 예측할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제4권2호
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• pp.123-133
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• 2002

광산지역을 통과하는 터널 건설 공사에서, 기존 광산 갱도는 터널의 굴착 시공 뿐만 아니라 장기적 유지관리에 걸쳐 터널 안정성에 영향을 미칠 수 있다. 본 연구에서는 기존 광산지역을 통과하는 도로 터널의 시공사례에 대한 현장 조사 및 FLAC을 이용한 수치해석을 통하여, 터널에 대한 기존 갱도의 존재 패턴 및 암반조건에 따른 터널의 안정성을 분석하였다. 그리고 기존 갱도를 포함하는 인접 영역에 대한 그라우팅 보강 방안을 제시하고 터널 안정성을 확보할 수 있는 보강 효과를 수치해석적으로 검증하였다. 이상에서, 광산지역내 도로 터널 건설에 있어서 인접한 기존 갱도 존재와 관련한 터널 안정성 평가는 기존 갱도 규모, 터널과의 거리, 암반상태, 지하수 조건 등에 따라 그 영향 정도가 다르게 나타나므로 이러한 요소들을 복합적으로 고려하여 이루어져야 할 것이다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제17권4호
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• pp.30-37
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• 2013

연암 파쇄대는 암반 사면이나 흙막이 공법에서 중요한 요소 중의 하나이지만, 흙막이 벽체의 안정성 연구는 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구는 연암 파쇄대에 설치된 조건과 연암 파쇄대에 미설치된 조건에 따른 흙막이 벽체의 거동을 비교 분석하기 위하여 현장 계측데이터와 흙과 구조물의 상호작용을 고려한 유한요소법으로 수치해석 등을 실시하였다. 그 결과 흙막이 벽체에 작용하는 수평변위는 현장 계측결과와 파쇄대 조건의 수치해석 결과와는 거의 일치하는 것으로 나타났으며, 변위 지점 응력분포는 파쇄대 조건에서는 안정측으로 해석되었지만, 파쇄대 미조건에서는 불안정으로 결과가 도출되었다. 이 연구결과를 추후 설계 시 현장의 안전을 최우선으로 한 시공에 적용하는데 목적이 있다.

• 접착 및 계면
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• 제16권2호
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• pp.69-75
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• 2015

돌침대에 사용되는 석재의 무게를 줄여 경량화를 추구하려면 석재의 두께를 줄이고 보강재료로 석재의 강도를 유지해야 한다. 본 연구에서는 돌침대용 석재/목재 보드 개발에 대한 연구를 진행하였다. 돌침대에 삽입될 돌의 무게를 줄이기 위해 석재와 목재를 접합하였다. 목재의 강도 향상과 표면개질을 위하여 열처리 조건에 따른 목재의 물성변화를 관찰하였다. 대기 조건에서 열처리한 목재의 경우 고온의 온도에 따라 목재의 강성이 높아졌다. 열처리 최적조건은 표면에너지와 인장, 굴곡 강도변화 경향을 바탕으로 $100^{\circ}C$ 조건임을 확인하였다. 석재와 목재간 높은 접착력을 확보하기 위해 최적의 접착제 조성을 연구하였다. 아민계 에폭시 접착제, 폴리우레탄(PU)계 접착제, 염화고무계(CR) 접착제 마지막으로 염화비닐초산계 접착제에 따른 석재와 목재간 랩 전단실험을 진행하였다. 랩 전단 실험 후 파단면을 관찰해볼 때 에폭시 접착제를 이용할 때 목재 기지의 인열 파괴가 발생되었다. 접착면에서의 전단력이 목재 자체의 파괴 강도보다 높다는 결과를 바탕으로 최적의 접착제 조건이 에폭시계 접착제임을 확인할 수 있었다.

• 터널과지하공간
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• 제17권2호
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• pp.109-118
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• 2007

굴착손상영역(EDZ)은 굴착으로 인해 현지 암반이 역학적으로 손상을 입게 되어 응력상태, 변위상태, 암반의 안정성, 지하수의 흐름상태 등에 변화가 일어나는 영역을 의미한다. EDZ의 역학적 특성과 관련한 많은 연구들이 수행되었지만, EDZ에서의 지하수 유동 특성에 관한 연구는 아직 부족한 수준이다. 본 연구에서는 굴착으로 인한 수리-역학 상호작용(coupling)에 의해 굴착면 주변의 수리적 간극값이 변하는 영역을 수리적 굴착 thstkdduddudr이라 정의하고, 이를 3차원 분리단열망(DFN)에 적용시켜 보았다. 이를 통해 수리적 간극변화가 3차원 불연속 망에서의 전반적인 지하수 유동에 미치는 영향을 파악하였다. 또한 3차원 DFN 지하수 유동 해석 시 주로 이용되는 수두 조건과 유량 조건의 적용성을 고찰하였다. 해석 결과 수리-역학적 상호거동에 의해 발생하는 굴착면 주변의 수리적 간극변화는 터널 내부로 유입되는 유량에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 또한 DFN 해석 시 다양한 경계조건에 따른 상이한 결과를 토대로 보다 합리적인 경계조건 설정에 대한 방향을 제시하였다. 마지막으로 실제 현장에서 수리해석을 실시한 자료를 바탕으로 수리적 간극 값의 변화를 고려할 때와 고려하지 않을 때의 유입유량 차이를 통해, 3차원 지하공동의 지하수 유동해석 시 수리적 간극 값의 변화를 고려하는 것이 보다 더 보수적인 결과를 나타내는 것을 확인하였다.