• Geomechanics and Engineering
• /
• 제37권2호
• /
• pp.179-187
• /
• 2024

In this paper, a unified time-dependent constitutive model of Darcy flow and non-Darcy flow is proposed. The influencing factors of flow velocity are discussed, which demonstrates that permeability coefficient is the most significant factor. Based on this, the dynamic evolution characteristics of water inrush during tunneling through fault fracture zone is analyzed under the constant permeability coefficient condition (CPCC). It indicates that the curves of flow velocity and hydrostatic pressure can be divided into typical three stages: approximate high-velocity zone inside the fault fracture zone, velocity-rising zone near the tunnel excavation face and attenuation-low velocity zone in the tunnel. Furthermore, given the variation of permeability coefficient of the fault fracture zone with depth and time, the dynamic evolution of water flow in the fault fracture zone under the variable permeability coefficient condition (VPCC) is also studied. The results show that the time-related factor (α) affects the dynamic evolution distribution of flow velocity with time, the depth-related factor (A) is the key factor to the dynamic evolution of hydrostatic pressure.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제16권12호
• /
• pp.37-43
• /
• 2015

터널구조물은 굴착 주변 지반의 강도를 활용하는 구조물로서 지반특성이 가장 중요하다. 단층파쇄대와 같은 취약한 지반 조건이 터널 굴착 구간에 존재하는 경우, 특히 단층파쇄대와 지하수 용출이 동시에 발생하는 조건에서는 터널 굴착 중 과다변위 또는 붕락 등이 자주 발생한다. 이러한 단층파쇄대는 터널 굴착 중 변위 및 붕락의 방향을 결정해주는 중요한 요인이 된다. 단층파쇄대의 규모 및 지표부와의 방향성에 따라 터널 거동 특성이 결정되고 이와 더불어 지하수 용출이 발생되는 경우에는 터널 굴착 중 발생되는 변위 및 붕락 특성이 시간 의존적인 거동을 하게 되는 결정적인 요인이 된다. 단층파쇄대 구간에서 지하수 용출을 해석적인 방법으로 예측하거나 지하수 용출과 단층파쇄대의 상호거동을 분석하였을 경우에 정확하게 예측을 하기가 어렵다. 따라서 단층파쇄대와 지하수가 동시에 발생하는 구간에서는 해석적인 분석방법으로는 한계가 있으므로 실제 시공사례를 분석하여 거동을 종합적으로 예측하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 단층파쇄대의 위치에 따른 실제 터널 거동 특성을 분석하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제22권3호
• /
• pp.261-275
• /
• 2020

쉴드 TBM 공법을 사용해 단층파쇄대에 소단면 공동구 터널을 굴착 시 과다한 내공변위 및 붕락 발생 가능성이 높다. 단층파쇄대로 인한 트러블 및 공기증가로 인한 공사비 손실을 최소화하기 위해 적절한 지반보강이 요구된다. 본 연구에서는 단층파쇄대의 폭, 단층점토의 존재여부, 토피고 지하수위를 매개변수로 하여 MIDAS GTS NX (Ver. 280)을 이용한 수치해석을 통해 최적보강영역을 제시하고 주변지반 거동을 알아보았다. 그 결과 단층점토가 없는 경우 최대 0.5D 만큼 지반보강 적용 시 내공변위 및 지표침하 기준을 만족하였으며, 높은 투수계수로 인해 0.5D의 차수보강 적용이 필요하다고 판단된다. 단층점토가 존재할 때 내공변위 및 지표침하는 최소 0.5D에서 최대 터널 상부 단층파쇄대 전체에 지반보강 적용 시 안정성확보가 가능하였으며, 단층점토로 인해 지하수 유출량이 기준치 이내로 발생하여 차수보강이 불필요하였다.

• 한국광물학회지
• /
• 제20권2호
• /
• pp.83-89
• /
• 2007

입실 단층 파쇄대에는 다양한 종류의 단층점토가 산출된다. 이들 단층점토에 대한 X-선회절분석, 고해상도분말회절분석, 전자현미경 관찰 등을 통하여 단층점토의 광물조성에 대한 연구를 하였다. 입실 단층 파쇄대에서 나타나는 단층점토는 색깔에 따라 광물 조성의 차이가 나타난다. 입실단층에서 나타나는 단층점토의 특징적인 광물은 로몬타이트이며, 주변암석에서 이 광물이 나타나지 않는 것으로 보아 풍화 변질 산물인 것으로 추정된다. 입실 단층의 단층점토의 주 구성광물은 스멕타이트이다.

• 지질공학
• /
• 제11권2호
• /
• pp.141-152
• /
• 2001

영천댐 도수로 터널 중 청송군 현서면 지역의 터널 구간(연장 1,484m)에 대한 터널내 유입량과 수리지질학적 특성간의 관계를 연구하였다. 본 연구에서는 터널내로 유입되는 초기 유입량(라이닝 및 그라우팅 이전의 유입량)과 터널지역의 사암층, 절리빈도, 절리간극 및 간격, 단층, 수리전도도간의 관계를 분석하였다. 그리고 절리빈도와 수리전도도의 관계도 고찰하였다. 본 연구지역에서는 단층폭과 터널내 지하수 유입량의 관련성이 가장 크며, 사암의 두께, 수리전도도, 절리빈도순으로 관련성이 낮아지는 것으로 판단된다.

• 자원환경지질
• /
• 제20권4호
• /
• pp.247-260
• /
• 1987

양산단층의 구조를 밝히는 연구의 일환으로 경주 남쪽지역을 대상으로하여 지질 및 저주파 전자탐사방법에 의한 단층탐사를 실시하였다. 그 결과 양산단층지역의 구조적 특성에서부터 파쇄대의 규모, 단층선의 위치 등에 대한 새로운 사실들이 밝혀졌으며, 단층파쇄대의 규모와 단층변의 위치에 있어서 지질 및 지전기학적 연구성과가 서로 일치됨이 확인 되었다.

• 지질공학
• /
• 제17권4호
• /
• pp.517-523
• /
• 2007

이 연구에서는 초정지역의 충적층 지하수와 관련된 풍화대분포를 파악하고 단층파쇄대 조사를 위해 복합물리탐사(탄성파굴절법, 전기비저항, 지하투과레이더탐사)를 수행하였다. 탄성파속도 정보로부터 풍화대는 대상지역의 남서부로 갈수록 깊어지는 것으로 나타나는데 기반암까지의 심도 즉 풍화대의 두께는 또한 기존의 시추자료 및 지하수위 자료와 거의 일치한다. 소규모 단층과 관련된 파쇄대 조사에서는 탄성파굴절법, 전기비저항, 레이더탐사 자료를 속도와 비저항 구조를 복합적으로 천부까지 해석하여 단층파쇄대의 지표 경계등을 파악하였다. 복합 지구물리탐사로 정확히 제시된 풍화대와 파쇄대 등에 대한 정보는 충적층 지하수의 분포를 알아내는데 충분히 활용될 수 있을 것으로 보인다.

• 지구물리
• /
• 제2권4호
• /
• pp.259-268
• /
• 1999

양산단층 북부 지역의 지전기학적 구조를 밝히기 위하여 경주시 부지리와 서악동, 나원리와 양동리 사이 지역에서 전기비저항 탐사를 수행하였다. 경주 남부 지역인 부지리와 서악동 사이에서는 예상 단층선 동쪽에 위치한 파쇄대가 서쪽보다 심부까지 연장되며 남북 방향의 변화는 관찰되지 않는다. 경주 북부 지역인 나원리와 양동리 사이에서는 형산강을 따라 단층파쇄대가 발달하고 있으며, 형산강 서쪽의 비저항구조가 동쪽보다 파쇄대의 영향을 많이 받는 것으로 해석되었다. 호명리에서 수행된 쌍극자-쌍극자 탐사의 영상 단면에서는 양산단층이 수직 운동을 한 단층임을 시사하는 구조가 관찰된다. 경주 남부 및 북부 지역에서의 비저항 구조가 크게 변하지 않는 것으로 미루어 양산단층의 북부구역과 중앙구역의 경계는 본 연구지역의 북부에 위치할 것이라 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
• /
• pp.326-326
• /
• 2016

단층은 지질학적 관점에서 국부적인 지구구조응력(tectonic stress)이 암반 내에 존재하는 어떤 면을 따라 파괴 분기값을 초과하는 경우에 발생하는 매우 큰 공간적 변이에 의한 파괴 면으로 정의된다. 이러한 단층의 수문지질학적 특성은 단층의 공간적인 분포와 간극의 연결성에 따라 변화된다. 단층의 형성이 단층 내의 간극의 생성과 파괴를 이끄는 과정이 포함될 때 단층을 따라 발생되는 변이와 간극의 변화 사이에 복잡한 관계가 존재한다. 본 연구에서는 단층의 기하학적 특성에 따라 변화되는 흐름 변화를 3차원 이산 균열망 모형을 통해 모의 및 분석을 수행하였다. 단층의 기하학적 특성에 대해 3가지 경우를 고려하였다. 첫 번째는 영역 중심에 위치한 폭이 매우 좁고 상대적으로 주위 암반보다 매우 높은 투수성을 가진 단층, 두 번째는 단층 주변에 손상지역(damaged zone)이 존재하는 경우 그리고 세 번째는 relay 구조를 가진 단층이다.

• 암석학회지
• /
• 제13권4호
• /
• pp.191-200
• /
• 2004

경북 군위군 학성리 화북댐 건설예정지 북측 1km지점을 북서-남동방향으로 통과하는 우보단층은 20km 내외의 연장을 가지는 대단층이다. 이 지역에서 우보단층은 소규모의 단층들로 분절되며 인접 지역에 비해 단층의 영향이 적고 낮은 구릉형 지형을 형성하며 화북댐 우안의 분수령을 통과한다. 저수유역내에 2매의 단층이 통과하며 파쇄대의 영향범위는 2m 내외로 관찰된다. 지화학분석을 통해 파쇄대 영향범위를 평가하기 위해 주단층면을 중심으로 남북방향으로 각각 0.5m, 1m, 2m, 4m, 8m, 16m, 32m구간에서 시료를 채취하여 주성분원소와 광물함량비를 분석하였다. 파쇄대에 근접할수록 Fe$_2$O$_3$, MgO, $K_2$O, 석영, 백운모, 녹니석은 증가하는 경향을 보이며, $Na_2$O, CaO, 사장석, 흑운모는 감소하는 경향을 보인다. 화학조성과 광물함량비를 기초로 학성리일대를 통과하는 우보단층의 파쇄대 영향범위는 중심지역이 총 2m의 폭을 보이며 2차 영향대는 총 8m의 폭을 이룬다. 우보단층의 최대 영향범위는 총 16m의 폭을 가지는 것으로 추정하였다.