• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2003년도 Proceedings of the international symposium on the fusion technology
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• pp.150-155
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• 2003

Fractures in the form of micro cracks are commonly found in natural rocks. A rock behaves in a complex way due to fracture; in particular, the anisotropic strength of a rock material is significantly influenced by the presence of these fractures. Therefore, it is essential to understand the failure mechanism of a fractured rock. In this study, a fractured rock is formulated in terms of fabric tensor based on geometric and mechanical simplifications. In this way, position, density and shape of fractures can be determined by the fabric tensor so that rocks containing multi-fractures can successfully be modeled. Also an index to evaluate the degree of anisotropy of a fractured rock is proposed. Hence, anisotropic strength of a rock containing fractures under uniaxial compression condition is estimated through a series of numerical analyses for the multi-fractured model. Numerical investigations are carried out by varying the fracture angle from $0^{\circ}\;to\;90^{\circ}$ and relationship between uniaxial compression strength and the degree of anisotropy is investigated. By comparing anisotropic strength of numerical analysis with analytic solution, this study attempts to understand the failure mechanism of rock containing fractures.

• Geomechanics and Engineering
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• 제32권4호
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• pp.375-385
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• 2023

There are many joint fissures distributed in the engineering rock mass. In the process of geological history, the underground rock mass undergoes strong geological processes, and undergoes complex geological processes such as fracture breeding, expansion, recementation, and re-expansion. In this paper, the damage-stick-slip process (DSSP), an analysis model used for rock mass failure slip, was established to examine the master control and time-dependent mechanical properties of the new and primary fractures of a multi-fractured rock mass under the action of stress loading. The experimental system for the recemented multi-fractured rock mass was developed to validate the above theory. First, a rock mass failure test was conducted. Then, the failure stress state was kept constant, and the fractured rock mass was grouted and cemented. A secondary loading was applied until the grouted mass reached the intended strength to investigate the bearing capacity of the recemented multi-fractured rock mass, and an acoustic emission (AE) system was used to monitor AE events and the update of damage energy. The results show that the initial fracture angle and direction had a significant effect on the re-failure process of the cement rock mass; Compared with the monitoring results of the acoustic emission (AE) measurements, the master control surface, key blocks and other control factors in the multi-fractured rock mass were obtained; The triangular shaped block in rock mass plays an important role in the stress and displacement change of multi-fracture rock mass and the long fissure and the fractures with close fracture tip are easier to activate, and the position where the longer fractures intersect with the smaller fractures is easier to generate new fractures. The results are of great significance to a multi-block structure, which affects the safety of underground coal mining.

• 터널과지하공간
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• 제22권2호
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• pp.93-105
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• 2012

균열암반의 등가역학적 물성을 수치해석적으로 결정할 때 2차원 및 3차원 해석을 비교하였다. 수직균열모델과 암반균열망(DFN) 모델이 균열암반의 형상으로 이용되었으며 3차원 모델으로부터 다양한 방향으로 2차원 모델을 절단하여 역학적 물성을 비교하였다. 본 연구의 지질데이터는 영국 셀라필드 지역의 자료를 기본으로 사용하였다. 직교균열모델에서는 컴플라이언스텐서의 변환을 이용한 해석적 방법이 물성결정을 위해 이용되었으며 암반균열망모델에서는 수치실험이 실시되었다. 2차원 모델에서는 균열이 항상 모델평면과 직교한다고 가정하기 때문에 탄성계수는 항상 3차원보다 크게 계산이 되었다. 2차원 해석에서의 포아송비는 3차원 해석보다 큰 값을 나타내는 경향이 있었으나 반대의 경향도 관찰되었다. 본 논문은 3차원 형상을 단순화시켜 사용하는 2차원 해석의 한계를 정량적으로 고찰하였다는데 의의가 있다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2008년도 춘계 학술발표회 초청강연 및 논문집
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• pp.521-532
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• 2008

Supporting system design and construction management for the soft and hard rock layers with fractured zones are very important theme for the safety of temporary retaining wall, surrounding ground and structures in the urban deep excavation for the construction of subway, railway, building etc. The prevailing design method of supporting system for the soft and hard rock layers in the deep excavation is mostly carrying out by simplification without proper consideration for the characteristic of rock discontinuities. Therefore the behaviors of rock discontinuities and fractured zones dominate the whole safety of excavation work in the real construction stage, serious disaster due to the failure of temporary retaining wall can be induced in the case of developing large deformations in the ground and large axial forces in the supporting system. This paper introduces examples of deep excavation where the soft and hard rock layers with fractured zones were designed to be supported by shotcrete and rock bolt, deformations of corresponding ground and supporting systems in the construction period and increments of axial force in the upper earth anchors and strut due to the these deformations were investigated through detailed analysis of measurement data, the results were so used for the management of consecutive construction that led to the safe and economical completion of excavation work. The effort of this article aims to improve and develop the technique of design and construction in the coming projects having similar ground condition and supporting method.

• Steel and Composite Structures
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• 제17권6호
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• pp.791-801
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• 2014

The effects of anchor on fractured specimens in splitting test are simulated by DDARF method, the results of which are compared with laboratory test results. They agree well with each other. The paper contents also use the laboratory model test. The main research objects are three kinds of specimens, namely intact specimens, jointed specimens and anchored-jointed specimens. The results showed that with the joint angle increased, the weakening effects of jointed rock mass are more obvious. At these points, the rock bolts' strengthening effects on the specimens have become more significant. There is a significant impact on the failure modes of rock mass by the joint and the anchorage.

• 대한자원환경지질학회:학술대회논문집
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• 대한자원환경지질학회 2005년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.160-160
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• 2005

• 터널과지하공간
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• 제16권3호
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• pp.195-202
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• 2006

터널 설계 공사에서 터널 굴착 시 암반 내 절리 및 파쇄구간에서 발생하는 지하수 유입과 그에 따른 지하수위 저하를 예측 판단하기 위해서 다양한 현장 조사와 모델링 분석 등을 실시하였다. 그러나, 수리지질학적 특성상 다공질과 균열 암반 매질간의 정확한 구별 없이 혼별 되어 적용되었기 때문에 합리적인 설계 적용에 어려움이 많았다. 또한, 다양한 조사방법들의 정확한 적용 목적과 상호 관계에 대한 명확한 규정 없이 실시되어 획득된 결과들의 중첩, 실제 필요한 자료의 미획득, 잘못된 자료 결과의 적용 등을 발생 시켰다. 따라서, 본 논문에서는 지하수 환경 영향 평가 조사 과정에서 실시되는 여러 가지 방법들을 현장 조사, 현장 시험, 그리고 수치해석 프로그램 순으로 구별하여 각 방법들의 수리적 특성을 정의하고 적합한 적용 대상을 규명 하였다. 또한 각 방법들의 상호관계 및 전체적인 조사 순서에 대한 전체적인 기술지도를 작성하였다. 작성된 지도를 통해 해당되는 대상 지역 특성에 따라 적절한 조사 방법의 배치, 시험 수량 및 분석 방법 등을 결정하여 체계적인 조사를 수행 하여 우리나라 터널 구간 주변에 대부분 분포하는 암반 내 지하수 환경 시스템을 보다 합리적으로 규명하여 반영할 수 있을 것으로 기대된다.

• 터널과지하공간
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• 제18권2호
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• pp.125-133
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• 2008

본 고에서는 파쇄대가 존재하는 기반암 상부에 지하차도를 계획하는 경우, 하부지반의 지지력 증대 및 침하량 감소 목적으로 적용할 수 있는 기초 보강공법에 대하여 연구하였다. 보강효과 및 적정 설치간격을 수치해석적으로 예측함으로써 실제 시공시 기초자료로 활용할 수 있도록 하였다. 이를 위해, 충청남도 연기군 지역에서 수행된 시추조사, 물리탐사 및 실내 실험결과 등을 분석하여 그 결과로부터 파쇄대의 물리적, 역학적특성을 파악하고 지하차도의 지내력을 확보할 수 있는 효과적인 보강대책을 검토하였다. 아울러, 보강사례에서 조사된 공법들 중 이중관 고압분사 공법, 삼중관 고압분사 공법, 마이크로 파일 등의 적정 보강심도를 선정하였으며, 수치해석(Plaxis 8.2 프로그램)을 통해 설치간격 등을 변화시켜가면서 동일한 안정성을 기준으로 가장 효과적인 공법의 제원을 비교 검토하였다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제10권6호
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• pp.32-44
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• 2005

국가지하수 관측망의 314개 관정에 대한 양수시험 자료를 분석하여 국내 암반 및 충적대수층이 나타내는 수리전도도 분포, 투수량계수와 비양수량과의 관계, 양수 및 회복시험 유형에 관한 통계 자료를 제시하였다. 충적대수층의 평균 수리전도도는 1.26m/day로 암반대수층(0.076 In/day)보다 약 17배 크게 나타났다. 암반대수층 수리전도도의 평균과 분산도는 국외의 결정질 균열 암반과 거의 일치하였으며, 암종별 평균값은 퇴적암, 화성암, 변성암 순으로 뚜렷한 차이를 보였다. 투수량계수 분석 결과 국가지하수 관측망의 지하수는 암반을 통하여 $32\%$, 충적층을 통하여 $68\%$ 정도가 흐르는 것으로 나타났다. 회귀분석을 통하여 국가지하수 관측망의 대수층이 나타내는 비양수량과 투수량계수의 관계식을 제시하였다 양수 및 회복시험의 수위강하 양상에 따라 대수층의 유형을 $4\~5$개로 분류하여 각 유형이 나타내는 대수층의 특성을 분석하였다 국가지하수 관측망 대수층의 대부분$(83.7\%)$은 함양경계형을 보였으며, 관측소 인근의 하천, 암반 및 충적대수층의 수리적 연결에 의한 두 대수층간의 수직적인 지하수의 흐름, 자유면대수층에서 중력배수에 의해 발생하는 지연산출 등 다양한 공급원에 의하여 함양경계형이 나타난 것으로 분석되었다.

• 지질공학
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• 제22권4호
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• pp.449-458
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• 2012

암반의 구조적 특성에 대한 확고한 이해는 지반구조물의 효과적인 설계 및 유지관리에 있어서 매우 중요한 요소이다. 이는 암반의 강도, 변형 및 수리지질학적 특성이 주로 암반에 존재하는 불연속면의 연결구조 특성에 좌우되기 때문이다. 그동안 암반의 구조적 특성에 대한 연구에 있어서 상당한 진전이 있었음에도 불구하고 불연속면 분포의 복잡성으로 인하여 암반의 삼차원적 구현 및 가시화에 기반한 지질공학적 해석은 드문 실정이다. 이 연구는 암반의 불연속면 및 불연속면의 연결구조를 삼차원적으로 구현하고 가시화하는 기법을 제시하였다. 이를 위하여 원판형으로 가정한 불연속면의 비선형 방정식을 유도하고 불연속면 교차선과 등가파이프의 위치를 산정할 수 있는 대수학적 알고리즘이 제시되었으며, 또한 연산과정을 수행하는 전산모듈이 작성되었다. 이 연구에서 개발한 불연속면 연결구조의 삼차원적 구현 및 가시화 기법은 불연속체 기반의 암반강도 및 변형성에 관한 연구 또는 수리지질학적 특성에 관한 연구를 수행함에 있어서 활용도가 높을 것으로 판단된다.