• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2002년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.303-310
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• 2002

Overbreak occurred inevitably in a tunnel excavation, Is the main factor for increasing cost and time in tunnel projects. Furthermore the damage to the remained rock mass related to the overbreak can give rise to a serious safety problem in tunnels. As a rule of thumb, causes for the overbreak are inaccuracy in drilling, the wrong design of blasting and selection of explosives, and heterogeneity in rock mass. Specially, the geological features of the rock mass around periphery of an excavation are very important factors, so a lot of researches have been conducted to describe these phenomena. But the quantitative geological classification of the rock mass for the overbreak and the method for decreasing the amount of the overbreak have not been established. Besides, the technical improvement of the charge method is requested as explosives for the smooth blasting have not functioned efficiently. In this study, the working face around periphery of an excavation has been continuously sectionalized to 5∼6 parts, and the new Blastability Index for the overbreak based on 6 factors of RMD(Rock Mass Description), UCS(Uniaxial Compressive Strength) JPS(Joint Plane Spacing), JPO(Joint Plane Orientation), JPA(Joint Plane Aperture) and FM(Filling Material) is proposed to classify sections of the working face. On the basis of this classification, the distance between contour holes and the charging density are determined to minimize the overbreak. For controlling the charging density and improving the function of explosives, the New Deck Charge(N.D.C) method utilizing the deck charge method and detonation transmission in hole has been developed.

• 터널과지하공간
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• 제29권3호
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• pp.148-156
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• 2019

최근 도심지에서의 터널 및 지하공간 개발에 있어 TBM을 비롯한 다양한 형태의 기계식 굴착장비의 적용이 증가하고 있다. 한편 기존의 전통적인 암석절삭방식에서 변형된 언더커팅방식 적용한 암반의 기계식 굴착공법에 대한 연구가 선진국을 중심으로 수행되어 소개된 바 있다. 따라서 국내에서도 기존의 암반기계굴착에 대한 연구를 지속적으로 수행함과 동시에 최신 기술에 대한 연구가 요구된다. 본 연구에서는 언더커팅에 대한 기초연구로서 해당 기술의 원리 및 굴착방식에 대한 소개와 더불어 해외 선진 기관들의 연구 현황을 조사하였다. 언더커팅공법은 터널 및 지하공간의 개발을 위한 단독공법으로 적용이 가능할 뿐만 아니라 터널의 확공 및 기존 공간의 확장을 위한 보조공법으로의 활용성도 우수한 것으로 판단되었다.

• 한국지역지리학회지
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• 제2권2호
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• pp.173-182
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• 1996

본 연구는 경상남도 밀양군에 위치하는 천황산 talus에 대한 수 차례의 현지조사를 통하여 그것의 지형적 특성과 성인을 분석하여 보았으며 주된 결과는 다음과 같다. 첫째, 연구지역의 talus는 한반도에서 흔히 볼 수 있는 talus와는 상이한 지형적 경관을 보여준다. 둘째, 암설의 입경과 talus의 규모 그리고 사면경사는 비교적 큰 편에 해당된다. 셋째, talus 형성의 전제 조건인 금애면은 완전히 평행후퇴하여 지금은 소멸되었다. 넷째, 연구지역의 talus는 지난 빙기의 주빙하적 기후환경하에서 생성된 각력의 암설들이 rock fall 상태로 금애면 아래에 집적되어 형성되었다. 다섯째, 급애면의 완전소멸로 현재는 더 이상 암설의 추가공급이 이루어지지 않고 있을 뿐만 아니라 구성암설의 이동성도 인정되지 않아 지형발달단계상 화석지형화 단계로 파악된다. 결국 이러한 지형적 경관의 특이성은 본 지형의 형성프로세서와 지형적 발달단계를 설명하는데 중요하며, talus의 유형 분류에 큰 도움을 줄 수 있다.

• 터널과지하공간
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• 제29권5호
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• pp.332-345
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• 2019

평사투영도에서 불연속면을 대표하는 유일한 점으로 정의되는 최대경사벡터를 해당 면의 경사와 경사방향에 의거하여 형성하였다. 평사투영해석에서 평면의 극점이 대원과 역방향에 제도되는 것에 비해 최대경사벡터는 대원의 최대 경사지점에 위치하여 불연속면의 미끄러짐 방향을 직접 투영도 상에서 지시한다. 투영도 상에서 불연속면의 거동방향을 직접적으로 지시하는 최대경사벡터를 활용하여 평면 및 전도파괴 양상을 직관적으로 확인하였다. 특히 평면 파괴의 경우 블록의 옆면을 형성하는 고 경사 절리의 존재를 확인하여 실제 미끄러짐 블록의 형성가능성을 산정하였다. 또한 사면 방향과 반대방향을 갖는 고경사절리들의 존재를 확인하여 3각형 단면을 갖는 미끄러짐 블록의 형성여부를 판별하고 안전율을 도출하였으며, 4각형 단면을 갖는 가장 취약한 블록의 안전율과 비교분석하였다. 쐐기파괴 경우에는 절리면 교차에 의해 형성되는 쐐기의 기저선 방향이 최대경사벡터 속성을 지니고 있어 쐐기파괴 영역을 평면 및 전도파괴 영역이 제도된 투영도 상에 함께 도시하여 분석을 수행하였다. 특히 쐐기 상부 면을 형성하는 절리를 추출할 수 있어 전체 쐐기형상을 추정하고 역학적 거동분석을 수행하는데 요구되는 쐐기의 기하학적 특성자료를 도출하는 토대를 확립하였다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제1권2호
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• pp.143-154
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• 2009

Many factors influence occurrences of rock burst in coal mines, such as mining methods, control methods of the coal roof, lithological characteristics of the roof and floor, tectonic stress, groundwater and so on. Among those factors, lithological characteristics in the roof are the intrinsic controlling factors that affect rock burst during coal mining. Tangshan colliery is one of the coal mines that have suffered seriously from rock bursts in China. In this paper, based on the investigating the lithological characteristics of coal roofs and occurrence of rock bursts in Tangshan colliery, a numerical method is used to study the influence of roof lithological characteristics on rock burst potential. The results show that the lithological characteristics in the roof have an important impact on the distributions of stresses and elastic strain energy in coal seams and their surrounding rocks. Occurrences of rock bursts in this colliery have a close correlation with the thick-bedded, medium- to fine-grained sandstones in the roof. Such strata can easily cause severe stress concentration and accumulate enough energy to trigger rock bursts in the working face during mining operations.

• 자원환경지질
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• 제47권2호
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• pp.121-131
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• 2014

암반으로 구성된 사면의 안정성은 암반 내에 포함되어 있는 불연속면의 방향과 강도 특성에 의해 좌우된다. 특히 암반사면의 안정성에 영향을 미치는 중요한 요인은 암반 내 불연속면의 방향과 사면 방향의 상대적 위치로 운동학적 분석에서는 이러한 사면의 방향성과 불연속면의 방향의 상대적 위치를 고려하여 사면 붕괴의 발생 여부를 판단한다. 기존의 운동학적 분석은 사면의 대표적인 방향을 먼저 결정하고 사면내에 분포하는 대표적인 불연속면의 방향성과의 비교를 통해 사면에서의 파괴 발생 여부를 평가하는 방식으로 수행되어왔다. 그러나 사면의 대표적인 방향성만을 이용하여 운동학적 분석을 수행하는 경우 사면 내에서 발생하는 사면 방향의 변화를 분석에 고려하지 못하는 문제점을 가지고 있다. 또한 불연속면 방향의 경우 불확실성에 의해 동일한 불연속면군에 속한 불연속면이라도 분산이 커지는 문제점을 가지고 있다. 따라서 본 연구에서는 이를 보완하기 위하여 수치지형도를 이용하여 사면을 여러 개의 cell로 구분하고 각 cell에서 사면의 경사방향과 경사를 획득하였다. 그리고 각 cell의 사면 방향을 불연속면의 방향성과 비교하여 각 cell에서의 평면파괴에 대한 운동학적 분석을 수행하였다. 또한 불연속면 방향성에 개입된 불확실성을 고려하기 위하여 불연속면의 경사와 경사방향을 확률변수로 선정하고 몬테카를로 시뮬레이션을 활용하여 확률론적 해석을 수행하였다. 본 연구에서는 제안된 해석기법의 적정성을 파악하기 위하여 급경사지의 사면이 분포하고 있는 강원도 춘천시 관내 배후령길을 대상으로 분석을 수행하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2005년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.1299-1306
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• 2005

The introduction of geodetic methods of absolute displacement monitoring in tunnels has improved the value of the measurements significantly. By using this method, structurally controlled behavior and influences of an anisotropic rock mass can be determined and the excavation and support adjusted accordingly. In this study cases of tunnel monitoring in anisotropic/heterogeneous rock masses are analyzed, and various anisotrpic behavior of tunnel can be estimated. Because rock anisotropy and heterogeneity can have great influence on tunnel behavior, tunnel design considering rock anisotropy and heterogeneity is needed. Also under construction, feedback must be performed by using face mapping and monitoring to prevent over-deformation and tunnel collapse.

• 건설안전기술
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• 통권50호
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• pp.84-96
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• 2009

Road is typically constructed along ridge area of mountain because of topographical and economic reasons. Therefore, road may face lots of open cut slope which can easily cause rock falling. This study evaluates the structural safety of newly developed falling rock protection system which has a roof deck plate. The structural performance under self-weight, snow load and load from failing rock was investigated using a finite element numerical analysis method. From the analysis results, the H-beam space was limited not to exceed 2.2m. The deck plate was also safe under the examined loading condition. A hinge and connection in the system were investigated through detailed modelling and analysis. The results showed that the hinge was safe enough and that the connection should strengthened with appropriate stiffeners.

• 한국안전학회지
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• 제24권3호
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• pp.47-53
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• 2009

Road is typically constructed along ridge area of mountain because of topographical and economic reasons. Therefore, road may face lots of open cut slope which can easily cause rock falling. This study evaluates the structural safety of newly developed falling rock protection system which has a roof deck plate. The structural performance under self-weight, snow load and load from falling rock was investigated using a finite element numerical analysis method. From the analysis results, the H-beam space was limited not to exceed 2.2m. The deck plate was also safe under the examined loading condition. A hinge and connection in the system were investigated through detailed numerical modelling and analysis. The results showed that the hinge was safe enough and that the connection should strengthened with appropriate stiffeners.

• Geomechanics and Engineering
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• 제38권2호
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• pp.179-189
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• 2024

This paper presents a geomechanical framework for designing and optimizing layout patterns of cutterheads for rock Tunnel Boring Machines (TBMs), aiming to enhance their engineering performance. By examining the forces and moments exerted by rock, the study addresses geometric constraints associated with cutter boxes in key regions of the cutterhead, including the center, face, and gage areas, as well as the three-dimensional effects of cutterhead curvature on the geometric constraints of the back of the cutter boxes in the gage area. Novel formulas are proposed for determining the center points of cutter boxes and calculating both the minimum angular spacing and distance spacing between consecutive cutter boxes along a spiral path. The paper outlines an optimized layout design process for four cutterhead configurations: random, random paired, radial, and double spiral designs. Examples are provided to illustrate the results of applying these designs. The findings underscore the efficacy of the proposed methods in achieving a uniform and symmetrical distribution of cutters and buckets on the cutterhead surface. This approach effectively eliminates boundary overlap and minimizes unbalanced forces and moments. From a geomechanical standpoint, this framework offers a robust strategy for enhancing the performance and reliability of TBM cutterheads in rock tunneling operations.