• Geomechanics and Engineering
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• 제11권1호
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• pp.41-58
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• 2016

This paper focuses on the deformation behavior of tunnels crossing a weak zone in conventional tunneling. A three-dimensional finite element model was adopted that allows realistic modeling of the tunnel excavation and the support installation. Using the 3D FE model, a parametric study was conducted on a number of tunneling cases with emphasis on the spatial characteristics of the weak zone such as the strike and dip angle, and on the initial stress state. The results of the analyses were thoroughly examined so that the three-dimensional tunnel displacements at the tunnel crown and the sidewalls can be related to the spatial characteristic of the weak zone as well as the initial stress state. The results indicate that the effectiveness of the absolute displacement monitoring data as early warning indicators depends strongly on the spatial characteristics of the weak zone. It is also shown that proper interpretation of the absolute monitoring data can provide not only early warning for a weak zone outside the excavation area but also information on the orientation and the extent of the weak zone. Practical implications of the findings are discussed.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제14권3호
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• pp.231-246
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• 2012

최근 터널 건설은 종종 연약대층을 인접하여 계획하게 된다. 이러한 경우 터널 굴착은 안정화되어 있던 지반을 이완시키고 따라서 터널의 안정성에 문제를 일으킬 수 있다. 안정성에 문제를 일으킬 수 있는 주요 영향인자들을 보면 연약대층이 지표면과 이루는 각도, 연약대층과 터널의 이격거리 등을 들 수 있다. 본 연구에서는 연약대층을 인접하여 건설되는 터널의 굴착과정에서 발생하는 변위량과 균열발생 양상을 조사함으로써, 연약대층이 지표면과 이루는 각도 및 연약대층과 터널의 이격거리가 터널의 역학적 거동에 미치는 영향을 조사하였다. 연약대층이 지표면과 이루는 각도 및 연약대층과 터널의 이격거리를 변화시켜 가면서 균질한 재료를 가지고 실내 축소 모형실험을 수행하고 이를 분석하였다. 실험결과, 연약대층이 지표면과 이루는 각도가 수평에서 수직으로 변화함에 따라 터널 주변의 변위 발생량이 증가하였다. 연약대층과 터널의 이격거리가 증가함에 따라 터널 주변의 변위 발생량이 감소하였고, 특정 이격거리 이상에서 안정화되었다. 이러한 발견들은 기존의 연구결과들을 정량적으로 검증하고 확장하는 것이라 판단된다. 최종적으로 연약대층이 지표면과 이루는 각도 변화에 따른 연약대층과 터널의 적정 이격거리를 정의하였다. 이러한 기초적인 연구는 연약대층을 인접하여 신설되는 터널 설계에 보다 합리적인 제안을 할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제16권4호
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• pp.373-386
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• 2014

본 연구에서는 연약대를 관통하는 터널의 변위거동에 관한 연구내용을 다루었다. 이를 위해 발파굴착 공법이 적용되는 터널을 대상으로 다양한 파쇄대 조건을 도출하고 이에 대한 3차원 해석을 수행하여 파쇄대의 주향 및 경사와 터널 변위 거동과의 관계에 대한 매개변수 연구를 실시하였다. 해석결과를 토대로 파쇄대의 공간적 분포 특성에 따른 터널의 파쇄대 관통 전후의 변위 거동을 고찰하였으며 이를 토대로 현재 실무에서 적용되고 있는 3차원 계측결과의 활용방안을 모색하였다. 3차원 해석 결과를 분석한 결과 터널 천단 및 내공변위의 각 성분비는 터널 주변 파쇄대의 터널과의 상대적 위치 및 방향성에 따라 달라지는 것으로 관찰되어 천단 및 내공변위 등 전통적인 터널 안정성 지표와 아울러 터널의 안정성 검토는 물론 주변 파쇄대 존재여부를 판정하는 지표로 활용할 수 있는 것으로 검토되었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제20권5호
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• pp.855-867
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• 2018

터널 굴진면 전방에 연약대가 존재할 때에는 종방향 아칭에 의해서 굴진면 직전영역에 응력이 증가되어 터널의 안정성이 영향을 받는다. 따라서 굴진면 전방에 연약대 존재 여부 및 연약대의 특성을 파악하여 이에 대한 대비책을 마련하는 것이 중요하다. 굴진면 전방 연약대의 예측 방법은 물리탐사 및 수치해석적 방법과 터널지보 및 보강방안에 대한 연구는 많이 이루어 졌으나 굴진면 전방 연약대의 폭과 이격거리에 따른 이완영역에 대한 연구는 미비한 실정이다. 본 연구에서는 굴진면 전방에 연약대 존재 시 연약대의 폭과 이격거리에 따른 이완영역에 대하여 실내모형실험을 통해 규명하였다. 모형시험기에 주문진 자연사를 이용하여 함수비 3.8%로 모형 원지반을 조성하였으며 모형 연약대는 모형 원지반과 같은 자연건조 상태의 주문진 자연사를 샌드커튼 방식으로 강사하여 조성하였다 연약대 폭과 굴진면과 연약대 간 이격거리를 변화시키며 실험을 수행하였다. 모형시험기는 상하반단면 굴착이 구현 가능하도록 제작하였으며, 토조 바닥에 로드셀을 설치하고 지표에 변위계를 설치하여 터널굴착에 따른 연직응력 및 지표변위를 측정하였다. 지표침하는 연약대의 폭에 상관없이 굴진면과의 이격거리가 0.25D 이내에서 급격히 증가하였고, 수직응력 및 수평응력 또한 이격거리가 0.5D 이내에서부터 증가하는 경향이 나타났다. 실험결과 종방향 아칭의 영향은 터널 전방 1.0D 영역 내부터 형성된다고 판단된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제14권4호
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• pp.5-13
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• 2013

댐 및 저수지 제방의 누수현상은 통관 주변에서 주로 일어나며 평상 시에는 제방에 큰 영향을 미치지 않지만, 호우나 장마철과 같이 저수지 수위가 상승하면 제방의 붕괴 위험을 가져온다. 따라서 이러한 수맥과 경로를 조사하는 것은 재해 예방과 제방 관리의 측면에서 매우 중요하다. 본 연구에서는 수치적인 방법과 실험적인 방법을 사용하여 통관이 취약대로 작용하는 댐 및 제방에서의 누수현상을 분석하였다. 누수탐지에는 전기비저항 탐사를 사용하여 그 유용성을 검토하였다. 수치해석의 결과에서는 취약대의 크기와 위치에 따라 전극 간격의 설정이 중요함을 보여주었고, 모형제방의 누수실험에서는 전극간격을 0.3m로 쌍극자 배열을 사용하는 것이 가장 좋은 결과를 얻을 수 있을 것으로 판단되었다. 누수현상의 분석을 통하여 댐 및 제방시설물의 누수탐지에 전기 비저항 탐사가 유용함을 확인하였다.

• 지질공학
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• 제19권1호
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• pp.43-50
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• 2009

터널 굴착 중 지반에 존재하는 연약대의 방향 특성에 따른 거동 및 응력 분포 특성을 3차원 수치해석을 이용하여 정량적으로 평가하였다. 수치모델에서 연약대의 방향은 RMR의 취약 불연속면에 대한 보정인자를 기준으로 설정되었으며, 위치는 각 방향 조건에 대하여 연약대가 천단부 상부 1D, 천단부, 막장 중앙부를 지나는 경우로 설정되었다. 지반정수는 현장 계측변위를 기반으로 하는 역해석을 통해 산정하였다. 최종적으로 터널 천단부에서 발생하는 변위의 크기를 기반으로 연약대 방향 및 위치 조건에 따른 영향도를 평가하여 5등급으로 분류하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제23권6호
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• pp.788-794
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• 1999

The swirl flame is mostly used to stabilize the flame on the burner nozzle in the industrial combustor. In the case of the weak swirl flame(S<0.4), the recirculation zone could not be formed, but in the strong swirl(S>0.6) flame, it could be formed in the center of the swirl flame. In this study, the measurement and analysis of emission species, temperature, radicals of premixed swirl flame in the combustor were performed to understand the NO formation and emission characteristics of the swirl flame of natural gas. The result of NO emission in the swirl flame is that the amount of NO emission in the strong swirl flame decreased about 60% compared with that of the weak swirl flame. The main region of NO formation of the weak swirl flame is positioned in the down stream(z=100~200mm) of the flame, but that of the strong swirl flame is positioned in the up stream(z=40mm) where the recirculation zone seems to be formed. It is supposed that the increase of flame surface and the formation of inversed flame cause the reduction of the high temperature region on the production of NO in the strong swirl flame. The result of NO-temperature relation revealed that the factor of NO formation is not only temperature but also another parameters in the weak swirl flame, but in the strong swirl flame, NO is proportional to the temperature of higher than 1200K.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2009년도 세계 도시지반공학 심포지엄
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• pp.584-590
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• 2009

One of the critical design problems involved in deep tunnelling in brittle rock, is the creation of surface spalling damage and breakouts. If weak fault zone is developed in deep tunnel, squeezing problem is added to the problems. According to the results of ground investigation in the study area, hard granitic rockmass and distinguished high angle fault zone are distributed on the tunnel level over 400m depth. To analyse the probability of brittle failure and squeezing, ground characterization with special lab. and field test were carried out. By the results, probability of brittle failures like spalling and rock burst is very low. But squeezing may be probable, if weak fault zone observed surface and drill core is extended to designed tunnel level.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.238-242
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• 2008

Transitional zones, one of the typical weak area of earthworks, require lasting a maintenance work due to a differential stiffness of substructures. It is very difficult problem that transition zone was perfectively prevented against a differential settlement. The transitional zone will deteriorate at an accelerate rate. This may lead to pumping ballast, swinging or hanging sleepers, permanent rail deformations, worn track components, and loss of surface and gauge. In this study, it is performed that settlement behavior in transitional zone was compared with small model test.

• 지구물리와물리탐사
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• 제21권3호
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• pp.162-170
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• 2018

본 연구는 전라북도 완주군 ${\bigcirc}{\bigcirc}$지역에서 발생한 대규모 땅밀림 산사태 지역에서 지구물리탐사(전기비저항 탐사, 굴절법 탄성파탐사) 기법을 활용하여 대규모 산지지반 변화를 파악하고 활동연약대를 추정하고자 수행 하였다. 또한 변성암 지역에서 발생한 땅밀림 산사태 특성을 파악하고, 대략적인 규모를 파악하였다. 표준관입시험으로 얻어진 N치와 전기비저항 탐사의 저비저항 이상대, 지표지질조사로 얻어진 인장균열 위치를 비교 분석한 결과, 지표하부 10 ~ 15 m 사이에 형성되어 있는 토사층에 존재하는 불연속면을 추정하였다. 이를 토대로 토사층의 불연속면과 연구결과로 얻어진 기반암의 추정선 사이의 활동연약대 분포를 확인하였다.