• Technical Notes

    고심도 암반의 스폴링 평가에 대한 사례 분석 및 광주 스폴링 모델링

    A Case Analysis on the Spalling Evaluation of the Deep Rock Mass and Pillar Spalling Modeling

    박승훈, 권상기, 이창수, 이재원, 윤석, 김건영

    Seunghun Park, Sangki Kwon, Changsoo Lee, Jaewon Lee, Seok Yoon, and Geon-Young Kim

    전 세계적으로 지하의 고심도화는 다양한 시설 개발의 목적으로 관심도가 높은 상황이다. 고심도 지하공간의 개발은 암반의 구조적 안정성이 바탕이 되어야 한다. 고심도 지하공간에서는 ...

    Globally, the deepening depth in the underground is a situation of the high interest for a purpose of the development of various ...

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    전 세계적으로 지하의 고심도화는 다양한 시설 개발의 목적으로 관심도가 높은 상황이다. 고심도 지하공간의 개발은 암반의 구조적 안정성이 바탕이 되어야 한다. 고심도 지하공간에서는 스폴링이 구조적 안정성에 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 스폴링을 예측하기 위해서 많은 연구자들은 터널 주변에서 발생하는 응력상태, 암반상태 및 암종에 따라 제안하였다. 또한, 현지에서 측정된 결과와 FLAC, EXAMINE, UDEC, Insight 2D, FRACOD 등의 컴퓨터 모델링을 이용하여 스폴링 해석 방법에 대한 검증이 수행되었다. 캐나다 URL(Underground Research Tunnel)에서는 스폴링 현상에 대한 정확한 예측을 위해 CWFS(Cohesion Weakening Frictional Strengthening)모델을 제안하고 이를 비교 분석하였다. CWFS 모델은 스폴링 현상을 예측하는데 신뢰도 높은 방법으로 확인되었다. 본 연구에서는 고심도 암반에서의 스폴링 발생에 대한 사례들을 분석하고 스폴링 발생조건과 CWFS 모델의 예측 결과를 비교하였다. 이를 통해 고심도 조건에서의 광주를 대상으로 스폴링 예측에 대한 적용성을 검토하고자 하였다.


    Globally, the deepening depth in the underground is a situation of the high interest for a purpose of the development of various facilities. The development of deep underground space should be based on the structural stability of rocks. Spalling is known to have an impact on the structural stability degradation in deep underground space. As an attempt to predict spalling, many researchers have proposed predicted conditions in accordance with stress states which occur around the tunnel, rock conditions, and types of rock. In addition, the analysis on spalling method has been verified by using computer modeling such as FLAC, EXAMINE, Insight 2D, UDEC and FRACOD, along with in-situ measurement results. In Canada URL (Underground Research Tunnel), CWFS model (Cohesion Weakening Frictional Strengthening) was used to precisely predict for the state of spalling, comparing spalling modeling. CWFS model has been identified as a reliable method for predicting such phenomena. This study aims to analyze several cases of spalling, and then make a comparison between the conditions for spalling occurrence and the predicted results of model CWFS. With this, it investigates the applicability of prediction of spalling, targeting pillar under deep depth condition.

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    April 2020
  • Technical Notes

    고준위방사성폐기물 심층처분 부지조사를 위한 암반공학적 요소: 국내외 현황 및 사례 조사

    Rock Mechanical Aspects in Site Characterization for HLW Geological Disposal: Current Status and Case Studies

    최승범, 김유홍, 김은경, 천대성

    Seungbeom Choi, You Hong Kihm, Eungyeong Kim, Dae-Sung Cheon

    우리나라는 1978년부터 원자력발전소를 운영해왔으며 그에 따른 고준위방사성폐기물 발생이 누적되고 있다. 이를 안전하게 처분하기 위한 영구 처분시설이 시급한 실정이나 처분 부지를 선정하는 과정에서 ...

    Nuclear power plants have been operated in Korea since 1978, thus the high-level radioactive waste (HLW) produced from the plants has been ...

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    우리나라는 1978년부터 원자력발전소를 운영해왔으며 그에 따른 고준위방사성폐기물 발생이 누적되고 있다. 이를 안전하게 처분하기 위한 영구 처분시설이 시급한 실정이나 처분 부지를 선정하는 과정에서 광범위하고 정밀한 부지조사가 요구되기 때문에 장기간에 걸친 조사가 선행되어야한다. 이러한 부지조사는 단계별로 진행되는 것이 일반적이며 이 과정에서 다학제적 평가가 이루어진다. 본 논문에서는 부지조사 과정에서 요구되는 암반공학적 요소를 중점으로 사례조사를 수행하였다. 단계별로 고려되는 암반공학적 평가요소와 그 적용 사례를 정리하였으며 이 과정에서 수행된 해외 연구 사례를 조사하였다. 동시에 국내 연구현황을 정리하였고 부지조사와 관련된 향후 연구 계획을 간략히 보고하였다. 향후 연구를 통해 부지조사 시 참고할 수 있는 기반자료를 생산하고자 하며 본 논문에서 수집된 사례 역시 활용할 예정이다.


    Nuclear power plants have been operated in Korea since 1978, thus the high-level radioactive waste (HLW) produced from the plants has been accumulated accordingly. Hence, it is urgent to secure a final repository for HLW disposal, however, siting process should be preceded, which usually takes long time, as it requires broad and precise investigation. The investigation is generally carried out in stages, which consists of multidisciplinary approaches. In this study, the case studies mainly pertaining to rock mechanics were conducted. Rock mechanical aspects required in each stage and their applications were investigated and corresponding R&D researches were presented as well. At the same time, current research status in Korea was presented, followed by a brief future research plan with regard to the site investigation. The future research aims to produce fundamental information for siting process, and the compiled cases in this study will be utilized as references in the research.

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    April 2020
  • Original Article

    토립자 유실을 고려한 로지스틱 회귀분석 및 GIS 기반 도시 지반함몰 취약성 평가

    Logistic Regression and GIS based Urban Ground Sink Susceptibility Assessment Considering Soil Particle Loss

    서장원, 류동우, 염병우

    Jangwon Suh, Dong-Woo Ryu, Byoung-Woo Yum

    본 연구에서는 지리정보시스템 환경에서 지하매설물 정보를 이용하여 토립자 유실을 고려한 도시 지반함몰 취약성을 평가하였다. 지하 환경에서 물의 흐름이나 지하수위 변화에 의한 토립자 ...

    This paper presents a logistic regression and GIS based urban ground sink susceptibility assessment using underground facility information considering soil particle loss ...

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    본 연구에서는 지리정보시스템 환경에서 지하매설물 정보를 이용하여 토립자 유실을 고려한 도시 지반함몰 취약성을 평가하였다. 지하 환경에서 물의 흐름이나 지하수위 변화에 의한 토립자 유실은 지하공동의 발생과 확장을 유도하고, 이는 지반함몰 발생에 직접적인 원인이 된다. 토립자 유실은 지하 환경에 따라 그 정도가 달라질 수 있기 때문에 본 연구에서는 지하매설물 2종(상수도 관망, 하수관로)과 지하철 선로 권역별로 지반함몰에 영향을 주는 인자를 각각 4개씩 선정하였다. 로지스틱 회귀분석 기법을 이용하여 지하매설물 및 지하철 선로 권역 별로 지반함몰 이력과 영향인자 간의 상관성을 분석하고 회귀식을 도출하였으며, 이를 토대로 3개의 지반함몰 취약성 지도를 작성하였다. 본 연구 결과는 도시 지반함몰 위험 예・경보 시스템 구축을 위한 지반함몰 고위험지역 및 지반 안전 상시 모니터링 지역 선정 근거에 대한 기초 자료를 제공할 수 있을 것으로 기대한다.


    This paper presents a logistic regression and GIS based urban ground sink susceptibility assessment using underground facility information considering soil particle loss. In the underground environment, the particle loss due to water flow or groundwater level change leads to the occurrence and expansion of cavities, which directly affect the ground sink. Four different contributory factors were selected according to the two underground facility domains (water pipeline area, sewer pipeline area) and subway line area. The logistic regression method was used to analyze the correlation and to derive the regression equation between the ground sink inventory and the contributory factors. Based on these results, three ground sink susceptibility maps were generated. The results obtained from this study are expected to provide basic data on the area susceptible to ground sink and needed to safety monitoring.

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    April 2020
  • Original Article

    한계상태설계법 지반정수 산정을 위한 풍화대 강도특성 측정장치의 개발 및 현장적용에 관한 연구

    Development and Field Application of Apparatus for Determination of Limit State Design Strength Characteristics in Weathered Ground

    김기석, 김종훈, 최성웅

    Ki Seog Kim, Jong Hoon Kim, Sung-oong Choi

    지반구조물에 대한 한계상태설계법의 적용에 있어서 단위중량, 포아송비, 변형계수, 점착력 및 내부마찰각 등은 설계의 정확성 및 신뢰도 향상에 매우 큰 영향을 미치는 지반특성값이다 ...

    Applying the limit state design method to geotechnical structures, accuracy and reliability of its design are mainly affected by parameters for geotechnical ...

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    지반구조물에 대한 한계상태설계법의 적용에 있어서 단위중량, 포아송비, 변형계수, 점착력 및 내부마찰각 등은 설계의 정확성 및 신뢰도 향상에 매우 큰 영향을 미치는 지반특성값이다. 특히 풍화토 및 풍화암 등 풍화대에 지반구조물이 위치하게 될 경우 이들 지반특성값 중에서도 점착력과 내부마찰각이 구조물과 지반의 하중 및 저항계수를 판정하는데 매우 높은 연관성이 있으며 따라서 공내전단시험과 같은 현장시험으로부터 구해지는 이들 지반정수의 정확한 산정은 지반구조물의 최적설계를 좌우하는 중요한 요소이다. 본 연구에서는 국내 38개 시공사례 분석을 통해 이들 지반정수들의 설계적용 사례를 검토, 현장시험의 중요성을 확인하였으며 이를 토대로 ASTM에서 규정하는 모든 표준절차를 반영하는 새로운 풍화대 강도특성 측정장치를 개발하였다. 또한 본 장비의 현장적용을 통해 시험장비 및 시험자의 주관적 오류에 의한 오차발생 가능성을 최소화한 장비의 개선성능을 확인하였으며, 이를 토대로 한계상태설계법의 적용 시 핵심 지반특성값의 정량적 산정을 위한 기틀을 마련하였다.


    Applying the limit state design method to geotechnical structures, accuracy and reliability of its design are mainly affected by parameters for geotechnical site characteristics, such as unit weight, Poisson’s ratio, deformation modulus, cohesion and frictional angle. When the structures are located in weathered ground, especially, cohesion and frictional angle of ground are closely related with decision of parameters for structures’ load and ground’s resistance. Therefore, the accurate determination of these parameters, which are commonly obtained from field measurement, such as borehole shear test, are essential for optimum design of geotechnical structures. The 38 case studies, in this study, have been analyzed for understanding the importance of these parameters in designing the ground structures. From these results, importance of field measurement was also ascertained. With these evaluations, an apparatus for determining the strength characteristics, which are fundamental in limit state design (LSD) method, have been newly developed. This apparatus has an improved function as following the ASTM suggestion. Through the field application of this apparatus, the strong point of minimizing the possibility of error occurrence during the measurement has been verified and authors summarized that the essential parameters for LSD can be qualitatively obtained by this apparatus for determination of strength characteristics of weathered ground.

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    April 2020