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단층파쇄대를 포함한 화강암지역의 여수로 터널 안정성 분석
한공창(Kong-Chang Han),류동우(Dong-Woo Ryu),김선기(Sun-Ki Kim),배기충(Ki-Chung Bae) 한국암반공학회 2008 터널과지하공간 Vol.18 No.1
임하댐 비상여수로 터널 공사가 단층파쇄대가 포함된 화강암지역에 굴착되고 있는데 본 터널이 3련 터널임을 감안하여 터널이격거리, 터널막장간 이격거리를 검토하였으며 단층파쇄대가 여수로 터널의 안정성에 미치는 영향을 검토하였다. 이를 위해 여러 가지 지구물리학적 조사와 암반공학적 현장 실험을 실시하였다. 터널 막장간 이격거리는 최소 25 m 이상을 유지하면서 2터널의 선행 굴착이 적합하리라 판단되며 단층대의 영향을 받는 터널 만곡부의 3차원 수치해석결과 2터널의 천단변위 및 내공변위는 미미하며 숏크리트 최대 휨압축응력, 숏크리트 최대전단응력, 록볼트 최대축력 등을 살펴보면 만곡부 굴착에 따른 응력집중은 미미하여 여수로 터널의 안정성에는 문제가 없는 것으로 판단되었다. The construction of an emergency spillway of Imha Dam is being in progress on the granite region including fault fractured zone. Considering that this tunnel is being excavated in three parallel rows, the pillar width between each tunnel and the face distance between each tunnel face were evaluated. The Influence of the fault fractured zone for the tunnel stability was investigated by numerical modelling in 3D. Various geophysical investigations and rock engineering field tests were carried out for these purposes. It was suitable that the second tunnel would be excavated in advance, maintaining the face distance between each tunnel face of minimum 25 m. The results of numerical modelling showed that the roof displacement and the convergence of the second tunnel were insignificant, and the maximum bending compressive stress, the maximum shear stress of shotcrete and the maximum axial force of rockbolt were also insignificant. Therefore, it was estimated that the stability of the spillway tunnel was ensured.
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한공창(Kong-Chang Han),전양수(Yang-Soo Jeon) 한국암반공학회 2005 터널과지하공간 Vol.15 No.6
본 연구에서는 폐탄광 갱도를 이용한 갱도 전지장의 안정성 평가를 위해서 다양한 조사와 시험을 실시하였다. 이 광산의 일부 갱도는 1999년 폐광 후 관광용의 갱도전시장으로 이용되어지고 있다. 갱도전시장 주 갱도의 규격은 폭이 약 5m에 높이가 3m이며 갱도 연장이 230m이다. 갱도를 구성하고 있는 암반은 흑색 셰일 및 석탄층 그리고 석회암으로 구성되어 있다. 갱도조사결과 갱도는 두 개의 단층과 교차하는 것으로 나타났다. 본 연구에서는 정밀 지질 및 암반조사를 통해 경험적 방법에 의한 안정성평가를 실시하고 보강의 필요성 등을 결정 하였다. 그 결과를 토대로 수치해석을 실시하여 갱도 주변 암반의 전반적인 안정성과 보강(안)의 적절성 여부를 검토하였다. 갱도전시장 내부 주요지점의 RMR값과 Q값은 보통(Fair)과 양호(good)의 등급을 나타내었다. Q 값을 토대로 산정한 각 지점의 보강안은 무지보나 systematic bolting으로 나타났다. 2차원 전산해석결과 전반적으로 갱도전시장의 안정성은 확보된 것으로 판단되나 일부 불안정 블록에 대한 추가 보강이 필요할 것으로 판단된다. A series of geotechnical surveys and in-situ tests were carried out to evaluate the stability of underground mine cave in an abandoned coal mine. After the closure of the mine, the underground mine drifts have been utilized for a tourist route since 1999. The dimension of the main cave is 5m width, 3m height and 230m length. The surrounding rock mass of the cave is consist of black shale, coal and limestone. Also, the main cave is intersected by two fault zone. Detailed field investigations including Rock Mass Rating(RMR), Geological Strength Index(GSI) and Q classification were performed to evaluate the stability of the main cave and to examine the necessity of reinforcement. Based on the results of rock mass classification and numerical analysis, suitable support design was recommended for the main cave. RMR and Q values of the rock masses were classified in the range of fair to good. According to the support categories proposed by Grimstad & Barton(I993), these classes fall in the reinforcement category of the Type 3 to Type I. A Type 3 reinforcement category signifies systematic bolting and no support is necessary for the Type 1 case. From the result of numerical analysis, it was inferred that additional support on the several unstable blocks is required to ensure stability of the cave.
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한공창(Kong-chang Han),천대성(Dae-sung Cheon),류동우(Dong-woo Ryu),박삼규(Sam-gyu Park) 한국암반공학회 2007 터널과지하공간 Vol.17 No.1
석회암 용식지역 상부에 위치한 주거지역에 대하여 지반침하 안정성을 분석하였다. 석회암지역에 분포한 공동을 조사하기 위하여 전기비저항 토모그래피, 전자탐사를 실시하였으며 지반특성을 규명하기 위하여 시추조사를 포함한 지반공학적인 조사를 실시하였다. 조사 결과를 바탕으로 공동의 형상과 지하수 조건에 대하여 지반침하 분석 및 예측을 위한 수치해석을 실시하였다. 지반침하를 일으키는 주요인은 지하수위의 하강으로 예측되었는데 이는 표토 하부의 지하수위가 감소함으로써 지반의 역학적 평형상태가 교란되고 공동이나 지표면의 침하가 발생해 표토 토양층이 유실되기 때문이다. 석회암 용식지역에서의 지반침하를 방지하기 위하여서는 천부 공동 상부의 지하수위를 지속적으로 유지시키는 것이 필수불가결한 것으로 보인다. The analysis of ground subsidence stability was conducted for the residential area located on the limestone corrosion zone. For the investigation of the cavity distribution in limestone region, various geophysical investigations such as electroresistivity tomography, electromagnetic prospecting are carried out. Geotechnical field tests with drilling are also carried out for the evaluation of the ground characteristics. Based upon their results, numerical modeling is performed for the simulation and prediction of the ground subsidence with the conditions of cavity geometry and groundwater level. The main factor to cause the ground subsidence is estimated as the draw down of the groundwater level below soil overburden, which disturbs the mechanical equilibrium of ground and drives washing away the overburden soil through the cavity and surface subsidence. It seemed that it is essential to maintain the groundwater level continuously above the shallow cavity for the prevention of the ground subsidence on the limestone corrosion zone.
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화강풍화암 및 풍화토층 지역 깍기 비탈면의 안정성 검토 사례 연구
한공창(Kong-Chang Han),류동우(Dong-Woo Ryu),천대성(Dae-Sung Cheon),홍은수(Eun-Soo Hong) 한국암반공학회 2008 터널과지하공간 Vol.18 No.4
화강풍화암 및 풍화토층 깍기 비탈면의 붕괴 원인 분석을 위해 수행한 안정성 검토 사례를 통해 화강암을 모암으로 하는 지역에 폭넓게 분포하는 화강풍화암 및 풍화토 깍기 비탈면 설계 시 유념해야 할 사항들을 살펴보았다. 지질 및 지반 조사를 통한 지반특성 파악하였으며 한계평형해석 및 수치해석을 통한 안전율 검토, 강우 및 파괴 이력 비교 분석 등 일련의 과정을 비탈면 안정성 검토를 위해 수행하였다. 대상 지역 깍기 비탈면의 안정성 검토 결과로서 비탈면의 붕괴 원인은 주로 집중 강우 시 지반조건상 연약한 상부 지반에서의 전단강도 감소에 기인함을 알 수 있었다.또한,지하수 유입 경로와도 밀접한 관련이 있는 것으로 분석되었으며,이를 기초로 비탈면의 안정화를 위한 대책공을 제시하였다. Based on the case study on the causes for the failure of cutting slope composed of weathered rock and soil, the factors influencing the design of a cutting slope have been examined. This type of rock and soil is widely distributed on the region whose parent rock is granite. To analyze the stability of the cutting slope, the following series of progress has been conducted: (1) ground characterization by geological survey and ground investigation, (2) the safety factor examination by limit equilibrium analysis and numerical analysis and (3) the comparison and analysis of rainfall and failure history. As a result, the main factors to cause the failure is determined to be the decrease of shear strength in the upper parts whose ground condition is weakened during localized heavy rain. Moreover, the analysis indicates the failure is also closely related to the groundwater inflow path. On the base of this investigation, a reinforcement method is proposed to ensure the stability of the cutting slope.
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송원경,정소걸,한공창,Song, Won-Kyong,Chung, So-Keul,Han, Kong-Chang 한국터널지하공간학회 2002 터널기술 Vol.4 No.2
본 연구는 석탄광 주변에 건설되는 터널이 채굴공동의 붕락으로 인한 지반침하에 의한 영향을 조사할 목적으로 수행되었다. 채굴적이 표시된 도면이 존재하지 않기 때문에 탄광이 보유하고 있는 갱내도와 함께 지층구조, 탄층의 부존상황을 종합적으로 판단하여 그 위치와 규모를 추정하였다. 또한 정밀 지표지질조사와 지표 전기비저항탐사를 통하여 지층구조 및 암반상태를 파악하였다. 이러한 조사 자료를 바탕으로 터널단면에 따른 지반구조를 구성하였으며 이들 단면에 대한 2차원 수치해석을 실시하여 채굴공동이 터널에 미치는 영향을 분석하였다. This research has been conducted to investigate the influence of mined cavities on a tunnel to be constructed around a coal mine. The location and dimension of cavities were supposed by analysing synthetically geological structures and condition of coal beds as well as gangway map since there does not exist any map describing mined cavities. Detailed geological and geophygical survey have also been carried out for the purpose of understanding the geological structure and rock mass conditions. The two dimensional numerical analysis with FLAC has been performed on the geological sections reconstituted from the obtained information and the affects of mined cavities on the tunnel have been assessed.
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