• Research Article

    A Study on Setup for Preliminary Decision Criterion of Continuum Rock Mass Slope with Fair to Good Rating

    양호한 연속체 암반사면의 예비 판정기준 설정 연구

    Hyung-Min Kim, Su-gon Lee, Byok-Kyu Lee, Jae-Gyung Woo

    김형민, 이수곤, 이벽규, 우재경

    It can be observed that steep slopes (65° to 80°) consist of rock masses were kept stable for a long time. In ...

    암반으로 구성되어 있는 급경사(65~80°) 암반사면들이 장기간 안정한 상태로 유지되고 있는 것을 관찰할 수 있다. 이와 유사한 지반상태로 이루어진 굴착 암반사면에서 ...

    + READ MORE
    It can be observed that steep slopes (65° to 80°) consist of rock masses were kept stable for a long time. In rock-mass slopes with similar ground condition, steeper slopes than 1 : 0.5 (63°) may be applied if the discontinuities of rock-mass slope are distributed in a direction favorable to the stability of the slope. In making a decision the angle of the slope, if the preliminary rock mass conditions applicable to steep slope are quantitatively setup, they may be used as guidance in design practice. In this study, the above rock mass was defined as a good continuum rock mass and the quantitative setup criterion range was proposed using RMR, SMR and GSI classifications for the purpose of providing engineering standard for good continuum rock mass conditions. The methods of study are as follows. The stable slope at steep slopes (65° to 80°) for each rock type was selected as the study area, and RMR, SMR and GSI were classified to reflect the face mapping results. The results were reviewed by applying the calculated shear strength to the stable analysis of the current state of rock mass slope using the Hoek-Brown failure criterion. It is intended to verify the validity of the preliminary criterion as a rock mass condition that remains stable on a steep slope. Based on the analysis and review by the above research method, it was analyzed that a good continuum rock mass slope can be set to Basic RMR ≥ 50 (45 in sedimentary rock), GSI and SMR ≥ 45. The safety factor of the LEM is between Fs = 14.08 and 67.50 (average 32.9), and the displacement of the FEM is 0.13 to 0.64 mm (average 0.27 mm). This can be seen as a result of quantitative representation and verification of the stability of a good continuum rock mass slope that has been maintained stable for a long period of time with steep slopes (65° to 80°). The setup guideline for a good continuum rock mass slope will be able to establish a more detailed setup standard when the data are accumulated, and it is also a further study project. If stable even on steep slopes of 1 : 0.1 to 0.3, the upper limit of steep slopes is 1 : 0.3 with reference to the overseas design standards and report, thus giving the benefit of ensuring economic and eco-friendlyness. Also, the development of excavation technology and plantation technology and various eco-friendly slope design techniques will help overcome psychological anxiety and rapid weathering and relaxation due to steep slope construction.


    암반으로 구성되어 있는 급경사(65~80°) 암반사면들이 장기간 안정한 상태로 유지되고 있는 것을 관찰할 수 있다. 이와 유사한 지반상태로 이루어진 굴착 암반사면에서 불연속구조가 비탈면의 안정성에 유리한 방향으로 분포하고 있는 경우에는 발파암 경사기준인 1 : 0.5 (63°)보다 급한 경사를 적용할 수 있을 것이다. 비탈면 설계기준의 경사 결정 과정에서 급경사로 적용할 수 있는 예비 암반조건이 정량적으로 설정되어 있으면 설계 실무측면에서 지침으로 활용할 수 있을 것이다. 이 연구에서는 상기 암반을 양호한 연속체 암반으로 정의하고, 양호한 연속체 암반조건에 대해 공학적인 준거를 제공할 목적으로 범용적인 RMR, SMR, GSI 분류를 활용하여 정량적인 설정기준 범위를 제안하고자 하였다. 연구방법으로는 다음과 같다. 암석종류별로 급경사(65~80°)에서 안정한 비탈면을 연구 대상으로 선정하고, Face mapping 결과를 반영하여 RMR과 SMR 및 GSI 분류하였다. Hoek-Brown 파괴기준을 활용하여 산정된 강도정수를 현 상태의 암반사면 안정해석에 적용하여 나타난 결과를 검토하였다. 급경사로 안정하게 유지되는 지반조건으로서 예비기준의 타당성을 검증하기 위한 것이다. 상기 연구방법으로 분석 ‧ 검토한 결과, 양호한 연속체 암반비탈면은 Basic RMR ≥ 50 (퇴적암에서는 45), GSI ‧ SMR ≥ 45로 설정할 수 있을 것으로 분석되었다. 한계평형해석의 안전율은 Fs = 14.08~67.50 (평균 32.9)이고, 유한요소해석의 변위는 0.13~0.64 mm (평균 0.27 mm)이다. 이는 급경사(65~80°)로 오랜 기간 동안 안정하게 유지되고 있는 양호한 연속체 암반사면의 안정성을 정량적으로 표현하고 확인하는 결과로 볼 수 있다. 양호한 연속체 암반사면에 대한 암반기준 설정범위는 자료가 축적되면 좀 더 세부적인 설정기준을 확립할 수 있을 것이고 추후 연구과제이기도 하다. 1 : 0.1~0.3의 급경사에서도 안정할 경우에, 해외 설계기준 및 사례를 참고하여 급경사의 상한 기준을 1 : 0.3으로 설계하면 경제성과 친환경성을 확보하는 이점이 있게 된다. 또한 굴착기술과 식생기술 발달 및 다양한 친환경적 사면 설계기법으로 급경사에 따른 심리적 불안감과 급격한 지반이완을 극복할 수 있을 것이다.

    - COLLAPSE
    June 2019
  • Research Article

    A Study on the Rainfall Infiltration Capacity of Soil (A Study on the Mid-Mountain Area of Jeju Island)

    강우의 토양 침투 투수성 연구(제주도 중산간 지역을 중심으로)

    Byeong Chu Jeon, Su Gon Lee, Sung Soo Kim, Ki Su Kim, Nam Ju Kim

    전병추, 이수곤, 김성수, 김기수, 김남주

    Rainfall infiltration through the unsaturated zone is influenced by a range of factors including topography, geology, soil, rainfall intensity, temperature and vegetation ...

    강수가 불포화대를 통해 침투하는데 관여되는 요소는 지형, 지질, 토성, 강우강도, 기온, 식생 등의 영향을 복합적으로 받으므로 실제 발생하는 침투현상은 시 ‧ 공간적으로 큰 ...

    + READ MORE
    Rainfall infiltration through the unsaturated zone is influenced by a range of factors including topography, geology, soil, rainfall intensity, temperature and vegetation; the actual infiltration varies largely in time and space. The infiltration capacity of soil is a critical factor in identifying groundwater recharge and leakage of surface water. It may differ depending on soil types and geological features of a particular basin or territory as well as on the usage of the land. This study was conducted in forest and farmland region of the mid-mountain area (EL. 50~300 m) of Jeju Island to test soil infiltration capacity of the area where rainfall contributes to groundwater. Results were analyzed using the four soil group classification methods presented by Jeong et al. (1995) and NAS (2007) to discover that the method offered by NAS (2007) is more reliable in the mid-mountain area of Jeju Island. The study compares and reviews the existing classification methods using the results of infiltration capacity tests executed on different soil groups throughout the whole region of the Jeju mid-mountain area. It is expected that this work will serve as a guideline for evaluating surface water recharge and hydraulic characteristics of Jeju Island.


    강수가 불포화대를 통해 침투하는데 관여되는 요소는 지형, 지질, 토성, 강우강도, 기온, 식생 등의 영향을 복합적으로 받으므로 실제 발생하는 침투현상은 시 ‧ 공간적으로 큰 차이를 보인다. 토양의 침투능력은 지하수의 함양량 및 지표수의 이동 유출을 파악하는데 중요한 인자이고, 특정 유역 또는 지역에 따른 토성과 지질의 유형 및 토지이용형태에 따라 침투능이 다르게 나타난다. 본 연구에서는 제주도 중산간 지역인 EL. 50~300 m 임야 및 농경지를 대상으로 강우가 토양을 통해 지하수로 함양되는 중산간 지역에서 토양침투시험을 실시하였으며, 분석결과를 이용하여 Jeong et al.(1995) 및 NAS(2007)가 제시한 4개의 토양군에 따른 투수성을 분석한 결과 NAS(2007) 분류법이 제주도 중산간 지역에서는 신뢰성이 높은 것으로 분석되었다. 본 연구에서 제주도 중산간 전 지역에 대한 토양별 침투실험을 실시하여 기존의 분류 방법과 비교, 검토함으로서, 향후 제주도의 지표 함양량 평가, 수리특성 평가 시 참고 지침이 될 것으로 기대한다.

    - COLLAPSE
    June 2019
  • Research Article

    Evaluation of Groundwater Level Decline and Water Quality Due to Tunnel Excavation

    터널굴착으로 인한 지하수위 저하 및 수질영향 평가

    Min Gyu Kim, Minsoo Kim, Gyocheol Jeong, Jeongwoo Lee, Il-Moon Chung

    김민규, 김민수, 정교철, 이정우, 정일문

    In this study, the flow analysis to evaluate the extent of groundwater decline and the effect of the small valleys caused by ...

    본 연구에서는 도로터널 건설시 감소하는 지하수위 저하의 범위와 이로 인한 인근 계곡 소하천의 영향을 평가하기 위한 유동해석 및 터널공사 시 오탁수 배출에 ...

    + READ MORE
    In this study, the flow analysis to evaluate the extent of groundwater decline and the effect of the small valleys caused by the decrease of groundwater level in the construction of road tunnel, and the pollutant movement analysis to evaluate pollution of nearby water source by pollutant discharge during tunnel construction, respectively. The decrease of the groundwater during the 30 month tunnel excavation period was maximum 27 m and it was found to be the largest within 50 m from the tunnel center. The flow of groundwater is shown in the form of flowing into the tunnels and the effects of groundwater level decline were observed up to a tunnel radius of 200 m. As a result of the numerical modeling of the contaminant transport to examine the influence of the polluted water discharge from the tunnel, the range of the turbid water generated at the end of the tunnel is up to 120 m and it is estimated that the risk of contamination of the small river is not large.


    본 연구에서는 도로터널 건설시 감소하는 지하수위 저하의 범위와 이로 인한 인근 계곡 소하천의 영향을 평가하기 위한 유동해석 및 터널공사 시 오탁수 배출에 의한 인근 수원의 오염여부를 평가하기 위한 오염물 이동 해석을 수행하였다. 터널굴착 공기인 30개월 동안 하강하는 지하수의 저하량은 최대 27 m로 나타났고 터널중심에서 50 m 이내에서 가장 큰 것으로 확인되었다. 또한 이로 인한 지하수의 유동이 터널 내로 유입되는 형상으로 보여주고 있으며 터널반경 200 m까지는 적지만 수위저하의 영향이 나타났다. 터널에서 배출되는 오탁수 배출의 영향을 검토하기 위한 오염물 이동 수치모델링 결과 터널종단부에서 발생하는 탁수의 거동범위는 최대 120 m내외이며 이로 인한 소하천의 오염 위험은 크지 않을 것으로 평가되었다.

    - COLLAPSE
    June 2019
  • Research Article

    A Study on the Effect of Collector Well on the Landcreep Slope

    땅밀림 비탈면내 집수정 설치 효과 연구

    Byeong Chu Jeon, Su Gon Lee

    전병추, 이수곤

    This study examines the effect of collector well installed to reduce groundwater level in the regions with the occurrence of landcreep, a ...

    본 연구는 비탈면의 불안정으로 인한 붕괴현상인 땅밀림 붕괴가 발생하는 지역에 지하수위 하강을 위한 집수정의 설치 효과를 평가하기 위해서 수행되었다. 비탈면은 지형, 지질적인 ...

    + READ MORE
    This study examines the effect of collector well installed to reduce groundwater level in the regions with the occurrence of landcreep, a soil mass movement triggered by instability on slopes. Slopes are prone to failure as a result of instability caused by its internal, topographic and geological properties as well as due to external factors such as rainfall and earthquake. In Korea during the rain season, rainfall infiltration affects the groundwater level in soil, building up porewater pressure and load, and finally drives slopes to collapse. Slope failure caused by rainfall infiltration has been leading to a drastic forest degradation. The studied slope is located adjacent to a valley, its terrain corresponds to piedmont gentle slope, while the upper part of the failure surface is steep. After reinforcing the terrain where landcreep had occurred and installing collector well on the slope, we measured the changes in the groundwater level. In order to analyze the relationship between the well and the slope, we calculated the ratio of groundwater level to rainfall before and after the installation of the collector well. As a result, it is confirmed that the ratio increases after the installation of the well, which in turn reduces the groundwater level. Analysis of the change in groundwater level after 3, 7, 15 days antecedent rainfall showed that the higher the overall groundwater level, the less the value (rp) of groundwater level-rainfall ratio is, while the value becomes relatively greater when the groundwater level is low. In particular, if a slope has a large catchment basin as is in the case of the studied site, antecedent rainfall affects groundwater level in the order of 3 < 7 < 15 days.


    본 연구는 비탈면의 불안정으로 인한 붕괴현상인 땅밀림 붕괴가 발생하는 지역에 지하수위 하강을 위한 집수정의 설치 효과를 평가하기 위해서 수행되었다. 비탈면은 지형, 지질적인 내적 특성과 강우와 지진 등 외적 요인의 불안정성이 증가하는 경우 붕괴현상이 유발된다. 우리나라는 우기의 강우 침투에 의하여 토층 내 지하수위가 증가하고, 이로 인한 간극수압의 형성 및 하중 증가로 인하여 붕괴현상이 발생된다. 토양 내 강우침투로 인한 비탈면의 붕괴로 산림훼손이 급증하고 있는 현실이다. 연구대상 비탈면은 계곡과 인접하여 위치하고 지형 형태상으로는 완경사지의 산록완경사면에 해당하고, 붕괴면 상부는 급경사지를 이루고 있다. 땅밀림이 발생되는 지형에 보강공사와 더불어 비탈면에 집수정 설치로 인한 지하 수위 변화를 계측하였다. 계측자료를 통하여 집수정이 비탈면에 미치는 연관성을 분석하고자 집수정 설치 전 ‧ 후의 지하수위-강우량 비를 산출하였으며, 분석 결과 집수정 설치로 지하수위-강우량 비가 증가하여 지하수위를 저하시키는 영향이 있음을 확인하였다. 선행강우량을 3일, 7일, 15일 기준으로 강우량에 따른 지하수위 변화를 분석한 결과, 전체적으로 지하수위가 높으면 지하수위-강우량 비 rp가 작게 나타났으며 지하수위가 낮아지면 상대적으로 큰 값을 보였다. 또한 본 연구지역과 같이 집수유역이 큰 비탈면의 경우는 선행강우량이 지하수에 미치는 영향이 3일 < 7일 < 15일 선행강우량 순으로 나타났다.

    - COLLAPSE
    June 2019
  • Research Article

    Time-lapse Geophysical Survey Analysis for Field-scale Test bed of Excavation Construction

    실규모 굴착 시험장에서의 시간경과 물리탐사 자료 분석

    Dong Keun Shin, Seo Young Song, Bitnarae Kim, Huieun Yoo, Jung Seck Ki,Myung Jin Nam

    신동근, 송서영, 김빛나래, 유희은, 기정석, 남명진

    Geophysical exploration techniques are effective for monitoring changes in the ground condition around the excavation project to prevent subsidence risks during excavation ...

    굴착공사 중 발생할 수 있는 지반함몰 사고를 방지하기 위해 굴착공사 주변 지층변화를 분석하고 모니터링하는 탐사기법과 기술이 필요함에 따라 다양한 탐사기술들을 적용, 보완함으로써 ...

    + READ MORE
    Geophysical exploration techniques are effective for monitoring changes in the ground condition around the excavation project to prevent subsidence risks during excavation work, therefore, improving analysis techniques is required for applying and supplementing various geophysical exploration technologies. In this study, a field-scale on-site test was conducted to detect possible ground subsidence hazards and areas of relaxation zone that may occur during excavation work and due to underground water level changes. In order to carry out the field test, a real-scale excavation test bed was constructed and the geophysical exploration methods, such as electrical resistivity survey and multi-channel analysis of surface wave (MASW) survey for urban sites condition, have researched for optimal geophysical exploration parameter, design and correlation analysis between the results by reviewing the validity of each individual geophysical exploration and modeling. The results of this study showed the impact of each geophysical exploration on the relaxation zone and, in particular, the location of the underground water surface and the effects of excavation were identified using electrical resistivity survey. Further research on modeling will be required, taking into account the effects of excavation and groundwater.


    굴착공사 중 발생할 수 있는 지반함몰 사고를 방지하기 위해 굴착공사 주변 지층변화를 분석하고 모니터링하는 탐사기법과 기술이 필요함에 따라 다양한 탐사기술들을 적용, 보완함으로써 해석 기법을 향상시키는 것이 요구된다. 이 연구에서는 굴착공사 중 발생할 수 있는 지반침하 위험요소와 굴착, 지하수 등에 의한 이완영역을 탐지하기 위한 실규모 현장 실험을 실시하였다. 현장 실험을 수행하기 위해 실규모 굴착현장 테스트베드를 구축하고, 도심지 현장을 고려한 탐사법 중 전기비저항 탐사, 다중채널분석표면파탐사를 활용, 각 개별탐사의 적용 유효성 검토 및 모델링을 이용한 최적 탐사변수 도출과 설계, 탐사결과의 상호연관성을 비교 해석하였다. 이 연구 결과, 각 탐사별로 이완영역에 대한 영향을 확인할 수 있었으며, 특히 전기비저항탐사를 이용해 지하수면 위치를 확인하고 굴착에 대한 영향 파악할 수 있었다. 추후 지하수의 영향을 고려한, 즉 굴착면을 고려한 모델링에 대해 추가 연구가 필요할 것으로 보인다.

    - COLLAPSE
    June 2019
  • Research Article

    Seismic Weathering Correction Using IRS Approach: A Test to the Synthetic Data of Cheongju Granitic Bodies

    IRS(간섭 굴절보정)를 이용한 탄성파 풍화대 보정: 청주 화강암체에 대한 적용

    Yu-Gyeong Kang, Jin-Hyeon Sa, Ji-Soo Kim, Jong-Woo Kim

    강유경, 사진현, 김지수, 김종우

    Rapid variations in the geometry (i.e., thickness) of the refractor and low velocities affect greatly the imaging of the reflectors of ...

    풍화대의 기하학적인 변화(두께 등)와 낮은 속도는 육상 탄성파 자료의 반사면 이미징에 큰 영향을 끼친다. 풍화대 모델을 얻기 위한 일반적인 방법은 ...

    + READ MORE
    Rapid variations in the geometry (i.e., thickness) of the refractor and low velocities affect greatly the imaging of the reflectors of land seismic data. Conventional solutions to obtain the weathering models utilizes first break picking method, which requires time consuming steps and causes the human error in picking the first arrivals. A new interferometric approach (interferometric refraction statics, IRS) which utilizes the first arrival signal (S/N enhanced by refraction convolution stack) instead of first break picking, is tested in this study to the synthetic data from the velocity structure provided by surface geophysics (refraction, MASW) and borehole geophysics (tomography, SPS logging) for the Cheongju granitic bodies. The results of IRS approach are found to be better than the ones from conventional first break picking in terms of continuities and horizontal resolution of the reflectors. The unresolved long-wavelength statics in brute stack are much removed by IRS weathering correction and the overlying refractors (the base of shallow weathering zone) are incidentally delineated in the refraction convolution stack.


    풍화대의 기하학적인 변화(두께 등)와 낮은 속도는 육상 탄성파 자료의 반사면 이미징에 큰 영향을 끼친다. 풍화대 모델을 얻기 위한 일반적인 방법은 초동 시간을 이용하는데, 이것은 수작업으로 진행되어 정확한 초동 발췌가 어렵고 그 과정에서 많은 시간이 요구되는 문제점들이 있어왔다. 초동시간 대신 굴절 곱말기 겹쌓기로 신호대잡음비가 향상된 초동신호를 이용하는 새로운 기법인 간섭 굴절보정(IRS)이 본 연구에서 시도되었다. 이 기법의 적용성 검토를 위해 지표탐사(굴절법, 여러채널 표면파 탐사)와 시추공탐사(토모그래피, SPS 검층) 자료에서 해석된 속도 구조를 토대로 만든 모델 자료를 이용하였다. 곱말기 겹쌓기로 향상된 초동신호를 이용하는 IRS 기법은 초동시간 발췌에 비해 겹쌓기 단면에 나타나는 장파장 성분을 대부분 제거하여 반사면의 연속성 및 수평 분해능을 향상시켰고 굴절곱말기 겹쌓기 연산과정에서 그 상부의 굴절면(천부 풍화대의 기저면)이 그려지는 효과가 있었다.

    - COLLAPSE
    June 2019
  • Research Article

    Characteristics of Water Contamination and Precipitates of Acid Mine Drainage, Bongyang Abandoned Coal Mine, Danyang, Chungbuk Province with Emphasis on Fe and Al behaviors

    충북 단양 봉양폐탄광 산성광산배수의 수질오염과 침전물의 특성: 철, 알루미늄의 거동을 중심으로

    Chang Oh Choo, Jin Kook Lee

    추창오, 이진국

    We investigated acid mine drainage (AMD) of Bongyang abandoned coal mine, Danyang, Chungbuk Province with emphasis on geochemical contaminants in AMD and ...

    충청북도 단양 월악산국립공원 상류지역의 봉양폐탄광으로부터 발생하는 산성광산배수의 오염 특징과 침전물의 특성을 수질화학분석, XRD, 주사전자현미경(SEM), 적외선분광분석(IR), 핵자기공명분석(27Al NMR)을 이용하여 ...

    + READ MORE
    We investigated acid mine drainage (AMD) of Bongyang abandoned coal mine, Danyang, Chungbuk Province with emphasis on geochemical contaminants in AMD and precipitates using chemical analyses, XRD, SEM, IR, and 27Al NMR. Water chemistry changes with pH and oversaturation of chemical species. According to calculation of saturation index, the AMD is saturated with various Fe, Al minerals. Orange or orcher precipitates are composed of schwertmannite and goethite, associated with Leptothrix orchracea bacteria, whereas whitish precipitates are composed mostly of alumimous minerals such as basaluminite with poor crystallinity. The whitish precipitates include trace Al13-Tridecamer. It is important to control the precipitation and solubility of aluminous species for ensuring remediation and control for the AMD discharged from the Bongyang abandoned coal mine.


    충청북도 단양 월악산국립공원 상류지역의 봉양폐탄광으로부터 발생하는 산성광산배수의 오염 특징과 침전물의 특성을 수질화학분석, XRD, 주사전자현미경(SEM), 적외선분광분석(IR), 핵자기공명분석(27Al NMR)을 이용하여 연구하였다. 수질은 pH와 용존이온의 침전에 따라서 변화하며, 포화지수 계산 결과 철, 알루미늄 광물종이 다수 과포화되어 있다. 오렌지색 침전물은 슈베르트마나이트와 침철석으로 구성되며, Leptothrix orchracea 박테리아가 생장한다. 백색 내지 회백색의 침전물은 대부분 독성이 강한 알루미늄 계열이 주를 이루는데, 배스알루미나이트는 결정도가 매우 낮다. 이 백색질 알루미늄광물에서는 소량의 Al-중합체 Al13-Tridecamer가 확인된다. 봉양폐탄광의 산성광산배수를 저감, 제어하기 위해서는 무엇보다 함알루미늄 광물의 침전과 용해도를 조절하는 것이 중요하다.

    - COLLAPSE
    June 2019