Characterization of Complete Radial Displacement of Tunnel Using a Horizontal Inclinometer

Chung, So-Keul,Ryu, Dong-Woo,Jang, Won-Il,Yang, Hyung-Sik 한국암반공학회 2010 Geosystem engineering Vol.13 No.2

Measuring the displacement of a tunnel is prerequisite in evaluating the stability, which also makes it possible to understand the geological condition ahead of the tunnel face. In fact, the displacement of a tunnel occurs before, during and after the excavation. Generally, the measurement is undertaken only behind the face, which allows a certain amount of displacement, the so-called 're-measurement-displacement' The measured displacement is only a part of the total radial displacement. Therefore, the pre-measurement-displacement should be determined in order to characterize the complete radial displacement of the tunnel. A horizontal inclinometer was used to measure the degree of settlement ahead of the tunnel face at the study site, which was relatively easy to install from the other portal of the tunnel. The results from the measurement of the settlement ahead of the face enabled a complete radial displacement curve to be constructed using a nonlinear regression analysis. It was found that the crown displacement of the tunnel at the study site started to occur at a distance equivalent to three times of the tunnel diameter ahead of the tunnel face. Taking into consideration the complete displacement characteristics, the possible settlement could be about 40% of the total displacement of the tunnel. Based on the complete radial displacement, it was possible to determine the appropriate support characteristics and the time of installation.

Challenges in Rock Mechanics: In the retrospect of the past quarter century

So-Keul Chung 한국암반공학회 2006 한국암반공학회 학술대회 및 세미나 자료집 Vol.- No.-

The focus of rock related research in Korea is seen as application oriented in the last 25 years, resulting from the growing demand of infrastructure and underground space. The future may see more sophisticated techniques such as advanced joint and fracture modelling, discontinuum analysis, accurate monitoring techniques and efficient rock supporting to cope up with this continuing demand. New challenging issues are expected to appear for various problems related to subsurface storage of LNG(liquefied natural gas), high level radioactive repositories, subsurface sequestration of C02, etc. Rock mechanics discipline shall be oriented toward ensuring health of the infrastructures and safeguarding the environment.

Stability of a Tunnel Running Above an Abandoned Coal Mine Area

( So Keul Chung ),( Won Kyong Song ) 대한지질공학회 2007 국제학술발표회 논문집 Vol.2007 No.-

방사성 폐기물 지층 처분장과 암반의 역학적 특성 변화

정소걸(So-Keul CHUNG),신중호(Joong-Ho SYNN) 한국암반공학회 2008 터널과지하공간 Vol.18 No.3

지하 500 m의 처분장 주위 암반이 수 십 만년 이상 장기적으로 지압과 열하중을 받음으로 인해 발생되는 역학적-열적-수리적-화학적 특성변화에 대한 프랑스의 연구 결과를 분석하고 우리나라의 방사성 폐기물 처분에 관련된 연구 방향 설정과 부지확보 등 기초자료를 도출하고자 하였다. 우리나라에서 방사성 폐기물 관련 사업을 수행함에 있어 선택의 폭을 넓히기 위해서는 첫째,처분심도를 비롯한 처분 대상 지질매체(화성암 및 퇴적암)의 결정을 위한 데이터베이스의 구축이 시급하며, 특히 처분장 건설시에 갱도 혹은 처분 셀 주위에 발생되었던 파쇄 균열이 처분장을 장기간 운영하는 과정에서 치료되는 특성에 대한 규명이 필요할 것이다.둘째,장기적 EDZ 거동 변화에 대한 검증이 필요하며 처분 개념의 가역성(reversibility)에 대한 검토도 이루어져야 할 것으로 판단된다.셋째,한국형 방사성 폐기물 지층처분에 관한 타당성 검토와 개념설계를 바탕으로 구축된 지하실험실을 이용하여 처분장 설계 개념을 검증하는 연구 개발이 시급한 것으로 판단된다. Thermo-hydro-chemico-mechanical evolution of the radioactive waste repository and surrounding geological media is one of the key issues for the radioactive waste disposal. This article describes not only the basic context for the site selection but also a reasonable strategy for the repository related research based on the results of the French repository project carried out by ANDRA (National radioactive waste management agency). To have some alternatives for the determination of a preferable depth and geological media, it would be recommendable to establish a database system. The curing process of the fractures or microfissures in the EDZ (Excavation Disturbed Zone) during operation time has to be examined considering the evolution of the EDZ and the reversibility of the repository. It is prerequisite to carry out a feasibility study and to validate the design concept and design parameters in a properly constructed underground research laboratory (URL) in Korea.

심부 급경사 연약층의 채굴 진행에 따른 주변 암반 거동의 탄소성 해석 및 현장계측

정소걸(So-Keul Chung),신중호(J oong-Ho Synn) 한국암반공학회 2004 터널과지하공간 Vol.14 No.4

연약층과 견고한 암반층이 습곡형태로 혼재된 지질조건의 지하 심부 채굴 현장을 대상으로, 심부 급경사 연약층의 단계적 굴착 진행에 따른 갱도 및 주변 암반의 거동 양상을 전산해석과 현장계측을 통하여 비교 분석하였다. 전산해석에서는 Hoek & Brown의 경험적 파괴기준 및 변형률연화모델을 적용한 탄소성 해석 기법을 이용하였다. 현장계측에서는 유압캡슐, 지중변위계, 내공변위계를 갱도 및 주변 암반에 설치하여 응력과 변위를 계측하였다. 경험적 파괴조건 및 변형률연화모델을 이용한 탄소성 해석은, 현장 지질조건 및 채굴과정의 복잡함에도 불구하고 현장계측결과와 유사한 양상을 보여주어 타당성을 검증할 수 있었다. 이러한 전산해석 및 현장계측의 비교를 통해 지하 굴착 갱도의 변형 거동 과정을 예측하고 이후의 굴착 및 지보보강 설계의 지침을 제공할 수 있을 것이다. For the deep underground excavation site with the geological complexity of soft seam and hard rock, the numerical analysis and in-situ measurement on the behaviors of roadway and surrounding rock according to stepwise excavation of the steep soft seam are carried out. The strata behavior is modeled using elasto-plastic FEM considering the empirical failure criteria of Hoek & Brown and the strain-softening model. Hydraulic pressure capsule, MPBX and tape extensometer are installed around the roadway for the in-situ measurement of rock stress and deformation. Despite the complexity of geology and excavation procedure, the elasto-plastic analysis considering the empirical failure criteria of Hoek & Brown and the strain-softening model shows good agreement with the in-situ measurement. Comparison of numerical modeling with in-situ measurement enables to predict the behaviors of the roadway and to obtain design parameters for the excavation and support at depth.

압출 암반내 굴착된 터널의 안정성해석

정소걸(So-Keul Chung) 한국암반공학회 2003 터널과지하공간 Vol.13 No.4

인도네시아 Pasir 탄전에서의 노천채탄장 사면의 안정성해석

정소걸(So-Keul Chung),선우춘(Choon Sunwoo),한공창(Kong-Chang Han),신희순(Hee-Soon Shin),박연준(Yeon-jun Park) 한국암반공학회 2000 한국암반공학회 학술대회 및 세미나 자료집 Vol.- No.-

암반동굴식 지하 LNG 저장 시스템 설계를 위한 기화율의 산정

정소걸(So-Keul Chung),박의섭(Eui-Seob Park),이희석(Hee-Suk Lee),정우철(Woo-Cheol Jeong) 한국암반공학회 2007 터널과지하공간 Vol.17 No.1

기존의 단열 시스템, 지하동굴 건설기술과 새로운 동결링 방벽기술을 결합하여 암반동굴식 지하 LNG 저장시스템이 개발되었다. 이 저장시스템의 기술적 적합성은 파일럿 동굴 실증시설의 건설과 운영을 통해 검증된 바 있으며, 조만간 실규모 프로젝트가 시작될 예정이다. LNG 저장시스템에서 중요한 사항 중의 하나는 극저온 열전달을 통해 장기간의 운영 기간동안 열손실을 최소화하는 것이다. 이 논문은 지하 LNG 저장 시스템의 설계를 위한 몇 가지 중요한 열전달 해석 결과를 제시하며, 기화율, 단열재 두께와 같은 설계 변수를 결정하기 위해 일련의 실규모 동굴에 대한 열전달 및 열-수리 해석을 실시하였다. 열-수리 연계해석결과 LNG 저장시설의 기화율은 초기 단계에서 0.04 %/day로 떨어져 유지되는 것으로 나타났다. 이 값은 암반내 존재하는 불연속면을 고려할 때 더욱 낮아질 수 있을 것으로 판단된다. A new underground LNG storage concept in the rock mass has been developed by combining underground cavern construction and new ice-ring barrier technologies with the conventional cryogenic insulation system. Technical feasibility of the storage system has been verified through construction and operation of the pilot storage cavern and a full-scale project is expected to start in the near future. One of the most important issues in the LNG storage system is the operational efficiency of the storage to minimize heat loss during a long period of operation due to the cryogenic heat transfer. This paper presents several important results of heat transfer and coupled hydro-thermal analyses by a finite element code Temp/W and Seep/W. A series of heat transfer analyses for full-scale caverns were performed to determine design parameters such as boil-off gas ratio (BOR), insulation thickness and pillar width. The result of the coupled hydro-mechanical analysis showed that BOR for underground storage system remains at about 0.04%/day during the early stage of the operation. This value could be even much lower when the discontinuities in the rock masses are taken into consideration.

LNG 지하공동 비축시스템의 타당성분석

정소걸(So-Keul Chung),박의섭(Eui-Seob Park),한공창(Kong-Chang Han) 한국암반공학회 2006 터널과지하공간 Vol.16 No.4

국내 천연가스 수요의 동고하저의 수요패턴과 도입패턴의 불일치 및 저장시설의 한계 등으로 수급관리의 어려움이 내재하고 있고 LNG 생산지 사고 등 도입선 공급불안 요인이 상존하고 있다. 따라서 LNG의 안정적 수급관리를 위하여 장기간 저장이 가능한 대규모 저장시설의 확보가 매우 중요한 실정이다. 이에 한국지질자원 연구원에서 Pilot Plant 운영을 통하여 검증된 복공식 저장공동기술의 국내 적용성 여부를 검토하고자 한다. 이 기술은 기존의 지상식과 반지하식에 비하여 경제성, 안전성 및 환경친화성 등에 유리하며, 특히 기화율 저감으로 인한 LNG 장기 저장이 가능하다는 장점을 가지고 있다. 따라서 LNG 지하공동 비축시스템의 국내 도입을 위하여 지하저장기술의 기술적 타당성, 건설 및 운영비용 등에 대하여 살펴보았다. It is difficult to solve problems regarding the adjustment on demand and supply of LNG due to seasonal variations of domestic demand of LNG, a discordance among import pattern and limits of storage facilities and so on. Also, there may be instability in LNG supply due to chances of accidents at LNG producing areas. Therefore, it is very important to secure large LNG storage facilities and to stabilize LNG supply management on a long term basis. The objective of this study is to examine the real-scale applicability of a lined underground rock storage system, which have been verified by a successful operation of the Daejeon LNG pilot plant. The new technology has many advantages of better economy, safety and environment protection, for above-ground and in-ground storage systems. The results of this study may promote the first ever real scale underground LNG storage system in a rock cavern.

지오프런티어 - 지하 에너지 저장과 폐기물 처분 및 격리

정소걸(So-Keul Chung),조계춘 대한토목학회 2006 대한토목학회지 Vol.54 No.7