• Technical Note

    국내 대구경 시추공 굴진 중 Extended Leak-Off Test 수행 사례 보고

    Report on Extended Leak-Off Test Conducted During Drilling Large Diameter Borehole

    조영욱, 송윤호, 박세혁, 김명선, 박인화, 이창현

    Jo Yeonguk, Song Yoonho, Park Sehyeok, Kim Myung Sun, Park In-Hwa, Lee Changhyun

    본 고에서는 한반도 동남권에 분포하는 주요 단층대에 대한 장기 거동 및 미소진동 관찰을 목적으로 하는 시추공 기반 심부 복합지구물리 모니터링 시스템 구축의 …

    We report results of Extended Leak-Off Test (XLOT) conducted in a large diameter borehole, which is drilled for installation of deep borehole …

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    본 고에서는 한반도 동남권에 분포하는 주요 단층대에 대한 장기 거동 및 미소진동 관찰을 목적으로 하는 시추공 기반 심부 복합지구물리 모니터링 시스템 구축의 일환으로 수행된 대구경 시추공 굴착 현장에서 이루어진 Extended Leak-Off Test (XLOT)에 대한 내용 및 결과를 보고한다. 다양한 시추공 센서 설치를 위한 모니터링공의 굴착은 ~1 km 깊이에서 최종 구경 200 mm 이상을 확보하는 것을 목표로 하여, 중간 깊이까지 12" 구경의 시추공 굴진 및 케이싱 설치, 이후 최종 심도까지 7-7/8" 구경의 시추공을 굴진하는 것으로 설계되었다. 현장 여건에 맞추어 약 504 m 깊이까지 12" 구경의 시추공이 굴착되었으며, API 규격의 8-5/8" 케이싱을 설치하고 배면과 암반 간의 틈새(annulus)에 대한 세멘팅 작업을 수행하였다. 이후 하부 구간 굴진(7-7/8")에 앞서 세멘팅 건정성 확인 및 암반 응력 측정 등을 목적으로 XLOT를 수행하였다. 약 4 m 길이의 나공 구간(open hole)을 확보하고, 상부에 설치된 케이싱을 이용해 물을 주입하여 시험 심도의 암반을 가압하였다. XLOT 수행 과정에서 주입 유량에 따른 시험 구간 내 압력 변화 양상을 실시간 모니터링 하였으며, 이 자료들을 일부 활용하여 현장 시추공 조건에서의 암반 투수율을 해석하였다.


    We report results of Extended Leak-Off Test (XLOT) conducted in a large diameter borehole, which is drilled for installation of deep borehole geophysical monitoring system to monitor micro-earthquakes and fault behavior of major fault zones in the southeastern Korean Peninsula. The borehole was planned to secure a final diameter of 200 mm (or more) at a depth of ~1 km, with 12" diameter wellbore to intermediate depths, and 7-7/8" (~200 mm) to the bottom hole depth. We drilled first the 12" borehole to approximately 504 m deep and installed American Petroleum Institute standard 8-5/8" casing, then annulus between the casing and bedrock was fully cemented. XLOT was carried out for several purposes such as confirming casing and cementing integrity, measuring rock stress states. To that end, we drilled additional 4 m long open hole interval to directly inject water and pressurize into the rock mass using the upper API casings. During the XLOT, flow rates and interval pressures were recorded in real time. Based on the logs we tried to analyze hydraulic conductivity of the test interval.

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    31 October 2022
  • Technical Note

    도로 시공 자동화를 위한 스마트 모터 그레이더의 구성 기술 소개 및 적용에 관한 연구

    A Study on the Introduction and Application of Core Technologies of Smart Motor-Graders for Automated Road Construction

    박현준, 이상민, 송창헌, 조정우, 오주영

    Park Hyune-Jun, Lee Sang-Min, Song Chang-Heon, Cho Jung-Woo, Oh Joo-Young

    건설현장에서 근로자의 고령화, 저출산으로 인한 신규 인력감소와 숙련된 작업자 부족 등의 문제가 심화 되고 있다. 이에 따라 전통적인 건설기술을 첨단 디지털 기술로 …

    Some problems, such as aging workers, a decreased population due to a low birth rate, and shortage of skilled workers, are rising …

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    건설현장에서 근로자의 고령화, 저출산으로 인한 신규 인력감소와 숙련된 작업자 부족 등의 문제가 심화 되고 있다. 이에 따라 전통적인 건설기술을 첨단 디지털 기술로 대체하여 생산성, 안전성, 및 품질 등을 향상시킬 수 있는 스마트 건설 기술 연구가 최근 정부 주도로 개발되고 있다. 특히, 도로 건설 장비 중에서 노면 평탄화를 주로 수행하는 모터 그레이더는 선형적이고 반복적인 공사로 자동화 기술의 적용이 반드시 요구되는 건설 기계이다. 시공 자동화를 통해 사람이 작업하기 힘든 험지나 야지 등과 같은 위험한 환경에서도 손쉽게 장비를 제어할 수 있는 원격제어 기술과 효율적인 작업 경로와 작업 조건에 따라 장비를 운영하는 경로 추종 및 자동화 작업 기술 등을 적용하여 기존의 운전자가 작업하는 것보다 공사 기간을 단축할 것으로 예측된다. 본 연구에서는 무인·자동화 기술을 적용하기 위한 스마트 모터 그레이더의 하드웨어 및 소프트웨어 구성 기술을 소개하고 기존 그레이더의 토공 작업 방식을 분석하였다. 이를 토대로 스마트 모터 그레이더의 경로 패턴 및 블레이드 제어 방식 등에 대한 적용 방안을 제시하였다. 더불어 블레이드 제어 성능과 작업 시나리오에 따른 경로점 기반의 경로 추종 성능을 시험을 통해서 검증하였다.


    Some problems, such as aging workers, a decreased population due to a low birth rate, and shortage of skilled workers, are rising in construction sites. Therefore research for smart construction technology that can be improved for productivity, safety, and quality has been recently developed with government support by replacing traditional construction technology with advanced digital technology. In particular, the motor grader that mainly performs road surface flattening is a construction machine that requires the application of automation technology for repetitive construction. It is predicted that the construction period will be shortened if the construction automation technology such as trajectory tracking, automation work, and remote control technology is applied. In this study, we introduce the hardware and software architecture of the smart motor grader to apply unmanned and automation technology and then analyze the traditional earthwork method of the motor grader. We suggested the application plans for the path pattern and blade control method of the smart motor grader based on this. In addition, we verified the performance of waypoint-based path-following depending on scenarios and the blade control's performance through tests.

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    31 October 2022
  • Original Article

    원형터널 주변의 소성영역 평가를 위한 slip-line 해석법 활용

    Application of Slip-line Method to the Evaluation of Plastic Zone around a Circular Tunnel

    이연규

    Lee Youn-Kyou

    암반의 표준 파괴기준식의 하나로 인정받고 있는 일반화된 Hoek-Brown (GHB) 식은 암반공학적 활용에 특화되어 있으며 넓은 범위의 암반조건을 고려할 수 있다. 이에 따라 …

    The generalized Hoek-Brown (GHB) criterion, which is recognized as one of the standard failure conditions for rock mass, is specialized for rock …

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    암반의 표준 파괴기준식의 하나로 인정받고 있는 일반화된 Hoek-Brown (GHB) 식은 암반공학적 활용에 특화되어 있으며 넓은 범위의 암반조건을 고려할 수 있다. 이에 따라 암반 구조물의 안정성 해석과정에서 GHB 식을 적극적으로 활용하기 위한 많은 연구 노력이 진행 중이다. 이 연구에서는 탄소성 해석법의 일종인 slip-line 해석법을 GHB 파괴기준식과 결합하여 원형터널 주변의 소성반경과 응력분포를 간편하게 계산할 수 있는 해석적 수식들을 유도하였다. 관련 수식 유도과정에서는 파괴 후 거동으로 완전소성 거동을 가정하였고, 초기지압은 정수압 상태로 가정하였다. 이 연구를 통하여 소성반경은 터널 벽면과 탄성-소성 경계면에 대응되는 두 접선 마찰각을 이용하여 해석적으로 계산할 수 있음을 밝혔다. 또한 유도한 해석 식들을 이용하여 계산한 소성반경과 응력분포는 2008년에 발표된 Lee & Pietruszczak의 수치해석적 방법의 결과와 일치함을 보였다. 이 논문의 후반부에서는 유도한 해석 식을 활용하여 암반의 양호도가 소성영역의 크기, 응력분포, 접선마찰각의 변화에 미치는 영향을 분석하였다.


    The generalized Hoek-Brown (GHB) criterion, which is recognized as one of the standard failure conditions for rock mass, is specialized for rock engineering applications and covers a wide range of rock mass conditions. Accordingly, many research efforts have been devoted to the incorporation of this criterion into the stability analysis of rock structures. In this study, the slip-line analysis method, which is a kind of elastoplastic analysis method, is combined with the GHB failure criterion to derive analytical equations that can easily calculate the plastic radius and stress distribution in the vicinity of the circular tunnel. In the process of derivation of related formulas, it is assumed that the behavior of rock mass after failure is perfectly plastic and the in-situ stress condition is hydrostatic. In the formulation, it is revealed that the plastic radius can be calculated analytically using the two respective tangential friction angles corresponding to the stress conditions at tunnel wall and elastic-plastic boundary. It is also shown that the plastic radius and stress distribution calculated using the derived analytical equations coincide with the results of Lee & Pietruszczak’s numerical method published in 2008. In the latter part of this paper, the influence of the quality of the rock mass on the size of the plastic zone, the stress distribution, and the change of the tangential friction angle was investigated using the derived analytical equations.

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    31 October 2022
  • Original Article

    노천 및 지하 광산 트럭 운반 작업의 핵심성과지표 평가를 위한 작업 일지 개발

    Development of Work Report for Evaluating KPIs of Truck Haulage Operation in Open Pit and Underground Mines

    박세범, 최요순

    Park Sebeom, Choi Yosoon

    본 연구에서는 노천 및 지하 광산의 트럭 운반 작업에 대한 데이터를 기록하고, 이를 이용하여 운반 작업의 성능을 평가할 수 있는 표준 트럭 …

    The standard work report for trucks was developed that records data on truck haulage operations in open-pit and underground mines, and to …

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    본 연구에서는 노천 및 지하 광산의 트럭 운반 작업에 대한 데이터를 기록하고, 이를 이용하여 운반 작업의 성능을 평가할 수 있는 표준 트럭 작업 일지를 개발하였다. 국내에서 가행 중인 5곳의 광산에서 활용하고 있는 작업 일지를 확보하여 분석을 수행하였고, 작업 일지에 포함되어야 할 항목들을 결정하였다. GMG (Global Mining Guidelines Group)에서 제안한 핵심성과지표(KPIs)들의 산정식을 분석하여 차량 운행시간을 기록하는 방법을 결정할 수 있었다. 국내의 석회석 지하 광산을 연구지역으로 선정한 후 표준 트럭 작업 일지를 이용하여 운반 작업의 성능을 평가하였다. 그 결과, 트럭의 가용률 측면에서 가동시간이 46.7%, 물리적 가용률과 기계적 가용률은 모두 100%로 나타났다. 이용률의 경우, 가용장비 이용률이 88.2%, 자산 이용률이 41.1%, 운영 이용률과 유효 이용률은 각각 88.2%와 79.2%로 나타났다. 효율성의 경우에는 운영 효율성이 89.9%로 나타났다.


    The standard work report for trucks was developed that records data on truck haulage operations in open-pit and underground mines, and to evaluate the performance of haulage operations. Work reports used in 5 mines in Korea was secured and analyzed, and items to be included in the standard work report were determined. By analyzing the formulas for key performance indicators (KPIs) proposed by the Global Mining Guidelines Group (GMG), it was possible to determine how to record time-related data. After selecting a limestone underground mine as a research area, the performance of haulage operations was evaluated using a standard work report. As a result, in terms of truck availability, uptime was 46.7%, and both physical and mechanical availability were 100%. In the case of utilization, use of availability was 88.2%, the asset utilization was 41.1%, and operating and effective utilization were 88.2% and 79.2%, respectively. Also, in terms of efficiency, operating efficiency was found to be 89.9%.

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    31 October 2022