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Korean Society of Engineering Geology

  • : 대한지질공학회
  • : 공학분야  >  환경공학
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  • : 계간
  • : 1226-5268
  • : 2287-7169
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수록정보
수록범위 : 1권1호(1991)~31권4호(2021) |수록논문 수 : 1,085
지질공학
31권4호(2021년 12월) 수록논문
최근 권호 논문
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KCI등재

1Case Study of Slope Investigation on the Cretaceous Sedimentary Rocks Using the Geological Cross-Sections

저자 : Myeong-hyeok Ihm , Woo-seok Kim , Oil Kwon

발행기관 : 대한지질공학회 간행물 : 지질공학 31권 4호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 463-478 (16 pages)

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The subjects of the study are the sedimentary rock slope of the Mesozoic Gyeongsang Supergroup, which has a high risk of failure. The orientation of the slope-face represents a variety of changing characteristics. The rocks of the slope shall be sandstone, siltstone and dacite, and discontinuities shall develop beddings, shear joints, extension joints, and dacite dyke boundary planes. The type and scale of failure varies depending on the type of rock and the strike/dip of the discontinuities, but the toppling failure prevails. Based on the face-mapping data, SMR, physical and mechanical testing of rocks, analysis and review of the stereonet projections and the critical equilibrium analysis, all four representative sections required a countermeasure method because the acceptable safety factor during dry and rainy seasons were far below Fs = 1.5 and Fs = 1.2. After applying the countermeasure method, both the dry and wet conditions of the slope exceeded the allowable safety factor. In particular, the face-mapping data of the slope-face, the geological cross-sections of several representative sections perpendicular to the slope-face, and the critical equilibrium analysis and the presentation of countermeasure methods that have been reviewed based on them are expected to be reasonable tools for the slope stability. In addition, it will be possible to use it as basic data for performance evaluation for slope maintenance.

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2Analysis and Comparison of Rock Spectroscopic Information Using Drone-Based Hyperspectral Sensor

저자 : So-jin Lee , Gyo-cheol Jeong , Jong-tae Kim

발행기관 : 대한지질공학회 간행물 : 지질공학 31권 4호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 479-492 (14 pages)

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We conducted a fundamental study on geological and rock detection via drone-based hyperspectral imaging on various types of small rock samples and interpreted the obtained information to compare and classify rocks. Further, we performed hyperspectral imaging on ten rocks, and compared the peak data value and reflectance of rocks. Results showed a difference in the reflectance and data value of the rocks, indicating that the rock colors and minerals vary or the reflectance is different owing to the luster of the surface. Among the rocks, limestone used for hyperspectral imaging is grayish white, inverted rock contains various sizes and colors in the dark red matrix, and granite comprises colorless minerals, such as white, black, gray, and colored minerals, resulting in a difference in reflectance. The reflectance of the visible ray range in ten rocks was 16.00~85.78%, in the near infrared ray range, the average reflectance was 23.94~86.43%, the lowest in basalt and highest in marble in both cases. This is because of the pores in basalt, which caused the difference in reflectance.

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3반복삼축압축시험을 이용한 국내 모래지반의 액상화 거동 특성 비교

저자 : 서혁 ( Hyeok Seo ) , 김대현 ( Daehyeon Kim )

발행기관 : 대한지질공학회 간행물 : 지질공학 31권 4호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 493-506 (14 pages)

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액상화 현상이란 지반이 포화된 느슨한 사질토 지반에 지진과 같은 동적하중이 급속히 작용할 때 과잉간 극수압이 발생하고, 지반이 유효응력을 상실하고 액체화 되는 현상을 말한다. 액상화 평가를 위한 실내 반복시험은 반복삼축압축시험과 반복전단시험을 통하여 확인이 가능하다. 이와 관련하여 본 연구에서는 반복삼축압축시험을 이용한 모래의 상대밀도와 입도분포에 따른 액상화 저항 강도를 확인하고자 하였고, 실험장비의 신뢰도 검증과 결과의 타당성을 확인하고자 기존의 선행연구와 대조하여 비교·분석하였다. 실험결과, 흙의 분류에 상관없이 상대밀도가 증가함에 따라 액상화 저항 강도가 높아짐을 확인하였고, 모래의 입도분포에 따른 액상화 저항강도는 SW에 가까운 SP시료의 액상화 저항강도가 상당히 높게 확인되었다. 또한 세립분 0% 대비 세립분 30%를 분석한 결과, 상대밀도 40~70%까지 증가함에 따라 액상화 저항강도가 5~20% 가까이 감소하였고, 국내 풍화토 지반이 주문진 표준사 대비 액상화 저항 강도가 세립분이 10%일 때는 30% 이상, 세립분이 30%일 때는 50% 이상 낮게 측정되었다.


Liquefaction refers to a phenomenon in which excessive pore water pressure occurs when a dynamic load such as an earthquake rapidly acts on a loose sandy soil saturated with soil, and the ground loses effective stress and becomes liquefied. The indoor repeated test for liquefaction evaluation can be confirmed through the repeated triaxial compression test and the repeated shear test. In this regard, this study tried to confirm the liquefaction resistance strength according to the relative density and particle size distribution of sand using the repeated triaxial compression test. As a result of the experiment, it was confirmed that the liquefaction resistance strength increased as the relative density increased regardless of the soil classification, and the liquefaction resistance strength according to the particle size distribution of the sand was confirmed that the liquefaction resistance strength of the SP sample close to SW was significantly higher. In addition, as a result of analyzing 30% of fine powder compared to 0% of fine powder, as the relative density increased to 40~70%, the liquefaction resistance strength decreased by 5~20%, and the domestic weathered soil ground had a fine liquefaction resistance strength compared to Jumunjin standard sand. When the minute was 10%, it was measured to be 30% or more, and when the fine particle was 30%, it was measured to be less than 50%.

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4제방의 취약구간 파악을 위한 전기비저항과 탄성파속도의 교차출력 해석

저자 : 조경서 ( Kyoung-seo Cho ) , 김정인 ( Jeong-in Kim ) , 김종우 ( Jong-woo Kim ) , 김지수 ( Ji-soo Kim )

발행기관 : 대한지질공학회 간행물 : 지질공학 31권 4호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 507-522 (16 pages)

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각 탐사의 반응 값은 지하 매질의 특정 물성에 따라 달라지기 때문에 한가지의 지구물리학적 방법만으로는 탐사목적을 달성하지 못하는 경우가 종종 있다. 특히 지질재해 위험에 취약한 지역을 조사하는 경우, 인명 및 재산피해를 최대한 줄이기 위해 한 가지 이상의 탐사방법을 사용하는 것이 효과적이다. 제방의 안전성 평가를 위한 이 연구에서는 각 탐사결과들을 개별적으로 해석하는 대신 탄성파속도(굴절법에 의한 P파속도와 MASW의 S파속도)와 전기비저항 값들을 통계적으로 분석하여 결정된 임계값들을 기반으로 취약구간과 안전구간 등으로 구분하는 사분면 상관기법을 수행하였다. 임계값은 수평 4층 구조와 경사진 파쇄대에 대한 모델자료를 가지고 수행한 사분면 상관기법을 테스트하는 과정에서 두 개의 속성자료 모두 평균에서 표준편차를 빼준 값으로 결정되었다. 전기비저항-P파 속도의 교차출력에 비해 전기비저항과 S파속도를 이용한 교차출력 해석이 제방 시스템의 토양유형, 지반강성 및 암석학적 특성 정보를 보다 충실히 제공하였다. 낮은 S파속도와 높은 전기비저항으로 2사분면에 투영된 느슨한 모래 구역이 취약구간으로 평가되는데 이와 같은 해석은 시추공 표준관입시험에서 보인 중심코어의 N 값 분포로 뒷받침되었다.


Specific survey objectives often cannot be met using only one geophysical method, as each method's results are influenced by the specific physical properties of subsurface materials. In particular, areas susceptible to geological hazards require investigation using more than one method in order to reduce risks to life and property. Instead of analyzing the results from each method separately, this work develops a four-quadrant criterion for classifying areas of levees as safe or weak. The assessment is based on statistically determined thresholds of seismic velocity (P-wave velocity from seismic refraction and S-wave velocity from multichannel analysis of surface waves) and electrical resistivity. Thresholds are determined by subtracting the standard deviation from the mean during performance testing of this correlation technique applied to model data of four horizontal and inclined fracture zones. Compared with results from the crossplot of resistivity and P-wave velocity, crossplot analysis using resistivity and S-wave velocity data provides more reliable information on the soil type, ground stiffness, and lithological characteristics of the levee system. A loose and sandy zone (represented by low S-wave velocity and high resistivity) falling within the second quadrant is interpreted to be a weak zone. This interpretation is well supported by the N values from standard penetrating test for the central core.

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5황철석 암버럭을 이용한 고속도로 성토체의 산성배수 처리 사례 연구

저자 : 공정식 ( Jeong-sik Gong ) , 김태형 ( Tae-hyung Kim ) , 송영석 ( Young-suk Song )

발행기관 : 대한지질공학회 간행물 : 지질공학 31권 4호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 523-532 (10 pages)

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본 연구에서는 고속도로 공사 시 주변에 분포하고 있는 황철석이 포함된 암버럭을 성토재로 활용한 사례를 대상으로 산성배수 처리방안을 조사 및 평가하였다. 도로 시공 시 해당 성토구간에 알칼리 차수제를 이용한 중성화 공법을 적용하여 산성배수가 발생되지 않도록 하였다. 그러나 시공이 완료된 이후 장기적인 우수침투로 인하여 산성배수가 유출되어 주변의 토양과 하천을 오염시켰다. 이를 해결하기 위하여 SAPS 조 혹은 생태습지 및 모래여과시설과 같은 정화처리시설을 설치하였다. 정화처리시설 설치 후 유출부에서의 방류수와 주변 토양을 대상으로 산성배수로 인한 오염여부를 평가하였다. 유출부에서의 방류수에 대한 pH 측정 및 주변 토양의 중금속 오염 분석 결과 산성배수에 대한 중화처리가 적절하게 진행되고 있으며, 산성배수 내 존재하는 중금속에 대한 오염관리도 안정적으로 진행되고 있음을 확인할 수 있다.


The treatment of acid rock drainage was reviewed and evaluated for the case of pyrite rocks distributed in a highway embankment. During the highway's construction, neutralization using alkaline water repellent was applied to the embankment section to prevent acid rock drainage. However, it still occurred long after the construction was completed owing to rain infiltration, and the acid rock drainage polluted the surrounding soils and streams. To solve this problem, treatment facilities such as SAPS (Successive Alkalinity Producing Systems) or ecological wetlands and sand filtration were installed. After the installation of the treatment facilities, the effluent and soils contaminated by acid rock drainage nearby the outlet of the facilities were analyzed and evaluated for a period of years. Measurements of the pH of the effluent and analysis of the heavy metal contamination of the soils confirmed that the neutralization treatment for acid rock drainage is being performed properly and that contamination of heavy metals in the acid rock drainage is also being stably controlled by the treatment facilities.

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6비탈면 위험도 평가를 위한 중력장 해석 및 모델링

저자 : 최승찬 ( Sungchan Choi ) , 김성욱 ( Sung-wook Kim ) , 최은경 ( Eun-kyoung Choi ) , 이영재 ( Yeong-jae Lee ) , 장현익 ( Hyun-ick Jang )

발행기관 : 대한지질공학회 간행물 : 지질공학 31권 4호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 533-540 (8 pages)

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비탈면 안전성과 밀접한 관련이 있는 내부 상태를 평가하는 방법으로 복합지구물리탐사와 지반의 밀도 모델링을 수행하였다. 완전부게이상 분포로부터 풍화대의 규모와 신선한 기반암의 분포 위치를 확인할 수 있었다. 오일러 디콘볼루션 역산법으로 비탈면 중앙부의 신선한 기반암은 주변에 비해 10 m 정도 깊은 30 m 깊이에 분포하고 저밀도의 풍화대 두께가 증가한다. 이러한 경향은 전기비저항 분포에서 관찰되는 저비저항과 고비저항대의 깊이와 일치한다. 비탈면 지반의 밀도 모델은 암반의 차별풍화대의 분도와 유사하게 나타났으며 이러한 결과로부터 중력장 해석을 이용한 밀도 모델링이 비탈면의 내적인 상태변화와 안전성 해석에 활용될 수 있고 노출된 암반에서 풍화대의 형상을 파악하는 방법으로써 적합함을 시사한다.


Gravity field analysis and density modeling were performed to evaluate the internal state of the rock mass, which is the cause of cut slope collapse. The shape of the weathered zone and the depth of basement could be confirmed from the complete Bouguer anomaly and density model. The basement depth at the center of the cut slope calculated using the Euler deconvolution inverse method is 30 m, which is about 10 m deeper than the surrounding area. In addition, the depth of basement and the thickness of the weathered zone are similar to the boundary between low resistivity and high resistivity in dipole-dipole survey. From the study results, gravity field analysis and density modeling recognizes the internal state of the rock slope and can be used for slope safety analysis, and is particularly suitable as a method to determine the shape of weathered zones in interpreting the safety of cut slopes

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7비탈면 취약도 평가를 위한 동적콘관입시험기 모듈개발과 표준관입시험값과의 상관관계 연구

저자 : 채휘영 ( Hwi-young Chae ) , 권순달 ( Soon-dal Kwon )

발행기관 : 대한지질공학회 간행물 : 지질공학 31권 4호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 541-547 (7 pages)

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비탈면의 유실, 붕락사고 등 비탈면에 대한 안정성을 파악하기 위해서 지층의 구성상태, 역학적 특성 등의 지반정보 파악이 필요하다. 이러한 지반정보를 파악하기 위해서 일반적으로 표준관입시험(SPT) 및 콘 관입시험 등이 널리 이용되고 있다. 대부분이 급경사로 이루어지고 진입로가 없는 비탈면에 대한 접근성 문제로 표준관입시험이 널리 활용되지 못하고 있다. 이러한 단점을 보완할 수 있는 있는 휴대용 장비인 Drop Cone Penetrometer(DCP)를 이용한 조사도 여러 가지 문제로 제한적으로 사용되고 있다. 따라서 본 연구에서는 비탈면 현장접근이 용이한 휴대용 시추기와 동적콘관입시험 모듈을 개발하고, 개발된 동적콘관입시험기를 이용한 결과와 동일 현장에서 수행한 표준관입시험값과 상관성을 분석하였다. 에너지전단율로 보정된 동적콘관입시험과 표준관입시험간의 상관식은 Nd′ = 3.13 N′으로 나타났다.


To assess the stability of a slope and the likelihood of its loss or collapse requires information about the ground, such as the composition of the stratum and its mechanical characteristics. This information is generally gathered through standard penetration testing (SPT) and cone penetration testing. SPT is not widely used due to problems with accessing slopes, most of which are steep and without ramps. A drop cone penetrometer, a portable device that can make up for these shortcomings, can be used in a limited way in some circumstances. Therefore, we developed a portable drilling machine and a small dynamic cone penetration test module that can easily access a slope site and perform SPT. The correlation of the developed system's results with those from SPT was analyzed. Analysis of the correlation between the energy shear rate passing to the load during the different test types established that the energy shear rate is reflected in the test result. The correlation between corrected dynamic cone penetration testing and corrected SPT was Nd′ = 3.13 N′.

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8북극권 자원개발 건설환경 조사를 위한 위성 영상 분석 기법 연구 - 캐나다 앨버타주 대상

저자 : 김세원 ( Sewon Kim ) , 김영석 ( Youngseok Kim )

발행기관 : 대한지질공학회 간행물 : 지질공학 31권 4호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 549-559 (11 pages)

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북극권은 막대한 양의 화석연료와 광물자원이 매장되어 있어 개발과 건설 사업이 활발히 추진되고 있다. 전 지구적으로 기후변화에 적극적으로 대응하기 위해 노력하고 있으나, 여전히 천연자원의 의존도는 매우 높다. 본 논문에서는 북극권 국가 중 비전통(오일샌드) 에너지 · 자원개발이 활발히 진행 중인 캐나다(앨버타주)를 대상으로 조사연구를 수행하였다. 광범위한 지역에 대한 조사비용과 시간을 절감하기 위하여 위성영상을 활용하여 토지피복도를 작성하였다. 토지피복도의 픽셀을 계산하는 방식으로 캐나다(앨버타주) 오일샌드 개발 활동이 활발히 진행되고 있는 지역의 계절별 건설환경(지표 온도 변화, 적설분포 면적 등) 자료를 구축하였다. 본 논문에서 수행한 조사 · 분석 방법론은 북극권 자원 개발 사업의 성공적 추진과 운영을 위한 전략수립, 기본 설계 등에 활용될 것으로 기대한다.


The Arctic Circle's huge amounts of fossil fuels and mineral resources are being developed and subjected to active construction projects. Global efforts are continuing to actively respond to climate change, but the dependence on fossil fuels remains high. This study reports a preliminary survey conducted in Alberta, Canada, where oil sand resources are actively developed. A land cover map was prepared using satellite imagery to reduce the cost and time of surveying a wide area. Results likely useful to resource development projects such as ground surface temperature and snow cover distribution were derived by using the obtained image classification results. It is expected that the results of the present research and analysis will be used to establish strategies for the successful promotion and operation of projects to develop resources in the Arctic.

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9표준 거칠기 단면의 실험적 검증에 의한 새로운 거칠기 계수 및 전단강도 기준식

저자 : 장현식 ( Hyun-sic Jang ) , 심민용 ( Min-yong Sim ) , 장보안 ( Bo-an Jang )

발행기관 : 대한지질공학회 간행물 : 지질공학 31권 4호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 561-577 (17 pages)

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Barton and Choubey(1977)가 제안한 10개의 표준 거칠기 단면을 3차원으로 확장하여 모든 단면의 거칠기가 일정한 3차원 표준 거칠기 절리 모형을 제작하였다. 석고를 사용하여 이 절리 모형을 복제하여 절리시료를 제작하였고, 복제된 절리시료에 직접전단시험을 실시하여 표준거칠기 단면에 부여된 절리 거칠기계수(JRC)를 검증하였다. 먼저 절리 시료의 JRC, 절리면압축강도(JCS)와 기본마찰각(øb)을 이용하여 Barton (1973)의 전단강도 기준식에서 절리의 전단강도를 추정하고, 직접전단시험에서 측정된 전단강도와 비교하였다. 직접전단시험에서 측정된 전단강도는 1번과 4번 표준 거칠기를 제외한 8개 시료에서 Barton의 기준식에서 추정된 전단강도보다 낮았고, JRC가 큰 시료에서 차이가 더욱 크게 나타났다. 직접전단시험 결과를 역해석하여 JRC, JCS 그리고 øb의 적절성을 검토하였고, JRC의 문제점으로 인하여 측정된 전단강도가 추정된 전단강도보다 낮은 것으로 판명되었다. 역해석으로 구한 표준 거칠기 단면의 JRC 값인 JRCm은 JRC보다 전반적으로 낮은 값을 보이지만 JRC와 상관성이 매우 높은 직선의 관계를 나타내었다. 위의 결과를 종합하여 표준 거칠기 단면의 정확한 JRCm을 제시하였고, JRCm과 JRC의 상관관계를 제시하였으며, Barton의 전단강도 기준식을 수정하여 제안하였다.


The ten standard roughness profiles suggested by Barton and Choubey (1977) were extended to make three-dimensional (3D) joint models whose profiles were identical at any cross section. Replicas of joint models were produced using plaster of Paris, and direct shear tests were performed to verify the joint roughness coefficients (JRC) of the standard roughness profiles. Joint shear strengths measured by direct shear tests were compared with those predicted by the shear failure criterion suggested by Barton (1973) based on JRC, joint compressive strength (JCS), and joint basic friction angle (øb). Shear strengths measured from joints of the first and fourth standard roughness profiles were close to predicted values; however, shear strengths measured from the other joint models were lower than predicted, the differences increasing as the roughness of joints increased. Back calculated values for JRC, JCS, and from the results of the direct shear tests show measured shear strengths were lower than predicted shear strengths because of the JRC values. New JRC were back calculated from the measured shear strength and named JRCm. Values of JRCm were lower than the JRC for the standard roughness profiles but show a strong linear relationship to JRC. Corrected JRCm values for the standard roughness profiles are provided and revised relationships between JRCm and JRC, and new shear strength criterion are suggested.

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10블록식 보강토 옹벽에서 개별 블록간 거동특성을 고려한 수치해석적 연구

저자 : 황성필 ( Sungpil Hwang ) , 박병석 ( Byungsuk Park ) , 우용훈 ( Yong-hoon Woo ) , 박상기 ( Sangki Park ) , 김우석 ( Wooseok Kim )

발행기관 : 대한지질공학회 간행물 : 지질공학 31권 4호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 579-588 (10 pages)

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일반 콘크리트 옹벽에 비해 경관성이 우수한 보강토 옹벽이 최근 많이 사용되고 있다. 다양한 재료와 복잡한 현장여건으로 기존 설계 방식만으로는 안정성 확보가 어려운 경우가 발생되고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 현장여건에 적합한 안정성 분석 방법에 대한 연구를 진행하였다. 본 연구에서는 기존 수치해석과는 다르게 보강토 블록이 개별거동 가능하도록 적용하였으며, 개별 블록거동에 따른 물성치 및 강도 적용을 위하여 블록간 마찰특성과 블록과 보강재의 연결특성에 관한 실규모 시험을 수행하였다. 수치해석을 통해 현장과 동일한 블록조건의 적용 가능성을 확인하였고, 이를 활용하여 다양한 조합의 블록과 보강재의 안정성 검토 및 설계에 활용 가능 할 것으로 판단된다. 또한 외적안정의 범위를 넓혀 안정성을 더욱 확보할 수 있을 것으로 판단된다.


Reinforced earth retaining walls have been widely used in recent years, as they are superior from the landscape perspective than normal concrete retaining walls. However, as reinforced earth retaining walls are made of various materials depending on site, existing design methods cannot secure stability, and a variety of problems have occurred. Studies on the design and stability analysis methods, which are different from existing methods, have been conducted to address these problems. This study conducted a stability investigation using numerical analysis, and blocks of reinforced earth retaining walls were individually applied, which is different from pre-existing numerical analyses. To verify the input values of the numerical analysis when applying individual blocks, real-scale experiments of the friction characteristics between the blocks and the connection properties between the blocks and stiffener were conducted. The applicability of the block conditions, which were the same as those of real sites, was verified through numerical analysis, and will be used for the stability review and design of various combinations of blocks and stiffeners.

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