• 지질공학
• /
• 제26권3호
• /
• pp.403-411
• /
• 2016

3차원 수치해석을 통해 획득한 터널 굴진면에서의 수평변위와 천단부에서의 변위 특성을 이용하여 굴진면 전방의 단층대 예측 가능 거리를 비교·분석하였다. 굴진면의 수평변위는 천단부에서 가장 근접한 지점의 변위를 이용하였으며, 천단부의 변위 특성을 이용한 단층대 예측방법은 천단침하의 경향선과, L/C (천단부의 축방향 변위/천단침하) 비, C/C₀ (천단침하/평균 천단침하) 비를 이용하였다. 단층이 터널의 굴진방향과 이루는 각도와 경사가 서로 다른 총 28개의 단층 모델을 분석한 결과, 순방향의 경사를 가지는 터널은 L/C 비와 C/C₀ 비를 이용한 방법에서 가장 빨리 단층을 예측할 수 있는 것으로 나타났다. 또한 역방향 경사를 가지는 터널은 L/C 비와 수평변위를 이용한 방법이 굴진면 전방의 단층을 빨리 예측할 수 있는 것으로 나타났다. 결과적으로 굴진면 전방의 단층대를 예측하기 위해 이용된 수평변위와 천단침하의 경향선, L/C 비, C/C₀ 비는 대부분의 단층 모델에서 예측이 가능하였고, 굴진면으로부터 일정한 거리와 시간이 경과된 후에 변위 측정이 가능한 일상계측의 단점을 고려할 때 굴착과 동시에 계측을 수행할 수 있는 수평변위를 이용하는 방법이 대안이 될 것으로 판단된다.

• 터널과지하공간
• /
• 제29권6호
• /
• pp.394-406
• /
• 2019

도심지와 하·해저 터널에서는 연약지반 혹은 특수지반(단층대, 복합지반 등)을 조우할 가능성이 높으며, 이러한 조건에서는 TBM의 굴진율이 저하되고 다운타임이 증가하는 등의 문제점이 발생한다. 이러한 문제점들은 지반조사에서 발견되지 않은 불리한 지반조건에 기인하는 경우가 많으며, 굴진 중 수집된 굴진데이터를 근거로 향후 지층조건에 대한 최적의 운용조건을 결정하는 것이 최선이다. 본 연구는 향후 쉴드 TBM을 이용한 터널공사에서 단층대 및 복합지반에서의 효율적인 시공을 위하여 수행되었다. 외국의 사례를 통해 수집된 TBM의 굴진데이터를 활용하여 굴진율과 다운타임 발생 특성을 지층조건에 따라 분석하였다. 추력, 토크, RPM 등 주요 TBM의 기계데이터와 굴진율, 다운타임은 단층대와 복합지반의 특징에 따라 크게 영향을 받는 것을 확인하였고, 그 특징에 대하여 논하였다. 향후 국내외 유사한 지반에서의 TBM 시공 시 유용하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 터널과지하공간
• /
• 제29권6호
• /
• pp.456-467
• /
• 2019

본 연구에서는 개별요소법을 사용하여 스포크형 쉴드TBM의 굴진을 모사하였다. 지반에 대해 수평응력계수를 사용하여 깊이에 따른 수평응력 증가를 모사하였고 TBM의 커터헤드에서 발생하는 토크를 기준으로 운전 조건을 부여하여 운전 범위 내에서 굴진을 하도록 설정하였다. 즉, 커터헤드에서 발생하는 토크의 값이 주어진 운전 조건을 넘어서는 경우 굴진속도를 일정하게 줄이고 반대로 운전 조건보다 낮은 경우에는 굴진 속도를 높이는 방안을 고려하였다. 이때 굴진속도 변경에는 운전자의 검토 시간을 고려하여 최소 변경 가능 요건을 부여하고 굴진 조건에 따라 이를 변경 가능하도록 하였다. 이러한 조건을 사용하기 위하여 사용자 프로그램을 별도로 작성하였으며, 결과를 통해 사전에 입력한 운전 범위 내에서 굴진 해석이 가능하였다.

• 전자공학회논문지CI
• /
• 제41권2호
• /
• pp.103-112
• /
• 2004

본 논문에서는 터널 굴진기의 모든 조작이 시스템 운용자에 의해 수동으로 운용 되고 있는 방법을 개선하여 터널 굴진기의 토크/추력 및 송/배니압을 자동으로 제어하는 방법을 제안한다. 이를 위하여 본 연구에서는 굴진 운용자의 토크/추력 및 송/배니압의 수동 제어 방법에 대해 체계적인 분석을 하였고 이를 바탕으로 퍼지 제어기와 경고 및 긴급 정지를 위한 제어기를 설계하였다. 제안된 시스템은 전문가 규칙으로부터 퍼지 규칙을 추출하였기 때문에 시스템 운용자들의 숙련된 제어 방법을 그대로 따르면서 시스템의 변화에 신속하게 대응할 수 있다. 따라서 복잡한 환경에서 전문가의 역할을 대신할 수 있으며 기존에 운용자의 인지능력의 한계로 인해 시스템의 상태 변화에 빠르게 대응하기 어려웠던 점을 해결할 수 있다.

• 터널과지하공간
• /
• 제13권6호
• /
• pp.413-420
• /
• 2003

본 논문에서는 터널 및 지하공간의 기계화 시공에 있어서 굴진성능을 예측하는 모델링 기법을 고찰하였다. 첫 번째로 세계적으로 가장 잘 알려져 있는 두 가지 모델, 즉 이론적 접근을 기본으로 하고 있는 CSM 모델과 경험적 접근을 기본으로 하고 있는 NTH 모델의 비교를 수행하였다. 두 번째로는, 특별히 Constant Cross Section 커터를 사용하는 경우의 암석 굴삭 원리를 알아보고, 이 원리를 기본으로 하는 이론적 모델을 전개하여 암석특성과 커터 제원만으로 유도되는 절삭력을 구하는 관계식을 고찰하였다. 세 번째로는 기계화 시공에 있어서 굴진성능을 예측하기 위한 일반적인 모델링 기법을 제시하였다. 마지막으로 미국 Colorado School of Mines의 Earth Mechanics Institute(EMI)에서 개발한 CSM 컴퓨터 모델을 소개하고, 이 모델을 TBM 설계에 적용한 사례를 제시하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제5권3호
• /
• pp.269-278
• /
• 2003

본 논문에서는 터널 굴진기의 모든 조작이 시스템 운용자에 의해 수동으로 운용 되고 있는 방법을 개선하여 터널 굴진기의 토크/추력 및 송/배니압을 자동으로 제어하는 방법을 제안한다. 이를 위하여 본 연구에서는 굴진 운용자의 토크/추력 및 송/배니압의 수동 제어 방법에 대해 체계적인 분석을 하였고 이를 바탕으로 퍼지 제어기와 경고 및 긴급 정지를 위한 제어기를 설계하였다. 제안된 시스템은 전문가 규칙으로부터 퍼지 규칙을 추출하였기 때문에 시스템 운용자들의 숙련된 제어 방법을 그대로 따르면서 시스템의 변화에 신속하게 대응 할 수 있다. 따라서 복잡한 환경에서 전문가의 역할을 대신할 수 있으며 기존에 운용자의 인지능력의 한계로 인해 시스템의 상태 변화에 빠르게 대응하기 어려웠던 점을 해결할 수 있다.

• 지질공학
• /
• 제6권3호
• /
• pp.111-118
• /
• 1996

터널이 굴진될 때 주변지반은 3차원적으로 거동하게 되나 설계단계에서의 해석은 일반적으로 2차원적으로 수향하고 있다. 2차원적인 터널해석은 응력분배법 또는 강송 변화법에 의하여 3차원적인 터널굴진에 따른 다양한 조건하에서의 정규화된 지반 변위곡선을 구하고 이 곡선과 유사한 곡선이 유도되도록 시행착오법에 의하여 2차원 해석을 실시하므로 3차원 해석과 근사한 변위곡선을 가지도록 막장거리별 응력분배비율을 결정하였다. 따라서, 시간과 노력이 많이 소요되는 3차원 해석없이도 적절한 응력분배비율을 적용하는 경우 2차원 해석으로 터널굴진시의 3차원적인 지반거동을 평가할 수 있게 되었다.

• 한국재난정보학회 논문집
• /
• 제8권2호
• /
• pp.108-118
• /
• 2012

현재 TBM공법의 적용은 1985년 이래로 점진적으로 증가되고 있는 추세에 있다. 이 연구는 암반터널에서 탁월한 굴진실적을 갖고 있는 TBM공법의 이해와 운영발전을 위해서 TBM공법을 적용한 시공 사례의 시간손실과 TBM 굴진장의 상관관계를 분석하였다. 그리고 분석 결과를 기 분석된 국내, 미국, 일본의 현장 결과치와 비교 분석하여 TBM 굴진에 영향을 주는 요인을 분석하였고, 그 분석결과에 따른 운영개선방안을 제시하였다. 따라서 이 연구에서 제시한 개선방안은 향후 기본계획수립단계에서 TBM공법 적용 시 개략적인 지표로 활용할 수 있을 것으로 사료된다.

• 화약ㆍ발파
• /
• 제31권2호
• /
• pp.32-39
• /
• 2013

일반적으로 장공발파 방법은 과거 대규모 채탄막장이나 댐 기초굴착, 광산 등에서 행하여져 왔으나, 최근 우리나라에서 신설되는 토목터널에서 시공 효율성 및 경제성을 목적으로 많이 실시되고 있다. 고속국도제 600호선 부산외곽 고속도로 ${\bigcirc}$공구 또한 총연장 약 8km의 4차선 대단면 도로 터널로서 Type I, II, 4.4m 장공발파를 실시하는 현장이다. 그러나 당 현장에서는 발파 후 굴진율이 약 75%에 그쳐 발파 후속작업 시간에 영향을 미치게 되고 그로 인하여 전체 작업공정 시간이 증가하여 계획된 굴진을 못하는 현상이 자주 발생되었다. 본 논문에서는 당 현장에서 위 문제를 극복하기 위하여 실시된 장공발파 공법 중 천공경과 가장 밀장전 할 수 있는 ${\phi}36mm$폭약을 적용하여 굴진효율을 향상시키고 작업공정 시간을 단축시킨 사례를 소개하고자 한다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제14권4호
• /
• pp.357-374
• /
• 2012

터널 설계 시 사용되는 지반물성치는 한정적인 조사 및 시험을 통해 산정되기 때문에 불확실성을 내포한다. 본 연구에서는 최적의 지반물성치를 찾기 위해 터널의 굴진면 관찰자료와 계측자료를 활용하여 인공신경망을 이용한 역해석을 수행하였다. 우선 굴진면 관찰자료를 이용하여 연구대상 터널의 암반등급이 선정되었다. 기존연구에 대한 문헌고찰을 통해서 암반등급별로 지반물성치의 가능한 범위를 지정하여 보다 정확한 학습자료 구축을 위해 활용되었다. 또한 최적의 학습모델을 찾기 위해 은닉층 수와 각 은닉층의 노드 수를 기존연구보다 세분하여 변화시켜가며 매개변수 연구를 수행하였다. 연구결과, 기존 연구와 비교했을 때, 보다 정확한 지반물성치를 얻을 수 있었다. 따라서 계측자료 뿐만 아니라 굴진면 관찰자료를 인공신경망을 이용한 역해석에 활용하면 결과의 정확성을 높일 수 있음을 확인하였다. 향후 본 연구에서 제시된 방법론을 사용하여 지반물성치를 보다 정확하게 추정할 수 있을 것으로 기대된다.