• 터널과지하공간
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• 제23권5호
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• pp.428-441
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• 2013

TBM을 적용하기 어려운 터널과 다양한 조건의 광산에서 기계 굴착장비인 로드헤더의 수요가 증가하고 있다. 하지만 우리나라에서 로드헤더의 적용 실적은 거의 전무하며, 일부 국가에서만 로드헤더의 설계 제작기술을 보유하고 있다. 따라서 본 연구에서는 로드헤더의 최적 선정과 설계를 위한 로드헤더의 굴착 원리 및 핵심설계항목들을 분석하였다. 또한 전 세계 143개의 로드헤더 설계 정보들을 데이터베이스화하고 로드헤더의 설계에 활용하기 위한 통계적인 상관관계들을 도출하였다. 마지막으로 데이터베이스에 기반하여 로드헤더를 설계하기 위한 절차를 제시하였다.

• 지질공학
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• 제8권3호
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• pp.225-234
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• 1998

지하공동의 거동은 굴착전에 암반에 존재하는 초기응력의 크기와 굴착에 따른 공동주변에서의 응력재분배에 많은 영향을 받는다. 암반과 같은 탄소성 재료인 경우 굴착으로 인한 공동주변의 거동은 응력경로의 영향을 받기 때문에 굴착방법과 순서 등에 따라 해석결과는 달라지게 된다. 따라서 지하 원자력발전소, 방사성폐기물 영구처분시설, 원유비축시설 등과 같은 대단면을 갖는 지하공동을 보다 합리적으로 설계하기 위해서는 해석과정에 굴착으로 인한 영향을 반영하는 것이 바람직하다. 본 연구에서는 굴착으로 인한 응력변화를 파악하기 위해서 유한요소법과 개별요소법에 의한 수치해석을 각각 수행하였다. 해석결과를 분석한후 합리적인 굴착단면형상, 굴착방법 및 순서, 지보효과, 다공동 굴착시 인접공동의 굴착으로 인한 영향 등을 검토하였다.

• 화약ㆍ발파
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• 제39권2호
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• pp.15-26
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• 2021

2013년부터 국산 전자뇌관이 출시되면서 많은 석산 및 건설현장에서 폭넓게 사용되어지고 있다. 도심지에서 이루어지는 SOC 프로젝트의 경우, 대부분 민원을 줄이기 위해 대심도로 설계가 이루어지는 추세이다. 대심도 굴착개발은 작업구 및 환기구 등의 시공에 많은 시간과 비용이 발생된다. 현장 인근에 보안물건이 위치한 경우, 기계식굴착공법을 적용하는 경우가 있으며, 이러한 기계식굴착방법은 암반의 강도 및 굴착장비의 성능에 따라 영향을 받는다. 기계식 굴착공법의 작업효율이 떨어지는 경우, 공사기간이 늘어나면서 비용이 증가하는 문제가 발생하고 있다. 본 사례는 도심지내 대심도 수직구 현장에서 기계식굴착공법으로 설계된 현장을 전자뇌관 발파공법으로 전환한 사례이다. 전자뇌관을 이용하여 발파소음과 진동에 대한 환경규제기준을 충족시키면서 공사기간을 단축시켰다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2005년도 지반공학 공동 학술발표회
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• pp.536-549
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• 2005

국내 대부분을 차지하고 있는 NATM의 주요원리는 주변지반의 지보효과를 활용하는 터널굴착공법이다. 따라서 실제 지반조건이 원설계조건 보다 역학적으로 불량한 경우 보강공법의 적용은 필수적이라 할 수 있으나, 합리적인 설계변경은 현실적으로 쉽지 않은 실정이다. 또한 현실적인 이유로 양방향으로 터널을 관통하는 설계법과 달리 종종 1방향 굴진으로 터널을 관통하는 경우가 있다. 그러나 이러한 1방향 굴진은 불가분 굴진 종점부에서 저토피 갱구를 향하게 되므로, 지반이 연약한 경ㅇ우 막장 붕괴의 위험이 매우 높은 것으로 알려져 있다. 본 터널은 설계 시 갱구부 지반을 풍화암과 연암으로 보고 설계 하였으나, 실제 굴착 시 확인된 지층은 핵석을 포함한 실트질모래(SP-SM)로 판명되었다. 더구나 터널굴진 방향에 있어서도 양방향 굴착이 아닌 저토피 갱구를 향한 1방향 굴진을 실시하였으며, 이러한 시공 중에 터널관통을 불과 19m 남겨둔 갱구부에서 막장부괴와 동시에 상부사면 함몰이 발생하였다. 본 연구는 토사터널 갱구부 1방향 굴진 시 발생한 막장붕괴 보강사례로서, 지상보강(시멘트밀크 그라우팅)과 갱내보강(방사상 FRP보강그라우팅) 그리고 인버트폐합을 실시하여 성공적으로 터널시공을 완료한 사례연구이다. 본 사례는 향후 토사터널 갱구부의 설계와 시공에 유용한 참고자료가 될 것이다.

• 지반과기술
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• 제10권4호
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• pp.20-31
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• 2013

본 터널 붕락 사례 연구를 종합적으로 분석해 볼때, 시공 공정 중에 발생 가능한 붕괴 및 붕락은 앞서와 같이 과거의 여러 사례들을 토대로 분석함으로서 예측 할 수 있지만, 시공 외적인 요인에 대해서는 사실상 조사, 설계, 시공 중의 오류에 의해 발생되는 것이기 때문에 파악하기 어렵다. 본 터널 붕락사례를 통해 원인을 분석 정리 하면 다음과 같다. (1) 불규칙한 지반구조적 원인 대부분의 터널 붕락을 일으키는 불규칙한 지반구조는 과거 지반구조의 침식 또는 대규모 지반운동 등 지반구조의 급속한 변화에 기인한 것이다. 터널 시공전에 면밀한 사전 지반조사와 선진 보오링 등으로 정확한 지반구조를 파악한다면 이로 인한 터널 붕락은 최소화 시킬수 있다. (2) 기획과 설계단계에서의 오류 충분치 못한 지반조사에 의한 설계 및 부적절한 시공자재 사용등으로 터널 붕락이 발생 될수 있다. 터널 굴착 주변 지반조건과 이러한 지반조건에 적합한 터널 굴착 및 보강공법 등이 터널 설계시 심도있게 검토되어야 할 가장 중요한 요소이다. (3) 시공 및 관리에서의 오류 경험이 부족한 터널기술자의 현장 감독과 현장에서 수집되는 각종 계측자료의 신뢰성 부족과 결과의 재적용 미흡으로 효율적인 계측 및 지반정보를 활용한 정밀 시공이 이루어지지 않는 것도 터널 붕락의 중요한 요인으로 분석되었다. (4) 현장관리 조사서의 표준화 부족 터널굴착공사중 붕락이 발생된 현장의 막장조사결과를 보면 조사자가 임의로 표시를 하여 각 터널별 막장조사결과가 매우 상이할 뿐만 아니라 각 터널별로 기재방법, 양식이 달라서 실제 원인분석에 활용하기가 어려운 것으로 분석되었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제4권1호
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• pp.79-90
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• 2002

현재 복개 터널 라이닝의 설계는 설계상의 간편성으로 인해 복개 터널의 라이닝에 대한 구조해석적 기법인 Rigid Frame Analysis가 널리 사용되고 있으나, 이는 되메움 지반과 터널 라이닝 사이의 상호작용(Interaction) 메카니즘을 적절히 반영하지 못하게 될 뿐만 아니라, 굴착 사면의 경사, 굴착폭 및 지표면의 경사 등에 의한 영향을 고려하지 못하는 문제점이 있다. 따라서 본 연구에서는 복개 터널구조물의 합리적이고 경제적인 설계를 위한 기본연구로써, 좁은 되메움 공간에서의 토압경감과 콘크리트 라이닝과 성토체의 상호작용을 고려하기 위하여 지반공학적 모델링 기법을 이용한 수치해석을 실시하였다. 또한 복개 터널구조물의 역학적 거동 영향인자로써 굴착사면의 경사 및 콘크리트 라이닝과 굴착사면의 이격거리 등을 고려하였으며, 각 영향인자가 복개 터널구조물의 역학적 거동에 영향을 미치는 정도를 분석하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권6호
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• pp.60-66
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• 2021

광물자원의 개발 적합성을 가늠하기 위하여 굴착 장비로 지반 굴착을 통하여 코어를 채취한다. 코어를 채취하기 위해서는 시추장비의 가장 앞부분에 굴착을 위한 비트를 설치하여 직접지반을 굴착한다. 굴착을 진행 중에 드릴 비트는 지반과 직적접인 마찰로 인하여 국부에 응력을 받게 된다. 또한 마찰로 인하여 드릴 비트의 파손이 발생할 수 있기 때문에 지반의 조건에 따라 적합한 비트의 사용이 요구된다. 따라서 본 논문에서는 시추장비에 일반적으로 사용되는 세립비트를 기준으로 현재 개발 되어있는 비트의 모델을 이용하여 각각 이종재료와 동종재료의 보강재를 삽입한 새로운 비트 모델의 형상 및 재질을 비교·분석하였다. 그리고 세립비트의 형상을 각각의 형태로 모델링하여 절삭에 필요한 경도 및 항절력을 이론적 수식을 이용하여 계산하여 적합성을 확인하였다. 또한 기존의 모델과 새로운 형태의 설계모델을 Amsys Program을 이용하여 FEM해석을 실시하여 응력과 변형률을 계산한 결과, 응력이 1.92E+7Pa, 변형율 9.6E-5m/m인 응력과 변형율이 최소화된 새로운 모델을 설계하였고 그에 따른 세립비트 형상 및 구조의 최적화 설계를 진행하였다.

• 터널과지하공간
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• 제10권3호
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• pp.278-290
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• 2000

불연속면이 발달한 암반 내에서 터널을 굴착하는 경우 불연속면을 고려한 터널의 역학적 안정성을 검토하는 것이 중요하다. 불연속 암반 내에 터널을 굴착하게 되면 대부분의 거동은 불연속면에서 발생하게 된다. 이는 암반블록보다 암반 내 불연속면의 강성이 현저하게 작기 때문이다. 불연속면을 고려한 터널의 안정성 해석은 암반을 연속체로 가정할 때 필요한 입력변수 외에 여러 종류의 입력변수가 추가로 필요하다.(중략)

• 한국지반공학회지:지반
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• 제5권3호
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• pp.29-38
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• 1989

도시내 지하굴착공사에 저진동, 저소음의 장점이 있어 많이 사용될 수 있는 주열식 흙막이벽편 말뚝의 설계법이 제안되며, 그 실용성이 설계례를 통하여 검토된다. 먼저 점성토지반 속에 설치된 주렬식 흙막이말뚝의 저항력 산정식이 굴착 저면을 기준으로 상부와 하부지반에 대하여 각카 제시 된다. 이 산정식의 특징은 지반특성과 말뚝의 설치간격을 합리적으로 고려할 수 있자는 점이다. 이 저항력 산정식을 활용하여 흙막이 말뚝의 안정해절법이 확립된다. 흙막이 말뚝의 설계는 말뚝의 안 정성과 지반의 안정성을 동시에 만족시키는 범위에서 책시되며, 지반의 안정성 검토시에는 굴착 저 부에서의 정토지반 융기현상에 대한 안전검토도 실시된다.

• 지질공학
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• 제14권3호
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• pp.287-300
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• 2004

Visual Modflow를 이용하여 터널 굴착 시 터널 내 지하수 유입 량과 영항반경에 영향을 미치는 수리 인자들에 대한 민감도 분석을 수행하였다. 터널의 심도 및 수리전도도의 민감도가 가장 크게 나타났으며, 굴착 후 경과 시간에 따라 민감도의 순위가 달라지는 것으로 분석되었다. 비산출률의 경우 굴착 후 시간이 경과함에 따라 민감도가 지속적으로 증가하는 것으로 나타나 배수형 터널 설계 시 수리전도도와 함께 중요하게 고려되어야 할 변수인 것으로 밝혀졌다. 터널굴착 및 방수 처리 과정을 모사할 수 있는 부정류 모델링 기법을 제시하였으며, 실제 터널 설계 지역에 적용하여 굴착과정에서 발생하는 터널 내 지하수 유입량 주변 지역 지하수계의 변화를 예측하였다. 예측 모델의 결과는 모델 보정을 통하여 설정한 수리 전도도에 매우 민감하므로, 사후 모니터 링을 통한 모델 검증이 요구된다.