• 터널과지하공간
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• 제10권1호
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• pp.25-32
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• 2000

본 논문에서는 기존의 불연속 변형 해석(DDA)방법에 대한 두 가지 방향의 새로운 개선 방법들이 제시되었다. 이 개선 방법들은 암반에 연속적인 하중 재하 또는 제하, 그리고 록볼트, 숏크리트와 콘크리트 가이닝에 의한 보강으로 구성되었다. 이 방법들에 의하여 추가로 개선된 새로운 DDA프로그램에 대한 몇 가지 적용 예들이 제시되었다. 또한, 경부고속철도 공사의 일부인 운주 터널의 지하굴착에 대한 시뮬레이션을 통하여 굴착순서, 그리고 록볼트와 숏코리트에 의한 보강이 터널안정에 미치는 영향을 연구하였다. 그 결과 부적절한굴착순서는 터널의 안정성에 악영향을 미치나, 록볼트와 숏크리트에 의한 보강은 터널을 안정화 시킨다는 사실을 밝혀내었다. 그 결과 두 가지 개선방법이 추가된 DDA프로그램은 지하구조물 설계에 있어서 유용한 해석방법으로 사용될 수 있다는 사실을 보여주었다. 특히 시공단계(굴착, 보강)를 보다 사실적으로 시뮬레이션 할 수 있다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제17권6호
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• pp.245-255
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• 2001

기존 개탁식터널은 굴착경사와 관계없이 터널상부에는 되메움지반의 자중이 그리고, 터널벽체에는 정지토압이 작용하는 것으로 가정하여 설계되고 있다. 그러나 개착식터널에 실제 작용하는 토압은 개착규모에 따라 다르며 이에 따라 터널라이닝의 구조적거동 또한 다르게 나타난다. 본 연구에서는 수치해석적방법을 사용하여 굴착경사가 터널라이닝에 미치는 영향을 다음과 같이 조사하였다. 첫째로, 지반범용수치해석프로그램인 FLAC2D를 사용하여 개착공법으로 시공된 기존 터널의 변형거동을 모사할 수 있는 수치해석방법을 활용하여 현장의 계측결과와 비교하므로써 수치해석방법의 타당성을 검증하였고, 둘째로, 동일한 수치해석기법을 적용하여 굴착경사가 $30^{\circ}\;, 456{\circ},\; 60^{\circ},\; 75^{\circ}%인 개착식터널에 작용하는 토압 및 변위와 터널라이닝에 발생하는 단면력을 조사하였다. 수치해석에 사용된 개착식터널은 2차로 도로터널이며, 터널라이닝과 되메움지반 사이의 마찰력을 고려하기 위하여 접합면 요소를 사용하였다. 수치 해석결과, 되메움지반과 터널라이닝 및 굴착사면 사이의 마찰력에 의한 되메움지반 내부의 아칭현상으로 인하여 굴착 경사가 클수록 터널벽체에 상대적으로 작은 토압이 작용하였으며, 이에 따라 터널라이닝의 변형, 모멘트, 전단력이 증가하였음을 알 수 있었다.

• 지질공학
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• 제25권2호
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• pp.273-280
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• 2015

강변여과수의 수평집수정 시공시 불균질성 지층에 의한 굴착 지연 등은 전체 굴착 공정에 영향을 미칠 수 있다. 본 연구에서는 안성천 지역에서 시공 중인 수평집수정의 굴착 과정에서 심도별로 취득된 입도분석 자료, 균등계수, 곡률계수를 활용하여 실제 굴착 속도를 추정하는 방안을 제시하였다. 균등계수와 곡률계수를 입력인자로 사용한 회귀식을 도출한 후 타 수평집수정에 적용한 결과, 조립질이면서 분급이 양호한 지층에 추정식이 잘 맞는 것으로 나타났다. 본 연구 결과는 중소규모의 하천을 대상으로 개발된 만큼, 향후 대하천 주변의 굴착 정보를 활용하여 추정식을 보완한다면 보다 정확한 설계 및 효율적인 시공 관리가 가능할 것이다.

• 한국방재안전학회논문집
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• 제10권1호
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• pp.19-27
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• 2017

최근 도심지에서 상하수도 등의 지중매설관 노후 및 접합 불량에 따른 누수에 의해 일어나거나, 터널굴착 및 지하구조물 시공 시 부실시공 또는 관리 부실로 인한 지하수의 유입으로 지중공동이 발생하고 이로 인하여 지반침하가 빈번하게 발생하고 있다. 이에 본 연구에서는 포화-불포화 다공성 매질에 대한 지하수 변동을 예측할 수 있는 수치모델(SEEFLOW3D)을 개발하였으며 개착식 및 비개착식 굴착 시나리오를 구성하여 지반굴착에 따른 영향을 모사하였다. 또한, 개발모델의 검증을 위해 범용수치해석 프로그램(Visual MODFLOW)과 비교 분석을 수행하였다. 그 결과 평균 오차는 -3.95~5.72%이며 정규화 된 RMSE는 0.56~4.62%로 나타났다. 향후 본 연구의 개발모델은 지반굴착 공사 시 지하수 유출량을 예측하고 이에 따른 차수벽의 최적 설계 등을 위한 해석툴로 활용 가능할 것으로 기대된다.

• 기술발표회
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• 통권2006호
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• pp.193-198
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• 2006

서울지하철 0호선 000 공구 000 정거장 구간은 버팀보 7단, 어스앵커 2단, 그리고 록볼트 3단의 개착식 가시설로 설계되어 있다. 버팀보 및 앵커 축력 계측을 위해 변형률계 및 하중계를 설치하고 연속계측 중, 4~6단 버팀보 수 개소에서 5월부터 하중이 급격히 증가하엿다. 따라서 굴착작업을 즉시 중단하고 관리기준치를 초과하는 하중이 계측된 STA.9k+750~800 구간의 5, 6단 버팀보 위치에 격간으로 총 20본(10본${\times}$2단), 그리고 STA.9k+900~920 구간의 7단 버팀보 위치에 격간으로 총 9본(9본${\times}$1단)의 버팀보를 추가적으로 설치 완료하였다. 이 때, 추가 버팀보는 선행하중잭을 이용하여 10ton의 선행하중을 재하하였으며, 향후 추가 보강 필요시 재하하중 증가가 가능하도록 조치하였다. 또한, 추가 설치된 버팀보, 그리고 이상하중이 발생된 버팀보에 계측기를 추가 설치하여 지속적으로 계측중이며, 띠장의 변위발생 구간은 스티프너 및 앵글 등을 응급조치하였다. 본 사례 연구에서는 보강 전.후의 계측결과 및 수치해석적 분석을 이용하여 가시설 굴착시 버팀보의 하중증가 원인 및 보강 효과를 규명하고, 향후 추가 굴착시의 안정성 여부를 검토해 보고자 하였다. 계측값 분석 결과, 추가버팀보 보강 후의 기존버팀보 축력 계측 결과 보강 직후 기존버팀보의 축력이 어느정도 감소하였으며, 이후 시간이 지남에 따라 축력이 더 이상 증가하지 않고 일정한 값에 수렴하는 경향을 보였다. 또한 수치해석 결과 온도 증가가 버팀보 축력증가에 미치는 영향은 버팀보 위치의 지반강성이 클수록 크며, 축력증가는 온도증가에 대체적으로 비례하였고, 추가버팀보의 보강 효과는 선행하중의 크기에 비례하는 것으로 나타났으며, 잔여굴착은 전반적으로 기존 버팀보의 축력 증가에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 따라서 추가굴착시 지속적인 계측을 수행하며, 급격한 축력증가가 관찰될 경우 현재 보강된 버팀보의 선행하중 추가 재하, 굴착에 가장 큰 영향을 받는 최하단 버팀보의 추가보강 등의 대책방안을 제시하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제20권4호
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• pp.717-729
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• 2018

연약지반 수직구 굴착 중에는 주변 지반의 하중으로 인한 굴착면의 히빙이 발생할 위험이 있기 때문에 굴착 설계 시 지반 안정성에 대한 고려가 필수적이다. 그러나 연약지반 히빙 안전율 산정은 2차원 산정식으로 수행하여야 하므로 수직구의 3차원 형상을 고려하지 못하는 문제가 있다. 본 연구에서는 수직구 굴착 시 히빙 안전율에 대한 선행 연구를 보완하여 3차원 효과를 반영하는 히빙에 대한 안전율 식을 제안하였으며, 해당 식이 기존 식에 비해 3차원 원형 수직구 굴착에서의 히빙 안정성을 더 적절하게 반영할 수 있음을 확인하였다.

• 지질공학
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• 제32권4호
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• pp.725-733
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• 2022

본 연구에서는 기존 패커를 개량한 하이브리드패커를 장착한 수압암반절개시스템을 벤치컷 공법에 적용하였다. 하이브리드패커는 주입압을 이용하여 수압파쇄균열을 생성시키고 고무패커를 팽창시켜 수압파쇄균열을 확장하고 연장시키는 두 가지 기능을 하나의 패커에 접목시킨 패커시스템으로, 무소음·무진동 수압암반절개에 효율적으로 적용할 수 있도록 설계되었다. 본 연구에서는 벤치컷 굴착을 위해 사면 최상단에 설치된 실험공과 자유면으로부터의 이격거리와 주입설정 등 실험조건을 조정하면서 현장실험을 수행하여 주입 조건에 따른 암반 굴착 효율성을 비교하였다. 5 m의 이격거리를 지닌 조건에서는 굴착이 이루어지지 않은 부분이 발생하였으나 1 m의 이격거리에서는 굴착되지 않은 부분이 발생하지 않았다. 주입압에 의해 생성된 수압파쇄균열은 대체적으로 자유면과 평행하게 발달하여 고무팽창에 의해 확장 및 연장되어 벤치컷 굴착이 용이하게 이루어졌다. 벤치컷 암반 굴착에 수압암반절개공법을 체계적으로 적용하기 위해서는 다양한 암반 상태에 대하여 실험조건을 변화하면서 현장실험 결과를 축적하여야 할 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제26권7호
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• pp.171-186
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• 2010

일반적으로 강성벽체에 비하여 연성벽체의 경우가 거동 mechanism이 상대적으로 복잡한 것으로 알려져 있으며 여기에다 버팀보 지지의 장지간인 경우 굴착단면 양쪽의 지반조건과 굴착공정의 차이가 부가되면 버팀보 축력변화 분석은 더욱 어렵게 된다. 시공과정에서 현장여건에 의한 과굴착이나 지보재의 설치지연, 지반조건의 변화 등이 발생 할 경우 특정 버팀보에 큰 축력이 발생하여 안전 시공을 위협하게 될 수 있다. 본 논문은 거의 유사한 지반조건, 굴착 및 지보조건을 갖는 동일현장의 약 50m 이격된 2개소의 버팀보 및 rock bolt 지지 장지간 연성벽체 깊은 굴착단면들의 시공과정에서 얻어진 계측결과인 지반변형 및 버팀보 축력변화 특성을 분석하고 2단면 계측결과의 유사성 및 차이점을 비교 고찰함으로써 향후 유사지반 및 동일공법 적용 project들의 설계, 시공과정에서 개선, 보완해야 할 사항 들을 제안하고자 한다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제7권4호
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• pp.343-352
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• 2005

본 연구에서는 기존의 암반 이완하중 산정 방법을 비교 분석하고, 보다 정확한 2-arch 터널 라이닝 설계를 위해 굴착으로 인해 발생하는 터널 주변의 이완영역을 보다 체계적으로 산정하는 방법을 제시하고자 하였다. 이를 위해, 터널 굴착 후 국부 안전율이 재분포된 응력으로부터 계산되었으며, 국부 안전율이 2.0 또는 3.0에 해당하는 영역을 이완영역으로 가정하여 이완하중고가 산정되었다. 본 연구에서 제시된 방법은 터널의 형상 및 지반조건에 영향을 받지 않고 이완하중고를 구할 수 있는 방법으로, 국부안전율이라는 비교적 명확한 기준에 의해 이완하중고가 산정되기 때문에, 콘크리트 라이닝 설계 시 설계자의 주관에 따라 결정되는 단점을 극복할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제18권3호
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• pp.305-318
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• 2016

본 연구에서는 ${\bigcirc}{\bigcirc}$국제공항 제2여객터미널 연결 철도 건설공사 기본설계 중 쉴드 TBM 터널 굴착 시 Gap parameter와 관련된 지반물성치의 불확실성을 평가하고, 지표침하에 대한 신뢰성해석을 수행함으로써 쉴드 TBM 설계의 적절성을 평가하고자 한다. 또한 Gap parameter에 이용되는 설계정수의 신뢰도지수 및 파괴확률에 대한 민감도를 분석함으로써, 지표침하에 큰 영향을 미치는 설계정수를 평가함으로써 최적의 설계를 수행하는데 기초 자료를 제공하고자 하였다.