• 터널과지하공간
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• 제17권5호
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• pp.428-434
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• 2007

터널의 굴착에 따라 발생하는 변형은 터널의 안정성 판단에 중요한 요인으로, 계측을 통해서 측정할 수 있으나 현장에서 재래식 방법에 의한 계측치는 시 공간적인 요인으로 계측결과에 차이를 나타내게 된다. 그러나 시공 중 터널에 발생하는 변위에 대한 연구는 수치해석적 연구가 대부분이며 실제 현장 계측연구는 그 사례가 많지 않다. 본 논문에서는 대상 터널에 대한 재래식 방법에 의한 내공변위 계측치와 선행변위를 계측할 수 있는 방법인 수평경사계를 설치하여 얻은 천단변위를 분석하여 상호 비교하였다. 또한 이를 통하여 시공 중 터널의 변위 발생 양상을 확인하고 굴착 중 터널의 변위 특성을 파악하고자 하였다. 수평경사계 계측의 결과는 선행변위에 대한 일반적인 거동과 잘 일치하였으며, 이 계측 자료로 전체 변위 양상을 예측할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제26권9호
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• pp.71-74
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• 2010

암반에 근입된 현장타설말뚝 시공 시, 말뚝 선단부의 위치 및 강도는 반드시 확인되어야 한다. 그러나, 실제 현장타설말뚝의 시공 시 굴착액 등으로 인하여 선단부의 위치 및 강도 확인이 힘든 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 현장타설말뚝 굴착장비에 간단히 부착하여 선단부 암반의 위치 및 강도를 측정할 수 있는 정적관입기를 개발하였다. 일련의 실내교정을 통하여 만들어진 정적암반관입기는 여러 현장에서 수행된 검증시험을 성공적으로 수행하였고, 이에 따라서 현장타설말뚝 선단부의 위치 및 강도 확인을 가능하게 하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제2권3호
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• pp.71-81
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• 2000

NATM 터널을 시공함에 있어서 정확한 지반조사 결과에 의한 설계가 요구되나, 현실적으로 완벽하게 지반조건을 파악하지 못하고 설계가 진행되는 경우가 많다. 특히 연약지반 또는 지하수의 유입이 급격히 진행되는 등의 열악한 지반과 조우하였을 때에는 현황을 최적으로 반영할 수 있는 계측결과에 기준한 적절한 보강공사 등의 터널의 안정성 확보가 요구된다. 본 보고서에서는 토사 터널 구간의 시공에 있어서, 발생한 변위량을 재현할 수 있도록 터널 계측결과를 이용한 역해석 (back analysis)을 통해 지반의 공학적 제상수를 재평가 한 후, 유한차분법을 이용한 수치해석을 이용하여 최적의 터널 안정성을 검토하였다. 또한 수치해석 결과 및 시공 현황 등을 고려하여 터널 측벽 및 하반부에 강관 일단식 그라우팅과 상반 굴착 후에 가인버트 공법 등을 적용하여 터널의 역학적 안정성을 확보한 토사구간의 굴착을 완료하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2008년도 춘계 학술발표회 초청강연 및 논문집
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• pp.59-70
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• 2008

도심지 터널의 설계, 시공 그리고 유지관리에 있어서 지반 변위 억제와 변형거동 예측은 중요하다. 국내 외 연구자들은 다양한 수치해석적인 기법과 현장 계측 결과를 이용하여 터널 시공과 관련된 변형거동 예측을 시도하였다. 하지만, 설계물성치의 산정과 지반 모델링 그리고 수치해석기법과 관련된 사용상의 어려움에 의해 아직까지 만족스러운 결과를 얻지는 못하였다. 본 논문은 수치해석적인 기법과 인공신경망을 이용하여 도심지 NATM 터널의 설계 물성치 산정과 변형거동 예측에 관한 방법을 제안하였다. 인공신경망 모델 개발을 위한 학습과 테스트과정은 데이터베이스된 수치해석결과를 이용하였다. 개발된 인공신경망 모델은 입력변수인 지반변위와 결과변수인 설계 물성치 간의 상호관계를 적절히 인식할 수 있다. 수치해석은 지반의 연화거동을 모사할 수 있는 변형률 연화모델을 적용하였다. 사례분석에 있어서 굴착 초기단계의 계측 값을 개발된 인공신경망 모델에 입력하여 설계 물성치를 계산하였으며, 수정된 설계 물성치는 수치해석을 통하여 다음 굴착단계에서의 터널 주변의 지반 변형거동을 예측하였다. 본 논문에서 제안된 방법을 토대로 시공조건이 엄밀한 도심지 터널의 설계물성치의 정량적인 평가 및 변형거동 예측이 계측이 입수된 초기 굴착단계에서 가능할 것으로 기대된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제17권4호
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• pp.415-428
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• 2015

국내의 장대터널 및 도심지내 터널시공과 시공계획이 증가함에 따라 터널굴착기술의 개발이 요구되고 있다. 국내의 터널 굴착방법으로 drilling & blasitng method가 주로 쓰이고 있는 실정이나 이 공법은 극심한 발파진동으로 현장주민의 민원과 인근 암반구조물에 피해를 입히는 단점이있다. 따라서 문제발생예측 지역에는 무발파 굴착공법인 TBM터널링을 사용하는 것이 효율적이다. 하지만 TBM 터널링은 drilling & blasitng method와 비교하였을 때 비경제적이므로 현장에서 꺼리는 실정이다. 이러한 한계를 극복하기 위하여 다양한 TBM 장비 및 시공기술이 요구된다. 또한 관련된 기술의 기준이 될 수 있는 시방서 및 설계기준의 지속적인 개정도 필요한 상황이다. 본 연구에서는 2015년 고시된 터널표준시방서내 TBM에 대한 개정 내용 및 관련 해설에 대한 내용을 다루고 있다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제13권8호
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• pp.25-33
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• 2012

터널 설계 시 해당지반에 관한 정보를 정확히 반영하는 것은 대단히 중요하다. 하지만 다양한 지형 및 지질조건을 모두 고려한 지반조사 및 시험 등은 경제적, 기술적으로 인하여 현실적으로 실시하기 어렵기 때문에 한정된 정보에 의하여 해석 및 설계를 하고 있는 실정이다. 본 연구는 도심지 및 산악지역 터널공사 시, 보다 정확한 안정성 검토 및 거동 예측을 수행하여 선정 결과에 대한 현장 적용성 여부를 판단하기 위해 인공신경망 이론의 적용을 통하여 기존 거동예측의 한계성을 극복하고자 하였다. 먼저, 현장 데이터를 확보하여 인공신경망 중 다층퍼셉트론을 연구에 적합한 구조로 구축하고, 역전파 알고리즘으로 학습시켜 적용하였다. 인공신경망을 이용한 현장적용성의 학습을 위한 자료는 터널의 지보패턴, RMR, Q, 암종, 굴진장, 굴착형태, 굴착경과일 등 터널거동에 영향을 미치는 영향인자를 고려하여 신뢰성 분석을 실시하고 선별된 계측자료의 결과를 데이터베이스화하여 사용하였다. 학습이 완료된 인공신경망 모델을 이용하여 터널시공현장의 굴착경과일에 따른 천단변위, 내공변위, 지중변위, 록볼트축력을 예측하고 현장 계측치와 비교분석을 통하여 인공신경망을 이용한 터널 시공 시 현장적용성을 확인하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제21권2호
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• pp.27-36
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• 2005

본 연구에서는 도심지 굴착 현장에 적용된 IPS(Innovative Prestressed Support) 흙막이 구조물의 거동을 파악하여 시스템의 안정성을 확인하였다. 새로운 흙막이 지보재인 IPS 띠장은 지반 굴착으로 인한 토압을 자체의 휨강성을 이용하여 버팀보에 전달하는 특징을 가지고 있다. IPS 띠장의 휨강성은 기존 굴착 공법에 적용된 띠장에 비해 월등하기 때문에 IPS 띠장을 활용하면 흙막이 벽체를 지지하는 버팀보의 설치 간격을 획기적으로 법힐 수 있으며 굴착시에 법은 작업 공간을 제공한다. 이로 인해 굴착 공사에 사용되는 강계의 물량을 줄일 수 있다. 또한 IPS 띠장에 강선의 인장력을 도입하여 선행 하중을 가함으로써 지반 굴착으로 인한 흙막이 벽체의 변형을 제한할 수 있다. 본 연구에서는 IPS 흙막이 공법을 적용한 도심지 굴착 현장에 시공 전기간 계측을 수행하여 그 적용성과 안정성을 확인하였다. 현장 계측 결과를 분석하여 혁신적인 흙막이 지보재인 IPS 띠장과 IPS 흙막이 벽체 그리고 코너 스트친의 거동을 분석하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제10권7호
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• pp.43-51
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• 2009

본 연구에서는 해안인접지역에 위치하는 연약(해성)점성토지반에서 이루어지는 굴착공사의 조사, 설계 및 연약지반과 굴착공사 시공 중 계측관리를 통하여 수집된 연구지역의 실측데이터를 분석하여, 연약점성토에 사용되는 흙막이벽과 지지공법의 선정 및 적용성, 연약지반 압밀정도에 따른 굴착공사 진행 중 변위크기와 형태 등을 관찰하고 이를 수치해석 결과와 비교하고자 하였다. 이를 위해 본 연구에서는 연구대상지역의 기반시설 확충을 위한 연약지반 처리가 완료되지 않은 상태에서 굴착공사가 진행될 때 발생된 수평변위의 특성을 분석하였으며, 이를 수치해석에 의한 변위량과 정량적인 비교를 통하여 굴착 공사시 연약지반의 압밀도가 수평변위에 미치는 연관성을 규명하였다. 그 결과, 압밀이 완료된 후 굴착공사를 진행하는 경우가 압밀중인 구간에 비하여 평균적으로 60% 이하의 변위만 발생하는 것으로 분석되어졌다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제6권2호
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• pp.171-182
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• 2004

사질토지반에서 2 Arch 터널을 굴착할 때에 중앙터널의 굴착규모와 인버트 폐합에 따른 중앙필러 및 터널 주변지반의 거동특성을 규명하기 위하여 모형실험을 수행하였다. 3개로 분리되어 수직이동이 가능한 가동판 위에 중앙필러와 모형라이닝을 설치하고 모형지반 조성 후에 가동판을 강하시켜서 중앙터널굴착을 표현하였고, 중앙터널굴착 후에 좌 우측 터널을 굴착하였으며 굴착이 완료된 2 Arch 터널 전체에 대한 가동판을 움직여서 2 Arch 터널굴착에 따른 하중전이 및 지반이완 형태는 물론 중앙필러에 작용하는 하중의 변화를 관찰하였다. 실험중에 가동판, 중앙필러 및 바닥판에 작용하는 이완하중 및 전이하중을 측정하였고, 모형터널의 내부와 지중 및 지표에 변위계를 설치하여 모형터널의 내공변위 및 지반의 변위를 측정하였다. 본 연구결과 시공순서와 라이닝의 기초부 구속조건에 따라 중앙필러가 부담하게 되는 하중의 변화를 확인하였고 2 Arch 터널굴착에 따른 하중전이 및 지반이완형태를 확인하였다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제8권4호
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• pp.81-98
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• 1992

고층건물이나 지하철등의 건설시 지하굴착을 깊게 실시하므로서 지하공간의 활용도를 증대시킬 수 있다. 이 경우 지하를 연직으로 굴착하기 위하여는 흙막이벽과 지지구조를 안전하게 설계 시공하여야 한다. 최근에는 지하굴착시 지하작업공간확보등의 이점 때문에 흙막이벽지지 구조로 앵가를 만이 사용하는 경향이 있다. 본 논문에서는 사질토지반의 지하굴착을 실시한 8개 감각현장에서 굴착을 위한 흙막이벽을 지지하기 위하여 사용된 앵카에 하중계를 부착하여 앵카의 축력을 측정하였다. 측정된 앵카축력으로부터 환산된 측방토압은 흙락이벽체의 강성에 관계없이 지표면으로 탁터 굴착깊이의 30%에 해당되는 깊이까지는 선형적으로 증가하다가 그 깊이 아래부터는 일정분포를 보이는 사다지꼴모양의 분포를 보였다. 이 일정토압 분포부분의 토압은 평균적으로 최종굴착 깊이에서의 Rankine 주동토압의 63%에 해당하거나 쳔직상개입의 17점에 해당하였다. 이 연구 결과 사질토지반의 앵카지지 흙막이벽의 앵카축력설계에 적용하기 위한 측방토압으로는 Terzaghi-Peck이나 Tschebotarioff의 경험적분포를 다소 수정하여 적용할 수 있음을 알았다.