• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제20권2호
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• pp.29-40
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• 2019

최근 터널 시공 시 여러 위험요인을 감안하여 보다 안전한 터널의 시공을 위하여 해상이나 하상 밑의 연약지반에서, 도심터널공사나 주요 구조물 하부 통과를 위해서 기계화 시공의 빈도가 높아지고 있다. 그러나 굴착으로 인한 지표면의 침하거동 산정이 어려워 간편하게 예측하는 식이 필요한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 연약지반에 병렬로 터널이 시공되어지는 경우 침하거동에 대해 보다 간단한 식과 기존에 Peck(1969)이 제안한 이론을 근거로 연약지반 및 대구경 shield 터널에서 적용 가능한 수정식을 제안하고자 하였다. 이를 위해 최대 침하량, 지반조건에 따른 침하범위, 병렬시공에 따른 간섭 체적손실 등의 장기간의 계측값을 분석하였다. 그 결과 굴착면 상부가 퇴적점토인 연약지반에서 간편하게 최대 침하량을 산정할 수 있는 식을 제시하였는데, Peck(1969)의 식보다 국내 계측데이터에 더 적합한 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제39권4호
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• pp.5-17
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• 2023

도심지 지하굴착 공사가 대형화되면서 공사 중 안전사고에 대한 위험요인이 더욱 증가하고 있다. 이에 따라 공사현장의 위험요소를 모니터링하고 사전에 예측할 수 있는 기술이 필요하다. 굴착으로 인한 흙막이 벽체의 변형을 예측하는 방법에는 크게 경험식과 수치해석 두 가지 방법으로 분류할 수 있으며, 최근에는 인공지능 기술의 발달과 함께 머신러닝 기법을 활용한 예측 모델이 한 가지 방법으로 자리 잡고 있다. 본 연구에서는 예측력과 효율성이 우수한 부스팅 계열 알고리즘 및 앙상블 모델을 이용하여 시공 중 흙막이 벽체 변형을 예측하는 모델을 구축하였다. 지하흙막이 공사의 설계-시공-유지관리 과정에서 도출되는 자료들을 복합적으로 활용하여 데이터베이스를 구축하고, 이 자료를 토대로 학습모델을 만들고 성능을 평가하였다. 모델 성능 평가 결과, 높은 정확도로 흙막이 벽체 변형을 예측할 수 있었으며, 지반계측 자료를 학습에 활용함으로써 실제 시공과정의 특성이 반영된 예측결과를 제시할 수 있었다. 본 연구에서 구축한 예측 모델을 활용하여 시공 중 흙막이 벽체의 안정성 평가 및 모니터링에 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제11권1호
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• pp.97-105
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• 2009

3-Arch터널 시공초기인 1990년대 중반에 시공된 4개소의 3-Arch터널을 대상으로 열화발생여부를 조사하였으며, 그 결과 4개 터널 모두 중앙기둥측 상, 하선 아치부에서 발생형태가 유사한 종방향 균열이 조사되었다. 4개 터널 줄 3개소의 터널에서는 종방향 균열의 발생빈도가 높고 1개의 터널에서는 종방향 균열의 발생빈도가 낮아 이 2개군의 시공과정상 차이점을 분석하였으며 비파괴시험 및 정밀육안조사, 지반조건이 취약한 1개의 터널을 대상으로 안전성평가를 실시하여 이러한 열화들의 원인과 이에 따른 안전성여부를 판단하였다. 그 결과 안전성은 확보되었으며 중앙터널 기둥측 상, 하선아치부에 발생한 열화는 중앙터널굴착에 앞서 선시공되는 상, 하선 콘크리트라이닝의 철근배근불량과 이후의 시공단계인 중앙터널 굴착시의 영향이 큰 것으로 분석되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권5호
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• pp.15-26
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• 2003

도심지에서 깊은굴착 및 근접굴착과 관련하여 흙막이 구조물의 설계와 시공에 있어서 주변지반 및 인접구조물의 안전성 확보를 위하여 신뢰할 만한 예측기술이 요구되고 있다. 깊은 굴착 및 근접굴착에서 흙막이 구조물의 지지체에 대한 사전재하의 적용이 연구되었고, 경제적인 효과가 있음은 알려져 왔으나 많은 연구자들에 의하여 완전히 이해되거나 인정될 만한 연구는 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 흙막이 벽체의 수평변위를 억제하여 지반침하를 감소시키는 사전재하 적용의 효과에 대하여 연구를 수행하였고, 사질토지반에서 굴착주변지반의 변위 및 구조물의 손상을 예측하는 모형실험을 수행하였다. 본 연구의 수행결과는 사전재하하중 50%, 70%를 적용하였을 때, 20%의 벽체수평변위가 감소하였고, 지반침하 및 지중변위는 30%내지 40% 감소하였다. 또한 각 단계별 굴착시 사전재하하중에 따른 심도별 지중침하율 및 벽체에 작용하는 토압분포를 제시하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제8권4호
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• pp.289-305
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• 2006

본 논문에서는 굴착공법이 터널변위 거동에 미치는 영향에 대한 내용을 다루었다. 먼저 비교적 동일한 시공조건을 대상으로 중벽분할 굴착공법과 링컷공법을 비교하여 각 굴착공법에 따른 터널거동 메카니즘을 고찰하는데 초점을 두었다. 이를 위해3차원 유한요소해석을 수행하였으며, 각 공법별 해석결과로부터 막장 안정, 천단침하, 지표침하, 숏크리트 라이닝의 응력을 비교하였다. 전반적으로 중벽분할 공법을 적용할 경우 굴진과정에서 터널변위 제어에 탁월한 효과가 있는 것으로 나타났으며, 링컷공법 적용 시 지표침하 억제 효과에 보다 효율적인 것으로 나타났다. 본 연구결과를 종합하여 설계 시 고려하여야 할 주안점을 제시하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제21권10호
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• pp.99-112
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• 2005

도심지에서의 지반굴착은 배면지반의 변위와 그에 따르는 건물의 손상을 유발시킨다. 굴착에 의한 지반변위의 예측과 굴착면 주변에 위치한 건물의 손상 위험도 평가는 설계단계에서 필수적인 요소이다. 본 논문에서는 기존의 굴착에 의한 지반변위 예측기법인 Peck의 방법과 Bowles의 방법을 조합하여 지보굴착에 따르는 배면지반 변위예측방법을 제안하였다. 또한, 배면지반의 Green-field 뒤틈각과 수평변형률을 이용한 인접건물 손상위험도 평가기법을 제안하였다. 이 기법은 싱가폴에서 시공중인 대규모 지반굴착공사의 설계에 성공적으로 적용되었다.

• 농업과학연구
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• 제23권1호
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• pp.25-38
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• 1996

연약지반상에 시공되는 용 배수로 굴착사면의 안정문제를 구명하기 위하여 굴착사면의 경사에 따른 지반의 거동을 한계평형법 및 유한요소법에 의하여 해석하고 실제 현장실험과 비교 분석한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 수로에서 수위를 급강하시켰을 때 과잉공극수압의 영향으로 균열이 발생하였고, 그 이후에 공극수압의 감소는 완만하게 나타났다. 2. 연직굴착시는 굴착폭이 클수록 균열의 폭도 커지고, 굴착깊이가 깊어지면서 진행성 파괴형태를 나타냈다. 3. 연약지반에서 소규모의 굴착공사를 할 때 최소안전율은 굴착사면의 경사(1:1, 1:1.5, 1:2)보다는 점착력(1.0, 1.5, 2.0, 2.5, $3.0t/m^2$)에 더 큰 영향을 받는 것으로 나타났다. 4. 굴착이 진행되면서 소성영역이 발달하는 상부사면에서는 침하가 발생하였으며, 굴착저면에서는 히빙현상이 나타났다. 5. 최대전단응력은 저부지반으로 갈수록 크게 나타났으며, 이와같은 현상은 인장영역을 발생시켜서 국부적인 파괴 가능성을 증가시킴을 알 수 있었다. 6. 최대전단변형은 굴착깊이에 따라 증가하며, 굴착저면에서 가장 큰값을 나타내고 굴착사면의 중앙저부에 집중되는 분포형태를 나타냈다.

• 대한화약발파공학회:학술대회논문집
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• 대한화약발파공학회 2004년도 발파기술워크샵
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• pp.127-149
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• 2004

건설교통부 표준발파패턴 중 암파쇄굴착공법(pattern-1)에 해당하는 구간에서 적용할 수 있는 공법중의 하나로서 새로운 물질과 반응촉발장치를 이용하는 파암공법이다. 본 공법에 대한 이해를 돕기 위해 새로운 물질의 특성시험, 파암진동과 발파진동과의 비교 고찰하고, 각종 화약류와의 폭발소음을 비교분석 하였으며, 본 공법을 파암현장에 적용함에 있어 암질에 따른 설계기법 및 시공방법 등에 대해 연구하였다.

• 화약ㆍ발파
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• 제26권1호
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• pp.49-55
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• 2008

터널 및 지하공동 폐기물 처분시설의 건설에서 여굴을 적게하고 굴착후 잔류암반의 안정성을 높이기 위하여 TBM 및 할암기 등의 기계적 굴착공법의 적용이 제안되고 있다. 그러나 기계적 굴착공법은 경비나 시공성, 현장 적용성에 있어서 많은 제약이 따르고 있다. 이러한 단점을 보안하기 위하여 고도의 정밀제어발파공법이 제안되고 있다. 특히 노치 장약공을 이용하여 예정된 굴착면을 따라 정밀하게 파단면을 형성시키는 방법이 제안되고 있지만 아직까지 균열제어에 관련된 연구가 미흡한 실정이다. 본 연구에서는 동적파괴과정해석코드를 이용하여 암반내 노치를 가진 발파공을 모델링하여 암반의 균열발생 메커니즘과 파괴과정을 수치해석적으로 검토하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제2권2호
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• pp.23-32
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• 2001

본 연구에서는 매립토, 풍화토, 연암등으로 구성된 지반의 흙막이 가시설 시공에 쏘일네일링을 적용하였다. 굴착중 지반 및 네일의 거동특성을 분석하기 위하여 계측과 수치해석을 수행하였다. 계측은 경사계로부터 벽면의 변위를 측정하였고 변형률계를 네일에 설치하여 굴착중 발생하는 네일의 축력을 측정하였는데 네일에 작용하는 축력은 벽면의 변위와 비례하는 것으로 조사되었으며 네일에 작용하는 축력은 벽면가까이에서 최대로 측정되었다. 또한 수치해석과 실측치를 비교한 결과 벽체변위는 실측치와 일치하였으나 네일의 축력의 크기 및 축력이 발생하는 위치등은 계측치와 상당한 차이를 보이는 것으로 분석되었다.