• 터널과지하공간
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• 제13권2호
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• pp.77-86
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• 2003

유한요소해석과 통계학적인 계측결과 분석법은 교각에 근접한 터널에 대한 효과적인 시공 전후의 안정성 평가 방법이다 본 사례 연구에서는 이러한 평가방법을 고속철도 현장의 대구경터널에 적용하고 이에 대한 적용성 및 유효성을 평가하였다. 유한요소 해석결과 Pilot공법과 LW그라우팅에 의한 지반보강은 효과적인 것으로 분석되었다. 특히 2차원 해석 시 터널굴착의 재현성을 높이기 위해 3차원 해석을 통해 하중분배율 결정하는 방법을 적용하였다. 본 연구에서는 초기 계측치의 손실을 해석적 방법을 통해 복구하는 기법 및 계측결과를 통계학적 기법을 통해 모델링하는 방법을 적용하여 계측결과의 신뢰성을 높였다. 연구대상 지역의 경우 계측결과에 대한 회귀분석결과 변위모델합수는 C(t)=a[1-exp(-bt)]가 적합하였으며, 이 식을 적용하여 최종변위를 예측해 본 결과 95%이상 변위가 수렴되어 있는 상태였다. 초기 변위경향에 의한 미계측 구간의 변위량 추정에 대해서는 직선회귀식에 대한 F-검정을 실시하여 검증하였다 검증결과 F값은 10.81 ∼ 158.74, 결정계수는 0.82 ∼ 0.99로 높은 신뢰도를 가지고 있다.

• 터널과지하공간
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• 제18권5호
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• pp.366-374
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• 2008

지하수면하의 터널 굴착은 물로 인한 많은 지반공학적 문제가 나타나며, 해저터널의 경우 높은 투수성과 고수압을 나타내는 파쇄대 근처에서의 안전율 감소로 인한 침수사고를 유발될 수 있다. 이 연구에서는 유한한 폭의 투수성이 높은 구간(문제구간) 에서 터널 안전성에 대한 수압의 영향에 대하여 분석하였다. advance core 개념에 따라 막장전방의 가상 실린더에 작용하는 침투력을 모사 하였으며, 3차원 정상류 침투수 해석을 통하여 막장전방 지반의 수리적 거동에 주안점을 두고 침투력과 막장면의 안정성에 대한 문제구간의 영향을 분석하였다. 그 결과 막장면으로부터 터널의 막장면 안정성에 영향을 주는 가상 실린더의 경계면까지의 거리는 터널 반경의 약 5배 정도인 것으로 추정된다. 이 연구의 적용된 가정의 제한성에도 불구하고 문제구간의 위험성을 고려할 할 때 이 연구결과가 시사하는 바가 크다.

• 대한화약발파공학회:학술대회논문집
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• 대한화약발파공학회 2006년도 추계학술발표회 논문집
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• pp.119-140
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• 2006

발파를 통한 암반 굴착작업은 폭약의 폭발 시 발생하는 충격압과 가스압을 이용하여 암석을 파괴하며, 폭원으로 부터 3차원적으로 전파되어온 충격압에 의한 충격파는 발파에 의한 에너지의 $0.5{\sim}20%$가 탄성파의 형태로 균열대 외부의 지반속으로 전파되면서 공기매체를 타고 전달되는 것이 발파소음이다. 발파소음은 공기의 진동에 의한 음파 가운데 가청범위 ($20{\sim}20000Hz$)의 주파수를 갖는 충격성 소음으로 인체 감응에 의해 영향이 제기되는 것으로, 정신적 고통에 의한 민원발생으로 공사정지, 발파규모 축소 등으로 발파작업에 지장을 주고 있다. 본 연구는 터널발파작업에 따른 발파소음 저감을 위해 현장마다 설치하고 있는 방음시설의 설치시기와 설치방법 그리고 재질에 대하여 현장시공 사례를 통하여 고찰하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제13권4호통권56호
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• pp.107-115
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• 2009

70~80년대에 다수의 고속도로 건설과 함께 축적된 고속도로 터널에 대한 설계 및 시공기술에 비하여 철도터널의 설계는 최근들어 활발하게 이루어지고 있는 상황이다. 따라서 고속도로 터널과 철도 터널의 비교시에는 다소간의 시간적인 차이가 있는 것이 사실이다. 본 논문에서는 서로 비슷한 굴착단면적을 갖고 있으나 단면형상에서 차이를 나타내는 고속도로 2차로 자연환기터널과 선로중심간격 4.3m의 복선철도 터널에 대해 동일한 조건하에서 지보재를 설치하지 않은 경우와 지보재를 설치한 경우에 대해 수치해석을 수행하여 단면형상 차이에 따른 터널 주변암반에 발생하는 주응력크기 및 축차응력 비교를 통한 터널의 안정성을 비교 분석하였다.

• 한국건설관리학회논문집
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• 제9권5호
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• pp.186-193
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• 2008

흙막이를 지지하는 버팀대를 가설재가 아닌 주(主)구조체로 이용하는 SPS(Strut as a Permanent System) 공법이 개발되어 최근 국내 공사현장에서 활발하게 활용되고 있다. 이 공법은 건축공사 현장에서 원가절감, 공기단축, 구조적 안정성 향상, 건설환경 개선 등 다양한 이점을 주는 반면 지하층고의 증가와 철골부위 내화피복을 추가로 수행하여야 하는 문제점이 있다. 지하층고의 증가는 흙막이 깊이 및 지하 최저부위 굴착량 증가의 문제점을 유발하고, 내화피복 공사는 공사환경을 열악하게 함은 물론 공사비 증대의 요인이 된다. 따라서 본 연구는 SPS 공법의 문제점을 개선한 모듈화된 철골철근 복합 구조시스템(modularized hybrid structure system)을 제안하는 것을 목적으로 한다. 제안된 공법은 구성원리와 함께 실험을 통하여 구조적 성능을 검증되고 다양한 공사조건을 만족시키는 시공성능이 분석된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제14권7호
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• pp.5-12
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• 2013

지반을 굴착하고 지하매설물을 설치한 후 뒤채움하는 시공에 있어 뒤채움재에 의한 하중은 지하매설물의 안정성을 저감시키고, 이로 인해 각종 파손이 발생한다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 여러 산업 부산물을 이용하여 관의 변형을 일으키지 않고 소정의 강도를 가질 수 있는 뒤채움재를 개발하기 위해 다양한 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 화력발전소의 산업부산물인 석탄회를 활용한 뒤채움재를 사용하여 그 중 CLSM에 대한 물리적 특성 기준에 가장 적합한 배합비를 선택하여 현장시험을 실시하였고, 수치해석을 수행하여 실험결과의 신뢰성을 높였으며 뒤채움 후 DB-24 하중을 재하하여 하중재하 전 후의 지표침하량, 매설관의 변형률을 분석하였다. 그 결과 현장실험과 수치해석 모두 비슷한 결과를 얻었고 침하량은 2mm 이하로 나타났으며 매설관의 변형률은 최대 0.006으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제21권10호
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• pp.61-71
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• 2005

Cemented Sand and Gravel(CSG)재료는 댐 수몰지로부터 쉽게 얻을 수 있는 하상자갈과 굴착토를 물, 시멘트와 함께 혼합한 재료를 총칭하는 것이다. 최근 일본에서는 가물막이댐과 본 댐 축조공사에 CSG 재료를 활용함으로써 댐 축조에 필요한 채석장 개발과 플랜트 건설에 투입되는 제반경비와 시공 공기를 줄일 수 있게 되었으며, 석산개발에 따른 환경훼손을 완화할 수 있게 됨으로써 경제성과 환경적 측면에서 그 활용성이 주목받고 있다. 본 연구에서는 CSG 재료의 기초적인 강도특성을 파악하기 위하여 단위시멘트량를 변화시켜 다짐시험, 일축압축시험 그리고 대형 삼축압축시험을 실시하고 단위 시멘트량과 재령에 따른 압축강도, 탄성계수 그리고 응력-변형특성 등을 검토하였으며 각 인자별 상관식을 제시함으로써 CSG 공법설계 및 해석에 필요한 기초적인 자료를 제공하고자 한다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제13권4호
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• pp.163-176
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• 1997

NATM 터널에서 강지보재로 이용되어지는 H형강은 그 동안 많은 단점이 지적되어 왔으며, 그 중 하나는 숏크리트 타설시 H형강 flange 배면에 발생하는 공동으로 인하여 숏크리트를 포함 한 초기지보재의 하중지지력 저감을 들 수 있다. 이와 같은 단점을 보완하기 위하여 유럽의 많은 나라에서는 H형강 지보재와 같은 plate girder 형태의 지보재에 비하여 많은 장점을 가진 fat twice girder(격자지보)라는 지보재를 개발하여 현장에 적용하고 있다. 터널 굴착시 격자지보를 초기 지보재로서 효율적으로 사용하기 위해서는 하중지지력에 대한 심도있는 연구가 필요하다. 따라서 본 연구에서는 격자지보의 하중지지력 평가 및 검증의 일환으로 격자지보에 대한 굴곡시험과 압축시험을 수행하였다. 그 결과 격자지보는 H형강 지보재에 비하여 우수한 하중지지력을 보유하는 것으로 나타났으며, 따라서 터널 시공시 지보재로서 효율적으로 적용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제10권3호
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• pp.79-96
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• 1994

인공신경회로망을 이용하여 터널굴착설계를 위한 전문가 시스템 NESTED를 개발하였다. 이를 위하여 지하 암반의 안정성을 평가할 수 있는 신경회로망 모델과 대표적인 암반분류법인 RMR과 Q 시스템 사이의 상관관계를 결정할 수 있는 신경회로망 모델을 사용하였다. 또한 사용된 모델과 전산화된 암반분류법 프로그램이 동일한 사용자 환경을 통해 운용될 수 있도록 통합 시스템을 구성하였다. NESTED에 사용된 신경회로망의 구조는 역전파 학습 알고리즘을 채용한 다층 역전파 신경 회로망이다. 전문가 시스템에 필요한 지식기반을 구축하기 위해 이전의 현장 시공사례로 학습과정을 수행함으로써 불완전하거나 오류가 포함된 정보를 처리할 수 있는 공학 데이터베이스를 개발하였다. 일련의 실험을 통해 전문가 시스템을 현장사례에 적용해보고 여기서 출력된 결과를 문헌에 보고된 자료와 비교하였다. 이 결과 암반의 파괴거동을 추정하고 이에 따른 보강시기의 변화를 정확히 예측하는 신경회로망의 추론능력을 확인할 수 있었다. 이처럼 본 연구를 통해 개발된 신경회로망 전문가 시스템을 암반터널에 적용할 경우 부족한 지질자료에 대해 합리적인 기준을 제공하고 터널의 예비설계에 필요한 보강설계를 제시할 수 있었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제13권2호
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• pp.115-131
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• 2011

최근 들어 방재 및 환경훼손 측면을 고려하여 병설터널의 시공 사례가 증가하고 있다. 병설터널의 굴착 시 필라(Pillar)부에 응력이 집중되어 터널의 안정성이 저하된다. 필라부의 거동에 대한 기존 연구들은 주로 수치해석과 실내 모형 실험을 통한 병설터널의 거동평가 및 지표침하 경향 분석 등에 국한되어 있어서, 필라부의 정량적 안정성 평가에는 한계가 있다. 따라서 본 연구에서는 병설터널의 필라폭이 터널의 안정성에 미치는 영향을 정량적으로 살펴보았다. 이를 위해 토피고가 다른 두 단면에 대해 전단강도 감소법을 이용한 수치해석적 방법으로 구한 터널 전체 안전율, Matsuda 등이 제안한 식을 이용하여 구한 필라부 국부안전율, 및 필라부의 강도/응력비를 산정하고 결과를 분석하였다. 합리적인 병설터널의 필라부 설계를 위해, 평균 강도/응력비, Matsuda 제안식에 의한 안전율, 수치해석적으로 구한 전체 안전율이 독립적으로 사용되기보다는 유기적으로 사용되어야 할 것으로 판단되었다.