• Tunnel and Underground Space
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• v.34 no.5
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• pp.599-618
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• 2024

This study investigated the effects of microwave irradiation on the physical properties of basalt to explore its potential as an efficient technique for lunar surface and deep excavation. Experiments were conducted to measure changes in P-wave velocity, Leeb hardness, Schmidt hammer rebound hardness, Cerchar Abrasivity Index (CAI), Uniaxial compressive strength (UCS), Young's modulus, and temperature of basalt specimens according to microwave irradiation time. Results showed that microwave irradiation induced microcracks in basalt and reduced its physical strength. Notably, after 5 minutes of microwave irradiation, UCS and Young's modulus decreased significantly. P-wave velocity also decreased markedly with increased irradiation time, indicating internal structural weakening of the rock. This is primarily attributed to thermal stress induced by microwave penetration into the rock and crack propagation due to differential thermal expansion between minerals. By confirming the rock weakening effect of microwave irradiation under conditions similar to the lunar environment, this study suggests the possibility of greatly improving the efficiency of lunar surface and deep excavation operations.

• Tunnel and Underground Space
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• v.15 no.1 s.54
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• pp.22-27
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• 2005

This paper presents an article explaining a TBM project overall in Norway. The paper which published in Norwegian TBM Tunnelling by Norwegian Soil and Rock Eng. Assoc. in 1998, contains most of the items considered in TBM tunnelling. New powerplants, tunnels and dams have been built at Meraker in Central Norway. A total of 44 km of tunnels with cross sections varying from $7\;m^2\;to\;32\;m^2$ have been excavated in hard rock formation. Tunnel of 10 km with the 3.5 m diameter was excavated by a HP TBM in a year. his project gives the special attention to the TBM drive and equipment selection, including planning, site organization and performance.

• Proceedings of the Korean Society for Rock Mechanics Conference
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• 2002.03a
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• pp.19-26
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• 2002

서울시에 건설될 새로운 내부 남부순한 도로는 제2 성산대교와 서쪽의 주요 고속화 도로를 연결하는 초고속 도로망을 구축할 것이다. 노선연장은 지하구조물 10.4km를 포함하여 총 34.8km에 달한다. 도로망이 완성되면 수도 서울 중심가의 심한 교통체증은 상당부분 완화 될 것이다. 공사비 7000억원에 이르는 대규모의 서울 남부순환 도로는 3차선 병렬터널 3개 공구를 포함하는 것으로 계획되어졌다. 이들 터널은 3차선, 일방향, 병렬터널로서 계곡부를 관통하며 굴착공법은 대부분 발파공법으로 계획되어져 있다. 가장 긴 관악터널은 지질조건이 복잡하며 따라서, 이런 지반에 적용성이 좋은 발파공법에 의한 굴착으로 계획되어졌다. 특히, 갱구부는 지질상태가 매우 불량하여 풍화암 자연상태로 설계하는 것이 불가능하였다. 설계자들은 터널 화재와 교통사고 등과 같은 터널내에서의 긴급상황에 대한 최적의 대책 수립에 중점을 두어야만 했다. 관악 터널 상부에 위치한 수로관을 통과하는 방법을 찾는 것이 당면 최대 관건이었다. 또한, 갱구부 주변지역의 환경을 보존하고 현장의 자연적인 아름다움 을 유지하기 위하여 굴착량을 최소화하는 공법선정이 중요하였다.

• Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association
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• v.11 no.4
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• pp.419-425
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• 2009

Recently, the number of shallow tunnel construction increases to improve the structural safety and environment-friendliness. In Semi-Cut and Cover Method, ground is excavated to the crown arch level and braced rib arch is set to backfill before the excavation of lower face. Semi-Cut and Cover Method is proposed to solve the problems occurred by the conventional Cut and Cover Method, such as unstability, high-cost and the large cutting slope to be reinforced. In this paper, the behaviors of Braced Rib Arch in shallow tunnel excavated by semi-cut and cover method was studied. Model tests in 1:10 Scale were performed in real construction sequences. The distance between supports of rib arch was 1.8 m and the length of spacer was 1.0 m. the size of test pit was 4.0 m (width)$\times$3.3 m (length) 4.0 m (height) in dimension. Tests results show that backfill load acting on arch was smaller than that in the conventional Open-Cut Method.

• 지반과기술
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• v.10 no.4
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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.

• Proceedings of the Korean Geotechical Society Conference
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• 2005.10a
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• pp.629-638
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• 2005

본 연구대상 사면은 연장이 300m이고 최대 사면높이가 80m에 달하는 대절토 사면으로 서 총 11 소단으로 이루어져 있으며, 전 사면에 걸쳐 Soil Nail 공법으로 보강이 되어있다. 사면 상단부에 설치된 2개의 경사계를 이용하여 주기적으로 사면의 수평방향 변위 계측을 실시하던 중, 사면 하부의 소단 굴착과정에서 상대적으로 급격한 사변경사 방향의 수평변위가 발생한 것을 확인하였다. 본 연구에서는 사면의 수평방향 변위 계측결과 분석 및 대상 사면에 대한 수치해석을 통하여 사면의 안정성 여부를 판단하고자 하였으며, 굴착단계별 수평방향 변위량 및 변위 양상을 분석함으로써 급격히 증가한 변위의 원인을 파악하였다. 수치해석을 통해 나타난 사면 굴착 단계에 따른 사면 토체의 소성영역을 도시한 결과, 사면 전체에 걸쳐 대규모 파괴면이 나타났으며 파괴활동면이 Soil Nail 로 보강된 영역의 바깥쪽에 위치하여 사면 안정성 확보를 위한 대책방안이 수립되어야 할 것으로 판단되었다. 또한 보다 자세한 원인 규명을 위한 확인 시추조사를 실시하여 하부 지층 특성을 파악하였으며, 하부에 풍화가 심하고 절리 및 균열이 심한 파쇄구간이 분포하고 있음이 확인되었다. 연구 대상 사면의 변위 계측 결과, 수치해석 결과, 확인 시추 조사 결과 및 예상되는 사면 활동의 규모 등을 고려할 때 사변의 안정성 확보를 위한 대책방안이 수립되어야 하며, 본 사면은 억지말뚝과 Ahchor 공법 적용이 가장 적절할 것으로 판단되었다.

• Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association
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• v.4 no.4
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• pp.277-286
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• 2002

Most of the problems in dealing with the tunnel construction are the uncertainties and complexities of the stress conditions and rock strengths in ahead of the tunnel excavation. The limitations on the investigation technology, inaccessibility of borehole test in mountain area and public hatred also restrict our knowledge on the geologic conditions on the mountainous tunneling area. Nevertheless an extensive and superior geophysical exploration data is possibly acquired deep within the mountain area, with up to the tunnel locations in the case of alternative design or turn-key base projects. An appealing claim in the use of artificial neural networks (ANN) is that they give a more trustworthy results on our data based on identifying relevant input variables such as a little geotechnical information and biological learning principles. In this study, error back-propagation algorithm that is one of the teaching techniques of ANN is applied to presupposition on Rock Mass Ratings (RMR) for unknown tunnel area. In order to verify the applicability of this model, a 4km railway tunnel's field data are verified and used as input parameters for the prediction of RMR, with the learned pattern by error back propagation logics. ANN is one of basic methods in solving the geotechnical uncertainties and helpful in solving the problems with data consistency, but needs some modification on the technical problems and we hope our study to be developed in the future design work.

• Proceedings of the Korean Society for Rock Mechanics Conference
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• 2001.10a
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• pp.25-36
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• 2001

록볼트의 작용효과는 지반이 굴착되어 안정화되는 초기 1달간이 가장 중요하고 품질관리 문제는 지반조건에 따라 부식에 대한 문제가 있으나, 기존의 전면접착형 록볼트의 경우도 작업여건상 그 확실성은 떨어지는 것이 현실이다. 또한 작업이 시간소모가 크고, 볼트의 지지효과도 충진재가 고결되어야 발효되는 약점을 갖고 있어, 일본, 말레이시아, 유럽 등에서 전면 마찰형 즉시 지보기능이 가능한 Swellex Bolt를 영구지보재로 사용하고 있는 경향이 있다. 기존의 전면 접착형 SN Bolt(이형철근)로써 Grouting 몰탈볼트와 Cem Bolt로 설계된 장대·대단면 도로터널 지보재를 현대식 Swellex Bolt로 대체 설계변경이 가능한 것인지에 대하여 볼트의 지지력 시험(Pullout Test), 볼트재질의 내구성 연구 및 설계변경에 따른 수치해석 등을 실시하여, 볼트로써 지지력을 확인하고, 재질의 안전성을 조사한 후 시공 사이클 타임을 줄이며, 견고하고 시공성이 우수한 Swellex Bolt로의 설계변경을 제안하게 되었다.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.29 no.4D
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• pp.555-561
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• 2009

In lieu of section profile data, a fitting of the bored tunnel shape is more significant confirmation for maintenance of a tunnel. Before the permit on the completion of a tunnel, deformation of the completed tunnel with respect to the design model are considered. And deformation can be produced at continuously along the entire of the tunnel section. This study firstly includes an analysis of algebraic approach and test it with an observed field data. And then a number of methods, line search method, genetic algorithm, and pattern search methods, are compared with the 3D tunnel shape fitting. Algebraic methods can solve a simple circular cylinder type as like a railway tunnel. However, a more complex model (compound circular curve and non circular) as like a highway tunnel has to be solved with soft computing tools in the cause of conditional constraints. The genetic algorithm and pattern search methods are computationally more intensive, but they are more flexible at a complex condition. The line search method is fastest, but it needs a narrow bounds of the initial values.

• Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association
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• v.19 no.6
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• pp.887-903
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• 2017

Lots of shallow tunnels are constructed in the mountainous areas where the stress distribution in the ground around tunnel is not simple, also the impact of stress conditions on the longitudinal load transfer characteristics is unclear. The tunnel construction methods and the ground conditions would also affect the longitudinal load transfer characteristics which would be dependant on the displacement patterns of tunnel face. Therefore, in this study, the slope of the ground surface was varied in $0^{\circ}$, $10^{\circ}$, $20^{\circ}$, $30^{\circ}$, and the longitudinal load transfer depended on the deformation conditions of tunnelface (that were maximum deformation on the top, constant deformation, and maximum deformation on the bottom), and the stress distribution at tunnelface. As results, when the tunnelface deformed, the earth presure on the tunnelface decreased and the load at tunnel crown increased. The load transferred on the crown was influenced by the earth presure on tunnel face. Smaller load would be transfered to the wide areas when the slope of ground surface decreased. When the slope of ground surface became larger, the longitudinal load transfer would be smaller and would be concentrated on tunnelface, In addition, the shape of the transferred load distribution in the longitudinal direction was dependant on the deformation shape of tunnelface. The deformation shape of tunnelface and stress conditions in longitudinal sections would affect the shape and the magnitude of the load transfer in the longitudinal directions.