• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제11권3호
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• pp.265-275
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• 2009

프리캐스트 세그먼트를 이용한 개착식 터널구조물의 설계 및 시공은 고성토 또는 광폭터널 조건에서는 시공성 및 구조적 안정성 등과 같은 단점 때문에 그 활용이 제한적이다. 따라서 시공성 및 품질관리 등 측면에서 유리한 프리캐스트 세그먼트를 이용한 개착식 터널구조물의 시공이 가장 효과적인 대안이라 할 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 수치해석기법을 이용하여 기존 3분절 리브 보강형 프리캐스트 세그먼트를 이용한 터널구조물 시공기술의 문제점 분석하였으며, 대형 정적하 중재하 실험을 통하여 개선된 리브 보강형 프리캐스트 세그먼트 구조물의 역학적 거동 특성을 분석하였다. 개선된 러브 보강형 프리캐스트 세그먼트 구조물의 극한하중은 기존 리브 보강 프리캐스트 세그먼트 구조물 대비 리브 보강단면은 55% 감소하였으나, 구조적 성능은 약 3% 감소하는 것으로 나타났다. 따라서 리브 보강에 의한 터널구조물 내공단면 축소를 최소화 및 구조물의 하중지지 효과를 크게 향상된 것으로 나타났다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제12권4호
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• pp.307-319
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• 2010

대구지하철 화재사고에서와 같이 철도터널 내 화재는 제연과 배연의 어려움으로 자칫 대형 사고로 이어질 가능성이 크다. 철도터널에서는 화재 시 안전성 확보를 위하여 정량적 위험도 평가를 통하여 방재 시설을 설치하도록 되어 있다. 이 연구에서는 터널내 화재시 정량적 위험도평가를 위해서 필요한 화재발생 표준시나리오, 화재 및 대피해석모델, 사망자 추정모델, 사회적 위험도 평가기준 등을 정립하여 철도터널에 대한 정량적 안전성 평가 기법을 제시하고자 하였다. 또한 본 연구에는 각각의 철도터널 화재사고에 대한 정량적 위험도를 평가할 수 있는 프로그램의 개발과 각종 모델을 정립하여 호남고속철도 방재시설 설계에 반영하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제11권4호
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• pp.419-425
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• 2009

최근에 저토피 및 터널 갱구부에 반개착식 공법을 적용하여 구조적인 안전성과 자연친화성을 높인 사례가 증가하고 있다. 반개착식 공법은 저토피구판에시 원지반을 터널 천단아치에 해당하는 기초까지만 굴착하고 아치형 구조달을 설치하여 복토한 후에 터널하반을 굴착하여 기존 개착공법에서 발생되는 지반 과다절취에 따른 대절토 비탈면 발생과 굴착면 보강에 따른 고비용과 불안정성 증대 문제를 해결할 수 있는 공법이다. 본 논문에서는 저토피 구간에서 반개착식으로 굴착한 Braced Rib Arch의 거동에 대하여 연구하였다. 아치형구조물의 Rib Arch는 지간이 1.8 m인 아치형 강재를 간격재는 목재를 사용하였으며 1:10의 축척으로 4.0 m(폭)$\times$3.3 m(높이)$\times$4.0 m(연장)의 크기를 가진 대형토조에서 실험을 수행하였다. 모형실험결과 아치형 구조물에 작용하는 성토하중은 기존 개착터널에서 사용하는 하부구조물의 폭에 해당하는 상부토체의 크기보다 작은 것으로 나타났다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제26권5호
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• pp.403-419
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• 2024

터널 발파에서 굴진율은 공사기간과 공사비에 영향을 미치는 중요한 요소이므로 굴진율 증대를 위한 발파공법개발 연구가 계속해서 이루어지고 있다. 본 논문에서는 굴진율 증대를 위한 새로운 발파패턴 개발을 위한 기초자료 확보를 목적으로 2, 3 자유면 발파의 굴진율과 비장약량의 차이를 비교하고자 하였다. 대형 시멘트 모르타르 시험체를 제작하여 2, 3 자유면 발파실험을 수행하고, 실험 결과를 수치해석 결과와 비교하였다. 동일 조건하에서 2자유면 발파보다 3자유면 발파 시 귤진율이 크게 증가하였고, 비장약량은 감소하였다. 본 연구의 결과는 3자유면을 활용한 발파패턴 개발에 활용될 것이며, 이를 통한 터널 및 노천 발파에 있어서의 굴진율 증대 및 천공 수와 화약량 감소 효과를 기대한다.

• 한국측량학회지
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• 제32권2호
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• pp.153-162
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• 2014

다양한 분야에서 CCTV가 널리 활용되고 있으며, CCTV의 감시 성능을 개선하기 위한 노력들이 지속되고 있다. 그러나, 정작 감시 성능을 정량적으로 평가하는 방법은 상당히 미비하다. 이에 본 연구는 CCTV 시스템이 대상 공간을 주어진 감시 목적에 부합하게 잘 감시하는가를 정량적으로 평가하는 방법을 제안한다. 먼저 대상 공간의 특정한 위치에서 특정한 방향을 바라보는 객체가 CCTV로 얼마나 정밀하게 관측되는 가를 정량적으로 나타내는 감시 해상도를 정의한다. 정의된 감시 해상도를 대상 공간에서 관심 있는 모든 위치와 방향에 대해 계산하여 감시 목적에 따라 요구되는 최적의 해상도 이상이 성취되는 비율로써 대상 공간에 대한 감시 성능 지수를 산출한다. 제시된 방법을 적용하여 대형 건물 지하주차장에 설치된 CCTV 시스템의 감시 성능을 평가하고 가시화하여 분석하고 개선하는 사례를 기술한다. 제안된 방법은 대상 공간이 감시 목적에 맞게 효과적으로 감시되고 있는지 정량화하여 평가하고, 대상 영역을 요구 성능으로 감시하기 위한 CCTV 시스템 설계의 최적화에 기여한다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제12권12호
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• pp.55-61
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• 2011

최근 최첨단 정보통신 산업의 발전과 비약적인 교통수단의 개선으로 인해 도심지의 개념이 점차적으로 확대되고 있으며, 지하공간이 대형화, 대심도화 되고 있어 구조물의 건설을 위한 지하굴착방식 또한 건설환경에 발맞춰 변화되게 되었다. 이 중 Top Down 공법은 건축계획과 연계하여 종래의 지하굴착 방식과는 다른 획기적인 방법이며, 그 중 기둥용 선기초기둥은 공사방식이나 공사기간, 공사비에서 매우 중요한 요소 중 하나이다. 따라서 본 연구에서는 이러한 건물 기둥용 선기초기둥에 대하여 현장 검증용 재하시험 결과를 기준으로 설계단계에서의 지지력 산정결과와 비교, 분석을 통해 각 검토방법별 적용성을 고찰해 보고자 하였다. 그 결과 대부분의 설계식은 재하시험 결과에 못미치는 보수적인 결과를 주는 것으로 나타났다. 또한 구조물기초 설치 후 영구하중에 대해 현장타설말뚝 두부에 작용하는 압축응력을 평가해 본 결과 전반적으로 기초와의 구속효과로 인해 작용응력이 감소하는 것으로 나타났다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제21권6호
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• pp.749-762
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• 2019

최근 들어 대도시의 교통난 해소 및 녹지공간 확보를 위해서 도로의 지하화가 추진되고 있으며, 대형차 혼입률이 낮기 때문에 소형차 전용 도로터널로 계획되거나 건설되고 있다. 또한, 도시에 건설되고 있는 터널은 간선도로의 기능을 수행하기 위해서 장대화되는 추세이다. 따라서 환기시스템의 용량이 증대하고 다양한 환기방식이 요구되고 있으며, 환기기 운전비용 등 터널준공 후, 유지관리의 중요성이 부각되게 되었다. 따라서 환기기 소비전력의 절감을 위한 운전단계의 최적화나 환기기 운전제어로직에 대한 연구의 필요성이 증대하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 소형차 전용도로 터널에 ① 제트팬방식과 조합환기방식, ② 제트팬 + 공기정화방식, ③ 제트팬 + 수직갱방식, ④ 제트팬 + 급기반횡류환기방식을 적용하여 에너지 절약적인 환기기 운전을 실현하기 위해서 운전단계 및 제어로직 최적화 방안의 필요성에 대한 연구를 수행하였다. 연구의 결과로 조합환기방식의 터널의 경우, 다양한 운전조합이 있을 수 있으며, 발생되는 환기량이 동일할 지라도 운전조합에 따라 소요동력이 크게 차이가 나며, 일반적으로 수행하고 있는 제트팬 우선 운전방식보다는 축류팬을 우선 운전하는 것이 동력절감에 효과가 있는 것으로 나타났다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제11권1호
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• pp.71-83
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• 2009

숏크리트는 터널에서 적용되는 요요한 주지보재이다. 숏크리트의 품질평가는 터널의 안전한 시공과 효과적인 운영을 위한 핵심 요소이다. 숏크리트가 암반에 적절히 타설되었다 하더라도, 막장 및 벤치부에서의 발파, 수축, 지반의 변형 등으로 인해 숏크리트 균열발생 및 배면공동 등의 문제를 야기한다. 본 논문에서는 비파괴 시험인 충격 반항 기법(Impact-Echo) 및 지하레이다 탐사(GPR)를 이용하여 경임에 타설된 숏크리트 배면의 접착상태를 평가하고자 하였다. 기존의 수치해석 연구에 대한 검증과 더불어 현장 적용성에 대한 검토를 위해 실험적 연구를 수행하였다. 숏크리트의 접착상태는 완전 접착, 접착력 상실 및 공동 조건으로 구분할 수 있다. 실내 실대형 시험체에 이 세 가지 숏크리트 접착상태를 조사하였다. 충격반향시험으로부터 획득된 신호는 시간영역, 주파수 영역, 및 시간-주파수 영역에서 각각 분석되었다. 능동적 신호 처리 기법인 Short-Time Fourier Transform(STFT)을 이용하여 숏크리트 배면의 접착상태를 효과적으로 예측할 수 있었으며, 그 결과는 기존의 수치해석 연구로부터 획득한 신호특성과 잘 부합하였다. 숏크리트 배면의 접착상태가 불량할수록 다음과 같은 특징들을 나타낸다. 즉, 주파수 영역에서 자기스펙트럼밀도가 커지며, 기하학적 감쇠비는 감소하고, 시간-주파수 영역에서 윤곽선은 시간축에 평행한 형상을 나타내며, 숏크리트 두께가 얇을수록 그 공진시간이 길어진다. 또한 본 연구에서 제시한 상관계수를 이용하여 숏크리트의 접착상태를 정량적으로 평가할 수 있다. 본 연구 결과를 바탕으로 숏크리트의 접착상태를 평가할 수 있는 평가 기법 및 평가 기준을 제안하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제16권2호
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• pp.237-248
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• 2014

TBM의 사양을 설계하고 굴진성능을 예측할 때 실대형 선형절삭시험을 통하여 설계변수를 획득하는 것이 매우 효과적인 방법인 것으로 알려져 있다. 하지만 선형절삭시험을 위해서는 대형 시편을 획득하고 큰 하중용량의 시험을 수행하는 과정에서 상당한 비용과 노력이 소모된다는 단점이 있다. 따라서 선형절삭시험을 대체하는 경험적 예측 모델, 즉 CSM모델과 NTNU모델을 사용하여 몇 가지 지수를 산정하고 이로부터 설계변수를 추정하는 경우가 많다. 본 연구에서는 압입시험 및 세르샤 마모시험을 이용하여 TBM의 사양(추력, 토크)과 굴착에 따라 소요되는 디스크 커터의 개수를 추정하는 방법에 대하여 고찰하였다. 압입시험과 세르샤 마모시험은 TBM의 설계 변수를 추정하기 위한 유용한 시험법이나 그 활용법이 연구 되고 있지 못한 실정이다. 이 연구에서는 압입시험과 세르샤 마모시험결과를 간단한 형태의 지수형태로 도출하고 이를 선형절삭시험 및 실제 굴진자료와 비교하여 상관관계를 도출하고 이로 부터 디스크 커터의 작용력 및 수명을 예측하였다. 또한 이 일련의 계산 과정을 프로그램화 하였으며, 터널의 연장 정보, TBM의 기계정보, 구간별 암석의 물성을 입력변수로 하여 구간별 굴진율과 TBM 사양 및 운영조건, 디스크 커터의 소모개수를 예측할 수 있었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제22권4호
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• pp.383-399
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• 2020

디스크커터의 간격을 최적화하는 것은 TBM 커터헤드의 설계의 핵심요소로, TBM의 굴진성능을 좌우한다. 실대형 선형절삭시험은 디스크커터의 간격 산정을 위해 가장 신뢰성 및 정확도가 높은 시험으로 알려져 있으나 실대형 실험을 위해 경제적 및 시간적 비용이 소요되는 단점이 있다. 본 연구에서는 개별요소법 기반의 수치해석 연구를 통해 암반의 일축압축강도 및 압입깊이에 따른 비에너지-S/P비 간의 경향성을 분석하였고, 17인치 디스크커터의 최적 간격을 도출하였다. 수치해석모델의 적정성을 검토하기 위하여 디스크커터에 작용되는 회전력을 CSM 모델과 비교·검토하였다. 선형절삭시험에 대한 수치해석 결과, 디스크커터에 작용되는 회전력은 CSM 모델의 이론식으로부터 도출한 회전력과 유사한 것으로 분석되었다. 5가지(50 MPa, 70 MPa, 100 MPa, 150 MPa, 200 MPa)의 일축압축강도에 대한 수치해석 결과, 암반강도가 증가할수록 디스크커터의 최적간격의 범위는 감소하는 경향을 보였으며 80~100 mm범위에서 최소 비에너지를 보이는 것으로 확인되었다. 이는, 기존에 보고된 디스크커터의 최적 간격과 일치되는 경향으로써, 본 연구를 통해 산정된 디스크커터 간격을 밑받침한다.