• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제10권2호
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• pp.185-191
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• 2008

본 연구에서는 정밀한 초시설정이 가능한 전자뇌관을 이용하여 터널에서의 다단 시차 분할발파(OBM)를 실시하며 대형 대단면 지하 공간 창출 요구에 발맞추어 기존뇌관(비전기뇌관)과의 비교를 통해 진동 소음 저감효과와 시공성, 효율성을 비교 검토하자 하였다. 본 연구를 통해 전자뇌관 적용 시 진동 소음 제어 및 비산거리, 여굴량, 파쇄입도가 비전기뇌관가 비교하여 양호한 결과를 나타냄을 확인할 수 있었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제11권1호
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• pp.37-45
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• 2009

본 연구는 대형 대단면 터널 라이닝 구조물에 적용하기 위해 50 MPa급 고성능 콘크리트의 개발 및 적용을 위한 실험을 수행하였다. 이를 위해 플라이애쉬와 고로슬래그미분말을 1종 시멘트 단위량의 50%까지 치환한 8종의 배합을 선정하여, 8종의 배합의 역학적 특성에 관한 실험과 간이 단열온도 상승실험을 실시하였다. 또한 정량적인 평가를 위해 8종의 배합 중 1종 시멘트만을 사용한 배합(OPC) 및 2성분계 배합과 3성분계 배합중 각각 1종(BS30, F15S35)을 재선정하여 단열온도 상승실험과 Mock-up 실험을 수행하였다. 실물 부재 크기의 시험체의 수화열 측정결과는 유한요소해석과 비교하여 해석루틴의 신뢰도 향상을 기대할 수 있었다.

• 화약ㆍ발파
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• 제36권2호
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• pp.19-26
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• 2018

최근 환경규제에 대한 기준이 대폭 강화되고 있는 추세이다. 화약을 사용하는 현장은 발파에 의해 발생되는 소음과 진동의 영향으로 사용상 제약을 받게 되며, 보안물건이 근접해 있는 경우 대부분 기계식굴착에 의해 작업이 이루어지고 있다. 기존의 기계식굴착 구간에 대해, 발파작업에 의한 암반굴착이 확대되고 있으며 이는 전자뇌관에 의해 가능하게 되었다. 하이트로닉($HiTRONIC^{TM}$)은 한화에서 진보된 전자기술을 이용하여 생산하는 4세대 뇌관으로 높은 정밀도(0.01%)를 구현하여 초정밀발파가 가능하다. 전자뇌관의 수요처는 고속도로 및 철도현장, 대형 석회석 광산을 비롯한 도심지 터파기 등에서 널리 사용되고 있다. 본고에서는 대단면 터널에서 하이트로닉($HiTRONIC^{TM}$)를 사용하고 있는 현장의 사례를 소개하고자 한다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제8권2호
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• pp.151-163
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• 2006

대단면 터널에서 시공되는 사전보강공법에 의한 보강영역의 보강효과를 수치해석적으로 모델링하기 위한 다양한 방법이 제시되고 있지만 실무자들은 공학적인 방법보다는 경험적인 방법과 문헌을 참고하여 설계를 수행하고 있다. 따라서 본 연구에서는 상용 프로그램에서 직접적으로 적용할 수 있는 사전보강 영역의 물성치 결정에 있어서 거시적 접근법의 개념을 기반으로 미시적 접근법을 적용한 등가 물성치를 결정하는 기법을 제시하고 3차원 수치해석을 통한 실제모델 해석결과와 다른 여러 미시적 접근법들과의 비교 분석을 수행하여 타당한 보강영역 물성치 결정기법을 제시하였다. 해석 결과 구근과 강관의 병렬연결 강성이 원지반과 직렬로 연결되는 사전보강영역의 직병렬 강성 시스템과, 구근과 강관의 직렬 강성 시스템이 실해와 가장 근사한 변위를 예측하였으나 후자의 경우 그 모델링 과정이 복잡하므로 본 연구에서는 간편법으로써 직병렬 강성 시스템을 제안한다. 직병렬 강성 시스템은 천단변위에 대해 풍화암 지반에서는 약간 안전측으로, 내공변위와 지표면 변위에 대해서는 정밀모델의 결과와 거의 동일하게 거동하는 것으로 분석되었으며 풍화토와 풍화암 지반에서 동일한 변위 경향성을 나타낸다. 본 연구에서 제시된 사전보강영역의 직병렬 강성 시스템은 실제모델로 대표되는 보강지반의 거동 메카니즘을 효과적으로 나타내는 것으로 분석된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제9권2호
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• pp.109-120
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• 2007

대형 대단면 터널의 시공시 지반 변형을 억제시키고 지반의 강성을 증가시키며 차수 및 지수를 확보하기 위해 다양한 사전 보강공법들이 굴착전 막장 천단부 전방에 적용되고 있으나 물성치 결정 및 시공단계 해석에 있어서 여러 오류를 안고 있다. 본 연구에서는 탄성파를 이용하여 사전보강영역의 시간 의존적 강도 및 강성 특성을 분석하는 기법을 제시하였다. 실내실험을 통해 획득한 탄성파속도와 전단강도는 경화시간에 따라 증가하며, 전단강도와 전단강도정수는 탄성파 속도와 일정한 관계를 갖는 것으로 분석된다. 재령에 따른 탄성계수와 점착력을 터널의 시공단계에 따른 시뮬레이션에 적용하여 경시효과가 터널 변위 거동에 미치는 영향을 분석하였다. 해석결과 $1{\sim}2$일 강도 및 강성을 적용한 결과가 경시효과를 고려한 경우와 갱구부에서 유사한 거동을 하며, 특히 초기 시공부분 및 갱구부에서 터널의 안정성에 큰 영향을 미치는 것으로 분석된다. 본 연구에서 제안된 기법을 통해 향후 사전보강영역의 경시효과를 고려한 터널 거동해석을 위해 실내실험과 수치해석을 병용하여 신뢰성 있는 터널 해석 및 설계를 수행하는 것이 바람직 할 것이다.

• 화약ㆍ발파
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• 제26권2호
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• pp.64-76
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• 2008

기계화 장전시스템을 이용한 Bulk Emulsion은 외국에서는 보편화된 장약시스템으로 최근에는 국내에 보급되어 점차 사용이 증가하고 있다. 이런 Bulk Emulsion은 안전하고, 장전밀도를 증가시켜 파쇄도를 향상시킬 수 있으며, 터널발파에서 굴진효율을 향상시킬 수 있고, 발파 유해가스의 농도를 최소한 저감하여 환경친화적인 제품이라 할 수 있다. 또한, 그 종류에는 노천용과 터널용이 있으며, 사용현장 및 목적에 따라 폭약의 구성이 차이가 있으나 장전원리는 동일하다. 본 연구에서는 터널용 벌크에멀젼을 이용하여 국내 10여개 터널현장에서 본발파 및 시험발파를 실시하였고, 주요 현장의 발파 결과는 다음과 같다. 먼저, 카트리지와 비교하여 장전밀도를 $35{\sim}60%$ 증가시킬 수 있으며, 천공수는 약 $10{\sim}30%$의 절감효과가 있고, 굴진능률은 약 $8{\sim}20%$, 파쇄도는 30cm이하의 적정상차 입도 사이즈를 기준으로 약 30%정도의 증대 효과가 있었다. 또한, 발파 후가스는 약포형 에멀젼폭약의 경우 CO가 평균 34.44ppm이었으나 Bulk Emulsion의 경우 20.13ppm으로 기존 폭약 대비 58.45%수준이었고, NOx은 2ppm이하로 검측되지 않았다. 이러한 벌크 에멀젼 폭약을 이용한 기계화 장전시스템은 향후 대형 대단면 터널 현장과 $4m{\sim}5m$이상의 굴진장을 확보할 수 있는 장대터널의 장공발파현장 및 급속 시공을 요하는 현장에서 다양하게 적용될 것으로 판단된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제12권1호
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• pp.61-73
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• 2010

국외에서는 대형 대단면 지하공간을 건설할 경우 기존의 이형철근 록볼트와 병행하여 시공이 간편하고 안정성을 확보할 수 있는 케이블볼트를 적용하고 있다. 그러나 국내의 경우 케이블볼트에 대한 인식 부족 및 대형 지하공간의 부재로 인하여 기존에 사용하고 있는 이형철근 록볼트를 계속 사용하고 있으며, 또한 케이블볼트의 성능 평가 및 검증에 대한 연구도 매우 적어 현재 현장 시험시공 수준에서 머무르고 있다. 따라서 본 연구에서는 외국에서 개발된 버튼형 케이블볼트를 수장 보완하여 콘형 케이블볼트를 개발하였다. 개발된 콘형 케이블볼트의 적용성 및 성능 평가를 수행하기 위하여 이형철근 록볼트, 일반(plane) 케이블볼트 그리고 외국에서 다양하게 개선된 케이블볼트 중에서 콘형 케이블볼트와 작용 매커니즘이 비슷한 벌브형 케이블볼트를 함께 사용하여 인발성능을 평가하였다. 실험 결과, 강도 관점에서 (콘형 케이블볼트${\approx}$벌브형 케이블볼트) > 록볼트 > 일반 케이블볼트 순으로 인발강도 값이 크게 산정되었다. 따라서 본 연구에서 개발한 콘형 케이블볼트는 기존에 외국에서 개발된 고성능 케이블볼트와 동등 이상의 성능을 보였으며, 결국 실제 현장에서 지보재로서의 역할을 충분히 수행할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제9권2호
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• pp.121-131
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• 2007

최근 암반구조물의 규모가 점차 대형.대단면화됨에 따라 암반 절리면이 자유면에 노출되는 경우가 빈번하게 발생할 수 있으며 지진, 발파와 같은 외부 동적 하중의 영향을 받을 가능성이 커지고 있으므로 다양한 동적 하중조건 하에서 암반 불연속면의 거동 특성 파악을 위한 연구의 필요성이 증대되고 있다. 본 연구에서는 전단속도의 변화에 따른 편평한 화강암 전단면의 마찰특성 변화를 알아보고자 다양한 조건하에서 직접전단시험을 수행하였다. 수행한 직접전단시험은 크게 두 가지로 나눌 수 있는데 첫 번째 시험에서는 시험이 수행되는 동안 각각 7가지의 일정한 전단속도로 전단변위가 발생되도록 하여 전단속도에 따른 마찰계수의 변화를 살펴보았으며, 두 번째 시험에서는 전단변위가 발생되는 중간에3가지 형태의 순간적인 전단속도 변화가 마찰특성에 미치는 영향을 살펴보았다. 수직응력과 전단속도의 변화에 따른 편평한 화강암의 마찰계수 변화는 가해진 수직응력 수준에 영향을 받는 것으로 나타났으며, 전단속도의 변화가 마찰거동에 영향을 미치기 시작하는 전이속도는 수직응력이 증가함에 따라 낮아지는 것으로 나타났다. 또한 전단속도가 느릴수록 stick-slip 거동에서의 응력 저하 폭이 커지는 경향을 보였다. 순간적인 전단속도 변화에 따른 정상 상태에서의 마찰계수 변화를 살펴본 결과 순간적인 속도의 증가에 따라 마찰계수가 감소하는 속도 연화 현상이 나타났으며, 느린 전단속도에서 전단속도의 변화에 따른 마찰계수의 감소폭이 빠른 전단속도에서의 변화에 따른 감소폭보다 더 큰 경향을 보였다.

• 터널과지하공간
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• 제16권2호
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• pp.166-178
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• 2006

암반구조물의 대형, 대단면화에 따라 자유면에 노출된 암반블록의 거동특성 평가가 더욱 중요해지고 있으며, 최근 들어 지진이나 발파, 고속철도의 운행에 의한 진동 등으로 야기되는 동적하중의 발생빈도가 증가하는 추세이므로 동적 하중조건 하에서 암반 절리의 거동특성 파악을 위한 연구의 필요성이 증대되고 있다. 본 연구에서는 거친 절리면의 동적 마찰거동 특성 파악을 위해 인공 인장절리시료를 제작하고 3차원 표면거칠기 측정을 통해 인장절리면의 거칠기 특성을 분석하였으며, 다양한 조건에서 진동대 시험을 수행하였다. 절리면이 맞물린 조건에서 경사시험을 통해 구한 한계 경사각과 진동하중 하에서의 임계가속도로부터 역산한 정적 마찰각을 비교한 결과 동하중 하에서 정적 마찰각이 평균 $2.7^{\circ}$ 정도 낮게 산정되는 경향을 보였다. 엇물린 상태에서 진동하중에 의해 미끄러지는 암석블록의 가속도 및 변위 계측결과를 블록거동 프로그램에 의한 결과와 비교하여 동적 마찰각을 산정하였는데 동적 마찰각 역시 한계 경사각에 비해 평균 $1.8^{\circ}$ 감소하는 결과를 얻었다. 미끄러짐 변위패턴을 4가지로 분류하였으며 이는 절리면의 1차 거칠기와 관련있는 것으로 나타났다. 절리면이 맞물린 상태에서 측정된 한계 경사각과 정적 마찰각은 2차 거칠기를 표현하는 파라미터인 평균 거 각과 상관성을 가지는 것으로 보이나, 엇물린 상태에서 측정된 한계 경사각과 동적 마찰각은 거칠기 파라미터와 특별한 상관성을 파악할 수 없었다. 진동대 시험에 의한 동적, 정적 마찰각은 직접전단시험에 의한 마찰각 결과보다 작게 산정되었다.