• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제19권6호
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• pp.905-913
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• 2017

세그먼트 라이닝 설계시 고려하는 하중은 자중, 연직하중, 수평하중, 지반반력, 수압, 뒤채움 주입압, 부력 등이 있으며, 이 가운데 토압과 수압은 세그먼트 라이닝 설계시 콘크리트 강도, 세그먼트 라이닝의 두께 및 철근량 등을 결정하는데 가장 큰 영향을 미치는 주요 인자이다. 따라서 본 연구에서는 쉴드터널 시공단계별 계측결과를 토대로 세그먼트 라이닝에 발생하는 휨모멘트 계산하였으며, 이를 역해석 결과와 비교분석을 통하여 세그먼트 라이닝에 작용하는 토압 등을 분석하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제11권4호
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• pp.427-435
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• 2009

본 연구는 원형 터널에서 지반-라이닝 상호작용에 대한수학적 모델에 관한 연구를 다룬다. 정적, 동적 하중으로 인하여 터널 라이닝에서 발생하는 축력과 모멘트를 구하는 간단한 수학적 해가 제시되었다. 수학적 해를 유도하기 위하여 지반-라이닝의 경계면에서의 힘-변위 관계식을 고려하였고, 경계면에서의 상호작용을 고려하고자 새로운 계수비들을 제시하였다. 축력과 모멘트에 대한 계수비의 영향이 조사되었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제11권2호
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• pp.131-140
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• 2009

쉴드 터널의 세그먼트라이닝은 일반적으로 배수시스템을 채용한 재래식 터널과 달리, 비배수 방식을 채택하여 건설된다. 하지만 비배수 터널로 건설된 경우 시간의 경과에 따른 열화의 진행으로 누수가 증가하여, 장기적으로는 설계시 적용된 비배수 개념이 유지되지 않는다. 세그먼트 터널에서 이음부는 변위와 누수가 주로 빌생되는 부분으로, 특히 누수는 이음부를 통하여 일어나는 경우가 대부분이다 이에 본 논문에서는 전력구 터널을 모델로 선정하여 라이닝 이음부의 열화로 인한 누수가 터널의 세그만트 라이닝에 미치는 영향을 분석하였다. 이를 위해 라이닝 전반열화 조건과 이음부의 전반 열화 및 국부 열화 조건으로 설정하여 수치해석을 수행하였으며, 라이닝 이음부의 열화로 인한 누수가 기준량 초과 시 그라우트 주입구를 이용하여 재주입시 누수제어가 가능한지 여부를 수치해석을 통하여 조사하였다. 해석결과 세그먼트 라이닝 및 이음부의 누수로 인한 터널과 지반 간 수리 상호작용 메커니즘을 알 수 있었으며, 시공 중 라이닝 투수성 품질관리, 운영 중 누수관라의 기준을 설정하는데 활용할 수 있음을 확인하였다.

• 터널과지하공간
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• 제20권1호
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• pp.58-64
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• 2010

지반과 터널라이닝의 상호작용을 고려한 GLI모델은 기존의 Terzaghi 이완하중과 골조모델을 이용한 방법에 비해 터널의 2차라이닝(콘크리트라이닝)에 작용하는 지반하중을 합리적으로 경감할 수 있음이 입증된 바 있다. 이에 본 연구에서는 기존의 골조모델을 이용하여 설계된 OO선O공구의 콘크리트라이닝에 대해 GLI모델을 도입한 현장설계를 통해 경제성 및 시공성을 개선하였다. 다양한 안전측 고려사항에도 불구하고 철근량의 약 50%가 감소하여 철근자재비를 감소시킬 수 있었고 적정한 철근간격을 확보하여 콘크리트 밀실충전이 용이하였다. 지반조건이 불량한 터널일 수록 더 큰 철근량 절감효과가 있었으며, 이는 Terzaghi 이완하중이 불량한 지반에서 과도하게 산정되기 때문이다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제24권1호
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• pp.47-58
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• 2012

본 연구에서는 터널 내 통과차량에 의하여 발생하는 풍하중으로 인한 터널라이닝의 동적거동에 대하여 분석하였다. 차량으로 인한 풍하중은 목표지점을 지나가는 차량에 대하여 압력과 팽창을 나타내는 시간함수를 이용하여 모형화 하였으며, 파형강판으로 이루어진 터널라이닝은 3차원 쉘 요소를 사용하였다. 쉘 요소로 모델링된 3차원 터널라이닝의 동적해석은 많은 양의 메모리와 시간이 요구되지만 파형강판의 동적특성을 반영하는 한편 최대한 단순화된 모형을 제시하여 해석에 이용하였다. 터널라이닝의 변위를 분석하기 위해 다양한 차량 주행 조건 및 맞바람 풍속이 고려되었다. 차량과 풍속이 증가하면 응답 또한 증가하였으며, 최대변위는 차량이 120km/h로 교차주행 시 25mm로 나타났다. 연속주행 시 응답에 미치는 영향은 단독주행 응답보다 2.5% 이내로 크지 않게 나타났다. 따라서 숏크리트가 적용되지 않는 독립구조체 터널라이닝의 경우동적거동은 반드시 고려해야하는 것으로 판단된다.

• 터널과지하공간
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• 제9권4호
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• pp.296-305
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• 1999

많은 터널 현장에서 계측을 수행하고 있지만, 일반적인 역해석 방법으로 이 계측자료를 통해 라이닝에 작용하는 변형율과 응력 등의 역학량을 추정하기는 어렵다. 그 이유는 현장에서 계측이 가능한 적은 변위수로부터 라이닝의 응력상태를 추정할 수 없기 때문이다. 계측의 시간과 비용을 고려해 볼 때, 계측자료를 이용할 수 있는 기법의 개발은 시급한 연구과제라 할 수 있다. 본 연구에서는 터널계측에서 계측 가능한 소수의 변위로 전테 라이닝의 변위와 응력 등의 역학량을 계산할 수 있는 역해석 모델을 개발하였다. 역해석 방법으로서 복공 외면에 작용하는 외력의 자승이 최소화될 때 해를 구하는 방법을 사용하였다. 라이닝 외면에 작용하는 하중을 가정하여 유한요소법으로 변위와 응력을 계산하고, 여기서 얻은 몇개의 변위를 계측 변위로 가정하여 역해석 모델에 입력함으로써 절점 변위, 요소의 변형율 및 응력 등을 다시 구하였다. 처음 계산된 변위와 역계산으로 구한 변위를 비교함으로써 모델의 신뢰성을 평가하였다. 자동계측으로 라이닝의 비교적 정확한 계측을 수행하고 있는 지하철 한강 하저터널 현장에서 얻은 계측변위를 개발한 역해석 모델을 적용하여 실제 계측한 응력과 유사한 결과를 얻었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제14권4호
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• pp.309-320
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• 2012

본 논문에서는 곡률이 각기 다른 곡선터널 내 단독주행 통과차량에 의하여 발생하는 풍하중으로 인한 강재터널 라이닝의 동적거동에 대하여 분석하였다. 뒷채움이 없는 경우, 라이닝의 여유 공간에 대한 검토를 위하여 터널라이닝의 동적거동은 우선적으로 이루어 져야 한다. 풍하중의 영향을 보다 쉽게 파악하기 위하여 강재라이닝을 대상으로 하였으며 풍하중은 압축 및 흡인력으로 단순화시켜 모형화 하였다. 직선터널에 비해 곡선터널의 변위는 곡률반경이 작아질수록 작게 나타나며, 이는 곡률반경이 작을수록 변형형태의 비대칭성이 작아져 터널라이닝에 작용하는 변형에 대한 강성이 높아지는 것으로 판단된다. 또한, 주행속도가 증가할수록 응답변위도 증가하는 것으로 나타났다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제16권1호
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• pp.1-11
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• 2014

본 논문은 단선터널 라이닝의 최적 계측 측점수를 산정하기 위해 단순보 형태로 모델링하여 터널 라이닝 역해석 프로그램에 적용한 결과와 상용 프로그램에 적용한 결과를 상호 비교하여 평가하였다. 단선터널을 대상으로 터널 라이닝에 대칭 분포하중이 작용하는 경우와 비대칭 분포하중이 작용하는 경우로 가정하여 터널해석 시 널리 사용되는 상용 프로그램에 하중조건을 입력시켜 터널 라이닝의 단면 위치별 변위와 응력을 산출하였다. 산출된 변위를 계측 측점수 3점, 5점, 7점으로 터널 라이닝 역해석 프로그램에 입력시켜서 구한 응력과 변위를 비교하여 최적 계측 측점수를 산정하였다. 연구결과 실무적으로 계측 수행의 경제성과 터널 계측의 손망실률을 고려한 계측 측점수가 최소 5점은 되어야 할 것으로 판단된다.

• 터널과지하공간
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• 제9권2호
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• pp.114-130
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• 1999

최근 들어 노후화 터널 및 시공불량의 원인으로 결함이 발생하여 시공이후에 라이닝이 제기능을 발휘하지 못하여 보수, 보강, 심지어 재시공되는 사례가 발생하고 있어 이에 대한 역학적 거동 분석의 필요성이 제기되고 있다. 본 연구에서는 100G(G : 중력가속도)까지의 원심모형실험(centrifuge)을 실시하여 몇몇 라이닝들의 역학적 거동을 분석하였다. 이를 위해 강사기 (sand rainer)를 이용하여 평균적으로 상대밀도 86% 주문진 표준사 지반을 작성하였으며, 이 때 평균 정지토압계수는 평균 0.39로 나타났다. 원심모형실험의 토피 대 터널 높이비는 3으로 설정하였으며, 라이닝 재료로서 알루미늄을 이용하여, 천단부 및 어깨부 배면공동, 천단두께부족, 무인버트, 측벽결함 라이닝을 제작하여, 각종 센서로부터 라이닝 원주변형률, 휨모멘트, 축력, 라이닝토압, 지중토압, 지표침하를 계측 및 분석하였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.509-512
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• 2008

라이닝콘크리트란 터널의 영구적인 라이닝으로서 무근 또는 철근콘크리트로 구축되는 터널의 가장 내측에 시공되는 터널의 부재를 말하며. 라이닝의 목적은 터널주변 암반의 풍화방지 및 유수에 의한 지반열화 경감, 터널의 내구성 증대 등이다. 라이닝시 콘크리트는 시공불량, 내부응력, 건조수축 등에 따라 균열을 야기할 수 있으며, 콘크리트 구조물에서 발생하는 이러한 균열은 내구성의 저하와 외관의 손상을 초래하여 사용성을 저하시킬 뿐만 아니라, 균열로 인한보수비용을 증대시킨다. 본 연구는 직경이 15m 이상의 대단면 터널의 라이닝콘크리트의 실제 현장에서 발생한 균열에 대하여 발생하는 균열에 대한 구조, 재료에 대한 분석을 수행하였으며, 그 결과를 제시하므로서 합리적이고 효율적인 대단면 터널 라이닝콘크리트의 균열에 대한 대책을 제시하고자 한다.금번 검토 결과, 구조적 특성에 의한 것이 아님을 알 수 있었으며 다음과 같이 몇가지 원인에 대한대책을 통해 균열을 저감할 수 있을 것이다. 1) 하절기배합인 플라이애쉬 20% 배합으로 변경하면, 수화열 저감효과와 함께 초결시간 지연 효과도 가져올 수 있으므로 연직균열 및 수평균열에 유리한 조건을 만들어 줄 수 있을 것으로 사료된다. 2) 균열이 주로 발생된 S.L 부근의 다짐방법과 관련하여 다음과 같이 개선코자 한다. 즉, 3단과 4단투입구간(間)계면 방지를 위하여 4단 투입구를 통하여 일부 콘크리트를 타설 후 타설중지 상태에서 3단과 4단 투입 콘크리트를 같이 다짐을 실시한다. 이 때 주의할 점은 3단 타설 콘크리트의 초결 이전에 재다짐이 되어야 하므로 전체 시간을 6시간 이내에 완료해야 한다(플라이애쉬 20% 혼입 조건). 3) 일단 S.L 부근까지 콘크리트를 타설한 후, 하단부 콘크리트가 충분히 침강이 일어날 수 있도록 30분 내외 타설을 중지하였다가 후속 콘크리트를 타설토록 한다.