• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제13권4호
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• pp.319-345
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• 2011

한랭지에 건설된 터널의 경우 터널 주변지반 지하수의 동결은 동절기 터널 배수 장애의 원인이 되며 라이닝을 내공 측으로 압출시키는 원인으로 작용하기도 한다. 노르웨이 등 해외에서는 이미 한랭지에 건설되는 터널의 동해방지를 위한 단열기준을 가지고 있으나 국내에서는 아직까지 터널 라이닝 동해방지를 위한 단열설계가 도입되어 있지 않은 실정이다. 본 연구에서는 국내 도로터널의 동결 사례를 고찰하여 터널 라이닝 동해방지 대책이 필요함을 파악하였다. 또한 터널 주위의 온도분포를 파악하기 위해 화악터널에서 터널 종단길이에 따른 온도분포, 라이닝 내부의 온도, 포장면 하부지반의 온도 분포를 계측하였으며 이로부터 외기 온도변화에 따른 터널 내부 온도 분포 특성을 분석하였다. 화악터널의 온도분포 계측 결과를 바탕으로 단열재의 성능시험을 위해 인공기후실에서 단열재 설치 유무에 따른 암석시편의 열유동 실험을 수행하였다. 또한 터널 라이닝 동해를 방지할 수 있는 적정 단열재 두께를 제안하기 위해 3 차원 수치해석을 실시하였다. 수치해석 결과로부터 터널배면 지하수 동결기준으로 동결지수를 약 291$^{\circ}C{\cdot}$ Hr로 제안하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.167.2-167.2
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• 2010

본 연구에서는 지열 에너지원으로써 터널 내부 벽면의 항온성을 이용하여 터널 외벽에 텍스타일 형태의 열교환기를 설치하고 열적 거동을 평가하였다. 터널의 라이닝 부분에서는 여러 가지 요인에 의해 지하수가 터널 내부로 유입하게 되므로 지하수의 유무에 대한 열적 거동 및 유동액의 순환 속도에 따른 영향, 열교환 파이프 배열 형태에 따른 영향을 현장 시험 시공과 현장 열응답시험을 통하여 평가하고자 하였다. 또한 3-D 유한체적해석 프로그램(FLUENT)을 이용하여 숏크리트와 라이닝의 열전도도를 고려한 열교환기의 성능을 분석하였다. 수치해석 결과 열교환 파이프 주변에 지하수의 흐름이 존재할 경우 열전달이 상대적으로 더 원활히 이루어졌으며 순환속도가 빠를 때 보다 느릴수록 효율이 높게 나타났다. 또한, 파이프의 간격이 넓을수록, 파이프의 길이가 길수록 효율이 높게 나타났다. 라이닝 및 숏크리트의 열전도도가 증가함에 따라 에너지 텍스타일의 열전달 효율이 높게 나타났다. 현장 시험을 통해 비슷한 길이의 파이프가 사용된 경우, 파이프 배열 형태에 따라 수평형보다는 수직형 배열의 효율이 높게 측정되었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제8권4호
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• pp.307-324
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• 2006

본 논문에서는 운영중인 터널에 인접하여 신설터널이 시공되는 경우 터널간 상대적인 위치관계에 따른 기존터널의 라이닝에 미치는 영향에 대한 내용을 다루었다. 신설터널이 인접하여 시공되는 조건에 대해2차원 및 3차원 유한요소해석을 통해 매개변수 연구를 수행하여, 신설터널의 상대적 위치 및 굴진에 따른 기존터널 라이닝의 유발된 단면력과 변형형상의 변화경향을 분석하였다. 신설터널은 기존터널의 상부 또는 하부에 시공되는 경우 그 영향이 가장 크게 작용하는 것으로 나타났으며 측벽방향으로 수평하게 시공되는 조건이 가장 안정적으로 분석 되었다. 한편 기존터널과 교차하여 시공되는 경우 기존터널의 상부보다 하부에 신설터널이 시공될 때의 영향이 더 큰 것으로 나타났다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제13권6호
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• pp.463-499
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• 2011

지중에 건설되는 터널은 대부분 지하수위 하부에 위치하므로 지하수 처리문제는 터널의 장기운영에 있어 매우 중요하다. 배수형 터널의 경우 수리기능이 원활하면 라이닝에 수압이 작용하지 않으나 장기 운영으로 인해 배수시스템의 열화가 진행되면서 라이닝 배면에 잔류수압이 작용할 수 있다. 본 연구에서는 배수재 및 배수공 폐색 조건에 따른 터널에 작용하는 수압분포를 ICFEP프로그램을 활용하여 수치해석적으로 고찰하고 현재 적용중인 잔류수압과의 비교 분석을 통해 라이닝에 작용하는 합리적인 잔류수압 적용 방안을 검토하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제17권5호
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• pp.197-207
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• 2001

1980년대 이래 국내 터널의 시공법은 원지반의 강성을 활용한 NATM이 주를 이루고 있다. 그러나 NATM은 터널내부에 설치되는 내부라이닝의 여러 가지 문제점을 내포하고 있기 때문에 노르웨이에서는 조립식 터널 라이닝(Pre-Cast Concrete Lining, PCL)을 개발하여 현장타설 콘크리트 라이닝의 문제점을 해결하고자 하였다. 그러나 노르웨이와 같은 북유럽지역에서는 지진이 거의 발생되지 않고 있기 때문에 PCL공법 개발당시에 지진에 대한 영향을 고려하지 못하였다. 따라서 PCL공법을 국내에 도입하기 위해서는 먼저 지진에 대한 영향을 분석하여야 할 것으로 판단되므로 본 연구에서는 PCL공법 적용시 지진에 대한 안정성 평가 및 합리적 내진해석을 위한 연구를 수행하고자 하였다. PCL의 내진성능을 판단하기 위하여 먼저 국내에서 주로 많이 사용되고 있는 해석기법인 유사정적해석법과 응답스펙트럼해석법을 이용하여 분석하였으며 지반과 구조물의 상호작용에 대한 영향을 분석하기 위해 시간이력해석을 수행하여 터널심도별 PCL의 내진성능을 분석하였다. 이와 같은 방법으로 PCL의 내진해석을 수행한 결과, 부재에 발생된 응력이 허용응력 이내에서 발생되어 PCL의 내진성능을 확보된 것으로 판단된다. 또한 시간이력해석에 의한 지반-구조물 해석을 수행한 결과에 의하면 PCL의 내진성능을 확보하기 위한 터널의 최소 토피고가 터널직경에 2배 이상인 것으로 확인되었다. 또한 단순 구조물의 내진해석만으로는 PCL의 내진성능을 과소평가할 우려가 있는 것으로 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제14권3호
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• pp.341-348
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• 2002

유지관리 계측은 터널 구조물의 지속적인 안전성 확인과 최적의 유지관리가 되도록 객관적이고 연속적인 자료제공을 목적으로 한다. 최근 들어 각종 터널에 적용하는 사례가 급속하게 증가되고 있으나, 현재까지 터널에서 장기간 측정된 계측실적도 적고, 합리적인 분석방법 연구도 전무한 실정이다. 본 연구에서는 장기간 계측이 수행된 지하철 풍화대 통과 터널의 계측결과를 회귀분석하여 터널의 최종 지보재인 콘크리트 라이닝의 응력과 철근응력의 상관관계를 파악하였다. 또한, 터널 콘크리트 라이닝의 응력과 안전성의 분석을 통하여 유지관리 계측 빈도 및 관리 기준치의 현장 적용성을 검토하였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제3권4호
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• pp.320-327
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• 2015

본 연구에서는 무근 콘크리트 터널 라이닝의 품질 평가를 위해 초음파법을 사용하여 현장실험을 실시하였으며, 라이닝 콘크리트의 품질을 평가하였다. 초음파 탐사기의 센서 중심간격과 센서의 순간격을 기준으로 각각의 전달속도를 평가한 후 평균값에 대한 수렴정도를 예측하여 평균값을 초음파 전달속도로 구하면 직접법에서 얻어지는 결과만큼 신뢰성 있게 얻어질 수 있음을 보였다. 초음파속도에 의해 콘크리트 강도를 정량적으로 평가하는 방안은 신뢰성이 부족하며 초음파 전달속도에 따라 등급별로 콘크리트를 평가하는 방안이 보다 합리적인 평가 방안임을 나타내었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제20권4호
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• pp.487-493
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• 2008

산간지형이 많은 국내여건상 물류수송 및 교통 등을 위한 터널구조물의 활용성이 매우 높다. 그러나 터널굴착 및 라이닝 콘크리트구조물의 병행 시공시 굴착에 의한 진동 등의 영향으로 콘크리트구조물 초기 재령에 균열 및 내구성 저하의 문제가 발생할 수 있다. 본 연구에서는 터널 라이닝용 콘크리트 배합 선정에 있어서 3성분계 시멘트 및 최근 국내에서 개발된 나일론 보강섬유의 내구성 및 역학적 물성 증진 효과를 실험적으로 검토하였다. 실험 결과, 나일론 섬유 및 3성분계 시멘트를 혼입시 콘크리트의 전반적인 물성 및 내구성능이 증진됨을 확인할 수 있었다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제17권4호
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• pp.251-265
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• 2018

본 연구에서는 해저 터널의 특수성을 고려한 NATM 2차 라이닝의 최적 설계 시스템을 개발하였다. 해저 터널은 일반적으로 일정 수압 하의 토사나 암반 등으로 구성된 해저 지반 내에 시공된다. 본 설계 시스템은 특정 해저 터널 단면에서의 지반 조건, 시공 조건 및 터널 조건을 고려하여 인공신경망 기반의 라이닝 부재력 예측 시스템을 구축하고, 시공성이 확보된 단면 DB를 구축하여 해저터널에서 최적 단면 설계가 가능하도록 구성하였다. 단면 검토 및 설계에 사용되는 라이닝 부재력 예측은 유한요소해석을 토대로 구축한 인공신경망을 통해 일반화한 후 별도의 추가 해석이 필요없이 유사 단면의 해저 터널 설계에 적용이 가능하도록 하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제16권3호
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• pp.321-339
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• 2014

본 논문에서는 인공신경망 기술을 이용한 TBM 터널 세그먼트 라이닝의 설계 시스템 개발에 관한 내용을 다루었다. 먼저 개발 시스템에 대한 개념 및 개발 과정과 시스템을 구성하는 각 요소기술 및 개별 모듈 개발에 관한 내용을 기술하였다. 본 시스템의 요소기술인 ANN-기반의 세그먼트 라이닝 부재력 예측 시스템에 대해 그 개념과 ANN 학습과정 및 검증과정을 기술하였다. ANN-기반의 세그먼트 라이닝 부재력 예측은 유한요소해석을 토대로 구축한 DB를 ANN을 통해 일반화 한 후 개발된 엔진을 세부 모듈에 접목시켜 별도의 해석 없이 유사 단면 혹은 현장에 적용이 가능하도록 하였다. 또한 해석 대상 단면에 대하여 상용 유한요소해석 프로그램과 연계하여 해석 Input파일의 자동생성이 가능하도록 하였으며 유한요소해석 결과를 통한 단면 검토가 가능하도록 하였다.